Evrenin Kökeni – Stephen Hawking

EVRENİN KÖKENİ(*)

Evrenin kökeni sorunu, epeyce eski bir soru olan “tavuk mu yumurtadan, yumurta mı tavuktan çıkar?” sorusuna benzer. Bir başka deyişle, hangi güç evreni yarattı ve o gücü kim yarattı? Ya da belki evren veya yaratan güç her zaman vardı ve yaratılmaları gerekmedi. Son zamanlara kadar bilim adamları, metafiziğin veya dinin konusu olduklarını düşünüp bu tür sorulardan uzak durmuşlardır. Ancak son bir kaç yılda bilim yasalarının evrenin başlangıcında bile geçerli olabileceği ortaya çıkmıştır. O durumda evren kendi kendini taşır durumda ve tamamen bilim yasaları tarafından belirlenmiş olabilir.

(*) Newton’un Principia adlı eserinin yayınlanışının üç yüzüncü yıldönümünde, Haziran 1987’de, Cambridge’de yapılan Three Hundred Years of Gravity konferansında yapılan bir konuşma

Evrenin başlangıcı olup olmadığı ve nasıl başladığı konusundaki tartışma yazılı tarih boyunca sürmüştür. Temel olarak iki düşünce okulu vardı. Pek çok eski gelenek ve Musevi, Hristiyan ve İslam dinleri evrenin oldukça yakın geçmişte yaratılmış olduğunu savunur. (On yedinci yüzyılda rahip Ussher evrenin yaratılışı için MÖ 4004 tarihini hesaplamıştır. Bu onun Kutsal Kitap’daki insanların yaşlarını toplayarak bulduğu bir rakamdır.) Kökenimizin yakın zamanlara dayandığı düşüncesini desteklemek üzere kullanılan bir gerçek, insan soyunun kültür ve teknolojide açıkça evrimleşmekte olmasıdır. Şu işi ilk olarak kimin gerçekleştirdiğini veya şu tekniği kimin geliştirdiğini anımsarız. Böylece şu tez çalışır: O kadar uzun süredir var olamayız, aksi takdirde halihazırda şu anda olduğundan çok daha fazla ilerlemiş olurduk. Aslında yaratılışla ilgili İncil’deki tarih son Buz Çağı’nın sonundan fazla uzak değildir. Bu modern insanların ilk olarak ortaya çıkmış olduklarının anlaşıldığı zamandır.

Diğer taraftan Yunan’lı filozof Aristo gibi evrenin bir baş langıcı olduğu fikrinden hoşlanmayanlar vardı. Onlar bunun tanrısal müdahale anlamına geleceğini düşünüyorlardı. Onlar evrenin var olduğuna ve sonsuza kadar var olacağına inanmayı tercih ettiler. Sonsuz olan bir şey, yaratılması gereken bir şeyden daha mükemmeldi. Yukarda anlatılan insanın ilerlemesi tezine bir yanıtları vardı: Periyodik seller veya diğer felaketler tekrar tekrar insan soyunu başlangıca geri götürmüştü.

Her iki düşünce okulu da Evren’in esas olarak zamanla değişmediğini savunuyorlardı. Ya şimdiki şekliyle yaratılmıştı, ya da sonsuz şekilde bugün olduğu gibi var olmuştu. Bu doğal bir inançtı, çünkü insan yaşamı -aslında yazılı tarihin tamamı- o kadar kısa bir süredir vardır ki, Evren bu süre içinde önemli ölçüde değişmemiştir. Statik değişmeyen bir evrende onun sonsuz şekilde mi var olduğu yoksa geçmişte sonlu bir zamanda mı yaratılmış olduğu sorusu gerçekte bir metafizik veya din meselesidir: Her iki teori de böyle bir evreni açıklayabilirdi. Aslında 1781 yılında filozof Immanuel Kant Evren’in bir başlangıca sahip olduğuna inanma veya bir başlangıca sahip olmadığına inanma konusunda eşit derecede geçerli tezler olduğu sonucuna vardığı Saf Aklın Eleştirisi adlı anıtsal bir eser yazmıştır. Eserin başlığının ifade ettiği gibi, onun vardığı sonuçlar basitçe yargı gücüne dayanıyordu, bir başka deyişle Evrenle ilgili herhangi bir gözlemi dikkate almamıştı. Ne de olsa değişmeyen bir evrende gözlemlenecek ne vardı?

