Evrenden Kaçış

İnsanlığın oluşum evrelerinin en başında sudan çıktık. Şimdiyse hem dünyadan çıkmaktayız hem de evrenden kaçış için planlar yapmaktayız. Doğal olarak hiçbir canlı, bilinçli varlık boş yere böyle riskli bir maceraya çıkmaz. Günümüzde küresel ısınma ve artan nüfus gibi insanlığın varoluşunu tehlikeye atan birçok sorun mevcuttur. Bu sorunların dünyadan ayrılmamız ve ”Yıldızlararası” filmindeki gibi başka yıldızlara, hatta başka galaksilere gitmemize yol açabilmesi olasıdır.

İnsanlık, hayatta kalmayı başarırsa gelecekte Tip-3, Tip-4, hatta Tip-5 medeniyet teknolojisine ulaşabilir. Bu durumda evrenin kaynakları ve ömrü, insanlık için yeterli olmayacaktır. Örneğin; şu an bilim insanları tarafından evrenin sonu, Büyük Donma Teorisi’yle açıklanmaktadır. Büyük Donma Teorisi ve diğer teorilere göre eninde sonunda evren, iş yapamaz hale gelecektir. Böylece bizim de soyumuz tükenecektir. İşte, tam olarak bu sebeple insanlık bu evrenden kaçış yolunu arayacaktır. Fakat temelde iki sorun mevcuttur: “Evrenden kaçış mümkün müdür? Mümkünse nasıl mümkündür?”. Bilim, soru-cevap ikililiğinde ilerlemektedir. Bugünün sorusu evrenden nasıl kaçacağımızdır. Bu makale, sözü edilen soru için bir yanıt niteliğinde hazırlanmıştır.

“Evrenden Kaçış” ve benzeri yazılarımız için Astronomi kategorimizi ziyaret etmeyi unutmayınız.

Evrenden Kaçış – 1. Bölüm: Büyük Patlama Kronolojisi

Planck Dönemi

Evrenin gizemlerini çözmeye yönelik süregelen arayışımızda, çok sayıda büyüleyici kavrama rastladık. Bu kavramlardan biri de kozmos anlayışımızın temel taşlarından biri olan “süpersimetri”. Şu anda evreni yöneten dört temel kuvveti tanıyoruz. Güçlü nükleer kuvvet, zayıf nükleer kuvvet, elektromanyetik kuvvet ve kütle çekimi. Eğer Süpersimetri Teorisi doğruysa bu dört kuvvet, evrenin başlangıcında tek bir kuvvetti.

“Süpersimetri” terimi, mükemmel bir denge ve simetri durumunu ifade eder. Peki, bu nasıl meydana geldi? Büyük Patlama’nın hemen sonrasında, 10^-43 saniye gibi kısa bir süre boyunca, evrenin sıcaklığı yaklaşık 10⁴² Kelvin’e yükseldi. Bu aşırı sıcaklıkta temel kuvvetler; ayrı ayrı bulunmuyordu. Her biri tekil, birleşik bir kuvvet olarak işlev görüyordu.

Dünya çapındaki fizikçiler; Sicim Teorisi, Kuantum Kütle Çekimi, Döngü Kuantum Kütle Çekimi ve Nedensel Dinamik Üçgenleme gibi yeni teorilerin bu döneme ışık tutacağı konusunda umutlu. Hartle-Hawking durumu, sicim gazı kozmolojisi ve ekpirotik (zümrüdüanka) evren de dahil olmak üzere Planck Dönemi’ni açıklamak için çok sayıda teori ve kavram öne sürülmüştür. Söz konusu ifadeleri daha derinlemesine inceleyerek kapsamlı bir Her Şeyin Teorisi’ne yaklaşıyoruz. Ayrıca potansiyel olarak evrenin doğuşunun ve ilk anlarının sırlarını açığa çıkarıyoruz.

Planck Dönemi: İkinci Kısım

Evrenin gizemlerini çözmeye yönelik arayışımız, sadece kökenini ve işleyişini anlamakla sınırlı değildir. Aynı zamanda bu engin ve gizemli yapıdan “kaçış” olasılığı da merakımızı cezbeden bir konudur. Süpersimetri ve diğer teoriler, evrenin ilk anlarına dair önemli bilgiler, sunarak bu kaçışın nasıl mümkün olabileceğine dair ipuçları verebilir. Büyük Patlama’nın ilk anlarında var olan tekil, birleşik kuvvet; belki de evrenin ötesine uzanan bir boyut veya varlık katmanına açılan bir kapı görevi görmüştür.

Sicim Teorisi gibi teoriler, evrenin çok boyutlu bir yapıya sahip olduğunu öne sürer. Bu ekstra boyutlardan bazıları, bizim algılayabildiğimiz üç boyutlu uzay ve tek boyutlu zamandan farklı fizik yasalarına tabi olabilir. Bu durum, evrenin ötesine uzanan ve “kaçış” imkanı sunan bir tür “solucan deliği” veya “portal” oluşumuna olanak verir. Ancak bu teoriler, hala gelişme aşamasındadır ve evrenden kaçış fikri oldukça spekülatif bir konudur. Bu olasılığı araştırmak ve doğrulamak için daha fazla araştırmaya ve deneysel çalışmaya ihtiyaç vardır.

Evrenin gizemlerini çözme yolunda ilerlerken “evrenden kaçış” fikri de merak uyandıran bir ufuk açmaktadır. Belki de bir gün, süpersimetri ve diğer teorilerin ışığında, bu gizemli ve büyüleyici olasılığın gerçek olup olmadığını keşfedebileceğiz.

Hartle-Hawking Durumu: Kökeni Olmayan Bir Evren

Hartle-Hawking durumu, bizim anladığımız şekliyle evrenimizin başlangıçta bir kökeni olmadığını varsayar. Büyük Patlama’dan önce evren hem uzay hem de zaman boyutlarında bir tekillik olarak var olmuştur. Hartle-Hawking durumu, evrenin başlangıcına geri dönebilseydik, önemli bir değişim geçirmiş bir uzay-zaman tabakasıyla karşılaşabileceğimizin iddiasındadır.

Daha basit bir ifadeyle: Başlangıca yakın bir zamanda zaman, uzaya dönüşür. Sonuçta zamandan yoksun, yalnızca uzaydan oluşan bir evren ortaya çıkar. Diğer taraftan bu kavram, evrenin yüksek derecedeki düzeninin sadece bir tesadüf olamayacağını belirten Güçlü Antropik İlke’nin merceğinden yorumlanabilir. Hartle-Hawking durumu ile uyumlu bir kavram olan bu düzene katkıda bulunan, altta yatan bir faktör olmalıdır.

Büyük Birleşme Dönemi: Kuvvetlerin Doğuşu

Büyük Birleşme Dönemi, Büyük Patlama’dan 10^-43 saniye sonra başlamıştır. 10^-36 saniyeye kadar sürmüştür. Bu dönemde evren, Planck Dönemi’nden geçerek genişledi ve soğumuştur. Bu soğuma; elektromanyetizma, kütleçekim, zayıf ve güçlü nükleer kuvvetler gibi temel kuvvetlerin farklılaşmasına ve ayrılmasına yol açmıştır.

