Sessizlik Teorisi

Michael Brooks bildiriyor: “Büyük Patlamayı Unutun,
Evrenin Oluşumu Oldukça Sessiz Bir Durum”

Herkes bilir ki , uzayda kimse senin çığlığını duyamaz. Çok az insan kozmik sessizliğin ne kadar derin olabileceğini fark eder… Evrenin varoluş an’ındaki sessizlik hakikatten de olağandışıydı. O an, hiçbirşeyin ve hiçbir yerin bağlantıda olmadığı tam bir izolasyondu. Eğer çığlık atsanız, dudaklarınızdan dışarı yayılamazdı bile…

Fransa Joseph Fourier Üniversitesi ‘nden kozmolog Aurelien Barrau şunu ifade ediyor: “Uzaydaki her nokta kendi içinde bir yaşam sürmekte.”

Bu açıklama bizim düz ve süreklilik halinde gözlemlediğimiz her zamanki uzay-zaman resminden radikal bir şekilde farklılık gösteriyor ve araştırmacılar, Einstein’ın genel relativite teorisine dayalı evreni anlamadaki  mevcut teoriye kuantum teorisini dahil etmeye çalışıyorlar. Yıldızların ve galaksilerin ölçekleri üzerinden yerçekimini  bu şekildeki açıklamak işe yaramaktaydı ancak iş evrenin tüm tarihçesine geldiğinde, bu teori eksik kalmaktaydı.

Kozmosta zamanda geri gittiğimizde, şeyler daha yakına gelir ve çekim daha güçlenir.Genel göreceliğe göre, kozmos “teklik” diye adlandırılan, uzay ve zamanın radikal bir şekilde bükülüp, fiziğin iflas ettiği sonsuz yoğunluğun bir noktasından  meydana gelmiştir. Dolayısıyla, bu teori  tek başına evrenin doğuşu hakkındaki tüm hikayeyi anlatamaz.

Şeyler küçülmeye başladığında kuantum teorisi bu konunun kralı kesilir. O zaman, herşeyin başlangıcını tarif etmek için, bu iki teoriyi, tek bir kuantum yerçekim teorisi şeklinde birbirine bağlamamız gerekmektedir.

Olmaz diye duymuş olabileceklerinizin tersine, bunu yapmanın yolları var. Örneğin; sicim teorisi en çok bilinen teori. Bu teori, yoğun parçacık diziliminin çekimin de dahil olduğu kuvveleri ve maddeyi nasıl bir boyutlu sicimlerin titreşimlerine indirebildiğini tarif etmekte. Ancak , bu teori bize uzay ve zamanın temel doğası hakkında çok fazla bir şey anlatmamakta. Dolayısıyla, son yıllarda bu konuda pek çok alternatif de ortaya altılmıştır.

Daha erken olmasına rağmen, bu teorilerden herhangi birinin en detayına kadar işe yarayıp yaramayacağını bilmiyoruz ama şimdiden bazı büyüleyici sonuçlar da görmekteyiz. Bunların içinden en baştan çıkartıcı olanı; en azından tamamen bağımsız 3 kuantum teorisinin kozmosu birşeyle gümbürdetmesi… biz buna “sessizilik anı” diyoruz.

Zamanda geri gittiğimizde, uzayda her bir noktanın diğer noktalar ile kopuk olduğu bir “an”a ulaştığımızı düşünelim.. Bu hiç birşeyin –ses yok, bilgi yok, ışık yok– onların arasında seyahat etmediği anlamına gelir. O sessizlik anı, en eski hikayenin  yeni anlatımını belki de bize verir..

Davis, Kaliforniya Üniversitesi’nden Steven Carlip, çeşitli yollardan kuantum çekimine ulaşıldığını ve birleşildiğini tespit eden ilk kişilerden birisidir. 2012 yılında, kendisi tüm teorileri bir araya getirdi ve evren o sıcak ve yoğun başlangıcına geri gittiği için, pek çok teorinin  bir ya da iki uzaysal boyuta yayıldığını buldu. Bir başka deyişle, başlangıçta geometri radikal bir biçimde farklı gözükmekteydi.