Ancak on dokuzuncu yüzyılda yeryüzü ve Evren’in geri kalanının aslında zamanla değişmekte olduğu konusunda kanıtlar birikmeye başladı. Jeologlar kayaların ve içlerindeki fosillerin oluşumunun yüzlerce binlerce milyon yıl almış olacağını kavradılar. Bu yaratılışçılar tarafından hesaplanmış olan yeryüzünün yaşından çok daha uzun bir süreydi. Alman fizikçi Ludwig Boltzman tarafından Termodinamiğin İkinci Yasası denen şeyin keşfi yeni kanıtlar sağladı. Bu yasa Evren’deki toplam düzensizlik miktarının (bu entropi denen bir nicelikle ölçülür) zamanla arttığını söyler. İnsanın ilerleyişi konusundaki tez gibi bu da Evren’in ancak sonlu bir süredir devam ediyor olabileceğini ileri sürer. Aksi takdirde şimdiye kadar Evren herşeyin aynı sıcaklıkta olduğu .tam bir düzensizlik durumunda bozulmuş olurdu.

Statik evren fikrinde bir başka güçlük, Newton’un kütlesel çekim yasasına göre Evren’deki her yıldızın her bir başka yıldıza doğru çekilmesinin gerekmesidir. Eğer öyleyse, yıldızlar nasıl hareketsiz, birbirlerinden değişmez uzaklıkta durabilirler? Hepsi birlikte düşmez mi?

Newton bu problemin farkındaydı. Zamanın önde gelen bir filozofu olan Richard Bentley’e bir mektubunda yıldızların sonlu topluluğunun hareketsiz kalamayacağını, aksi takdirde merkezi bir noktaya düşmeleri gerektiğini kabul etti. Ancak sonsuz bir yıldız topluluğunun birlikte düşmeyeceğini, çünkü onların düşeceği herhangi bir merkezi nokta olmayacağını ileri sürdü. Bu tez sonsuz sistemler hakkında konuşulurken karşılaşılabilecek tuzakların bir örneğidir. Evren’deki sonsuz sayıdaki yıldızdan gelen her bir yıldız üstündeki kuvvetleri toplamada farklı yollar kullanarak yıldızların birbirinden değişmez uzaklıklarda kalıp kalamayacağına ilişkin farklı yanıtlar elde edilebilir. Şimdi doğru prosedürün, sonlu bir yıldız bölgesi durumunu ele almak ve daha sonra bölge dışına kabaca tek biçimli şekilde dağılmış olan başka yıldızları eklemek olduğunu biliyoruz. Sonlu bir yıldız topluluğu birlikte düşecektir ve Newton’un yasasına göre, bölge dışından daha fazla yıldız eklemek çöküşü durdurmayacaktır. Böylece sonsuz yıldız topluluğu hareketsiz bir durumda kalamaz. Bir zamanda birbirlerine göre hareket etmiyorlarsa, aralarındaki çekim birbirlerine doğru düşmeye başlamalarına yol açacaktır. Alternatif olarak, birbirlerinden uzaklaşıyor olabilirler, kütlesel çekim de geri çekilme hızını yavaşlatıyor olabilir.

Statik ve değişmeyen evren fikriyle ilgili bu zorluklara karşın on yedinci, on sekizinci, on dokuzuncu yüzyıllarda veya yirminci yüzyıl başlarında hiç kimse Evren’in zamanla evrim geçiriyor olabileceğini ileri sürmedi. Hem Newton hem de Einstein, her ikisi de, Evren’in ya büzülüyor ya da genişliyor olduğu kestiriminde bulunma şansını kaçırdılar. Bu konu Newton’a karşı kullanılamaz, çünkü o Evren’in genişlemesinin gözlemsel keşfinden iki yüz elli yıl önce yaşadı. Fakat Einstein daha iyisini bilmeliydi. Onun 1915 yılında formüle ettiği genel görecelik kuramı Evren’in genişlemekte olduğu kestiriminde bulunuyordu. Fakat Einstein statik evrenden o kadar emindi ki, kuramına onu Newton’un teorisi ile uyuşturmak ve kütlesel çekimi dengelemek üzere bir unsur ekledi.