Elektrozayıf Çağ: Kuvvetlerin Ayrılması

Elektrozayıf Dönem, Büyük Patlama’dan sonra 10^-36 ila 10^-12 saniye arasında yaşanmıştır. Evrenin sıcaklık değeri yaklaşık 10²⁸ Kelvin’e düştüğünde güçlü kuvvet, elektrozayıf kuvvetten ayrılmıştır. Böylelikle evrenin evriminde önemli bir dönüm noktasına imza atmıştır.

Şişme Dönemi: Üstel Genişleme

Kozmik Enflasyon Teorisi, erken evrende uzayın üstel bir şekilde genişlediğini öne sürer. Bu enflasyon dönemi, Büyük Patlama’dan yaklaşık 10^-36 saniye sonra başlamıştır. 10^-33 ile 10^-32 saniye arasında sona ermiştir. Bu dönemi takiben evren genişlemeye devam etmiştir. Ancak üstel olmayan bir oranda. Bu dönem, ufuk problemi ve düzlük problemi gibi kozmolojik sorunların anlaşılması için çok önemlidir.

Kozmolojide Ufuk Problemi: Evrenin Homojenliğini Anlamak

Ufuk Problemi; evrenin Büyük Patlama modeli çerçevesinde ortaya çıkan, büyüleyici bir bulmacadır. Işık hızı ve nedenselliğin getirdiği sınırlamalara rağmen kozmosun olağanüstü tekdüzeliğine nasıl ulaştığına dair anlayışımızı zorlamaktadır. Bu bölümde söz konusu dönemle ilgili ayrıntılara yer vereceğiz.

Astronomik Mesafeler ve Parçacık Ufukları

• Gece gökyüzünde uzak galaksilere baktığımızda, aslında zamanda geriye bakmış oluruz. Örneğin, on milyar ışık yılı uzaklıkta bulunan bir galaksi bize on milyar yıl önceki haliyle görünür.
• Zıt yönlerde iki galaksi düşünün. Aralarındaki toplam mesafe yirmi milyar ışık yılıdır. Ancak evrenin sonlu ömrü nedeniyle ilk galaksiden gelen ışık, henüz ikincisine ulaşmamıştır.

Nedensel Bilgi Yayılımı

• Rölativistik fiziğe göre hiçbir bilgi, ışık hızından daha hızlı hareket edemez. Buna her türlü fiziksel etkileşim de dahildir.
• Şaşırtıcı bir şekilde kozmik mikrodalga arka plan (CMB) gözlemleri ve galaksi araştırmaları, gözlemlenebilir evrenin neredeyse izotropik (tekdüze) ve homojen olduğunu ortaya koymaktadır.
• Peki, nedensel olarak birbirinden kopuk bölgeler nasıl böylesine dikkat çekici bir benzerlik sergileyebilir?

Ufuk Problemi

• Ufuk Problemi (“Homojenlik Problemi” olarak da bilinir.), şu soruyu ortaya atar: Uzayın uzak bölgeleri nedensel temas halinde değilken nasıl böyle bir homojenliğe ulaşmıştır?
• CMB sıcaklık dalgalanmaları, yüksek derecede eşgüdümlüdür. Bu da gözlemlenebilir evrenin tamamının termal dengeye gelmesi için yeterince uzun süre nedensel olarak bağlantılı olması gerektiğini akla getirir.
• Her yerde, aynı başlangıç koşullarını belirleyen bir mekanizma olmadan, bu homojenlik düzeyini açıklamak zordur.

Çözüm: Kozmik Enflasyon

Fizikçiler tarafından önerilen, parlak bir çözüm olan kozmik enflasyona bir göz atalım.

• Evrenin ilk anlarında (Büyük Patlama’dan 10^-32 saniye sonra), skaler alan etkileşimi nedeniyle üstel bir genişleme dönemi meydana geldi.
• Bu hızlı genişleme, nedensel olarak birbirinden kopuk bölgelerin temas etmesini sağlayarak sıcaklık ve yoğunluk değişimlerini etkili bir şekilde yumuşattı.
• Enflasyon, gözlemlenebilir evrenin tamamının nedensellik kısıtlamalarına rağmen nasıl olağanüstü homojenliğe ulaştığını açıklamaktadır.

Ufuk Problemi büyüleyici bir gizem olmaya devam ediyor. Ancak kozmik enflasyon ikna edici bir çözüm sunuyor. Kısa bir hızlı genişleme dönemine yol açan enflasyon, evrenimizin çok uzak mesafelerde bile dikkate değer ölçüde tekdüze görünmesini sağlıyor.

Evrenin Şişme Dönemi’ndeki Düzlük Problemini Anlamak

Düzlük Problemi; on yıllardır bilim insanlarının kafasını kurcalayan, kozmolojik bir muammadır. Büyük Patlama modelindeki ideal evrenin ince ayar problemidir ve tamamen evrendeki madde ve enerji yoğunluğu ile ilgilidir.

Düzlük Problemi Nedir?

Düzlük Problemi, evrenin yoğunluğunun kritik bir değere inanılmaz derecede yakın olduğu gözleminden kaynaklanan bir problemdir. Bu kritik değer, düz bir evren için gerekli olan değerdir. Bu kritik yoğunlukta herhangi bir sapma meydana gelseydi, bugün gözlemlediğimizden büyük ölçüde farklı bir evrene yol açardı.

Düzlük Sorunu Neden Bir Sorundur?

Sorun, kritik yoğunluktan herhangi bir sapmanın kozmik zaman içinde hızla artacağı gerçeğinde yatmaktadır. Bu da erken evrenin kritik yoğunluğa daha da yakın bir yoğunluğa sahip olması gerektiği anlamına gelir. Ek olarak kozmologların, başlangıçtaki yoğunluğun nasıl olup da bu “özel” değere bu kadar hassas bir şekilde ayarlandığını sorgulamalarını sağlamaktadır.

Enflasyon Düzlük Sorununu Nasıl Çözer?

Kozmologlar arasında, bu konuda en yaygın kabul gören çözüm yine kozmik enflasyondur. Bu hızlı genişleme, başlangıçtaki herhangi bir eğriliği düzelterek bugün gözlemlediğimiz görünüşte düz evrene yol açmış olabilir.

Kozmik Şişmenin Rolü

Kozmik enflasyon, yoğunluk parametresinin evrimini tersine çevirdiği için düzlük sorununu çözmektedir. Zaman ilerledikçe kritik yoğunluktan sapma azalır. Evrenin düz görünmesinin nedeni ve kozmik enflasyonun evreni anlamamızın bu kadar hayati bir parçası olmasının nedeni de budur.

Düzlük Problemi, Kozmik Enflasyon Teorisi’nin çözmeyi amaçladığı temel sorunlardan biridir. Bu sorunu ele alarak erken evren ve fiziğin temel yasaları hakkında daha derin bir kavrayış kazanmaktayız. Bu, kozmolojinin evrenin doğasıyla ilgili büyük soruları nasıl değerlendirebileceğinin bir başka örneğidir.