Sessizlik an’ı daha öteye gidiyor ve uzay ve zamanın tamamiyle sona eriyor olduğu gözükmekte. Aslında bu an’ın nasıl ve ne zaman olduğunu bulmak olukça güç. Ancak, bunun ilk en eski-primordiyal kuantum dalgalanmadan meydana gelmekte olduğu gözükmekte.

Carlip ve meslektaşları, genleşen yerçekimi adı altında sicim teorisinin bir yan ürününün hesaplarını yaptılar. Onlar evrenin ilk 10 üzeri -43 saniyesinde uzayın ayrı ayrı parçalara bölündüğünü gösterdiler. Her bir parçası da kendi varlığınının dışında bir şeyi deneyimlemiyordu.

Aynı şey, evrenin üçgen temelli piramide benzer uzay- zaman biçimli öğelerden oluşan nedensel dinamik üçgenleşme (CTD) teorisinde de olmaktadır. Genel göreceliğin söylediği gibi piramidler kütle ve enerjinin mevcutiyetinden kaynaklanan bir şekilde birbirine geçerek, uzay ve zamana bir eğim, bir bükülme vermekte.

Sessiz Bir Doğum

CDT teorisinde, uzay-zaman parçaların hepsi de farklı olabilir ve bilgisayar simulasyonları, milyarca farklı yolla onları birleştirebilir. Farklı çıktıları karşılaştırma fikri çoğu kez ortaya çıkan senaryoları tanımlamayı sağlar. Bunlar yüksek ihtimalle evrenin tarihçeleridir. Hollanda, Radboud Üniversitesi ‘nden bu teorinin yaratıcılarından bir olan Renate Loll şunu ifade ediyor: “Bizim bu simulasyonlarımızın evrenin, şeyleri elle ayarlamadan, o ilk tekliğe yakın nasıl davrandığının işaretlerini bize  verecektir. Gerçi, ilginç bir biçimde, belirli seçeneklerin kombinasyonları neticesinde tamamen farklı evrenler meydana gelmekte—buzdan buhara birbirinden farklı farklı.”

CDT’sinde evren üç ayrı fazdan birinin içinde mevcut olabilir. Farklı bölgelerin birbiri ile bağlantılı olduğu ve her birinin sinyaller ve kuvveler vasıtası ile  davranış ortaya koyduğu bir tanesi var ki o bize çok tanıdık. Bir diğeri  ise, herşeyin etkili bir şekilde diğer herşeyin parçası olan  homojen yığın olan bir evren. Uzay-zaman öğelerinin tamamen bağlantısız olduğu 3. opsiyonda her parça tek, yalnız. Bir başka deyişle, sessizlik anı.

Bunu söylemek için hayli erken olmasına rağmen, evrenin bu fazlar arasında hareket etmiş olabilceği fikri kuantum yerçekimin habericisi olabilir. İsveç, Stockholm’daki Nordic Teorik Fizik Enstitüsü’nden Sabine Hossenfelder şunu ifade ediyor: “Evrenin başlangıcı bizim kuantum yerçekimine en güvenilir giriş kapımız. Evrenin başlangıcındaki bu faz bağlantısını, geçişini  inceleme bizim uzay ve zamanın temel olarak ne olduğunu dair anlayışımızın artmasına izin verecektir.”

Sessizlik anının en çok açığa çıkışı “Döngü Kuantum Yerçekimi” diye bilinen teori vasıtasıyla olur. Bu teoride,  uzay ve zaman, örgüler ve düğümler şeklindeki bir  dokudan meydana gelmiştir. İpliklerin birbirine, iç içe geçmiş şekli, parçacık ve kuvveleri yaratır.