1929 yılında Edwin Hubble tarafından Evren’in genişlediğinin keşfi onun kökeni konusundaki tartışmayı tamamen değiştirdi. Eğer galaksilerin şimdiki tasımını alır ve onu zaman içinde geriye doğru çalıştırırsanız, on ile yirmi bin milyon yıl arasında bir süre önce, bir an birbirinin tepesinde olmaları gerektiği anlaşılır. Bu zamanda, büyük patlama denen bir tekillikte, Evren’in yoğunluğu ve uzay-zamanın eğriliği sonsuz olmalıydı. Böyle koşullarda bilimin bilinen tüm yasaları çökerdi. Bu bilim için bir felakettir. Bu yalnızca bilimin Evren’in nasıl başladığı konusunda kestirimde bulunamayacağı anlamına gelirdi. Bilimin tüm söyleyebileceği “Evren, o zaman öyle olduğu için şimdi bugün olduğu gibidir” olur. Fakat bilim büyük patlamadan hemen sonraki durumun neden öyle olduğunu açıklayamazdı.

Çok doğal olarak, pek çok bilim adamı bu durumdan huzursuzdu. Bu nedenle, büyük patlama tekillliğini ve dolayısıyla za manın başlangıcını önleme doğrultusunda, pek çok girişim oldu.

Biri değişmez durum teorisi denen şeydi. Burada fikir galaksiler birbirinden uzaklaştıkça aradaki yerlerde sürekli olarak yaratılan maddeden yeni galaksilerin oluşacağı idi. Evren sonsuz şekilde bu günkü ile az çok aynı durumda var olmuştu ve var olmaya devam edecekti.

Evren’in genişlemeye devam etmesi ve yeni maddenin yaratılması için, değişmez durum modeli genel görecelik kuramında bir değişiklik gerektiriyordu, fakat gerekli olan yaratılış hızı çok düşüktü; yılda bir kilometre küpte bir zerrecik kadardı, bu da gözlemle çelişmeyecekti. Teori aynı zamanda galaksiler ve benzer maddelerin ortalama yoğunluğunun hem uzayda hem zamanda değişmez olması gerektiği kestiriminde bulunuyordu. Ancak Martin Ryle ve Cambridge’deki ekibi tarafından galaksimiz dışındaki radyo dalgalarının kaynakları üzerinde yapılan bir araştırma güçlü kaynaklardan çok daha fazla sayıda zayıf kaynak bulunduğunu gösterdi. Zayıf kaynakların daha uzaktakiler olması bekleniyordu. Bu da iki olasılığı ortaya koyuyordu: ya Evren’in güçlü kuvvetlerin ortalamadan daha az sık olduğu bir bölgesindeydik veya geçmişte ışığın bize doğru gelmek üzere daha uzak kaynakları terkettiği zaman kaynakların yoğunluğu daha yüksekti. Bu olasılıkların hiçbiri değişmez durum teorisinin radyo kaynakların yoğunluğunun uzay ve zamanda değişmez olması gerektiği şeklindeki kestirimiyle uyumlu değildi. Bu teoriye en son darbe 1965 yılında Arno Penzias ve Robert Wilson tarafından galaksimizin çok ötesinden gelen mikro dalga zemin ışımasının keşfedilmesi oldu. Bu radyasyon sıcak.bir nesnenin yaydığı radyasyonun karakteristik spektrumuna sahipti. Aslında bu durumda sıcak terimi pek uygun değildir, çünkü sıcaklık yalnızca Mutlak Sıfır’ın 2.7 derece yukarısındaydı. Evren soğuk karanlık bir yerdir! Değişmez durum teorisinde böyle bir spektruma sahip mikrodalgalar yaratacak akla uygun bir mekanjzma yoktu. Bu nedenle bu teorinin bırakılması gerekmiştir.

