İşte, çoklu evrenlerin var olup olmadığına dair kendisinin son sözleri.
Çığır açan fizikçi Stephen Hawking, aramızdan ayrılmadan önce titrek şekilde yanan son bir ihtişam parçası bıraktı bize: Leuven Üniversitesinden Thomas Hertog’ın eş yazarlığını yaptığı, Evren’in kökeni üzerine son kuramını anlattığı son tezini.
Çarşamba günü Journal of High Energy Physics bülteninde yayınlanan tez, Evren’in, mevcut çoklu evren kuramlarının öne sürdüğünden çok daha az karmaşık olduğunu iddia ediyor.
Tez, ilk defa 1979 yılında ortaya konan ve 1981 yılında yayınlanan, sonsuz genişleme olarak adlandırılan bir kavrama dayanıyor.
Evren, Büyük Patlama’dan sonra üssel bir genişleme dönemi geçirmiş. Ardından yavaşlamış ve enerji, madde ile ışınıma dönüşmüş.
Ancak sonsuz genişleme kuramına göre, bazı uzay kabarcıkları genişlemeyi durdurup veya durma eğrisinde yavaşlatıp, küçük ve fraktal bir sabit uzay çıkmazı oluşturmuş.
Bu arada, kuantum etkileri sebebiyle diğer uzay baloncuklarında genişleme hiç durmuyormuş ve bu durum, sonsuz sayıda çoklu evrene yol açıyormuş.
Bu kurama göre, gözlenebilir Evren’de gördüğümüz her şey, bu balonların sadece bir tanesinde yer alıyormuş; burada genişleme durmuş ve yıldızlar ile galaksilerin oluşmasına imkan doğmuş.
Hawking şöyle açıklıyor: “Sonsuz genişlemenin klasik kuramı, evrenimizin küresel olarak sonsuz bir fraktala benzediğini ve bunun da genişleyen bir okyanus ile ayrılmış, farklı evren keselerinin oluşturduğu bir mozaik olduğunu öne sürüyor”
“Yerel fizik ve kimya kanunları, bir evren keselerinden diğerine değişiklik gösterebiliyor. Bu evren keseleri, hep beraber çoklu bir evren oluşturuyorlar. Ancak ben hiçbir zaman çoklu evren hayranı olmadım. Eğer çoklu evrendeki farklı evrenlerin ölçeği büyük veya sonsuz ise, kuram test edilemez.”
Hatta geçen yıllarda, sonsuz genişlemeyi ilk ortaya atanlardan biri bunu inkar etmişti.
Princeton Üniversitesinde fizikçi olan Paul Steinhardt, kuramın çözmesi gereken sorunu çözmeyip (yani Evren’i her yerde gözlemlerimizle tutarlı hale getirmeyip) bu sorunu yeni bir modelin üzerine yüklediğini açıkladı.
Hawking ve Hertog şimdi sonsuz genişleme modelinin yanlış olduğunu söylüyorlar. Bunun sebebi, Einstein’ın genel görecelik kuramının kuantum ölçeklerde bozulması.
Hertog şöyle açıklıyor: “Genel itibariyle sonsuz genişlemenin sorunu, arkaplanda Einstein’ın genel görecelik kuramına göre evrimleşen bir evren bulunduğunu varsayması ve kuantum etkilerine de, bu evren etrafındaki küçük dalgalanmalar olarak davranması”
“Fakat sonsuz genişlemenin dinamikleri, klasik fizik ve kuantum fiziği arasındaki ayrımı ortadan kaldırıyor. Sonuç olarak Einstein’ın kuramı, sonsuz genişlemede yıkılıyor.”
Yeni kuram ise sicim kuramına dayanıyor. Sicim kuramı, parçacık fiziğinde bulunan nokta benzeri parçacıkları küçük ve titreşen tek boyutlu ipliklerle değiştirerek, genel görecelik ile kuantum kuramını uzlaştırmaya çalışan iskeletlerden birisi.
Sicim kuramındaki holografik ilke, bir uzay hacminin daha düşük boyutlu bir sınırda tanımlanabileceğini; bu yüzden evrenin bir holograma benzediğini ve 3 boyutlu alanlardaki fiziksel gerçekliğin, matematiksel olarak bu yüzeylerde 2 boyutlu yansıtımlara indirgenebileceğini öne sürüyor.
Araştırmacılar bir çeşit holografik ilke geliştirdiler ve bu sayede zamansal boyutu sonsuz genişlemede yansıtarak, genel göreceliğe bağlı kalmadan bu kavramı tanımlama olanağı elde ettiler.
Bu durum daha sonra, sonsuz genişlemeyi matematiksel olarak Evren’in başlangıcında bulunan uzaysal bir yüzey üzerindeki zamansız bir duruma indirgemelerini sağladı; yani sonsuz genişlemenin bir hologramına.
“Evrenimizin evrimini zamanda geriye doğru takip ettiğimizde, bir noktada sonsuz genişlemenin eşiğine varıyoruz ve burada, zaman kavramının anlamı sona eriyor” diyor Hertog.
1983 yılında Hawking ve bir başka araştırmacı olan fizikçi James Hartle, ‘sınır bulunmayan kuram‘ veya ‘Hartle-Hawking durumu’ olarak bilinen şeyi öne sürdü. İddialarına göre, Büyük Patlama’dan önce uzay vardı fakat zaman yoktu. Bu yüzden Evren başladığı zaman tek bir noktadan genişledi ancak Evren’in bir sınırı bulunmuyor.
Yeni kurama göre ise, ilk zamanlardaki Evren’de bir sınır vardı. Hawking ve Hertog, bu sayede Evren’in yapısı hakkında daha güvenilir tahminler türettiler.
“Evren’imizin en büyük ölçeklerde, makul bir şekilde düzgün ve küresel şekilde sınırlı olduğunu tahmin ediyoruz. Bu yüzden, fraktal bir yapıda değil” demişti Hawking.
Bu sonuç, çoklu evrenleri çürütmüyor ancak onları çok daha küçük bir alana indirgiyor; yani çalışma, diğer fizikçiler tarafından tekrarlanabilir ve onaylanabilirse, çoklu evren kuramını test etmek gelecekte daha kolay olabilir.
Hertog, sonsuz genişlemenin oluşturmuş olabileceği kütleçekim dalgalarını arayarak bunu test etmek istiyor.
Bu dalgalar, LIGO’nun tespit edemeyeceği kadar büyük fakat gelecekte LISA gibi uzay temelli kütleçekim dalgası girişim araçları ve evrensel mikrodalga arkaplan üzerinde yapılacak çalışmalar, bunları ortaya çıkarabilir.
Takımın araştırması, Journal of High Energy Physics bülteninde yayınlandı ve arXiv üzerinde tam haliyle okunabilir. İyi şanslar.
ScienceAlert
Çok güzel bir yazı olmuş :)