Konu 53: Sıfır ve Kuantum Boşluğu

Fizikçi Michio Kaku, Big Think’te şunları söylemiştir: “Higgs bozonunu bulduk, peki, önümüzdeki soru ‘Sırada ne var?’. Büyük Hadron Çarpıştırıcısı, çevresi 27 mil olan, 10 milyar dolar maliyetli bu makine, gelecek nesil parçacıkları üretmeye yetecek kadar büyüktür. Dolayısıyla Higgs bozonu, bir anlamda, tüm fiziğin, adına Standart Model denen fiziğin, bize kuarkları ve elektronları veren eski fiziğin jübilesidir. Yeni teori bizi karanlık maddeye götürecektir. Şu anda karanlık maddenin var olduğunu biliyoruz. Karanlık madde görünmez, dolayısıyla elimde tutarsam görmezsiniz. Aslında parmaklarımın arasından geçer, ayağımın altındaki sert zeminin içinden gidip Çin’e kadar yol alır ve aksi yönden Çin’den buraya New York şehrine geri gelir, bu şekilde gidip gelir. Karanlık maddenin kütle çekimi vardır. Ancak görünmezdir ve elimizde karanlık maddenin gerçekte ne olduğuna dair bir ipucu yoktur. Bugün karanlık madde için önde gelen adaya ‘sparticle’ [süpersimetrik eş] deniyor. Sparticle, sicmin gelecek oktavıdır. Şimdi bir etrafınıza bakın. Etrafınızdaki her şey, bize göre, titreşen bir sicmin, bir anlamda, en düşük titreşiminden başka bir şey değildir. Fakat bir sicim elbette daha yüksek oktavlara, daha yüksek notalara sahiptir. Karanlık maddenin aslında sicmin daha yüksek bir titreşiminden başka bir şey olmadığını düşünüyoruz. Dolayısıyla bizce evrenin %23’ü -ki bu karanlık maddenin evrene katkısıdır- sicmin daha yüksek bir oktavından gelmektedir. Şu anda pek çok kez doğrulanan Standart Model, evrenin sadece %4’ünü temsil etmektedir. Yani atomlar, protonlar, nötronlar, nötrinolar evrenin -var olanın- yalnızca %4’ünü temsil ediyor. Evrenin %23’ü, sicmin sıradaki yüksek titreşimi olduğunu düşündüğümüz karanlık maddedir. Evrenin %73’ü karanlık enerjidir. Karanlık enerji hiçlik enerjisi, vakum enerjisidir. Uzayda iki cisim arasında galaksileri birbirinden uzaklaştıran karanlık enerji dışında hiçbir şey yoktur. İnsanlar evrenin genişlemesi konusunda iki şey söylerler: ‘Galaksileri birbirinden ne uzaklaştırıyor?’ ve ‘Evren neye genişliyor?’. Galaksileri birbirlerinden uzaklaştıran şey karanlık enerji, yani hiçlik enerjisidir. Vakumun bile galaksileri birbirlerinden uzaklaştıran enerjisi vardır. Evren neye genişliyor? Eğer evreni küre gibi düşünürsek ve biz kürenin üstünde yaşıyorsak ve küre genişliyor, küre neye genişliyor? Açık bir şekilde bir köpük, bir balon üzerinde yaşayan insanlar iki boyutlu olsa da üçüncü boyuta genişler. Peki evrenimiz neye genişliyor? Hiper uzaya, görebilip dokunabileceğinizin ötesinde bir boyut. İşin aslı Sicim kuramı, 11 boyutlu bir hiper uzay olduğunu tahmin etmektedir. Yani biz, sabun köpüklerinin dolu olduğu bir köpük banyosunda yüzen bir köpükten başka bir şey değiliz ve Çoklu Evren, bir anlamda, köpük banyosuyla ilişkilendirilebilir. Evrenimiz bir köpükten (baloncuktan, kabarcıktan) başka bir şey değildir, fakat başka köpükler de vardır. İki köpük çarpıştığında birleşip daha büyük bir köpük oluşturabilir ki bu, Büyük Patlama olabilir, aslında bu, muhtemelen Büyük Patlama’dır ya da köpük belki de bölünüp iki köpüğe yarıldı, bu, Büyük Patlama olabilir ya da belki evren hiçlikten ortaya çıktı, bu da bir olasılıktır. Evren esasen kararsız olan ve sabun köpüğünü yaratan bir hiçlik olabilir. Şimdi kendinize şunu diyebilirsiniz: ‘Bu doğru olamaz, çünkü bu, Enerji (Madde) Korunumu yasasını çiğner (!). Hiçlikten bir evren nasıl yaratabilirsiniz!’. Evrenin toplam kütlesini hesaplarsanız bu, pozitif enerjidir. [Ne kadar kütle, o kadar kütle çekimi olduğundan bu toplam kütledeki kütle çekimini de] hesaplarsanız bu, negatif enerjidir. Kütle çekimi negatif bir enerjiye sahiptir. İkisini bir araya getirip topladığınızda ne elde edersiniz? Sıfır. Dolayısıyla bir evreni yaratmak için enerjiye ihtiyaç yoktur. Evrenler bedava. Evrenin bir bedeli yoktur. Kendinize şunu diyebilirsiniz: ‘Bu doğru olamaz, çünkü pozitif ve negatif yükler birbirlerini iptal etmezler, bu yüzden evren nasıl hiçlikten var olur?’. Eğer evrendeki toplam maddeki pozitif yükü ve negatif yükü hesaplarsanız, ikisini toplarsanız ne elde edersiniz? Sıfır. Evren sıfır yüke sahiptir. Peki, dönüş ne olacak? Galaksiler döner, tüm yönlerde döner. Eğer galaksilerin dönüşlerini katarsanız ne elde edersiniz? Sıfır. Bir başka deyişle evren sıfır dönüşe, sıfır yüke, sıfır madde-enerji içeriğine sahiptir. Diğer bir ifadeyle evren ‘bedava’.”.[1]