Yeniden Isınma: Kozmik Evrimin Dönüm Noktası

Yaklaşık 13,7 milyar yıl öncesinden, Büyük Patlama’dan, bu yana evren; çeşitli dönüşüm evrelerinden geçmiştir. Büyük Patlama’dan sonraki ilk anlara olağanüstü koşullar ve hızlı değişimler damgasını vurmuştur. Aslında ilk saniyede, sonraki milyarlarca yılın tamamında olduğundan daha fazla etkileşim ve dönüşüm meydana gelmiştir. Bu bölümde Büyük Patlama kronolojisinin bir özetini sunacağız. Ayrıca “yeniden ısınma” kavramını açıklayacağız.

Planck Dönemi (Planck Çağı)

• Süresi: Sıfırdan yaklaşık 10^-43 saniyeye kadar (1 Planck zamanı).

Bu dönem, zamanın mutlak başlangıcına en yakın olduğumuz dönemi temsil eder. Bu dönem boyunca:

• Evren, sadece 10^-35 metrelik bir alana yayılmıştır (1 Planck uzunluğu).
• Sıcaklık, 10³² °C’nin üzerine çıkmıştır (Planck sıcaklığı).
• Dört temel kuvvet (kütleçekim, elektromanyetizma, zayıf ve güçlü nükleer kuvvetler) muhtemelen mükemmel simetri ile bir arada tutulan, tek bir birleşik kuvvet olarak mevcuttu.

Büyük Birleşme Dönemi

• Süresi: 10^-43 saniyeden 10^-36 saniyeye kadar.

• Önemli Özellikleri:
  • Kütleçekim, diğer temel kuvvetlerden ayrılmıştır.
  • Temel parçacıklar (antiparçacıklar dahil) oluşmaya başlamıştır.

Enflasyon Dönemi

• Süresi: 10^-36-10^-32. saniye arası.

• Önemli Özellikleri:
  • Güçlü nükleer kuvvetin ayrılmasıyla tetiklenmiştir.
  • Evren; “kozmik enflasyon” olarak bilinen, hızlı bir üstel genişleme yaşamıştır.
  • Doğrusal boyutlar en az 10²⁶ kat artarak yaklaşık 10 santimetreye (yaklaşık bir greyfurt büyüklüğüne) kadar genişlemiştir.
  • Kalan temel parçacıklar (sıcak, yoğun kuark-gluon plazması) evrene ince bir şekilde dağılmıştır.

Elektrozayıf Dönem

• Süresi: 10^-36 saniyeden 10^-12 saniyeye kadar.

• Önemli Özellikleri:
  • Güçlü nükleer kuvvet, diğer iki kuvvetten ayrılmaya devam etmiştir.
  • Parçacık etkileşimleri, W ve Z bozonları ve parçacıklara kütle kazandıran Higgs bozonu dahil olmak üzere egzotik parçacıklar bu dönemde oluşmuştur.

“Yeniden ısınma” kavramı, bu erken dönemlerde ortaya çıkmıştır. Evren, genişledikçe ve soğudukça aşırı sıcaklardan daha ortalama sıcaklıklara geçerek parçacıkların, atomların ve nihayetinde galaksilerin oluşumuna izin vermiştir. Bu aşamaları anlamak, kozmosun ateşli doğuşundan bugün gözlemlediğimiz karmaşık yapılara kadar olan olağanüstü yolculuğa ışık tutmaktadır.

Baryogenez: Maddenin Kökeni

Bu bölümde evrenin erken dönemleri ve Büyük Patlama kronolojisi bağlamında önemli bir kavram olan baryogenezi inceleyeceğiz.

Fiziksel kozmoloji alanında baryogenez (“Baryosentez” olarak da bilinir.); evrenin ilk anlarında meydana geldiğine inanılan, teorik bir süreçtir. Peki, baryogenezin amacı nedir? Elbette, madde (özellikle baryonlar) ve antimadde (antibaryonlar) arasında bir dengesizlik yaratmak. Bu, modern fizikteki ilgi çekici gizemlerden biri olmaya devam eden bir fenomendir.

Madde-Antimadde Dengesizliği
Fıkra gibi ama gerçek: Eğer evrenin parçacıkları bugün ölçtüğümüz fizik kullanılarak yaratılmış olsaydı, Büyük Patlama sırasında madde ve antimaddenin eşit miktarlarda üretilmiş olmasını beklerdik. Ancak gözlemlenen evren, ağırlıklı olarak sıfır olmayan pozitif baryon sayısı yoğunluğuna sahip maddeden oluşmaktadır. Bu dengesizlik son derece küçüktür -kabaca her 1.630.000.000 parçacıkta 1-. Kozmik patlamadan sadece bir saniye sonra bu dengesizlik meydana gelmiştir.

Önerilen Mekanizmalar

Birkaç teorik mekanizma, bu tutarsızlığı açıklamaya çalışmaktadır:

Elektrozayıf Baryogenez (Standart Model): Bu senaryo, elektrozayıf faz geçişi sırasında meydana gelir. Simetri kırılmasını ve antimadde yerine normal maddenin oluşmasını destekleyen koşulları içerir.

GUT Baryogenezi (Büyük Birleşme Teorisi): Söz konusu senaryo ise Büyük Birleşme Dönemi sırasında ya da hemen sonrasında işler. Büyük X bozonlarının (X) ya da büyük Higgs bozonlarının (H₀) aracılık ettiği reaksiyonlara dayanır.

Gizem Devam Ediyor
Bu teorilere rağmen madde-antimadde asimetrisinin kesin nedeni hala anlaşılamamıştır. Büyük birleşik teorilerin çoğu baryon sayısı simetrisini açıkça bozmaktadır. Ancak bu teoriler tarafından öngörülen olayların oranı (kendiliğinden proton bozunması gibi) saptanamamıştır. Dengesizlik devam etmekte ve erken evren anlayışımızı zorlamaktadır.

Özetle baryogenez, kozmik destanda büyüleyici bir bölümdür. Maddenin antimaddeye karşı zaferinin, evrenimizin ilk anlarında yazılmış bir hikayesidir.

Evrenden Kaçış – 2. Bölüm: Evrenin Sonu Hakkında Teoriler

1. Büyük Yırtılma

Evrenin genişlemesi, karanlık enerji olarak bilinen esrarengiz bir güçle yönelim göstermektedir. Zamanla bu genişleme hızlanarak galaksileri birbirinden uzaklaştırır. Büyük Yırtılma Teorisi, bu genişlemenin her şey -galaksiler, yıldızlar, gezegenler ve hatta atom altı parçacıklar- parçalanana kadar sonsuza kadar devam edeceğini öne sürer.

Uzay-zaman dokusunun onarılamaz bir şekilde yırtıldığı kozmik bir çözülme hayal edin. Eğer Büyük Yırtılma senaryosu doğruysa (Bu, ancak yaklaşık 22 milyar yıl sonra gerçekleşebilir.) Güneşimizin bir ana dizi yıldızından kırmızı bir deve ve ardından beyaz bir cüceye dönüşmesinden çok sonra gerçekleşecektir. Ne yazık ki Dünya, bu dehşet verici olaydan sağ çıkamayacaktır.

