Tekillik ve Ötesi

Evrenin genişleme sürecini tersten düşünelim. Evren tek bir taneciğe doğru büzülürken, maddesel içeriği de sıkıştırılmış ve sıcak bir duruma geçer. Aslına bakılacak olursa, bu sürecin bir sınırı yok. Evren, genişlemesinin başladığı an olan doğum anında, sonsuz derecede yoğun ve sıcaktı. Fizikçiler herhangi bir değerin sonsuzluğa doğru fırladığı noktaya tekillik demektedir. Standart Büyük Patlama projeksiyonuna göre, evren bir tekillik içinde doğmuştur.

Einstein’ın kütleçekim teorisinin tekillik öngördüğü diğer yer, bir kara deliğin kalbidir. Bu durumda, düşünülemeyecek bir şekilde büzülen bir yıldızın maddesi, en sonunda sıfır hacme sıkışarak sonsuz yoğun ve sıcak bir hale gelir. Zamanında dendiği gibi, “kara delikler, Tanrı’nın sıfıra bölme işlemini yaptığı yerdir.”

Tekillik anlamsızdır. Bu türden korkutucu kavramlar bir fizik teorisinde birdenbire belirdiğinde, bu durum genellikle bize teorinin (bu durumda, Einstein’ın kütleçekim teorisinin) hatalı olduğunu gösterir. Aslında bu, çok da şaşırtıcı sayılmamalı. Einstein’ın kütleçekim teorisini, artık dünya hakkında mantıklı hiçbir şey söyleyemeyeceği noktalara dek çekiştiriyoruz. Genel görelilik büyük şeylerin teorisidir. Öte yandan henüz ilk safhalarındayken evren bir atomdan daha küçüktü. Ve atom dünyasının teorisi de kuantum teorisidir, kütleçekimi değil.

20. yüzyıl fiziğinin çok önemli bu iki teorisi arasında çok fazla örtüşme yoktur. Öte taraftan söz konusu olan kara deliklerin kalbi ve evrenin doğumu olduğunda, çelişmeye başlarlar. Bir gün gerçekten evrenin nasıl oluştuğunu anlamak istiyorsak, Einstein’ın kütleçekim teorisinden çok daha iyi bir resme, kütleçekimine yönelik bir kuantum teorisine ihtiyacımız olacak.

Fakat bu tür bir teorinin oluşum süreci genel görelilik ve kuantum teorisi arasındaki temel bağdaşmazlık nedeniyle hiç de kolay olacakmış gibi görünmüyor. Genel görelilik, kendisinden önceki bütün fizik teorileri gibi, geleceği öngörmeye yönelik bir tariftir. Yani bir gezegen şimdi buradaysa, bir gün içinde şu rotayı izleyerek şuraya gidecektir. Tüm bu veriler yüzde 100 kesinlikle öngörülebilir. Ancak kuantum teorisi, kesinlikler üzerinden ilerleyen değil, olasılıkların öngörülmesine yönelik bir teoridir. Uzayda uçan bir atoma dair öngörebileceğimiz tek şey, olası son pozisyonu, olası rotasıdır. Dolayısıyla kuantum teorisi genel göreliliğin en temel taşlarını yerinden kaydırmaktadır.

Günümüzde fizikçiler birkaç farklı yoldan, kütleçekiminin kuantum teorisini oluşturmaya çalışıyor. Şüphesiz, bu farklı yollardan kamuoyu tarafından en çok tanınanı, maddenin temel yapı taşlarını tanecik gibi parçacıklar değil, bir “sicimin” ultra-küçük parçaları olarak yorumlayan süpersicim teorisidir. Sicim (süperyoğun kütle enerjisi) tıpkı bir keman yayı gibi titreşebilir ve her farklı titreşim “modu,” elektron ya da foton gibi bir temel parçacıkla bağlantılıdır.