Bir yolla, araştırmacılar, dögü kuantum yerçekiminin  eşsiz bir şekilde kozmik tarihi şekilllendirdiğinin yollarını bulmaya çalışan ve araştıran  “Döngü Kuantum Kozmoloji(LQC)” ile teoriyi geçerli kılmaya çalışıyorlar.

 LQC,  örgü ve düğümlerin  evrenin başlangıcındaki yüksek enerji ve yüksek yoğunluk  altında nasıl başa çıkabildiğini görmeyi  deniyor.

Barrau ve meslektaşları geri gidip  LQC ile  evrenin patlamasına baktıklarında, onlar ışığın geçişinin yavaşladığı durumlar gördüler. Onlar herşeyi iyice sıkıştırmaya devam edip,daha sıcak ve daha yoğun bir hale getirdiklerinde, LQC kozmos neticede öyle bir noktaya ulaştı ki, o noktada ışık dahi seyahat edemiyordu. Eğer ışık seyahat edemezse, iletişim olamaz, hiç bir güç aktarılamaz ve her kısımdaki uzay- zamanın  diğer her bir bölge ile bağlantısı kesik olur. Bu da bir başka sessizlik an’ıdır.

Araştırmacılar modellerini çok da ciddiye almıyorlar. Barrau şunu ifade ediyor: “Ortaya pek çok varsayım atmamız gerekmekte.”

—————-——————————————————————————–
Masa Üstü-Laptopta Yaratılan Kozmoloji

Evren büyük patlama ile başlamayıp da sessizlikle mi başladı? Bunu kontrol etmek o kadar kolay bir şey değil. Ancak bir tane baştan çıkarıcı olasılık var, ve bu da şaşırtcı bir kaynaktan gelmekte: görünmezlik pelerini olarak geliştirilen yapay materyaller.

Sözde bu metamalzemeler radyasyonla garip şeyler yapmakta. Çoğu malzemeler mikrodalga ya da görülür ışığı bir yöne yöneltirken, metamalzemeler bunu ters yöne bükebiliyor. Ayrıca, evrenin ilk zamanlarındaki enerji yoğunluğundaki değişimlerin yaptığı gibi, onlar da aynı şekilde onları yavaşlatıp, hızlandırabiliyor.

 Bu şu demek; metamalzemeler, masaüstü-laptopta yaradılışın ilk anlarındaki evrimsel durumların simulasyonunu yaratabilirler. Maryland Üniversitesi’ndeki laboratuvarında Igor Smolyaninov, bu tarz masaüstü-laptopta yaratılan  evrenler üzerinde çalışmalarını sürdürmekte. Kendisi bir sıvıda bekletilen sütunlardan oluşan manyetik parçacıklardan metamalzeme yapmakta ve onların derecelerini de değiştirerek, çoklu evrenlerde evrenlerin açığa çıkşı ve yok oluşunu tetikleyebiliyor.

Polonya, Krakow’daki Jagiellonian Üniversitesi’nden Jakub Mielczarek, Smolyaninov’un deneyine ve kuantum yerçekimine paralel noktaya işaret etmektedir. “Bunun eşdeğeri, diyor, Karakow ; “Rastgele bir şekilde yönledirilebilinen ya da hizalanabilen  “spin–dönme” atomların içerisindeki bu çeşit manyetik materyallerin sahip olduğu bir özelliktir ve spinler rastgele olduğunda  ki bu belirli bir derecenin altında olur, o zaman manyetik alan ağı olmaz. Gerçi, dereceyi düşürdüğünüzde, spinler bir tane yaratmak için hizalanırlar.