2. Büyük Donma (Isı Ölümü)

Bu senaryoda evrenin genişlemesi, sürekli artan bir oranda devam eder. Galaksiler, yıldızlar ve gezegenler birbirlerinden uzaklaştıkça ısı da uzaya yayılır. Sonunda akıllı uygarlıklar; evreni ıssız, uzak yıldızlar ve galaksilerin ulaşılamaz olduğu bir yer olarak algılayacaktır. Bu kademeli soğuma ve izolasyon, “Büyük Donma” veya “Isı Ölümü” olarak bilinir. Bu; entropinin zafer kazandığı, ardında yalnızca soğuk ve karanlık bir genişlik bırakan bir kaderdir.

3. Büyük Çöküş

Genişlemeyi durdurmaya yetecek kadar maddeye (gizemli karanlık madde dahil) sahip bir evren hayal edin. Haliyle bu senaryoda kütle çekimi üstün gelir. Galaksiler ve yıldızlar daha sık çarpışır, bu da yakındaki gezegenlerde yaşamı yok edebilir. Büyük Çöküş, Büyük Patlama’nın tersine benzer şekilde büyük bir çöküşü -kozmik bir patlamayı- tekilliğe geri dönüşü öngörür. Bununla birlikte son gözlemler, evrenin genişlemesinin hızlandığını ve Büyük Çöküş’ün daha az olası olduğunu göstermektedir.

4. Vakum Çürümesi

Bu spekülatif teori, vakumun kendisinin istikrarsızlığına değiniyor. Mevcut vakumumuzun kendiliğinden daha düşük enerjili bir duruma geçtiğini hayal edin. Böyle bir değişim ışık hızında yayılacak ve fiziğin temel yasalarını değiştirecektir. Ardından her şey -madde, enerji ve uzay-zaman- yok olacaktır. Bu senaryo, son derece belirsiz olsa da, hayal gücümüzü harekete geçiriyor.

Bu teorileri keşfederken evrenin kaderinin hayranlık uyandıran bir gizem olmaya devam ettiğini unutmayın. Albert Einstein’ın kozmosu anlama yolculuğu, bilim insanlarına ve düşünürlere ilham vermeye devam ediyor. İster evrenden kaçalım ister nihai yok oluşuna tanık olalım, bilgi arayışı; uçsuz bucaksız kozmik tuvalde devam ediyor.

Evrenden Kaçış – 3. Bölüm: Medeniyet Teknolojileri

Ara sıra gelecekte teknolojimizin hangi yerlere ulaşacağı ve bunu ne zaman gerçekleşeceğini düşünmüşüzdür. Düşüncelerimizi bilimsel temelde ele alan fakat aynı zamanda günümüze göre epey kurgusal olan Kardashev ölçekleri, 1960 yıllarında dış uygarlıkların radyo sinyallerini sınıflandırmak için Rus fizikçi Nikolai Kardashev tarafından ortaya atılmıştır. Her bir uygarlık, etrafına ışıma yani enerji yayar (İş yapar.). Sonuç olarak bu iş yapımı etrafa engellenmesi imkansız olan entropi belirtileri yayar. Bu entropi belirtileri, günümüz teknolojisiyle bile fark edilebilir. Örneğin; Bir Tip-2 uygarlık, Dyson küresi inşa edebilir. (Dyson küresi, gerekli enerjiyi temin etmek için güneş gibi yıldızların etrafına küre şeklinde bir yapı inşa etme düşüncesidir. Böylece güneşin etrafa yaydığı enerjiyi neredeyse hiçbir kayıp olmadan Dyson küresi ile soğurabiliriz.) Bu küre, kendine özgü kızılaltı ışınımı saçacaktır. Bu ışınım türünü Jun Jugoku ve meslektaşları, gökyüzünü 80 ışık yılına kadar araştırdı ve bu yayılımlara ilişkin hiçbir kanıt bulamadı.

Popüler uygarlık sınıflandırmaları Tip 1,2 ve 3’tür. Tip 5,6 gibi sınıflandırmalar olsa da bunlar, Kardashev ölçeği hayranları tarafından oluşturulmuştur. Bilimsel literatürde yukarıda bahsettiğimiz 3 ölçek dikkate alınır. Bu ölçekleri birbirinden ayırmamızın yolu, kaç watt enerji ürettiklerine bakmak olacaktır. Tip 1,2 ve 3 uygarlıklar; sırasıyla kabaca 10¹⁶, 10²⁶ ve 10³⁶ watt toplam enerji üretir. 10¹⁷ Watt üreten uygarlık, Tip-1.1; 10¹⁸ watt enerji üreten ise Tip-1.2 uygarlıktır ve bu sınıflandırma böyle devam eder. Bu uygarlıkların hepsi, evrenin içinde yaşamakta ve evrenin kurallarına tabi olmaktadır. Ancak bazı teorisyenler, evrenden kaçış projesi gibi evrenin dışına çıkabilecek veya evrenin kurallarını değiştirebilecek daha ileri seviye uygarlıkların da mümkün olduğunu iddia etmektedir.

Bu ölçeklere ne zaman ulaşacağız?

Tip-0.7 uygarlık olarak ne kadar zaman sonra Tip 1,2 veya 3 uygarlık olacağımızı merak etmişizdir. Uygarlığımızın yıllık enerji tüketimi ile dolaylı yoldan ekonomik büyümesini doğru orantılı olduğunu varsayarsak yıllık yaklaşık yüzde 2-3 arasında büyüdüğümüz bilgisine ulaşabiliriz. Bu oran ile uygarlığımızın yaklaşık 100-200 yıl sonra Tip-1, 1000-5000 yıl sonra Tip-2, 100000-1000000 yıl sonra ise Tip-3 medeniyet konumuna geleceğini hesaplayabiliriz.

Uygarlık Ölçeklerinin Genel Özellikleri

Tip-1

Tip-1 uygarlık, gezegenin bütün enerji biçimlerinden tam verimle yararlanabilir. Gezegenlerine vuran güneş enerjilerinin tamamını değerlendirebilir ve enerji ihtiyaçlarını kömürün aksine yenilenebilir enerji ihtiyaçları kullanarak karşılayabilir. Adeta gezegeni oyuncağı yapan Tip-1 uygarlık, gezegeninin kasırgasının yönünü değiştirebilir ve hatta okyanus üzerine şehirler inşa edebilir. Ek olarak gezegenler arası yolculuğu ve iletişimi için güneş/iyon motoru geliştirebilir. Böyle motorlar yavaş hareket etmez. Bu itici güç, az enerji kaybıyla çok uzun süre enerjisi tükenmeden dayanabilir.

Tip-2

Tip-2 uygarlıklar için tek bir gezegen yetmemiş, gezegenlerinin içinde bulunduğu yıldız sisteminin enerjisini tüketmeye başlamışlardır. Doğal olarak bu tüketim içerisinde yıldız da vardır. Tip-1’in aksine sadece gezegene gelen enerjiyle değil, yıldızın saçtığı enerjinin hepsini soğururlar. Bu soğuma işlemini de, daha önce bahsettiğimiz gibi, yıldızın etrafına Dyson küresi inşa ederek gerçekleştirirler. Yıldızlararası yolculuk için karşıt madde/madde motoru projesini yapmaya girişebilirler.