Büyük patlama tekilliğini önlemek için bir başka sav, 1963 yılında iki Rus bilim adamı Evgenii Lifshitz ve Isaac Khalatnikov tarafından öne sürülmüştür. Onlar ancak galaksilerin doğrudan birbirine doğru veya birbirinden uzağa hareket ediyor olmaları durumunda bir sonsuz yoğunluk durumunun olabileceğini söylediler; ancak o zaman hepsi geçmişte tek bir noktada birleşmiş olabilirlerdi. Ancak, galaksilerin de bazı küçük yan hızları olmuş olmalıydı ve bu Evren’in, galaksilerin birbirlerine çok yaklaşmış, fakat bir şekilde çarpışmayı önlemeyi başarmış oldukları, daha önceki bir büzülme aşamasının var olmasını mümkün kılmış olabilirdi. Daha sonra Evren bir sonsuz yoğunluk durumundan geçmeden yeniden genişlemiş olabilirdi.

Lifshitz ve Khalatnikov savlarını ileri sürdüklerinde ben doktora tezini tamamlamak için bir problem arayan bir araştırma öğrencisiydim. Bir büyük patlama tekillliği olmuş olup olmadığı sorununa ilgi duyuyordum, çünkü bu Evren’in kökeninin anlaşılması için can alıcı bir şeydi. Roger Penrose ile birlikte bu ve benzer problemleri ele almak üzere, yeni bir matematik teknikleri dizisi geliştirdim. Biz, eğer genel görecelik kuramı doğruysa herhangi akla uygun bir evren modelinin, bir tekillikle başlaması gerektiğini gösterdik. Bu bilimin Evren’in bir başlangıca sahip olmuş olması gerektiği konusunda kestirimde bulunabileceği, fakat Evren’in nasıl başlaması gerektiği konusunda kestirimde bulunamayacağı anlamına gelecekti; bunun için Tanrı’ya başvurmak gerekecekti.

Tekillikler üzerindeki fikir ikliminde değişikliği izlemek ilginç olmuştur. Ben bir yüksek lisans öğrencisi olduğumda hemen hemen hiç kimse onları ciddiye almıyordu. Şimdi tekillik teoremlerinin sonucu olarak hemen hemen herkes Evren’in, fizik yasalarının işlemez hale geldiği bir tekillikle başladığına inanıyor. Ne var ki şimdi ben fizik yasalarının evrenin nasıl başladığını belirlediği bir tekilliğin var olduğunu düşünüyorum.

Genel Görecelik Kuramı klasik denilen türden bir teoridir. Yani parçacıkların kesin olarak tanımlanmış konum ve hızlara sahip olmadıklarını, kuantum mekaniğinin hem konum hem hızı aynı anda ölçmemize olanak vermeyen belirsizlik ilkesi tarafından küçük bir bölgede belirsiz hale getirildiklerini dikkate almaz. Bu normal durumlarda önemli değildir, çünkü uzay-zamanın eğriliğinin yarıçapı bir parçacığın konumundaki belirsizliğe kıyasla çok büyüktür. Ancak tekillik teoremleri, Evren’in şimdiki genişleme aşamasının başlangıcında, uzay-zamanın küçük bir eğrilik yarıçapına sahip olarak büyük ölçüde yamulmuş olduğunu gösterirler. Bu durumda belirsizlik ilkesi çok önemli olacaktır. Böylece genel görecelik, tekillikler hakkında kestirimde bulunarak kendi çöküşünü getirir. Evren’in başlangıcını tartışmak için genel göreceliği kuantum mekaniği ile birleştiren bir teoriye ihtiyacımız var.

Bu teori kuantum kütlesel çekimidir. Henüz doğru kuantum kütlesel çekimin teorisinin alacağı tam şekli bilmiyoruz. Halihazırda sahip olduğumuz en iyi aday süpersicim teorisidir, fakat hala çözümlenmemiş bazı güçlükler vardır. Ancak herhangi bir tutarlı teoride belli özelliklerin olması beklenebilir. Biri Einstein’ın kütlesel çekim etkilerinin içindeki madde ve enerji tarafından eğrilmiş veya yamulmuş -çarpılmış- bir uzay-zamanla temsil edilebileceği fikridir. Bu eğri uzayda nesneler düz bir çizgiye en yakın şeyi izlemeye çalışırlar. Ancak uzay eğrilmiş olduğu için, yolları sanki bir kütlesel çekim alanı tarafından bükülmüş gibi görünür.

