Evren

Evreni Oluşturan Nokta: Uzay-Zaman Tekilliği

Günümüzde fizikçiler “kendi kendini yaratan bir evren” fikri ortaya atmış bulunmaktadırlar. Birçok fizikçinin yanı sıra kozmologların da yoğun ve hararetli bir şekilde savundukları görüşe göre evrenimiz, bazı yüksek enerjili süreçlerden sonra birden karşımıza çıkarak, kendiliğinden var olmaya başlamıştır. Temel fikir şudur: İlk bir saniyenin kesri kadar bir zaman içinde, evrenin boyutunda çok büyük oranda bir sıçrama -şişme- oldu.[1] Kozmik genişleme, evrenimiz için öyle şiddetli bir değişimdi ki, tüm dengeler alt üst olmuş ve her şey çok kısa sürelerde gerçekleşmişti. Şişme kuramının en basit çeşitlemesinde, şişme (karşıtkütleçekimi) kuvvetinin inanılmayacak oranda güçlü olduğu ve yaklaşık olarak bir saniyenin yüz trilyon çarpı trilyon çarpı trilyonda biri (10-34) kadar bir bölümünde evrenin boyutunun iki katına çıkmasına yol açtığı anlaşılıyor.[2]Bilim insanları bu olaya Big Bang (Büyük Patlama) dediler ve başlangıç anını ‘sıfır saniye’ olarak kabul ettiler.

Büyük Patlama terimini ilk kez İngiltere Cambridge Üniversitesi’nde astrofizikçi olan Fred Hoyle kullandı. 1949 yılının Mart ayında BBC’de katıldığı Eşyanın Tabiatı adlı bir radyo programında konuyla ilgili görüşlerini ‘Big Bang’ (Büyük Patlama) diye alaycı bir şekilde ortaya attı. Maddeyi ve evreni, ezeli ve değişmez kabul eden Durağan Durum Modeli’nin (Steady State) hararetli savunucularından Fred Hoyle, sonsuza kadar genişleyen bir evrene inanıyordu. Hoyle, Büyük Patlama terimini (makalesinde de yazdığı gibi) evrenin “bilimin bilmediği nedenlerle” genişlemesi fikrine göre açıklamaya çalıştı. Hoyle, “maddenin sürekli oluşması” sayesinde, “maddenin gerçek yoğunluğunun sabit kaldığı genişleyen bir evren elde etmenin mümkün olabileceğini” yazdı.[3] Kaderin cilvesine bakın ki; kendisiyle alay edilmek için bu teoriye takılan ad, zaman içinde onun gerçek adına dönüşüverdi. İsim olaya pek uygun değildi elbette; ama olayı takip eden zaman zarfı içinde, kozmosta olaya uygun ismi verebilecek ne bir zeki yaşam formu, ne de herhangi bir bilim insanı vardı. Zira tüm bunların gerçekleşmesi için milyarlarca yılın geride kalması gerekecekti. Aslına bakılırsa, zaten ismin pek de bir önemi yoktu. Asıl önemli olan, olayın gerçekleştiği an ve sonrasındaki etkisiydi.

Patlayan bir bombadan saçılan şarapneller gibi, evrenin maddi içeriğini saçan kozmik bir patlama olarak Büyük Patlama imgesi, akılda tutulması yararlı bir imgedir; fakat biraz yanıltıcıdır.[4] Günümüzde pek çok kişinin düştüğü yanılgının asıl nedeni, kozmosun varoluşunu açıklayan Büyük Patlama teorisindeki ‘patlama’ sözcüğünü kavrayış biçimimizden kaynaklanıyor.  Beynimiz, ilk kez duyduğumuz kelimeleri anlamlandırırken, algısal olarak etrafımızda gelişen olayları esas alır. Zihnimizde, o olaya karşılık gelen ilk, yani gerçek anlamları ön plana çıkarır. Ancak evrenin başlangıcına dair bilim insanlarının burada kullandığı patlama sözcüğüne yükledikleri anlam, beynimiz için ister istemez birtakım algısal problemlere yol açar. Brian Greene Evrenin Zarafeti kitabında şöyle der: “Bir bomba patladığında, uzayda belli bir yerde, zamanda belli bir anda patlar. İçindekiler çevresindeki uzaya dağılır. Oysa Büyük Patlama’da çevreleyen bir uzay yoktu.”[5] Buna dayanarak; safça Büyük Patlamayı galaksinin kozmik şarapneller gibi etrafa dağıldıkları Dünya merkezli devasa bir patlama olarak tasavvur ettik.[6] Nobel ödüllü fizikçi Steven Weinberg bunu, İlk Üç Dakika adlı eserinde şöyle ifade ediyor:

