Zaman büyük patlamayla mı oluştu, yoksa evren zamanın içine mi doğdu? Madde ve zamanın kökeni yazısında, ışık hızına yaklaşan kütleli cisimlerde zamanın neden yavaşladığını anlatmıştım. Bu yazıda ise zaman nereden geldi sorusuna değinecek ve evrenin nasıl oluştuğunu sonsuzluk paradokslarıyla inceleyeceğiz.
Büyük patlama ve zamanın akışı
Öncelikle evren büyük patlama ile meydana geldi. Peki büyük patlama ve evren dediğimiz şey tam olarak nedir? Bu önemli; çünkü evren nasıl oluştu sorusunu yanıtlamak için bu terimleri netleştirmek gerekiyor. Bunun yanıtı da zamanın kökeninde gizleniyor:
Ancak baştan belirtelim: Zaman evrenle birlikte başlamadı. Her ne kadar Einstein uzay-zaman bir bütündür ve büyük patlamayla oluşmuştur dese de görelilik teorisi en azından bu açıdan yanlıştır. Biz de önce neyin yanlış olduğunu görelim ve sonra zamanın kökenini inceleyelim.
İlgili yazı: Kodlama İçin En Gerekli 16 Programlama Dili
Evren büyük patlamayla nasıl oluştu?
Yüz yıl önce evrenin nasıl başladığını keşfettik: Edwin Hubble’ın gözlemlerini, o zamanlar daha yeni olan Einstein’ın görelilik teorisiyle birleştirince evrenin genişlemekte olduğunu bulduk. Dahası genişlemeyi film gibi geri sardığımızda bütün uzay, madde ile enerjinin evrenin başlangıcında yer alan sonsuz küçüklükteki bir noktada toplanacağını anladık.
Evet, evren bu sonsuz küçüklükteki noktanın büyük patlamayla genişlemeye başlamasıyla oluşmuştu. Hubble, 3,26 milyon ışık yılından uzak olan bütün galaksilerin bizden hızla uzaklaşmakta olduğunu ve dahası ne kadar uzaksa o kadar hızlı uzaklaştığını görmüştü. Bu gözlemleri görelilik teorisiyle bağdaştırmanın tek yolu da evrenin büyük patlamayla oluştuğunu kabul etmekti.
Sonsuz küçüklüğe tekillik denir
Bilim insanları evrenin büyük patlamayla oluştuğu sonsuz küçüklükteki noktayı tekillik olarak adlandırıyor. Öyle ki tekilliğin genişlemesine büyük patlama diyor. Peki büyük patlamadan önce ne vardı? Einstein için bu soru anlamsızdı ve güney kutbunun güneyinde ne var diye sormak gibiydi; çünkü bizzat uzay ve zaman büyük patlamayla oluşmuştu.
İlgili yazı: Neuralink İnsan Beyni ve Bilgisayarları Birleştirecek
Sağda gönümüz, solda büyük patlama ve tekillik.
Büyük patlamayla tekillik sorunludur
Ancak, bir şekilde kasıp da zihninizi bu garip kavrama alıştırmayı başardıysanız size kötü bir haberim var: Uzay-zamanın tekillikle başladığına dair bu resim yanlıştır ve bilim insanları da bu resmi reddediyor. İyi haber ise zamanın nasıl başladığına dair gerçek cevabın çok daha heyecan verici ve güzel olması; yani en azından bildiğimiz kadarıyla… Öyleyse zamanın kökeni nedir?
Her şeyden önce, evrenin oluşum anında süper sıcak ve yoğun olduğuna, dolayısıyla da buna en uygun teori olan büyük patlamayla başladığına dair elimizde kesin kanıtlar var: Göğe baktığımız zaman, kozmik mikrodalga artalan ışınımı evrenin 380 bin yaşındaki halini görmemizi sağlıyor.
Bu sırada madde ve enerji uzayda günümüzden 1000 kat fazla sıkışmış halde ve uzayın sıcaklığı da 6000 dereceydi (yani uzay Güneş kadar sıcaktı).
Ayrıca bugün yıldızlarda bulunan hidrojen ve helyum elementlerinin bolluğu ile birbirine oranı da evrenin büyük patlamayla başladığını gösteriyor. Zamanın kökeni sorusu, zaman büyük patlamayla akmaya başlamamış olsa bile, işte bu yüzden evrenin doğum anına bağlı bulunuyor.
İlgili yazı: Gerçek Adem: ilk insan ne zaman yaşadı?
İlk üç dakika
Nitekim evren, var oluşunun ilk birkaç saniyesinde, birkaç milyar derece sıcaklıkta olan bir nükleer fırındı. Ancak başlangıçta bir sorun var: Her ne kadar Einstein’ın denklemleri evreni büyük patlamayla başlangıç anına geri sarmamıza izin veriyor olsa da bu denklemler tekillik anında bozuluyor. Peki tekillik nedir? Bunu Newton mekaniğinden türeyen görelilik teorisiyle anlatmalıyız.