En temel teoride bulunmasını beklediğimiz bir başka unsur Richard Feynman’ın kuantum teorisinin bir geçmişlerin toplamı olarak formüle edilebileceği önerisidir. En basit şekliyle fikir her parçacığın uzay-zamanda mümkün olan her yola ya da geçmişe sahip olduğudur. Her yol ya da geçmişin şekline bağlı olan bir olasılığı vardır. Bu fikrin uygulanması için içinde yaşadığımızı kavradığımız gerçek zaman yerine “sanal” zamanda geçmişlerin ele alınması gerekir. Sanal zaman sanki bilim kurgu kavramı gibi gelebilir, fakat bu iyi tanımlanmış matematiksel bir kavramdır. Bir anlamda gerçek zamana dik açılı bir zaman yönü gibi düşünülebilir. Belirli zamanlarda belirli noktalardan geçmek gibi belirli özellikleri olan tüm parçacık geçmişlerinin olasılıkları eklenir. Daha sonra bundan yararlanılarak içinde yaşadığımız gerçek uzay-zamana uygun sonucun çıkarılması gerekir. Bu kuantum teorisine pek bilinen yaklaşım değildir, fakat diğer yöntemlerle aynı sonucu verir.

Kuantum kütlesel çekiminde, Feynman’ın “geçmişlerin toplamı” fikri Evren için farklı mümkün geçmişler, yani farklı eğrilmiş uzay-zamanlar üzerinden toplam almayı gerektirir. Bunlar Evren’in ve onun içindeki herşeyin geçmişini temsil ederler. Geçmişlerin toplamına hangi sınıftan mümkün eğri uzayların dahil edilmesi gerektiğinin belirlenmesi gerekir. Bu uzaylar sınıfının seçimi Evren’in ne durumda olduğunu belirler. Eğer Evren’in durumunu tanımlayan eğri uzaylar sınıfında tekillikleri olan uzaylar bulunursa, bu tür uzayların olasılıkları teori tarafından belirlenmez. Onun yerine olasılıkların isteğe bağlı bir şekilde atanması gerekir. Bunun anlamı bilimin uzay zamanın bu tür tekil geçmişlerinin olasılıkları konusunda kestirimde bulunamayacağıdır. Böylece bilim Evren’in nasıl davranması gerektiği konusunda kestirimde bulunamaz. Ancak Evren’in yalnızca tekil olmayan eğri uzayları taşıyan bir toplamla tanımlanmış bir durumda olması mümkündür. Bu durumda bilimin yasaları Evren’i tam olarak belirler, nasıl başladığını belirlemek üzere onun dışında bir güce başvurmak zorunlu olmaz. Evren’in durumunun yalnızca tekil olmayan geçmişlerin bir toplamıyla belirlenmiş olduğu önermesi, bir bakıma, elektrik direğinin altında anahtarını arayan sarhoşun durumuna benzer; o kaybettiği yer olmayabilir, fakat bulabileceği tek yerdir. Benzer şekilde, Evren tekil olmayan geçmişlerin bir toplamının tanımladığı bir durumda olmayabilir, fakat bu bilimin Evren’in nasıl olması gerektiği konusunda kestirimde bulunabileceği tek yerdir.

1983 yılında Jim Hartle ve ben Evren’in durumunun belirli bir sınıf geçmişler üzerinden alınan bir toplamla bulunacağını ileri sürdük. Bu sınıf, sonlu büyüklükte fakat sınırlan veya kenarları bulunmayan, tekilllikleri olmayan eğri uzaylardan oluşuyordu. Bu uzaylar yeryüzünün yüzeyi gibi olacaklardı, fakat iki adet daha boyutları olacaktı. Yeryüzünün yüzeyi sonlu bir alana sahiptir, fakat herhangi bir tekilliğe, sınıra veya kenara sahip değildir. Ben bunu bir deneyle test ettim, Dünya’nın etrafında dolaştım, düşmedim.