“Başlangıçta bir patlama vardı. Ama bu yeryüzünde bildiğimiz, belirli bir merkezden başlayıp dışa doğru yayılarak çevredeki havanın gittikçe daha çoğunu kapsayan bir patlama gibi değildi; ama her yerde aynı anda meydana gelen, başından beri tüm uzayı dolduran, her maddesel parçacığın diğer bütün parçacıklardan hızla uzaklaştığı bir patlamaydı.”[7]

Zamanın şafağının sıcak fısıltılarının tatlı ezgisi, tamı tamına 13,7 milyar yıl önce evrenimizi güzellik uykusundan uyandırdı. Bu uyanış öylesine muazzam, öylesine takdire şayan bir olaydı ki, yalnızca boş bir hiçliğin içindeki derin bir sessizlikte ufacık bir kıpırdamaydı. Evrendeki her şey, yirminci yüzyıla kadar fark edilmeyen gizemli bir kıpırdama ile hayat buldu: uzay, zaman, madde ve enerji… Her şeyin başlangıcı, küçücük bir enerji yumağından oluşan yumurta benzeri bir noktada başladı. Başlangıçta her ne vardıysa, iyi karıştırılmış bir domates çorbası gibi dengedeydi.[8]Düzeni açığa çıkaracak olan bu kozmik yumurta; evreni yöneten dört temel kuvveti (yerçekimi kuvveti, manyetik kuvvet, zayıf ve güçlü nükleer kuvvet), yıldızları, galaksileri, Güneş’i ve gezegenimizi; beni ve sizi, kısacası evrendeki her şeyi bünyesinde barındırıyordu.

Sonsuz yoğunluktaki kaotik yumurtanın kırılması evreni meydana getirdi. Büyük Patlamanın başlangıç noktasının, bilim insanları, iğne ucu gibi minicik bir noktadan oluştuğunu varsaymaktadırlar. Büyük Patlama sırasında evren, yanında bir kum tanesinin dev gibi kaldığı mikroskobik boyutlarda bir kütleden doğmuştu.[9] Burada sanki bir sinema filmini geri sarar gibi, evrenin genişlemesini de geriye doğru sarabilecek herhangi bir imkânımız olsaydı, evrendeki her şeyin, adına tekillik denilen sonsuz yoğunluktaki tek bir noktada birleşeceğini görmemiz kaçınılmaz olurdu. Tersinden baktığımızda, yani film şeridini geriye doğru sarmaya başladığımızda evrenin dokusu küçülür, bütün galaksiler giderek birbirine yaklaşır. Bir düdüklü tencerenin içinde olduğu gibi, evrenin büzülmesi galaksileri bir araya getirip sıkıştıracağından sıcaklık ciddi oranda yükselir, yıldızlar parçalanır ve maddenin ilk bileşenlerini içeren sıcak bir plazma oluşur.[10] Evrenin bugün gözlemlediğimiz halinden yaklaşık 14 milyar yıl önceye gittiğimizi düşünelim: Bugün bildiğimiz haliyle evren, çok küçük bir boyuta inecektir. Her şeyi –tüm gezegenler dâhil bütün canlı organizmaları- oluşturan madde, kozmik bir kerpetenle sıkıştırılıp akıl almaz bir yoğunluğa ulaşacaktır. Film şeridi üzerinden geri gidilip daha da önceki zamansal karelere bakıldığında; evrenin tamamı, sıkıştırılarak önce bir futbol topuna, sonra bir tenis topuna, daha sonra bir bilyeye ve bir kum tanesi büyüklüğüne; sonunda da bir hardal tanesi boyutuna inecektir. Nihayetinde “başlangıca” kadar tahminlerde bulunduğumuzda, evren, bütün madde ve enerjinin dudak uçuklatacak ve hayretten gözlerimizin fal taşı gibi açacak bir yoğunlukta ve sıcaklıkta sıkıştığı bir ‘tekillik’ noktası olarak başlamış gibi görünecektir. Bu gaz halindeki karışımdan, bildiğimiz haliyle evrenin geliştiği tohumları saçan kozmik ateş küresi oluştuğu –Büyük Patlama- düşünülmektedir.[11]