Fizikçi Edward Tryon “Belki de evren bir kuantum dalgalanmasıdır.” demiştir. Evrenin toplam enerjisinin sıfır olduğu, fizikçi George Gamow tarafından keşfedilmiştir. Evrenin toplam enerjisinin sıfır olması ve enerji ile zaman arasındaki -formülü hatırlayın- Belirsizlik ilkesi arasında bağlantı kuran Tryon, sıfır enerjide zaman sonsuza (belirsize, anlamsızlığa) gideceğinden evrenin, “kuantumdan kuantumla” bu sıfırdan oluşabileceğini düşünmüştü. Elbette ki burada “kuantum boşluğu” denilen şey “hiçlik” değildir, bildiğimiz türden fiziksel bir şey de değildir, bilmediğimiz türde “fiziksel” bir şeydir. Bu işi çözmeye en fazla yaklaşan isim olan fizikçi Alexander Vilenkin (d. 1949), bu “kuantum boşluğu”nun öyle veya böyle herhangi bir fiziksel şey bile olmadığına, hatta şey bile olmadığına inanıyordu ve bu bağlamda işi daha da öteye taşıyordu.

Vilenkin evrenin “hiçlik”ten doğduğuna inanıyordu. Uzay-zaman, küre bir balonun yüzeyi gibi olsun -buna kapalı sistem denir- ve bu balon gittikçe hava kaybetsin, en son yarıçap sıfır olacaktır, yüzey de uzay-zaman da artık ortadan kaybolmuştur, “hiçliğe ulaşmışızdır”. “Vilenkin ilginç bir hesaplama yapmayı başarmıştı. Kuantum kuramının ilkelerini kullanarak baştaki böyle bir hiçlik hâlinden, enerji dolu küçük bir boşluk parçasının kendiliğinden varlığa ‘tünelleme’ yapabileceğini göstermişti.”. ∼10-14 santimetre kadar olan bu boşluk, Şişme ile günümüz evrenine dönüşebiliyordu. Burada “hiçlikten varlığa geçiş iki aşamalı”dır. “İlk aşamada hiçlikten küçük bir boşluk doğar. İkinci aşamadı bu” Şişer. Peki, bu kuantumsal enerjili sahte boşluk -baloncuk- nereden geldi? (Kuantum boşluğu, sıfır enerjili olsa da sonuçta burada bir şey var, bir potansiyel var, çorba gibi kaynayan bir olgu var, önceden bahsettiğimiz 1-1=0 durumunu, istikrarsızlığı vs.yi hatırlayın.) Bu, nereden geldi, sorusunu Vilenkin -bana da mantıklı geldi- şu şekilde açıklıyor. Uzay-zaman bu baloncuğun zaten kendisiydi veya zaman (ve uzay), bu baloncuktan oluştu, bundan önce zaman yoktu, dolayısıyla hiçlikten (hiçbir şeyden) yaratılan bu baloncuk, zamanda (veya zamanla) gerçekleşmedi. Kuantum boşluğu, hiçlikten zamansal -bir geçiş süreci- olarak değil, zaman dışı olarak varlık buldu, bu yüzden, o nereden geldi, sorusu da artık anlamsızlaşmıştı.[2]

 

Kaynaklar

[1] Michio Kaku, “A Universe Is a Free Lunch”, Big Think, 2013, <https://bigthink.com/videos/a-universe-is-a-free-lunch/>, Erişim: 9 Temmuz 2022 [kalıcı arşiv kay: https://web.archive.org/web/20220223082930/https://bigthink.com/videos/a-universe-is-a-free-lunch/] veya “Michio Kaku: Space Bubble Baths and the Free Universe | Big Think”, Big Think, YouTube, 6 Şubat 2013, <https://www.youtube.com/watch?v=D6XAkVA7RmY>, Erişim: 9 Temmuz 2022 [kalıcı arşiv kay: https://web.archive.org/web/20211010043138/https://www.youtube.com/watch?v=D6XAkVA7RmY] veya (ve) Türkçe alt yazılı, “Michio Kaku – Evren yoktan var oldu ve Bedavadır!”, Çılgın Fizikçiler ve Bilim İnsanları, YouTube, 6 Ekim 2020, <https://www.youtube.com/watch?v=Lp-VWtsus04>, Erişim: 9 Temmuz 2022 [(+) eklediğim kalıcı arşiv kay: https://web.archive.org/web/20221217221633/https://www.youtube.com/watch?v=Lp-VWtsus04]. (Alıntı sondakindendir. Süre Aralığı: 00.11-05.34)

[2] Jim Holt, age., s. 164-168.