Hartle ve benim yaptığım öneri şöyle açıklanabilir: Evren’in sınır koşulu sınırı olmamasıdır. Ancak Evren bu sınırı olmayan durumda olursa bilimin yasaları kendi başlarına mümkün her geçmişin olasılığını belirleyebilirler. Böylece ancak bu durumda bilinen yasalar Evren’in nasıl davranması gerektiğini belirler. Eğer Evren herhangi bir başka durumda ise, geçmişlerin toplamında eğri uzaylar sınıfı, tekilllikleri olan uzayları kapsayacaktır. Bu tür tekil geçmişlerin olasılıklarını belirlemek için bilimin bilinen yasaları dışında bir ilkenin harekete geçirilmesi gerekir. Bu ilke, Evren’imizin dışında bir şey olur. Onu Evren’imizin içinden çıkarsayamayız. Diğer taraftan, eğer Evren sınırı olmayan durumda ise, ilke olarak, belirsizlik ilkesinin sınırları içinde, evrenin nasıl davranması gerektiğini tamamen belirleyebilirdik.

Eğer Evren sınırı olmayan durumdaysa bu kuşkusuz bilim için yararlıdır, fakat öyle olduğunu nasıl anlayabiliriz? Bunun yanıtı, “no-boundary” (sınırı yok) önermesinin Evren’in nasıl davranması gerektiği konusunda belirli kestirimlerde bulunduğudur. Eğer bu kestirimler gözlemlerle uyuşmayacak olurlarsa Evren’in “no-boundary” durumda olmadığı sonucuna varabiliriz. Böylece “no-boundary” önermesi, filozof Karl Popper tarafından tanımlandığı anlamda iyi bir bilimsel teoridir: gözlemle yanlış olduğu kanıtlanabilir veya yanlış olduğu gösterilebilir.

Eğer gözlemler-kestirimlerle uyuşmazsa, mümkün geçmişler sınıfında tekillikler olması gerektiğini bileceğiz. Fakat bu hemen hemen bileceğimiz tek.şey olur. Tekil geçmişlerin olasılıklarını hesaplayamayız; böylece Evren’in nasıl davranması gerektiği konusunda kestirimde bulunanlayız. Eğer bu yalnızca büyük patlamada olsaydı bu kestirilemezliğin o kadar önemli olmadığı düşünülebilirdi, ne de olsa o on veya yirmi milyar yıl önceydi. Fakat eğer kestirilebilirlik büyük patlamadaki çok güçlü kütlesel çekim alanlarında bozulursa bir yıldız çöktüğünde de bozulabilir. Bu yalnızca bizim galaksimizde haftada birkaç kere olabilir. O zaman kestirim gücümüz hava tahminleri standartlarına göre bile zayıf olur.

Kuşkusuz uzak bir yıldızda olan kestirilebilirliğin bozulmasına aldırış edilmesi gerekmediği söylenebilir. Ancak kuantum teorisinde gerçekte yasaklanmayan herhangi birşey olabilir ve olacaktır. Böylece eğer mümkün geçmişler sınıfı tekillikleri olan uzayları kapsarsa, bu tekillikler yalnızca büyük patlamada ve çöken yıldızlarda değil herhangi bir yerde olabilir. Bu da bizim herhangi bir kestirimde bulunamayacağımız anlamına gelir. Bunun tersi olarak, bizim olayları kestirebiliyor olmamız tekilliklere karşı ve “no-boundary” önermesini destekleyen deneysel kanıttır.