Newton’ın Yerçekimi Yasası Yanlış mı yazısında belirttiğim gibi, henüz kütleçekim kuvvetinin 1 mm gibi kısa mesafelerde etkili olup olmadığını bile bilmiyoruz. Öte yandan, görelilikte öngörülen sonsuz küçüklükteki tekilliğin yerçekimini hesaplamak istediğimizde denklemlerin hata verdiğini görüyoruz:
Evrenin çapı varsayımsal tekillikte 0’a indiğinde ve dolayısıyla madde ile enerji yoğunluğu sonsuza ulaştığında, denklemler 1/0 gibi tanımsız ifadeler veriyor. Bu da göreliliğin öngördüğü tekillikte çalışmadığını gösteriyor ve evrenin tekillikle başladığı öngörüsü de havada kalıyor.
Bütün bunlara ek olarak elimizdeki kanıtlar, evrenin 10-33 saniye yaşında iken ışıktan trilyonlarca kat hızlı genişlediğini, adeta şiştiğini ve sadece 10-2 saniye içinde atomdan küçük bir noktadan büyüyerek bilye tanesi boyutuna ulaştığını gösteriyor. Görelik teorisinde değil, ama modern kozmolojide büyük patlama, kozmik şişmenin sona erdiği ve temel parçacıkların oluştuğu andır.
Büyük patlamayla şişme
Buna da kozmik enflasyon, yani şişme teorisi diyoruz. Alan Guth’un 1980’de geliştirdiği şişme modeli, evrenin çapının neden yaşından büyük olduğunu (13 milyar yerine yaklaşık 90 milyar ışık yılı) ve madde ile enerjinin neden uzaya büyük ölçeklerde eşit, ama galaksi ölçeğinde dağınık dağıldığını açıklıyor.
İlgili yazı: Yapay Zeka Nedir ve Nasıl Çalışır?
Büyük patlamayla tekillik olmaz
Oysa kozmik enflasyon, bu sorunları çözse ve evrenin genişleme hızının geçmişten günümüze değiştiğini gösterse de zaman evrenle mi başladı sorusuna yanıt vermiyor. Sadece bizi tekillik kavramından; yani uzayın eskiden sonsuz küçüklükte boyutsuz bir nokta olduğu fikrinden kurtarıyor.
Peki neden tekillikten kurtulmamız gerekiyor? Uzayın sonsuz küçüklükte bir noktada, tekillikte toplanması ne demektir? Bir kere evren sonsuzsa bu çok garip bir fikir olurdu: Evren sonsuz büyüklükte ise sonsuz uzay-zaman da büyük patlama anında, sonsuz küçüklükteki tekillikte toplanmış olacaktı!
Neyse ki Olbers paradoksu evrenin sonsuz olmadığını gösteriyor. Aksi takdirde evrende sonsuz sayıda yıldız olur ve gökyüzü de sonsuz sıcaklıktaki yıldız ışığıyla kaplanırdı. Böyle bir evrende madde ile yaşam var olamazdı; çünkü sonsuz büyüklükteki evren sonsuz parlaklık ve sıcaklıkta olurdu.
Şansımıza kozmik şişme modeli bizi sonsuz evren fikrinden kurtarıyor. Biz de evren derken, çapı 90 milyar ışık yılı olan gözlemlenebilir evreni kast ediyoruz (Gözlemlenebilir evren sonlu iken, varsa büyük evrenin (?) sonsuz olabileceği ve bunun da bir çelişki olmadığı konusunu görmek için karanlık enerji yazısını okuyabilirsiniz).
İlgili yazı: Düz Dünya Teorisini Çürüten 12 Kanıt
Büyük patlamayla sonsuzluk
Sonsuzluğu anlatmak zordur ve sonsuz büyüklükte olup da sonsuza dek genişleyen bir evreni gözümüzde canlandırmak daha zordur. Öyle ki sonsuz evrenin çapı ve hacmi gibi ölçüler yerine, ölçek faktöründen söz ederiz. Peki ölçek faktörü nedir?
Ölçek faktörü, belirli bir zamanda örneğin iki galaksi arasındaki uzaklığın, üçüncü bir galaksi gibi belirli bir referans noktasına uzaklığına oranıdır. Bunu anlamak için Hubble sabitine bakalım: Hubble sabiti zamanla değişiyor mu yazısında belirttiğim gibi, evrenin bugünkü genişleme hızı ile genişleme oranı aynı şey değildir.
Evren bugün her 10 milyar yılda iki kat büyüyecek oranda genişliyor. Öyle ki bugün birbirinden 100 milyon ışık yılı uzakta olan iki galaksi, 10 milyar yıl sonra 200 milyon ışık yılı uzakta olacaklar. Oysa evren geçmişte aynı oranda genişlemiş olsa bile, 10 milyar yıl önce sadece 20 milyar ışık yılı çapındaydı. Evrenin iki ucundaki iki galaksi de birbirinden sadece 20 milyar ışık yılı uzaktaydı.