Kozmik çağın ilk zamanlarında, Büyük Patlama denen tekillikte, evrenin yoğunluğu ve uzay zamanın eğriliği sonsuz olmalıydı. Burada dikkat çekeceğimiz nokta; fizikçilerin, evrenin başlangıcına olanak tanıyan ‘tekillik’ kavramı üzerinden olacaktır. Bu kavram bizlere, evrenin henüz oluşmaya başladığı andaki halinden itibaren ne kadar karmaşık ve kaotik bir örgüler bütünü olduğunu pekâlâ gösterir niteliktedir.

Fizikçiler herhangi bir değerin sonsuzluğa doğru yöneldiği (uzay zamanda fiziksel niceliğin sonsuz olduğu) noktaya veya sıfır genişlikte bir çizgiye tekillik demektedirler. Tekillik bir olay değildir, sonsuz bir yoğunluk hali veya uzay zamanın durduğu benzer bir şeydir.[12]Genel Görelilik Teorisi ve teorinin özünü belirten uzay zaman sürekliliği, kuantum fiziğinin hüküm sürmeye başladığı noktada bir nevi çöker. Evren tek bir noktaya doğru büzülürken, maddesel içeriği de sıkıştırılmış sıcak bir duruma geçer. Çünkü genel görelilik kuramı zamanda; evrenin hem ısısının, hem yoğunluğunun, hem de eğikliğinin sonsuz olduğu bir noktanın varlığını öngörür.[13] İşte tekillik, böylesi uzay ve zamanın girift desenler içerisinde birbirine geçerek ortaya çıkan çöküntüsü neticesinde meydana gelen delinme sonucu oluşmuş, üç boyutlu olmayan, sıfır hacimli olarak kabul edilen “şey” dir.

Tekilliğin en önemli özelliklerinden biri onun uzay zamanın, dolayısıyla (varsayıma göre) fiziksel evrenin kenarı veya sınırı gibi olmasıdır. Tekillik için verilebilecek en güzel örneklerden birisi hiç kuşkusuz evrenin başlangıcı olsa gerek; çünkü patlamayı tetikleyen gücün harekete geçirdiği tekillik, sonsuz yoğun ve sonsuz bir karmaşa içerisinde var olmuş kozmik bir olgudur. Ayrıca, karadeliklerin en uç noktasının tekillikle (eğer karadelikleri bir koni şeklinde düşünürsek, karadeliğin tekillik noktası koninin sivri uçlu tarafı olacaktır) şekil bulduğunu kabul eden fiziksel varsayım bir diğer örnek olarak gösterilebilir. Gerek bilimkurgu anlamında, gerek modern edebiyatta bu kavram üzerinden bilinmezliğe karşı olan ilginin, dimağlarda bıraktığı iştah açıcı etkilerini görmek mümkündür. İtalyan yazar Umberto Eco Foucault Sarkacı adlı hacimli eserinde, tekillik noktasını kozmosun etrafında döndüğü bir sarkaca veya bir menteşeye benzetir. Ona göre Büyük Patlama’nın ardından genişleyen evren adeta bir sarkaç gibidir; çünkü her genişlemenin bir başlangıç noktası vardır. Yıldızlar, galaksiler ve diğer tüm kozmik cisimlerin yanı sıra kozmosun tamamı tek bir nokta çevresinde döner. Elbette ki Eco meskûr eserinde tekilliği sadeleştirerek ele alır. Evrenbilim; matematiksel ve algısal açıdan karmaşık ve bir o kadar da derin olan bu konuyu açıklarken, edebiyatın kelime hükümranlığındaki şiirsel üslûba başvurur. Okura farklı bir bakış açısı sunan Eco, kitabında tekilliği: “…her şey, yerküre, güneş dizgesi, bulutsular, kara delikler, ilk eonlardan en yapışkan maddeye dek büyük kozmik yayılmadan türeyen her şey dönerken, bir tek nokta, evreni kendi çevresinde dönmeye bırakarak, kımıltısız kalır: bir menteşe, bir cıvata, kusursuz bir kanca,”[14] olarak betimler.