Tip-3

Tip-3 ölçeğine erişildiği zaman uzay-zamanın kararsızlaştığı enerji seviyelerine (Planck enerjisi gibi) ulaşmış oluruz. (Planck enerjisi, kuantum etkilerinin egemen olduğu ve uzay-zamanda solucan deliklerinin ve ufak baloncukların olduğu enerji türü ve seviyesidir.) Bu ölçekteki medeniyetler yıldız sistemini aşmış, galaksiyi kolonileri haline getirmiştir.

Londra Üniversitesi Akademisinden gök bilimci Ian Crawford Tip-3 uygarlıklar hakkında şöyle yazar:

Normal bir koloni aralığının 10 ışık yılı, bir geminin hızının bu ışığın yüzde 10’u ve bir koloninin temel yapısı ile gönderdiği kendi kolonileri arasında 400 yıllık bir dönem olduğunu varsayarsak kolonileştirmenin dalga cephesi yılda ortalama 0,02 ışık hızda genişleyecektir. Gök ada boydan boya 100 bin ışık yılı olduğuna göre tamamen kolonileştirilmesi, yaklaşık olarak en fazla 5 milyon yıl alır. Bu, insanların süresi bakımından her ne kadar uzun olsa da gök adanın yaşının yalnızca yüzde 0,05’idir.

Michio Kaku / Paralel Dünyalar

Evrenden Kaçış – 4. Bölüm: Evrenden Kaçış Yolları

Evrenin bir sonu olacağını ve insanlığın bu sondan kurtulmak için başka bir evrene veya şuan var olduğunu bilmediğimiz bir yolculuğa çıkacağını biliyoruz. Şu anki bilimsel bilgilerle evrenden nasıl kaçabileceğimizi az çok bilmekteyiz. Fakat evrenden kaçış için gereken günümüz teknolojisini aşan mühendislik problemlerini ancak daha önce bahsettiğimiz medeniyet teknolojileri arasındaki Tip-3 seviyesinin üstünde gelişmiş medeniyetler çözebilir. Bu bölümde gelişmiş medeniyetlerin teorik olarak olası hangi çözümler üreteceğini anlatacağız.

1) Her Şeyin Teorisi’ni Bulmak: Evrenden Kaçış için Zorlayıcı Bir Yol

Bilmekteyiz ki evreni terk etmek şu anlık keşfedemediğimiz kuantum etkilerine bağlıdır. Daha önce duyduğunuz solucan delikleri gibi evrende yolculuk yapmamıza olanak sağlayan cisimler doğal yollarda ancak kuantum boyutlarında oluşabilir. Kuantum etkilerine bağlı olan bildiğimiz Kütleçekim Kuramı, 1 milimetreden küçük boyutlarda etkisini kaybediyor. Diğer bir deyişle Newton mekaniği tam olarak doğru işleyememeye başlıyor. Büyük Patlama anında bu yüzden Kuantum Kütleçekim Kuramı’na ihtiyacımız vardır. Her Şeyin Kuramı ya da Kuantum Kütleçekim Kuramı bulunur bulunmaz ileri teknolojiyi kullanarak bu kuramın sonuçlarını doğrulamamız gerekecek. Bu kuram beklediğimize kısa sürecek çünkü bilimdeki gelişme zaman ilerledikçe ivmesi olarak artmaktadır. Dünyanın en üstün zekalardan bazılarının bu problem üzerine yoğunlaşması gerçekten M Kuramı’nın Her Şeyin Kuramı olup olmadığımızı anlamamızı sağlayacaktır. (M Kuramı, elimizde olan, 4 temel kuvveti, Yang-Mills alanını kapsayabilecek tek tutarlı simetrik kuramdır.)

Solucan deliklerindeki gibi birçok çözülemeyen problemleri çözebilecek kuramın kütleçekim dalga algılıyıcıları tarafından doğruluğunun onaylandığı düşünelim. İşte o zaman Einstein’ın denklemleri ve solucan delikleri hakkındaki temel sorulara başlayabiliriz:

Solucan Delikleri Kararlı mı?

Kerr’in dönen kara deliği, Einstein-Rosen köprüsüne sahiptir. Normal Schwarzschild kara deliklerinin aksine bu kara delikler döner ve bu sebeple iç olay ufku gibi normal kara deliklerde gözlemleyemediğimiz garip alanlar oluşur. Bu iç olay ufkuna “Cauchy ufku” demekteyiz. Bundan farklı olarak “tekillik” kısmı halka şeklindedir. Bu halka, teorik olarak içinden geçen her şeyi tam olarak istediğimiz gibi başka bir evrene veya boyuta göndermektedir. İşte, bu yolculuğu sağlayan bu tekillik bölgesinin özelliğine ve adına “Einstein-Rosen köprüsü” denilmektedir. Peki, bunun için neden Kuantum Kütleçekim Kuramı’na ihtiyacımız var? Sorun, Kerr kara deliğinin içinden geçerken varlığınızın tekilliğin kuantum durumunu bozacak olmasıdır. Delik, siz geçitten geçişiniz tamamlanmamışken çökebilir. Sonucu tamamen değişebilecek olan bozulmaları, kuantum düzeltmeleri ışığında kararlılık hesaplaması tekrar yapılmalıdır.

Iraksamalar Var mı?

Solucan delikleri, bir nevi iki zaman dönemini birbirine bağlayan kapılardır. Bu özelliği, solucan deliğinin geçişini saran ışımadaki artışı sonsuz bir hal aldırtabilir. Bu da solucan deliğinden geçmemizi engeller (Işıma solucan deliğinden geçebilir, zamanda geriye doğru gidebilir ve bunun sonucunda uzun yıllar sonra ikinci kez solucan deliğine girebilir. Bu süreç ışımada sonsuz bir artışa yol açarak sayısız kez tekrarlanabilir. Bu hassas sorunu çözebilmek için Her Şeyin Kuramı’na ihtiyacımız var.).

Büyük Miktarlarda Negatif Enerji Bulabilir Miyiz?

Bildiğimiz şekilde kütleçekim enerjiyi kendine doğru çeker. Negatif enerjiyi düşünürsek bu tür kuvvetlerden tam tersi bir şekilde etkilenecektir. Negatif maddenin aksine negatif maddeyi iki levha deneyi ile bilmekteyiz. Bu sebeple negatif enerji, solucan deliğini kararlı hale getirecek önemli materyallerden bir tanesidir. “Kararlı hal” ifadesini solucan deliğinin kuantum durumunun bozulup kapanmasının negatif enerji ile engellenmesi üzerine kullanmaktayız. Böylece ufak kuantum etkileri kapının kapanmasını sağlayamayacaktır.

Peki, bu enerjiyi nasıl bulacağız?

Negatif enerjinin evrende ufak miktarlarda bulunduğunu biliyoruz. Peki, bu enerji türü ihtiyacını yeterli miktarda nasıl karşılayacağız? Bu soruya verilecek yanıtların bulunabilir olduğunu varsayarsak en başta gelişmiş bir uygarlık, bu soruya çeşitli alternatifler sunabilir.

Casimir Etkisi Nedir ve Kuantum Vakumunu Nasıl Ortaya Çıkarır?