Gördüğünüz gibi ölçek faktörü, evrenin sonsuz gelecekteki büyüklüğünü anlamamızı sağlayan bir çarpandır ve evrenin bugünkü ölçek faktörünü keyfi bir kararla 1 olarak kabul edersek (zaten sonsuz gelecekte ne değişir ki? Sonuçta bir çarpan) zamanı geriye sardıkça bu sayının küçüldüğünü görürüz.
Sonsuzluğu hesaplamak
Örneğin, evren bugün 13,78 milyar yaşında ve ölçek faktörü de 1 ise evren 12 milyar yaşında iken bu faktör yaklaşık 0,9 olacaktır. Keza 14 milyar yaşındayken de 1,1 olacaktır. Ölçek faktörü matematikte sonsuzlukları hesaplamamızı kolaylaştırır.
İlgili yazı: İnternetinizi Uçuracak En İyi 10 Modem
Büyük patlamayla geri sarmak
Sorun şu ki bugün sonsuz büyüklükte olan veya gelecekte sonsuz büyüklükte olacak bir evreni sonsuza dek geri sarabilirsiniz. Bu biraz da Elealı Zenon’un ok paradoksuna benzer: Bir avcı geyiğe ok atarsa ok geyiğe nasıl ulaşabilir? Ok geyiğe ulaşana dek arada hep sonsuz küçüklükte bir mesafe kalacaktır. Tabii gerçek hayatta ok geyiğe ulaşır ve Newton bunu anlamak için kalkülüsü geliştirmiştir.
Şimdi diyeceksiniz ki “Ama hocam, hani gözlemlenebilir evren 90 milyar ışık yılı çapında ve sonluydu? Sonsuz evren nereden çıktı?” Çıktı; çünkü kozmik enflasyona göre evren sonsuza dek genişleyecek. Biz de sonsuz gelecekte evreni istediğimiz ölçek faktörüyle geri sarabiliriz. Nasıl derseniz:
Her ne kadar bugün evrenin genişlemesini geri sararken, her saniyede iki kat küçülecek bir hızla geri saramasak da (evrenin bugüne dek o kadar hızlı genişlemediğini ve dolayısıyla da o kadar hızlı geri saramayacağımızı biliyoruz) sonsuz gelecekte bu fark etmez:
Sonlu gözlemlenebilir evren 1) geçmişte tekillikten geldiyse, 2) tekillik sonsuz küçüklükte ise ve 3) uzay sonsuza dek, yani sonsuz küçüklükteki parçalar halinde bölünebiliyorsa evreni de sonsuza dek geri sarmak gerekecektir. Bugün sonlu olan, ama sonsuza dek genişleyecek olan evrenimizi; sonsuz gelecekten geçmişe doğru sarmak da sonsuza dek sürecektir. Ölçek faktörü budur.
İlgili yazı: Soğuk Füzyon ile Ucuz Enerji Üretmek Mümkün mü
Zaman büyük patlamayla başlamadı derken
Kast ettiğimiz budur: 1) Sonsuza dek genişleyecek bir evren, sonsuz gelecekte sonsuz büyüklükte olacaktır. 2) Uzay sonsuza dek genişleyecek ve zaman da sonsuz geleceğe akacaktır. 3) Bu durumda bugün sonlu olan evrenimizi geçmişe sarmak, yine Elealı Zenon’un sonsuzluk paradoksuna yol açacaktır. Peki bunu nasıl çözeriz?
Tekrar hatırlatalım: Burada zamanın neden büyük patlamayla başlamadığını inceliyoruz. Büyük patlama anını tekillik olarak kabullendiğimiz zaman, evren sonlu büyüklükte olsa ve hatta mevcut kanıtların tersine, sonsuza dek genişlemeyecek olsa bile sonsuzluk paradoksu karşımıza çıkacak.
Olası çözümlere gelince, bunların özetini Büyük Patlamadan Önce Ne Vardı yazısında anlattım ve bu yazının sonraki haftalarda yayınlanacak bölümlerinde detaylara gireceğim. Ancak kısaca özetlersek:
Kuantum fiziği uzay-zamanın sonsuza dek bölünemeyeceğini gösteriyor.
Belirsizlik ilkesi momentum belirsizliği nedeniyle tekilliğin oluşamayacağını gösteriyor.
Kozmik enflasyon modeli evrenin sonlu büyüklükteki bir noktadan başladığını gösteriyor.
Ölçek faktörü ise sonsuz gelecekte evrenin büyüklüğünün önemi kalmayacağını gösteriyor.