O halde “no-boundary” önermesi Evren hakkında hangi kestirimde bulunuyor? Belirtilecek ilk nokta, Evren için tüm mümkün geçmişler boyutta sonlu olduklarından, zamanı ölçmek için kullanılacak herhangi bir niceliğin en büyük ve en küçük bir değeri olması gerektiğidir. Böylece Evren’in bir başlangıcı ve sonu olacaktır. Gerçek zamanda başlangıç büyük patlama tekillliği olacaktır. Ancak sanal zamanda başlangıç bir tekillik olmayacaktır. Onun yerine, biraz yeryüzünün kuzey kutbu gibi olacaktır. Eğer yeryüzünün yüzeyindeki enlem dereceleri zamanın benzeri olarak alınırsa, yeryüzünün yüzeyinin Kuzey Kutbu’nda başladığı söylenebilir. Yine de Kuzey Kutbu her yönden yeryüzünde sıradan bir noktadır. Bu konuda özel bir şey yoktur ve Kuzey Kutbu’nda yeryüzündeki diğer yerlerle aynı yasalar geçerlidir. Benzer şekilde, “sanal zamanda Evren’in başlangıcı” olarak etiketlemeyi seçtiğimiz olay her hangi bir başkasına çok benzer şekilde uzay-zamanın sıradan bir noktası olacaktır. Bilimin yasaları başka yerlerde olduğu gibi başlangıçta da geçerli olacaktır.

Yeryüzünün yüzeyi ile benzetmeden Evren’in sonunun, tıpkı Kuzey Kutbu’nun Güney kutbuna çok benzemesi gibi, başlangıca benzer olması beklenebilir. Ancak kuzey ve güney kutuplar yaşadığımız gerçek zamanda değil, sanal zamanda Evren’in geçmişinin başlangıç ve sonuna karşılık gelirler. Eğer sanal zamanda geçmişlerin toplamının sonuçlarından gerçek zamana doğru çıkarsama yapılırsa, Evren’in gerçek zamandaki başlangıcının sonundan çok farklı olabileceği bulunur.

Jonathan Halliwell ve ben “no-boundary” koşulunun ne anlama geleceği konusunda yaklaşık bir hesaplama yaptık. Evren’i üzerinde küçük yoğunluk karışıklıklarının olduğu mükemmel bir düzgünlükte ve tek biçimli bir arkaplan olarak ele aldık. Gerçek zamanda Evren genişlemesine çok küçük bir yarıçapla başlamış görünecektir. Başlangıçta genişleme şişmesel denen şekilde olacaktır, yani tıpkı bazı ülkelerde fiyatların her yıl iki katına çıkması gibi saniyenin her küçük kesrinde Evren büyüklüğünü iki katına çıkaracaktır. Ekonomik enflasyonda Dünya’da rekor muhtemelen I. Dünya Savaşı’ndan sonra bir somun ekmeğin fiyatının bir kaç ay içinde bir Mark’ın altında bir değerden milyonlarca Mark’a yükselmiş olduğu Almanya’dır. Fakat bu Evren’in ilk zamanlarında olmuş olduğu anlaşılan şişmeyle kıyaslanabilecek bir şey değildir: O zaman saniyenin küçük bir kesrinde en az milyon milyon milyon milyon milyon defa büyüme söz konusudur. Kuşkusuz bu şimdiki hükümetten önceydi.

Şişme, (inflation) büyük bir ölçekte düzgün ve tek biçimli olan ve yeniden çökmeyi önlemek için tam kritik hızda genişlemekte olan bir evren yaratmış olduğu için, iyi bir şeydi. Şişme, aynı zamanda Evren’in tüm içeriğini sözcüğün tam anlamıyla hiç bir şeyden yaratmış olduğu için de. iyi bir şeydi. Evren Kuzey Kutbu gibi tek bir noktayken içinde hiçbir şey yoktu. Ama şimdi Evren’in gözlemleyebildiğimiz kısmında en az on üzeri seksen parçacık bulunuyor. Tüm bu parçacıklar nereden geldiler? Bunun yanıtı görecelik ve kuantum mekniğinin maddenin parçacık/antiparçacık çiftleri şeklinde enerjiden yaratılmasına olanak vermesidir. Peki bu maddeyi yaratmak için enerji nereden geldi? Bunun yanıtı onun Evren’in kütlesel çekim enerjisinden ödünç alınmış olduğudur. Evren’in tam olarak maddenin pozitif enerjisini dengeleyen muazzam bir negatif kütlesel çekim enerjisi borcu vardır. Şişme döneminde Evren, daha fazla madde yaratılmasını finanse etmek üzere kütlesel çekim enerjisinden yüklü bir biçimde borç almıştır. Sonuç Keynesci ekonominin bir zaferi olmuştur: Maddi nesnelerle dolu kuvvetli ve genişleyen bir evren. Kütlesel çekim enerjisi borcunun evrenin sonuna kadar ödenmesi gerekmeyecektir.