Benzer bir şekilde, sıcak parçaların, külçelerinin, evrenin ilk zamanlarında rastgele hizlanması olasıdır ki bu da dört boyutlu bir zamanı olmayan, uzayı olan bir kozmos  oluşturur. Evren soğudukça, belki de yönlülük  açığa çıkarak bizim zaman dediğimizi refere eder. Mielczarek’in bu geçisi laboratuvarında keşfetmesi, bu tarz faz değişikliklerine evrenin maruz kalmışlığının gösterebilir.

————————————————————————————————————–
İyimser olmaya sebep bir nokta da  “Enflasyon–şişme”nin LQC’nin bir özelliğinden açığa çıkmakta ki bu, merak uyandırıcı bir şekilde doğal bir yolla açığa çıkıyor. Enflasyon-şişme’nin, ultra-rastgele gelişim süreci olduğuna inanan kozmologlar, bunun evrenin yaratılmasından sonraki anlarda oluşmuş olacağını düşünmekteler. Büyük patlamadan 370.000 yıl sonra oluşan kozmik mikrodalga arkaplandaki bir işaretin keşfedilmesi ile kozmologların bu inancı,  desteklenmektedir.

Standart büyük patlama hikayesi, elle oluşturulan bir enflasyon devresine sahiptir. LQC modelinde, bu “sekme”diye anlatılan doğal sonuçlar neticesinde oluşur. Bu evrenimizin varoluşundan önceki an’dır; LQC evrenin doğuşunu herşeyin başlangıcı olarak görmez. 2006 yılında, Louisiana Devlet Üniversitesi’nden Parampreet Singh ve meslektaşları çalışmaları ile, “dönük kuantum evren” üzerinde zamanı geri çevirdiğimizde, sonuçta örgülerin ve düğümlerin enerji ile aşırı yüklü olduğu ve uzayı içten dışa döndüren ve yeniden genişlemesine neden olan itici bir gücün olduğu an’a rastgeleceğimizi göstermekteler.

O Evren herhangi bir uzayda her bir noktada belirgin bir çeşit gücün ortaya konduğu sis, karartı gibi bir özelliğe sahip olan “skaler–sayıl alan”ın herhangi bir şeklini içerirse, sonuç doğal enflasyon süreci olacaktır. Bu, gözüktüğü kadar yapay değildir—tüm kozmoloji teorileri çeşitli kuvvelerin tohumu olarak  evrenlerine skaler bir alan koyarlar. Barrau şunları ifade ediyor: “Skaler alanlı hareketli bir evrende enflasyon kaçınılmazdır.Eğer enflasyonun engellemek istiyorsanız, o zaman durumları çok ince bir şekilde ayralamanız lazım.”

Model hattâ bize enflasyonun ne kadar süreceğini söylebilir de. LQC, kozmolojik olarak gözlemlenen sürenin iki katı uzunluğunda sürecek bir enflasyon süreci varsaymaktadır. Mielczarek şunu söylüyor: “Bu 10, 10bin ya da 10 trilyon kere daha büyük olabilir ve ortaya koyacağımız en azından bir değer mevcut. Enflasyonun süresinin hesaplanabilir olduğu herhangi başka bir model bilmiyorum.”

LQC modeli,eşit ölçüde kutlamaya ve hayrete, dehşete neden olan bir özelliğe sahip. Evreni biraz daha sert bir şekilde sıkıştırdığınızda, sessizlik an’ın ötesine gidilir, ışık tekrar hareket eder ama garip bir şekilde. Sessizliğin bu tarafında, hızı hesapların ötesinde, ancak hayal edilebilir bir sayıya ulaşır, negatif sayının kare kökü. Denklemlerde, bu şu anlama geliyor; zaman gerçekten de uzaya dönüşmekte.

Tüm Yollar Birleşmekte

Pek çoğumuz  için bu kavramsal bir problem olsa da, Barrau ve meslektaşları için bu “evreka–buldum!” an’ıdır. Bunun, Stephen Hawking ve James Hartle’ in teklik hakkındaki öngörüleri ile ahenkli çalışmakta olduğunu dile getirmekteler. Onlar bunu 4 boyutlu uzay ama zaman olmayan bir evren ile yapmayı başardılar.