İlgili yazı: Fizikçiler Dünya’nın Röntgenini Çekti
Öyleyse ölçek faktörünü görelim
Bizi tekillikten kurtaracak olan diğer çözümleri önceki yazılarda bulabilirsiniz. Ancak, ölçek faktörü tekillik sorununa prensipte bir çözüm getiriyor. Biz de bunu kuantum fiziğiyle, örneğin yerçekimini atomaltı ölçekte tanımlayan bir kuantum kütleçekim kuramıyla tanımlarsak tekillikten kurtulabiliriz:
Ancak dikkat! Ölçek faktörü bizi tekillikten kurtarsa bile kuantum kütleçekim kuramı olmadan, Elealı Zenon’un sonsuzluk paradoksundan kurtarmaz. Nasıl oluyor hocam derseniz ölçek faktörünün yol açtığı paradoksu ikiye bölerek inceleyelim:
1) En basitinden sonsuza dek onar onar sayabilirsiniz. Sonsuza dek beşer beşer de sayabilirsiniz. İkisi de sonsuzluktur. Ancak, her ne kadar onar onar saymak beşer beşer saymaktan daha hızlı olarak daha büyük bir sonsuzluk oluşturacak olsa da 10/5 her zaman ikiye eşittir. Her iki şekilde sonsuza dek saysanız bile, bunların oranı hep sonlu olur ve bu da bizi sonsuzluktan kurtarır.
Ancak, tekillik uzay-zamanın sonsuza dek bölünebilmesi anlamına geldiği için, evreni geriye sararken 10/5 işlemini sonsuza dek tekrarlamamız gerekecektir. Ayrıca yukarıda belirttiğim gibi bu paradoksun sadece yarısı… Diğer yarısı da diyor ki tekillikten kurtulsan bile sonsuzluktan kurtulamazsın.
İlgili yazı: Çernobil Nükleer Reaktörü Neden Patladı?
Büyük patlamayla sonsuzluk
2) Evren sonsuza dek genişleyecekse tekilliğe zaten ulaşamazsın; çünkü evreni sonsuza dek geri sarsan (bölme işlemini sonsuza dek tekrarlasan) ve dolayısıyla ölçek faktörü de sonsuza dek küçülen bir sayı olsa bile, sonsuza dek geri saracağınız sonsuz zamanın belirli bir anında, bu sayı hep sonlu büyüklükte olacaktır.
Oysa gelecekte sonsuza dek genişleyecek olan evrenin sonsuz büyüklüğe ulaşacak olan uzayını, sonsuza dek sonlu büyüklükte olan bir ölçek faktörüyle çarptığınız zaman hep sonsuzluk elde edersiniz; çünkü sonsuzluğu küçük bir sayıyla çarpmak yine sonsuzluk verir.
Sonuçta gelecekte sonsuza dek genişleyecek bir evreni sonsuza dek geri sarsanız bile, sonsuz küçüklükteki bir tekilliğe küçültemezsiniz. Dahası sonsuz büyüklüğe genişleyecek bir evreni, bırakın sonsuza dek geriye sarmayı, zamanı geçmişe alarak iki kat bile küçültemezsiniz; çünkü sonsuzluk / 2 yine sonsuzluktur (Önemli not: Bunu uzay olarak değil, uzay-zaman olarak düşünün).
Ancak, Einstein’ın görelilik teorisine göre evren geçmişte büyük patlamayla tekillikten genişledi ve bu bir paradoks oluşturuyor. Öyle ki A) Ya ölçek faktöründen kaynaklanan sonsuzluk paradoksuyla ya da B) tekilliğin sonsuz küçüklükte olmasından kaynaklanan sonsuzluk paradoksuyla karşılaşıyoruz.
İlgili yazı: Zamanın Akışı Yavaşlıyor mu ve Bir Gün Duracak mı?
Bütün bu anlattıklarımızı toparlarsak
Uzay-zamanın sonsuz küçüklükte bölünebildiği görelilik teorisine göre; Alan Guth’un kozmik enflasyon modeli uyarınca sonsuza dek genişleyecek olan bir evrenin, belirli bir anda sonlu büyüklükte olması imkansızdır (sadece gözlemlenebilir evren sonlu olabilir).
Bunu aşmak için de kuantum fiziğindeki belirsizlik ilkesinin tekilliğe neden izin vermediğini görmemiz gerekiyor. Ancak o zaman, ölçek faktörü, gelecekte sonsuz büyüklüğe erişecek olan bir evreni sonsuza dek geri sararak çok küçük; ama sonlu bir noktaya küçültmemize izin verir.
Dahası ölçek faktörü, bugün sonlu büyüklükte olan bir evreni, sonlu bir sürede geriye sararak yine çok küçük ama sonlu bir noktaya küçültmemize izin verir. Böylece sonsuza dek genişleyecek olan bir evrenin belirli bir anda nasıl sonlu büyüklükte olacağını tutarlı olarak gösterebiliriz:
İlgili yazı: Kuantum Zaman: Gözünüz 12 Milyar Yıllık Işıkla Dolanık
Nasıl derseniz
Tekillik sonsuz küçüklükteki boyutsuz bir nokta ise bu noktaya sıkışacak olan parçacıkların konumu da yüzde 100 kesin olarak bilinecektir. Sonuçta bu nokta boyutsuzdur ve içindeki paçacıkların nerede olduğu da anlamsız bir sorudur:
Oysa Heisenberg’in belirsizlik ilkesi diyor ki konumunu kesin bildiğiniz bir parçacığın momentumu belirsizdir. Öyleyse tekillikteki parçacıklar rastgele titreşecektir. Bu da tekillikte toplanmalarına daha baştan engel olacaktır. Sürekli titreşeceklerinden aynı noktada toplanamazlar ve tekillik oluşmaz.