Evren, kozmoloji ve kuantum konularında geniş kitleler için anlaşılır bir dille yazdığı popüler bilim kitaplarıyla tanınan İngiliz fizikçi Marcus Chown, Biraz Kuantumdan Zarar Gelmez isimli kitabında, tekilliğin gizemi hakkındaki görüşlerini bir bilim insanı gözüyle ele alır.

“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.”[15]

Öte yandan, tekilliklerde fizik yasaları ve bu yasalara açıklama getiren denklemler tanımlanamaz. Bu yüzden ne olacağı konusunda bir öngörüde bulunulamaz; zira tekillik, uzay ve zaman kavramlarının bir sona ulaştığı yerlerde var olduğu için bilinen fiziksel yasalar ve denklemler açısından gizemli bir belirsizliğe yol açar. “Aslında bilim kuramlarımızın tümü uzay zamanın pürüzsüz ve neredeyse düz olduğu varsayımıyla formüle edilmiştir, dolayısıyla uzay zamanın bükülmesinin sonsuz olduğu Büyük Patlama tekilliğinde hepsi çöker,” diyen Hawking şu sonuca varır. “Bu Büyük Patlamadan önce kimi olaylar var olsa bile bu olayların sonrasında olacakları belirlemek için kullanılamayacağı, çünkü Büyük Patlamada öngörülebilirliğin de çökeceği anlamına gelir.”[16]

Buradan da anlaşılacağı üzere kaos öylesine kompakt bir durumdur ki; onun başladığı noktada fizik yasaları, kimyanın gizemli kanunları ve matematiğin estetik denklemleri; yani kısacası temel bilim, kaosu meydana getiren kargaşanın içinde işleyemez duruma gelerek, bir anlamda durur. Zira burada, madde yoğunluğu veya kütleçekim alanı gibi temel fiziksel nicelikler o kadar büyüktür ki, onları matematiksel ifadelerde sonsuz değerler olarak düşünürüz. Bundan dolayı fizik yasalarının matematiksel tanımları, tekillik içinde hükümlerini kaybederek geçersiz hale gelirler. Bilim insanları, böylesi uzay zamanın bazı kısmi konumlarını anlamakta ve varolan yasaları uygulamada ve uygun şekilde yasalaştırmada bir hayli güçlük çekerler. Netice itibariyle uzay ve zaman gibi anlaşılması zor bir takım metaforları ve yıldızlar ile galaksiler gibi karmaşık oluşumları bünyesinde barındıran herhangi bir şeyin kaotik olmaması mümkün değildir. Öyle görülüyor ki, tekillik kavramı için insan sezgisi iyi bir rehber değildir.

Ünlü kozmolog Stephen Hawking: “Bir fizikçi için bu, Einstein’ın kuramının çöktüğü noktayı işaret eder ve bu nedenle evrenin başlangıcına dair bir öngörüde bulunmak için kullanılamaz, yalnızca başlangıçtan sonra nasıl geliştiğini açıklar,” der.[17] İngiliz popüler bilim yazarı John Gribbin de benzer bir açıklamada bulunmuştur. Gribbin’in, Evren: Bir Biyografi isimli kitabındaki yaklaşımı şöyledir:

“Kuantum teorisine göre, uzay ve zaman kuantize edilmiştir ve (Planck uzunluğu olarak bilinen) 10-35 metreden daha kısa mesafeler ve (Planck zamanı olarak bilinen) 10-43 saniyeden daha kısa süreler hakkında konuşmak anlamsızdır. Yani, tekillik (sıfır mesafe ve sıfır zamanda) yoktur ve tüm gözlemlenebilir Evrenin 10-35metre çapında, 1094 gr/cm3 yoğunlukta ve 10-43 saniye yaşında doğduğunu kafamızda canlandırmalıyız. Bu bağlamda, daha kısa mesafeler, süreler ve daha büyük yoğunluklardan bahsetmemiz anlamsızdır.”[18]