Evren ilk zamanlarında tamamen homojen ve tekbiçimli olmuş olamazdı çünkü bu kuantum mekaniğinin belirsizlik ilkesine aykırıydı. Onun yerine tekbiçimli yoğunluktan ayrılmalar olmuş olmalıdır. “No boundary” önermesi bu yoğunluk farklılıklarının en alt durumlarında başlayacağı, yani belirsizlik ilkesine uygun olarak mümkün olduğu kadar küçük olacakları anlamına gelir. Ancak şişmesel genişleme sırasında farklılıklar büyür. Şişmesel genişleme dönemi bittikten sonra bazı yerlerinde diğerlerine göre biraz daha hızlı genişleyen bir evren kalır. Daha yavaş genişleme bölgelerinde maddenin kütlesel çekimi genişlemeyi daha da yavaşlatacaktır. Sonunda bölge genişlemeyi durduracaktır ve galaksileri ve yıldızları oluşturmak üzere büzülecektir. Böylece “no boundary” önermesi çevremizde gördüğümüz tüm karmaşık yapıyı açıklayabilir. Ancak, o Evren konusunda yalnızca tek bir kestirimde bulunmaz. Onun yerine herbirinin kendi olasılığı olan tüm bir mümkün geçmişler ailesi hakkında kestirimde bulunur. Olasılık düşük olsa da, İngiltere’de son seçimi İşçi Partisi’nin kazandığı olası bir geçmiş olabilirdi.

“No-boundary” önermesi Evrenin işlerinde Tanrı’nın rolü konusunda köklü sonuçlara sahiptir. Şimdi genellikle Evren’in iyi tanımlanmış yasalara göre evrimleştiği kabul edilmekledir. Bu yasalar Tanrı tarafından düzenlenmiş olabilir. Fakat göründüğü kadarıyla o yasaları bozmak üzere Evren’e müdahalede bulunmuyor. Ancak son zamanlara kadar bu yasaların Evren’in başlangıcına uygulanamayacağı düşünülüyordu. Saatini kurmak Evren’i istediği herhangi bir şekilde çalıştırmak Tanrı’ya kalmış olacaktı. Böylece Evren’in şimdiki durumu Tanrı’nın ilk koşullan seçiminin sonucu olacaktı.

Ama “no-boundary” önermesi gibi bir şey doğru olursa durum farklı olur. O durumda, fizik yasaları Evren’in başlangıcında bile geçerlidir, bu yüzden Tanrı ilk koşullan seçme özgürlüğüne sahip olmaz. Kuşkusuz o hala Evren’in uyduğu yasaları seçmede özgür olur. Fakat bu pek bir seçim olmayabilir. Yalnızca kendi içinde tutarlı ve “Tanrının doğası nedir?” gibi sorular sorabilen bizler gibi karmaşık yaratıklara yol gösteren az sayıda yasa olabilir.

Ve eğer yalnızca tek bir eşi olmayan mümkün yasalar kümesi varsa bile, bu yalnızca bir dizi denklemdir. Denklemlere ateş veren ve onlara yönetecek bir evren veren nedir? En temel birleşik teori kendi varlığının nedeni olacak kadar karışık mıdır? Bilim Evren’in nasıl başladığı problemini çözebilirse de. “Evren neden var?” sorusuna yanıt veremez. Ben bunun yanıtını bilmiyorum.

Kara Delikler ve Bebek Evrenler
Yazar: Stephen Hawking
Çevirmen: Neziha Bahar
Yayınevi : Alfa Yayıncılık

Yorum yapın

insanokur.org’u

bilgiyle tutsaklıktan özgürlüğe…
“yeryüzü aşkın yüzü oluncaya dek…”