İlgili yazı: 180 Resimde Varoluşun Kısa Tarihi
Görelilik teorisinde zaman görelidir. Benim zamanım size göre biraz daha hızlı veya yavaş akabilir; çünkü kütle uzaya nasıl büküleceğini ve uzay da kütleye nasıl hareket edeceğini söyler. Saatler uzay-zamanda sürekli hareket halindedir.
Büyük patlamayla zaman ilişkisi
Dikkat edecek olursanız buraya dek sadece uzayda tekilliğin yol açtığı sonsuzluk paradokslarından söz ettik. Zamandan ise sadece sonsuz gelecekte sonsuz büyüklüğe erişecek evreni sonsuza dek geri sarsak bile küçültemeyeceğimiz bağlamında söz ettik.
Oysa görelilik teorisine göre zamanın da tekillikten başlaması paradoksa yol açıyor. Bunu anlamak için Einstein’ın zamandan ne anladığını görelim. Einstein’a göre mutlak uzay-zaman yoktur. Kısacası evrendeki galaksi ve atom gibi cisimler mutlak bir uzay-zaman kutusunda hareket etmezler.
Zaman görelidir. Örneğin, Interstellar filmindeki süper kütleli kara delik Gargantua’nın yörüngesindeki Miller gezegeninde, her 1,25 saniye Dünya’da bir güne karşılık geliyordu. Ancak, her iki gezegende de yürümeye kalksanız zamanın normal hızda aktığını görürdünüz. Kısacası kendi zamanınız asla yavaşlamaz ve hızlanmaz. Sadece başkasına göre yavaşlayıp hızlanabilir.
Bunun nedeni de görelilik teorisinde zamanı ölçen bütün saatlerin uzayda birbirine göre hareket eden gözlemcilere bağlı olmasıdır. Öyleyse bizim de uzay-zamanı geometrik bir çizim olarak ifade etmemiz gerekiyor; çünkü uzay-zamanın uzay bileşeni üç boyutlu bir geometrik tasarımdır.
Işığın yolu ve zaman
Dahası zaman ışığın uzayda aldığı yola bağlıdır. Büyük kütleli bir yıldızla uzayı bükerek ışığın aldığı yolu uzatırsanız, ışık da bir noktadan diğer noktaya daha uzun sürede ulaşır. Bu da zamanın yavaşlaması anlamına gelir.
İlgili yazı: Kütle Nedir ve Enerjiye Dönüşür mü?
Büyük patlamayla zamanın durması
Bu durumda biz de görelilikte ızgara şekilli bir uzay-zaman grafiği çizeriz. Zamanı da ışığın bu ızgaralarda aldığı çizgilerle, yani jeodeziklerle ifade ederiz (resme bakın). Öyleyse zamanda tekilliğe ulaştığımız zaman, karşımıza kuzey kutbunun kuzeyinde ne var sorusunun anlamsızlığını gösteren bir paradoks çıkıyor: Bütün bu jeodezik çizgiler tekillik noktasında kesiliyor.
Evreni uzayda bir küre ve uzay-zamanda dibinden (geçmiş) ağzına (gelecek) uzanan bir çan gibi çizersek büyük patlama anındaki tekillik çanın dip kısmı oluyor ve ışık çizgileri bu noktada birleşiyor. Birleştikleri nokta ise zamanın akışının durduğu boyutsuz tekillik noktasıdır.
Öte yandan, ışığı oluşturan fotonlar hiç durmazlar. Fotonların durağan kütlesi yoktur ve hep ışık hızında giderler. Bunun doğal sonucu olarak da fotonlar için zaman hiç akmaz ve onlar hiç yaşlanmazlar.
Tekillik anında ise foton yollarını gösteren ışık çizgileri bir tür kozmik kutupta toplanmak ve ucundan kesilmek zorunda kalıyor. Bu da zaman paradoksunu oluşturuyor: Bütün zaman çizgileri büyük patlamada sonlanıyor veya bakış açınıza göre geleceğe akmaya başlıyor.
İlgili yazı: Madde ve Zamanın Kökeni Nedir?
Büyük patlamayla zamanı neden anlattık?
Bunun nedeni, zamanın kökeninin bizi büyük patlamaya getirmesi ve Einstein’ın görelilik teorisindeki büyük patlamanın da bizi uzay-zaman paradokslarına yol açan tekilliğe götürmesidir. Bu yazıdan çıkaracağımız ana ders ise bir matematik veya fizik teorisinde tekillikle karşılaşmanın, büyük olasılıkla o teorilerin hatalı olduğunu gösteriyor olmasıdır.
Peki bilimde devrim yapan görelilik teorisi hatalı mı derseniz tabii ki hatalı! Görelilik 1 metre ve daha büyük mesafelerde evrendeki cisimlerin hareketlerini gayet güzel açıklıyor; ama zamanın kökeninde karşılaştığımız tekillik paradoksları, göreliliğin küçük mesafelerde geçersiz olduğunu gösteriyor.