Casimir etkisi, iki nesne bir vakum içinde birbirine çok yakın yerleştirildiğinde ortaya çıkan büyüleyici bir olgudur. Boş alanı dolduran alanların kuantum dalgalanmalarının bir sonucudur. Peki, Casimir etkisinin nedir, nasıl çalışır ve kuantum vakumunun doğasını anlamak için neden önemlidir?

Kuantum Vakumu ve Sıfır Noktası Enerjisi

Düşündüğümüzün aksine vakum, tamamen boş bir alan değildir. Kuantum mekaniğine göre vakum; “sıfır noktası enerjisi” olarak adlandırılan, mümkün olan en düşük enerji seviyesinde titreşen alanlarla doludur. Bu alanlar, fotonlar ve elektronlar gibi çok kısa bir süre için var olan ve sonra yok olan sanal parçacıklar yaratıp yok edebilir. Bu sanal parçacıklar, vakumu etkileyen kuantum dalgalanmalarının kaynağıdır.

Casimir Etkisi ve Kuantum Kuvveti

Casimir etkisi, adını 1948 yılında bu etkiyi tahmin eden Hollandalı fizikçi Hendrik Casimir’den almıştır. Metal plakalar veya aynalar gibi iki nesne boşlukta birbirine çok yakın yerleştirildiğinde ortaya çıkan bir kuvvettir. Nesneler arasındaki alanların kuantum dalgalanmaları nesnelerin dışındakilerden farklıdır; çünkü aralarına yalnızca belirli dalga boyları sığabilir. Bu da sıfır noktası enerjisinde ve nesnelerin içi ile dışı arasındaki basınçta bir fark yaratır. Sonuçta nesneleri birbirine çeken, net bir çekici kuvvet oluşur. Casimir etkisi çok küçük bir kuvvettir. Ancak deneysel olarak ölçülebilir. Kuantum boşluğunun pasif bir arka plan değil, madde ile etkileşime girebilen aktif bir ortam olduğunu gösterir; bu yüzden çok önemli bir kuvvettir. Casimir etkisi, kuantum boşluğunun gizli doğasını ve evrenin temel fiziğindeki rolünü ortaya çıkaran bir araçtır.

Casimir Etkisi Solucan Deliklerini ve Kuantum Vakumunu Keşfetmemize Nasıl Yardımcı Olabilir?

Solucan delikleri, uzay-zamanda ışıktan daha hızlı seyahat etmemizi ve evrenin gizemlerini keşfetmemizi sağlayabilecek varsayımsal kestirme yollardır. Bu tanımı daha önceki bölümlerde yapmıştık. Peki, ama bu kozmik köprüleri nasıl yaratabilir ve stabilize edebiliriz? Cevap, vakumun gizli doğasını ortaya çıkaran bir kuantum fenomeni olan Casimir etkisinde yatıyor olabilir.

Casimir Etkisi ve Kozmik Arayış

Pekala, Casimir etkisini ve negatif enerjiyi nasıl kullanacağız? Uçsuz bucaksız kozmik genişlikte, kuantum denizindeki küçük girdaplar gibi zayıf izlerini görüyoruz. Yine de yeterli bir rezervuar ihtiyacını karşılamak için daha derinlere bakmalıyız. Belki de zihinleri kozmik senfonilere uyum sağlamış ileri uygarlıklar gizli kuyu kaynaklarını ortaya çıkaracaklardır. Belki de Casimir kuvvetlerini manipüle ederek solucan deliklerini kozmik heykeller gibi şekillendireceklerdir.

Ve böylece sevgili kozmik gezgin, “Evrenden Kaçış” üzerine düşünürken kuantum fısıltılarından doğan Casimir etkisinin anahtarı tutabileceğini hatırlayınız. Kozmik dansı arayın, vakumun uğultusunu dinleyin. Belki de, belki de böylelikle yıldızlara uzanan kapının kilidini açabilirsiniz.

2) Kendiliğinden Meydana Gelen Beyaz ve Siyah Kara Delikler Bulmak

Solucan delikleri, boyutsal geçitler ve kozmik sicimlerin dış uzayda kendiliğinden var olma olasılığı olmaktadır. Solucan delikleri ve boyutsal geçitleri oluşturmak için günümüze göre devasa miktarda enerjiler harcamamız gerektiğini biliyoruz. Büyük Patlama anında da bu enerji karşılanmış olabilir. Bu enerji ihtiyacı karşılandığı zaman doğal olarak biçimlenmiş ve erken evrenin şişmesi ise bu solucan deliklerini bizim için yeterli olan iri ölçekli boyutlara genişletmiş olabilir. İnsanlığın olası bir son durumunda evrenden kaçması için çok büyük yardımı dokunacaktır. Fakat kaçma planımızı tek bir olasılığa indirgemek ve bu olasılığın kesin olmaması büyük bir risktir.

Beyaz delikler, Einstein’ın Genel Görelilik Teorisi’nden çıksa da bahsettiğimiz yapılar gibi henüz gözlenmemiştir. Bir beyaz delik, tıpkı cisimlerin kara delikler tarafından yutulması gibi beyaz delikler tarafından çıkartılmaları ile Einstein’ın zamanın tersine döndüğü denklemlerine yönelik bir çözümdür.

Michio Kaku / Paralel Dünyalar

3) Bir Kara Delikten Sondalar Gönderin

Uzay yolculuğuyla ilgili konuşulan kara deliklerden bahsetmemizin elbette bir sebebi vardır. Keşfettiğimiz kara delikler evrende epey fazla vardır. Bu sebeple yeterince gelişmiş bir medeniyetin olası bir evrenden kaçış senaryosunda kara delikleri ciddi olarak düşünmeleri gerekecek. Bir kara delikten geçtiğinizi düşünün, normal bir durumda zaman makinesi yapsanız bile zaman makinesinin yapılışından gerisine gitmeniz olanaksızdır. Bu zaman makinesinin aksine bu sınırlamayı kaldıracak doğal yoldan oluşan zaman makineleri var. Örneğin; kara delikler. Kara delikten geçerken zaman kısıtlaması yoktur.

İleri ki bölümlerde bahsedeceğimiz üzere Kerr kara delikleri Schwarzschild kara deliklerinden farklıdır. Kerr kara deliğinin merkezi halka şeklindedir ve teorik hesaplamalara göre bu halka şeklindeki solucan deliği evrenimizi farklı evrenler veya bulunduğumuz evrendeki farklı noktalar ile birleştirebilir. Bundan emin olmanın tek yolu, sondalarla somut bir deney yapmak ve bir süper bilgisayar aracılığıyla kütlelerin evrendeki dağılımıyla solucan deliği boyunca Einstein denklemlerine yönelik kuantum düzeltmelerini hesaplamak olurdu.

Günümüzde birçok fizikçi kara delikte yapılan bir yolculuğun ölümcül olacağını düşünmektedir. Haksız da değiller, günümüz şartlarına göre epey ölümcül olmakta. Fakat bu imkansız demek değildir. Daha öncelerde uzaya çıkmanın imkansız olduğu düşünülürdü şu an ise bu normal bir durum haline geldi. Evet, bu benzetmeler aynı olmayabilir. Ama eski tarihlere göre olan birçok engeli aşmış bulunmaktayız. Yaptığımız benzetmenin doğruluğunu ise gelecekte göreceğiz. Kara delikler hakkındaki kavrayışımız hala temel düzeyde ve bu varsayım daha önce M Teorisi gibi hiç sınanmadı. Bu savın iyi yanı Kerr kara deliğinde zaman yolculuğunun mümkün olabileceğini varsaymasıdır. Bu sebeple ileride gelişmiş bir uygarlık kara deliklerin içine sonda ulaştırmak hakkında epey kafa yoracaktır.