Filhakika, gerçekleşen bütün bu olaylar ve sayamadığımız daha nicesi, tekilliğin bir yelpaze gibi açılmasının tezahürüdür. Eğer kozmik oluşumların ilk başladığı zamanlara şahit olma şansımız olsaydı, evren, meydana gelmeye başladığı ‘an’ itibariyle bize tekmelenmiş bir karınca yuvası gibi görünecekti; fakat bu keşmekeşin içinde dahi bilim insanları için düzenli ve hemen hemen sessiz bir hareketlilik vardır. Hiçbir şey boşa hareket etmiyor, boşa var olmuyordu. Ufacık, ancak sonsuz yoğunluktaki madde ve enerji kordonunun patlamasına neden olan bir tetikleme sonucunda, müşahede edilen evren varoldu. Şuan için çevremizde, gezegenimizde ya da evrenimizde aklınıza gelebilecek her şey: Yıldızlar, zaman, galaksiler, uzay, insan, ağaç; kozmostaki diğer canlı yaşam formları, solucan delikleri veya karadelikler…

Ö. Faruk KIRMACI / Balıkesir

Kaynaklar

Chown, Marcus, Büyük Patlamanın Işığı, Çeviren: Başak Çiğdem Çevrim, Alfa Yayınları, Ocak 2013

Davies, Paul, Son Üç Dakika, Çeviren: Sinem Gül, Varlık Yayınları

__________, Tanrı ve Yeni Fizik, Çeviren: Barış Gönülşen, ALFA Yayınları, Kasım 2014

Greene, Brian, Evrenin Zarafeti, Çeviren: Ebru Kılıç, TÜBİTAK, Mayıs 2011

Gribbin, John, Evren: Bir Biyografi, Çeviren: Kerem Kaynar, ALFA Yayınları, Temmuz 2015

Hawking, Stephen, Zamanın Kısa Tarihi, Çeviren: Barış Gönülşen, ALFA Yayınları, Eylül 2015

_______________, Büyük Tasarım, Çeviren: Selma Öğünç, Doğan Kitap, Mart 2012

Weinberg, Steven, İlk Üç Dakika, Çevirenler: Zekeriya Aydın & Zeki Aslan, Kırmızı Kedi Yayınları, Haziran 2014

Dipnotlar

[1]Paul Davies, Son Üç Dakika, Çeviren: Sinem Gül, Varlık Yayınları, s:39

[2]Davies, a.g.e, s:41

[3]Richard Panek, Evrenin Yüzde Dördü, Çeviren: Zeynep Çiftçi Kanburoğlu, TÜBİTAK, Eylül 2015, s:15

[4]Brian Greene, Evrenin Zarafeti, Çeviren: Ebru Kılıç, TÜBİTAK, Mayıs 2011, s:99

[5]Greene, a.g.e, s:99

[6]Marcus Chown, Büyük Patlamanın Işığı, Çeviren: Başak Çiğdem Çevrim, Alfa Yayınları, Ocak 2013 s:38

[7]Steven Weinberg, İlk Üç Dakika, Çevirenler: Zekeriya Aydın & Zeki Aslan, Kırmızı Kedi Yayınları, Haziran 2014, s:18

[8]Halil Kırbıyık, Babillilerden Günümüze Kozmoloji, İmge Kitabevi, s:123

[9]Greene, a.g.e, s:4

[10]Greene, a.g.e, s:99

[11]Greene, a.g.e, s:99

[12]Paul Davies, Tanrı ve Yeni Fizik, Çeviren: Barış Gönülşen, ALFA Yayınları, Kasım 2014, s: 35

[13]Stephen Hawking, Büyük Tasarım, Çeviren: Selma Öğünç, Doğan Kitap, Mart 2012, s:109

[14]Umberto Eco, Foucault Sarkacı, Çeviren: Şadan Karadeniz, Can Yayınları, Şubat 2016, İstanbul, s:26

[15]Marcus Chown, Biraz Kuantumdan Zarar Gelmez, Çeviren: Taylan Taftaf, ALFA Yayınları, Ekim 2011, s:164

[16]Stephen Hawking, Zamanın Kısa Tarihi, Çeviren: Barış Gönülşen, ALFA Yayınları, Eylül 2015, s:67-8

[17]Hawking, Büyük Tasarım, s:109

[18]John Gribbin, Evren: Bir Biyografi, Çeviren: Kerem Kaynar, ALFA Yayınları, Temmuz 2015, s:67

Reklamlar