Öte yandan modern kozmolojiye göre, evren büyük patlama anında sonlu büyüklükte olsa bile bir atomdan küçüktü ve küçük ölçekler de göreliliğin değil, kuantum fiziğinin alanına giriyor. Birçok fizikçiye göre, işte bu yüzden evrenin büyük patlamayla nasıl oluştuğunu görmek ve süper sıcak olduğu anı hesaplamak için bize kuantum kütleçekim kuramı gerekiyor.
İlgili yazı: Yaşadığımız Evren Nasıl Yok Olacak?
Peki alternatifler nedir?
Fizikçiler zaman/ışık çizgilerinin tekillikte kesilmesi paradoksunu genellikle sanal uzay-zaman kavramıyla aşmaya çalışıyor. Örneğin, Alan Guth’un kozmik enflasyon teorisinde büyük patlamadan önce sanal uzay-zaman olarak niteleyebileceğimiz bir ortam vardı.
Öyle ki bu ortamda gözlemlenebilir evrendeki fizik yasalarından farklı özellikle sahip bir uzay-zaman bulunuyordu. Dolayısıyla gözlemlenebilir evren, ezelden ebediyete genişleyen ve zamanın gerçekten akmadığı, sadece sanal uzay-zamandan oluşan bir ölçek faktörü ortamında; bildiğimiz gerçek uzay-zamana sahip olan sonlu büyüklükte bir tür köpük olarak ortaya çıkmıştır.
Dahası kozmik şişme modelinde her köpük evren sonsuza dek şişer ve uzayda sonsuz sayıda köpük evren vardır. Öyleyse diyebiliriz ki kozmik enflasyon gerçekte sonsuz enflasyondur. Bu da bizi tekilliğe bağlı sonsuzluk paradoksları yerine, sonsuz sayıda evren paradoksuyla karşı karşıya bırakıyor.
İlgili yazı: Büyük Patlama Öncesinde Ne Vardı?
Büyük Sekme.
Büyük sekme
Diğer bir çözüm ise Lee Smolin’in de desteklediği büyük sekme teorisi. Buna göre evren önce genişliyor, sonra yerçekiminin etkisiyle çöküyor; ama içindeki madde, evren kara deliğe dönüşmeden önce geri sekiyor ve yeni bir büyük patlamayla yepyeni bir evren doğurarak genişletiyor.
Bu teori sonsuz enflasyondaki sonsuz evren sorununu çözüyor (sonuçta sonsuza dek çöküp şişen tek bir evren var). Öte yandan, eski evrenin entropisinin yeni evrene taşınması bağlamında entropi zehirlenmesi sorununa yol açıyor. Dahası, karanlık enerjinin evrenin sonsuza dek genişlemesine neden olacağı gerçeğiyle de uyuşmuyor.
İlgili yazı: Zamanda Yolculuk İçin Büyükbaba Paradoksu Çözüldü
Büyük patlamayla sicim teorisi
Sicim teorisinden türetilen ve Paul Steinhardt ile Neil Turok tarafından geliştirilen zar kozmolojisinde ise yaşadığımız evren, 5 boyutlu bir uzayda ekmek dilimleri gibi üst üste veya yan yana dizilen VE aslında kendisi de kağıt yaprağı gibi dümdüz olan evren dilimlerinden biridir. Bunlar zaman zaman kendi aralarında çarpışıyor ve büyük patlamayla yeni gözlemlenebilir evrenler oluşturuyor.
Ancak, büyük patlamadan önce en azından evrene yol açan bir sanal zaman var mıydı sorusuna en çılgın cevap, aynı zamanda bilimde kabul görmeyen kuantum bilinç teorisini geliştiren Roger Penrose’dan geliyor:
Penrose’un uyumlu döngüsel kozmoloji kuramına göre, sonsuza dek genişleyecek olan bir evrenin sonsuz gelecekte yer alan uzay-zaman sınırı; bu kadim evrene sınırın öbür tarafından bakıldığı zaman, yeni bir evren doğuran yeni bir büyük patlama gibi görünecektir (en azından matematiksel olarak) 😮
Bütün bu teorileri ileride göreceğiz. Ancak, hepsinin ortak noktası kuantum alanlarına dayanıyor olmalarıdır; yani evrenin oluşumunu kuantum alanlarına dayandırıyoruz ve bu da en azından kuantum alanlarının, evrenden önce sanal uzay-zamanda var olması gerektiğini gösteriyor. Öyle ki bilim insanları, sanal uzay-zamanda ezeli ve ebedi olan bir tür kuantum ilk neden hayal ediyor.
Peki zaman neden geleceğe akıyor?