Bir Kara Delikten Sondalar Gönderin – İkinci Kısım

Bu savın riskli yanlarından bir tanesi, evrenden kaçış için gereken yolculuğun tek yönlü olması ve kara deliğin yakınında büyük tehlikeler barındırmasıdır. Gelişmiş uygarlıklar, yakındaki yıldız kaynaklı kara deliğe ulaşmayı ve sonra sonra göndermeyi deneyecektir. Sondadan kara delik hakkında bilgi alma işlemi sondanın kara deliğin olay ufkunu geçene kadar devam edecektir. Çünkü kara deliği saran yoğunlaşma ölümcül olacaktır ve deliğe düşen ışın ışıkları maviye kayacak, böylece merkeze yaklaştıkça daha çok enerji kazanacaktır. Olay ufkunun yakınından geçen her bir sonra bu ölümcül olabilecek ışımadan etkilenecektir. Bunu önlemek için günümüz biliminin ötesinde teknolojiler kullanmak zorunda kalacaklardır. Fakat solucan deliklerinin kararlığının bozulması gibi bu da kara deliğin kendi kararlılığını bozabilir ve olay ufku bir tekillik halini alıp solucan deliğini kapatır.

Sondanın bu yolculuktaki amacı, olay ufkunun yakınında ne kadar ışıma olup olmadığı ve solucan deliğinin kararı kalıp kalamayacağını belirlemek olacaktır. Olay ufku, ışığın bile kaçabileceği worldsheetler‘in 45 derecelik açı ile kara delik dışındaki uzaya yöneleceği son noktadır. Bu nedenle olay ufkuna girmeden veriler ufkun uzağındaki cihazlara iletilmelidir. Üstüne radyo sinyalleri o kadar kırmızıya kayacaktır ki tanınmaz hale gelecektir.

Worldsheet: lşığın uzay-zamanda gidebileceği olası yolların göstergesidir. Işığın 2 boyutlu uzay-zamanda alabileceği bütün yolların göstergesi 45 derecelik açının içerisindedir. Eğer 45 derecelik açının bütün hepsi kara deliğin içini gösteriyorsa artık ışığın kaçma yolu yoktur.

4) Ağır Çekimde Bir Kara Delik Yapılandırın

Kerr kara deliği bahsettiğimiz üzere evrenden kaçış için gereken en büyük fırsatlarımızdan biridir. İleri de Kerr kara deliği bulsak bile keşfettiğimiz kara deliğin gerçekten dönen kara delik olup olmadığını anlamak için birçok problem önümüze çıkacak. “Dönen kara delik diyoruz”; çünkü Kerr kara deliklerini kendisi yapan dönme özellikleri olmalarıdır. Işımanın seviyesinin kontrolsüzlüğü de insanlığın ileri de ağır çekimde bir kara delik oluşturmasına sebep olabilir.

Einstein, dönen parçacıklarının bir toplamının kendiliğinden Schwarzschild (kara deliğin oluşması için gereken minimum kütle) yarıçapına ulaşamayacağını göstermeye çalışmıştı. Bir Tip-3 medeniyeti, Einstein’ın kara deliklerin dönen toz ve parçacıklardan biçimlenemeyeceğini öneren sonuçlarını yeniden üretmeyi deneyebilir. Einstein’ın sonuçları ile çelişmeyecek şekilde kendi kendilerine girdap halinde dönen kütleler bir kara delik olarak daralamayabilirler. Fakat bu kütleleri Schwarzschild yarıçapına adım adım sürükleyerek dönen sisteme yavaşça, yapay bir şekilde enerji ve madde eklenmesi olasılığını açık bırakır. Bu şekilde gelişmiş bir uygarlık ağır çekimde denetimli bir Kerr kara deliği biçimendirebilir.

Örneğin; nötron yıldızlarını kuşatan ve şekillendiren Tip-3 uygarlık düşünün. Kütleçekim, bu yıldızları gitgide daha da yakınlaştırır. Fakat Einstein’ın sonuçlarına göre asla Schwarzschild yarıçapına ulaşamazlar. İşte bu zaman gelişmiş uygarlık denetimli bir şekilde birbirine yaklaşan yıldızlara yeni nötron yıldızları ekleyebilir. Bu da dönen nötron yıldızlarının birleşiminin Schwarzschild yarıçapına çökmesine yeterli olur. Böylece dönen bir Kerr kara deliği oluşturulmuş olur. Doğal olarak bulunabilecek başka Kerr deliklerinden farklı olarak çeşitli nötron yıldızlarının hızlarını ve yarıçaplarını Kerr deliği oluşturacak şekilde dilediği kadar yavaş geliştirebilir.

Bu yavaş geliştirmenin sonucu olarak kara deliğin tek yönlü kapı olduğu veya radrasyon problemini lehimize olacak şekilde çevirmemiz olanaksızdır. Fakat böylesi bir geliştirme, kara delikler aracılığıyla evrenden kaçma amacındaki yolculuğumuzun bir adım daha ilerlemesini sağlar.

5) Bir Bebek Evren Yaratmak: Evrenden Kaçış için Varsayımsal Bir Çaba

Kozmik olasılıkları keşfederken kara deliklerden geçmenin fizibilitesini düşündük. Şimdi daha da cüretkar bir fikri ele alalım: kasıtlı olarak bir bebek evren yaratmak. Bu kavram, gelişmiş bir uygarlığın alternatif bir kozmosa acil bir kaçış yolu tasarladığını öngören Alan Guth gibi fizikçileri büyülemiştir.

Sözde Boşluk ve Laboratuvar

Bu fikrin temelinde madde ve enerji dalgalanmalarından yoksun bir bölge olan, sözde bir boşluğun varlığını öne süren Şişme Teorisi yatmaktadır. Böyle bir boşluk, yeni bir evrenin doğuşuna hizmet edebilir mi? Guth, gelişmiş bir uygarlığın bu sözde boşluğu kontrollü bir laboratuvar ortamında yapay olarak üretip üretemeyeceğini merak ediyordu.

Kozmik Reçete

Başlangıçta evrenin yaratılışı fikri mantıksız görünmektedir. Ne de olsa kendi evrenimiz ilkel bir parçacık çorbasından ortaya çıkmıştır. Bu kozmik başarıyı tekrarlamak için şaşırtıcı bir dizi temel yapı taşına ihtiyacımız vardır:

• 10⁸⁹ Foton
• 10⁸⁹ Elektron
• 10⁸⁹ Pozitron
• 10⁸⁹ Nötrino
• 10⁸⁹ Antinötrino
• 10⁸⁹ Proton
• 10⁸⁹ Nötron

Bu envanter ürkütücü görünse de Guth, bize evrenin muazzam madde ve enerji içeriğinin kütle çekimiyle ilişkili negatif enerjiyle dengelendiğini hatırlatıyor. Aslında gereken net madde/enerji bir ons (~28,3 gram) kadar küçük olabilir.