Süpersicim teorisyenlerini heyecanlandıran şey, sicim teorisinin otomatik olarak bir tür kütleçekimi içeriyor olması. Teorinin zorlu taraflarından biri ise sicimlerin 10 boyutlu bir uzayda titreşmesi. Bunun anlamı, fark edemeyeceğimiz kadar küçük altı uzay boyutunun daha var olması gerektiğidir. Sicim teorisinin bir diğer zorluğu da, çok karışık bir matematik içermesidir. Bu yüzden, şimdiye kadar kimse bu teoriyi kullanarak deneysel olarak sınanabilecek bir öngörüye ulaşmayı başaramadı.

Şu an için hiç kimse kütleçekimine yönelik bir kuantum teorisine ne denli yakın ya da uzak olduğumuzu çıkaramıyor. Ancak böyle bir teori olmaksızın, bizi evrenin doğumuna ulaştıracak son adımları atacağımızı umut bile edemeyiz. Bununla birlikte, bu süreçte olması gereken bazı şeyler açık bir şekilde ortadadır.

Evrenin genişleme sürecini bir kez daha tersine döndürelim.

Öncelikle, evren tüm yönlerde aynı oranda büzülecek. Bunun nedeni evrenin tüm yönlerde az çok aynı olması. Ancak “az çok aynı” demekle, “tam olarak aynı” demek elbette aynı şey değil. Bu yüzden bir yönde, diğer bir yöne nazaran daha çok galaksi olacak. Büzülmenin ilk safhalarında bu dengesizliğin fark edilir düzeyde bir etkisi olmayacak. Ancak evren sıfır hacme doğru büzülürken, bu türden madde düzensizliklerinin çok daha ciddi etkileri ortaya çıkacak ve çöküşün son aşamaları korkunç ölçüde şiddetli ve kaotik olacak. Kütleçekimi (eğik uzay-zaman) , içeri doğru düşen bir cisim tarafından tekilliğe hangi yönden yaklaşıldığına göre ciddi değişiklikler gösterecek.

Tekilliğe gerçekten yaklaşıldığında, uzay-zamanın eğikliği öylesine şiddetli ve kaotik bir düzeye çıkacak ki, uzay ve zaman paramparça olacak, sayısız zerreye ayrılacak. “Önce” ve “sonra” gibi kavramlar anlamını yitirecek. “Uzaklık” ve “yön” gibi kavramlar da. Buradan ilerisi ise yoğun bir sis perdesinin altında kalıyor. Sisin içinde kuantum kütleçekimin esrarengiz hükümdarlığı sürüyor ve henüz bizi oraya ulaştıracak bir rehberimiz yok.

Ancak bu sisin derinlerinde bir yerlerde, bilimin en can alıcı, en mühim sorularının cevapları yatıyor. Evren nereden geldi? Neden bundan 13,7 milyar yıl önce gerçekleşmiş bir patlamayla oluştu? Eğer bu sorunun bir anlamı varsa, peki daha öncesinde ne vardı?

Bir gün, çok küçük şeylere dair teorimiz ile büyük şeylere yönelik teorimizi birleştirmeyi başardığımızda bu soruların cevaplarını bulabileceğimizi umut ediyoruz. Bu gerçekleştiğinde asıl soruyla karşı karşıya kalacağız: Bir şey nasıl yoktan var olabilir? “Elinizde bir taş tutmanız yeterlidir,” der Jostein Gaarder, Sofi’nin Dünyası’nda. “Portakal büyüklüğündeki bu taştan ibaret olsaydı bile evren yine aynı ölçüde anlaşılmaz, soracağımız soru da aynı ölçüde aşılamaz olurdu: Peki ama, bu taş nereden geldi?”

3 yorum “Tekillik ve Ötesi”

  1. Aslına bakılacak olursa, bir kara delik ve Büyük Patlama’yla bağlantılı tekillikler arasında ince bir ayrım söz konusu. Kara deliklerde geçerli olan zamandaki tekillik, Büyük Patlama’daki ise uzaydaki tekilliktir.

  2. Katılıyorum valla. Ama işte bizim de düşünsel olarak böyle eziyetlere ihtiyacımız var gibi. Düşünsel mazoşist olabiliriz. Zorlayan konular ilgimizi çekiyor.

Bir yanıt yazın