Zamanın kökenini araştırma serüvenimizde gelecek bölüme hazırlanmak için bunu zamanın oku yazısında okuyabilir, üç paradoksla evren nasıl oluştu sorusunu inceleyebilir ve hatta evren içi boş bir hologram mı diye sorabilirsiniz. Büyük patlamadan önce ne vardı sorusuyla ilgili olarak da hem her şeyin teorisi olmaya aday süpersicim teorisine, hem de Hawking’in sınır yok önermesine göz atabilirsiniz. Zamanın kökeninin geleceğinizi aydınlatması umuduyla muhteşem günler dilerim.
Zamanın kısa tarihi ve tanımı
1“Galileo’s Pendulum” – Roger Newton
2Galileo’nun Buyruğu
3“Revolution in Time” – David Landes
4Cyclic Cosmology, Conformal Symmetry and the Metastability of the Higgs
5General Relativistic Cosmological N-body Simulations I: time integration
Bunu beğen:
Beğen Yükleniyor...
İlgili Yazılar
Yorumlar
Mr.x	 27/09/2019 Cevapla	
Öncelikle merhabalar. Çalışmalarınız ve anlatım yönteminiz için sizi tebrik ediyorum. Aklıma takılan ve beni çıkmaza götüren ”nasıl olur” diye düşündüren bir soru var. Big Bang teorisine göre Zaman ve Mekan Aynı anda meydana geldi ve evren genişlemeye başladı. Aklıma takılan soru ise; Hadi zamanı geçtim, fakat mekan olmadan bir patlamanın olması mümkün mü? Yani büyük Patlama; önce mekanı sonrada zamanı oluşturuyorsa bu patlama nerede oldu?
Kozan Demircan	 04/10/2019 Cevapla	
Sanal uzay ve zaman olabilir.
Sedat Parlaöz	 09/03/2020 Cevapla	
Sayın hocam. Einstein’ın E=mc² formülünden yola çıkarak bakarsak t=0 için kütle çekiminin ve ışık hızının da sıfır olması gerekiyor. O zaman zamanın sıfırdan büyük olması için kütle çekiminin ve ışık hızının da sıfırdan büyük olması gerekiyor ki kozmik enflasyona kadar bunlar yoktu. O halde zamanın başlangıcı kozmik enflasyonun başladığı andır diyebilir.miyiz? Bundan önce ne vardı sorusunun cevabını da size ilkin karanlık madde yazınıza yorumumda belirtmiştim. Yani kainatın büyük ölçekte sanal parçacıklardan sanal enerji ve madde üreten ve bunların sonsuz sayıda evrenler oluşturduğu bir evren santrali olduğunu söylemiştim. Bu fikirlerin henüz kanıtlanmış değil sadece futirist bir yaklaşımdır.
Saygılar
Kozan Demircan	 12/03/2020 Cevapla	
Genel kabul gören görüşe göre zaman büyük patlama ile evren oluştuktan sonra akmaya başladı. Evrenin büyük patlama öncesinde ışıktan hızlı şişmesi ise aslında ışık hızını aştığı anlamına gelmiyor. Uzayın içinde ışıktan hızlı gidemeyiz ama uzay boşluğu ışıktan hızlı genişleyebilir.
Yasin Kayalar	 15/04/2020 Cevapla	
Hocsm su sonsuzluk konusundaki cikarimlariniz soyut matematik odakli olmus. Evrenin sonsuza dek genisleyecek olmasi belirli bir zamanda evrenin sonsuz oldugu anlamina gelmez. Ayni zamanda sonsuza dek genisleyecek evrenin tekilligi de sonsuz olmak zorunda gibi dogrudan bir onermeye varamayiz. Boyle bir onerme savunulabilir ancak dogru oldugu anlamina gelmez. Uzayin bolunemeyen en kucuk parcasinin oldugu yani planck boyutu bugün bilinen birsey. Dolayisiyla hersey en basta en fazla bu planck boyutunda toplanmis olmalidir. Ayrica bigbangden once derken de bigbangden once duragan bir evre ve bu anlamda zamanin yok kabul edilecegi bir evre olup olmadığını bilmiyoruz. Suandaki evrene kuantum fizigine dair bilgimiz uyarinca duraganligin asla soz konusu olmadigi sekilde. Dolayisiyla evrenin tekilliginde de duraganlik yok gorunmekte. Bu soz konusi olunca da termodinamik yonden zaman olmasa da zamana sadece termodinamik olarak taninlamak dogru degil ayni zamanda sinirli bir bakis acisi. Zira zaman daha cok hareket ile iligli bir konu evrende. Dolayisiyla tekillilte duraganlik olmadigina gore zamanin termodinamik yonden olmasa da yine de var olduguni soylemek mumkundur. Zamani sadece termodinamik olarak tanimlamak dogru degildir dusunceme gore. Ayrica tekilligin buyuklugu veya daha dogrusu kuculmesi acisindan sonsuz olmasi ile evrendeki enerjinin totalde sonlu oldugunu da karistirmamak gerekli. Bu anlamda evrendeki enerji tekillik ne kadar kuculurse kuculsun sonlu olacaktir. Bunun dogal sonucu da evrenin termodinamik yonden herhalukarda sonlu oldugudur. Sonsuz olma durumu olsa olsa evrenin boyutuyla iligli bir konudur. Ayrica sonsuzluk kavrami fazla matematiksel bir kavram. Bu nedenle sonsuzla ilgili islemlerin yorumu da gercekci sonuclar vermeyebilecektir. Ornegin sonsuz dediginiz de zaten duragan bir sayidan bahsetmiyorsuniz. Oysa matematikte bir sembol kullanarak sonsuzlugu duraganmis gibi islem konusu yapiyoruz. Teorik matematikte sonsuz kavrami olabilir ama fizikte karsiligi varmidir burasi mechul. Bu nedenle matematikteki sonsuzluk kavramini fizikte kullanmak ozellille de suan bilinen evrenin fiziginde kullanmak cok dogru bir yaklasim degil. Bir sayinin bize gore cok cok cok buyuk veya cok cok kucuk olmasi onun sonsuz oldugu anlamina gelmez. Gercek sonsuzluk ise sinirsizlik icerdiginden sonsuzlugun kendisi zaten bizim mantigimiza gore basli basina paradoks ve kavranamaz bir seydir.