Pennsylvania Üniveristesi’ndeki Martin Bojowald gibi diğerleri, bu 4D uzaya geçişi bir problem görmekteler. Bojowald bu modelin sonuçlarını büyüleyici bulmakta ama Barrau ve meslektaşlarının modellediği kuantum dalgalanmayı da yanlış yönlendirilmiş ve gerçeklikten biraz uzaklaştırıcı görmektedir.

Ancak itiraf ettiği bir şey de bundan daha iyisinin nasıl olacağını bilmediği. Bojowald şöyle diyor: “Sonuçlar, insanların hiç beklemediği pek çok meseleyi bize sunmakta.”

Singh de bu konuda iyimser değil. Sessizlik an’ını hakkındaki varsayımların sonuçlarının “çok başlangıç seviyesinde ve spekulatif” olarak görmekte ve bu konuda şunu söylemekte: “Bu sonuçlar çok prematüre ve gerçek olmayacak kadar doğru.”

Gerçek evrene karşı bu teorileri düzgün bir şekilde test etmek epey uzun bir zaman alacaktır. En iyi fırsat, kozmik mikrodalga arkaplan radyasyonunda yatıyor. Örneğin; Avrupa Uzay Ajansı Planck Uydusundan alınan data ile, tüm uzay boyunca bu radyasyonun detaylı haritası çıkarılıdı. Böyle  olsa da, araç Yaradılışın LQC modelini kontrol edecek hassassiyete sahip değildi. Barrau bu konuda şunu söylüyor: “Planck hesaplamalarının sonrasını beklemeliyiz.”

Carlip de bu spekülasyona dahil olduğunda, şunu düşünüyor; BICEP2 teleskopu ile en son haritalanan kozmik mikrodalga arkaplanda kaybolan boyutlar ve büyük sessizliğe uyan incelenecek alanlar olabileceğini ve bazı gözlenebilir, ölçülebilir işaretlerin muhtemel olduğunu da dile getiriyor.Ama yine de bunun nasıl gözükebileceği konusunda hiç bir fikri olmadığını da hemen sözlerine ekliyor.

LQC araştırmacıları da henüz görülebilir birşeyin olmadığı konusunda hem fikir. Ancak, bazı ipuçlarının sıkı bir şekilde laboratuvardan gelmekte olduğunu da dile getiriyorlar. (Bakınız bu makaledeki Masaüstü Kozmoloji Kısmına)

Çeşitli Kuantum Yerçekimi modelleri arasındaki sinerji bu alanın keşfedilmesine devam edilmesinin iyi bir sebebi. Singh, uzay-zamanın kuantumdan klasiğe dönerken, LQC ve CDT arasındaki rezonansa da işaret etmekte. Onlar farklı başlangıç noktalarından açığa çıksalar da, evrenin belirgin bir şekilde genişleme fırsatı bulmasından önce, her iki yaklaşımın da tam bir klasik uzay-zaman modeli ortaya koymakta olduğunu dile getiriyor. Singh şunu ifade ediyor: “ Bu muhtemelen bize şunu söylüyor; bu sonuçlar, uzay-zamanın kuantum doğası hakkında daha derin bir gerçeği yansıtmaktadır.”

Hossenfelder de çok bu özellikler ve ortaklık  hakkında çok heyecanlı ve şunları belirtiyor: “ Her bir yaklaşımın leyhte ve aleyhte  durumları var. Ancak farklı yollar bize benzer sonuçlar sunuyorsa, o zaman kesinlikle bunlara dikkatimizi vermeliyiz.”

Bu birleşme bize bir şey söylüyor gibi ne dersiniz: Shh(Sessizlik)…

Çeviren: AylinER
http://www.newscientist.com/article/mg22229731.800-goodbye-big-bang-hello-big-silence.html