Kozan Demircan	 28/04/2020 Cevapla	
İlk cümleniz için: Ben de öyle dedim.
emirhr	 15/11/2020 Cevapla	
zaman hep varmıydı demek oluyor bu anlamadım ?
Kozan Demircan	 17/11/2020 Cevapla	
Büyük patlamadan önce en azından sanal zaman vardı ama zaman bildiğimiz anlamda büyük patlamayla akmaya başladı.
Yorum ekle
Cevabı iptal et
E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir
Yorum*
İsim:*
Email Adresi:*
Website:
Save my name, email, and website in this browser for the next time I comment.
Beni sonraki yorumlar için e-posta ile bilgilendir.
Beni yeni yazılarda e-posta ile bilgilendir.
Δ
Arşivler
Arşivler Ay seçin Kasım 2021 (9) Ekim 2021 (13) Eylül 2021 (15) Ağustos 2021 (21) Temmuz 2021 (22) Haziran 2021 (17) Mayıs 2021 (21) Nisan 2021 (20) Mart 2021 (14) Şubat 2021 (16) Ocak 2021 (17) Aralık 2020 (16) Kasım 2020 (12) Ekim 2020 (14) Eylül 2020 (10) Ağustos 2020 (21) Temmuz 2020 (25) Haziran 2020 (16) Mayıs 2020 (9) Nisan 2020 (10) Mart 2020 (16) Şubat 2020 (7) Ocak 2020 (7) Aralık 2019 (10) Kasım 2019 (16) Ekim 2019 (15) Eylül 2019 (10) Ağustos 2019 (14) Temmuz 2019 (17) Haziran 2019 (20) Mayıs 2019 (12) Nisan 2019 (14) Mart 2019 (10) Şubat 2019 (5) Ocak 2019 (6) Aralık 2018 (4) Kasım 2018 (7) Ekim 2018 (13) Eylül 2018 (10) Ağustos 2018 (10) Temmuz 2018 (12) Haziran 2018 (20) Mayıs 2018 (18) Nisan 2018 (6) Mart 2018 (9) Şubat 2018 (7) Ocak 2018 (9) Aralık 2017 (5) Kasım 2017 (11) Ekim 2017 (8) Eylül 2017 (13) Ağustos 2017 (20) Temmuz 2017 (20) Haziran 2017 (16) Mayıs 2017 (19) Nisan 2017 (13) Mart 2017 (14) Şubat 2017 (17) Ocak 2017 (25) Aralık 2016 (17) Kasım 2016 (13) Ekim 2016 (19) Eylül 2016 (16) Ağustos 2016 (14) Temmuz 2016 (21) Haziran 2016 (21) Mayıs 2016 (17) Nisan 2016 (14) Mart 2016 (11) Şubat 2016 (17) Ocak 2016 (13) Aralık 2015 (21) Kasım 2015 (22) Ekim 2015 (22) Eylül 2015 (21) Ağustos 2015 (14) Temmuz 2015 (11) Haziran 2015 (15) Mayıs 2015 (8) Nisan 2015 (7) Mart 2015 (6) Şubat 2015 (4) Ocak 2015 (12) Aralık 2014 (8) Kasım 2014 (5) Ekim 2014 (11) Eylül 2014 (11) Ağustos 2014 (8) Temmuz 2014 (10) Haziran 2014 (14) Mayıs 2014 (8) Nisan 2014 (12) Mart 2014 (3) Şubat 2014 (12) Ocak 2014 (10) Aralık 2013 (7) Kasım 2013 (8) Ekim 2013 (11) Eylül 2013 (8) Ağustos 2013 (9) Temmuz 2013 (7) Haziran 2013 (7) Mayıs 2013 (13) Nisan 2013 (6) Mart 2013 (10) Şubat 2013 (12) Ocak 2013 (11) Aralık 2012 (17) Kasım 2012 (44) Ekim 2012 (55)