Kuantum Muamması

Ancak bu tarifi uygulamamız kuantum boyutunda bir engelle karşılaşmamıza sebep olur. Görünür evrenin tamamını, sadece 10^-26 santimetre genişliğinde varsayımsal bir alan olan sahte bir vakum yoğunluğuna sıkıştırdığınızı düşünün. Sonuçta şaşırtıcı bir şekilde bu sıkıştırılmış evren, bir atomdan daha küçük bir hacme sığacaktır.

Özetle: Fizik yasaları evren yaratma olasılığıyla bizi heyecanlandırırken pratik zorluklar devam etmektedir. Belki de uzak bir gelecekte torunlarımız kozmik doğumun sırlarını çözerek mevcut anlayışımızın sınırlarını aşacaklardır.

Sözde Boşluğun Muamması

Bu kozmik fidanlığın kalbinde “sahte vakum” kavramı yatmaktadır. Kararsızlık ve bozulmanın hüküm sürdüğü ufacık bir uzay-zaman cebi hayal edin. İşte, ateşleyici fikir: sadece birkaç ons madde bu sahte vakum içinde bir bebek evren doğurabilir. Ama bir sorun vardır: Madde sonsuz küçüklükte bir alana sıkıştırılmalıdır.

Kuantum Fırını

Şimdi kozmik ocağı ateşleyelim. Uzayın küçük bir parçasını 10²⁹ derece Kelvin’e kadar ısıtın ve sonra aceleyle soğutalım. Bu cehennem sıcaklığında uzay-zaman titrer ve küçük kabarcık evrenler varoluşa göz kırpar. Bu geçici dansın içinde yeni ortaya çıkan gerçeklikler için bir tuval olan sözde bir boşluk ortaya çıkar.

Şunu düşünün: Sanal parçacıklar, ele avuca sığmayan hayaletler gibi, kozmik boşluk içinde varoluşa girip çıkıyor. Peki ya onları kalıcılığa ikna edebilirsek? Muazzam bir enerji uygulayarak -belki de devasa bir elektrik alanı ya da nokta atışı bir odaklanma yoluyla- bebek evrenler doğurabiliriz. Bu geçici kıvılcımlar, iyi niyetli kozmik alemlere dönüşebilir.

Kozmik Bale

Şimdi doğumun koreografisini yapalım. Güçlü lazer ışınlarının ve parçacık toplarının maddeyi kozmik kile dönüştürdüğünü hayal edin. Evrenimiz tekilliğin “diğer tarafında” genişlerken bebek evren örtülü kalıyor. Yine de, uzay-zaman boyunca uzanan bir göbek bağı gibi, bir solucan deliği bizi bu alternatif bebek kozmosa bağlar.

Diğer taraftan bu kozmik balede kütle çekimi kuvvetleri karşıtlık içinde vals yapar. Bebek evren; hiperuzay içinde şişerek galaksiler, yıldızlar ve dünyalar filizlendirmek için can atar. Ne yazık ki ölümlü gözlerimiz bu kozmik perdenin yalnızca bir tarafını görebilir.

Öyleyse sevgili okur, paradoksu düşününüz: Tekilliğin gölgesinde kozmik bir beşik bekliyor. Solucan deliklerinin kaderi ördüğü ve bebek evrenlerin büyük çıkışlarını hayal ettiği bir diyar…

Yaratılış Fırını

Fırın içinde bir evren yaratmak; bu cesur çaba, çeşitli riskler taşıyor. Evrenimizi yeni doğmakta olan muadiline bağlayan göbek bağını yeniden hayal edin. Bebek evren çiçek açarken bu kozmik bağ, sonunda yıpranacak ve Hawking radyasyonunu doğuracaktır. Hiroşima’nın yıkımını yirmi beş kat cüceleştiren bir nükleer patlama… Kozmik oluşum için ödenen bir bedel…

Yanlış Vakum İkilemi

Bir başka muamma daha bizi bekliyor: sahte boşluk. El değmemiş bir boşluk hayal edin, evrenin doğuşu için bir tuval. Ama dikkatli olun. Yeni evren çöküşün eşiğinde bir kara deliğe dönüşme tehdidiyle karşı karşıya. Penrose’un önermesi büyük görünüyor -yoğun bir kütle, kaynağı ne olursa olsun, amansızca tekilliğe doğru spiral çiziyor.-.

Kuantum Simyası

Bebek bir evreni nasıl şekillendirebiliriz? Sadece onslarca maddeyi kozmik yoğunluklara yoğunlaştırmayı ya da maddeyi Planck sıcaklığına -kozmik üst sınırına- kadar ısıtmayı düşünün. Einstein’ın denklemleri, zamanın bukalemunları, maddenin geriye ya da ileriye doğru akmasına izin verir. Bu durumda bir paradoks ortaya çıkar. Kozmik beşiğimizden çıkan madde zamanı geri sarabilir, kara delikleri yeniden doğurtabilir.

Penrose Önermesi

Muammaya gelin: Penrose’un önermesi. Maddenin enerji kutupluluğuna, yani pozitifliğin dansına dayanıyor. Peki, ya enerji negatif bir pelerin giyseydi? Genişleyici desende bile negatif enerji ilham perimiz olurdu. Bebek bir evren doğurmak için enine bir solucan deliğini varoluşa ikna etmeye benzeyen bu kozmik iksire gereksinim duyardık.

Bu kozmik balede yaratılışın kıyısında parmak uçlarımızda geziniyoruz. Hâlâ kozmolojik olarak kısır olan uygarlığımız, kozmik rahmi kopyalamak için can atıyor. Daha zeki kozmik kardeşler, bebek evrenlerin mimarları, yakalanışı zor kalmaya devam ediyor. Onların teknolojisi alemleri doğururken biz, yıldız tozları, kozmik kanatlardan seyrediyoruz.

Öyleyse sevgili arayıcı, paradoksu düşününüz: Fırının ısısı içinde, kozmik bir beşik çağırıyor. Göbek bağlarının kaderi ördüğü ve bebek evrenlerin büyük çıkışlarının hayalini kurduğu bir diyar…

6) Evrenden Kaçış için Devasa Atom Parçalayıcıları Üretin

Yazıda bahsedilen Büyük Hadron Çarpıştırıcısı (LHC) gibi teknolojik gelişmeler, evrenin gizemlerini çözme ve “evrenden kaçış” fikrini somutlaştırma yolunda önemli adımlar olarak görülebilir. LHC’nin deneysel olarak doğruladığı Higgs bozonu gibi parçacıklar, evrenin temel yapıtaşlarını anlamamızı sağlayarak, bu kaçışın nasıl mümkün olabileceğine dair ipuçları sunmaktadır.

Ancak LHC’nin mevcut sınırları, uzayda solucan deliği oluşturabilecek kadar yüksek enerjili parçacık çarpıştırmalarına izin vermemektedir. Planck enerjisi seviyesine ulaşmak amacıyla 10 ışık yılı uzunluğunda devasa bir çarpıştırıcıya ihtiyaç duyulmaktadır. Bu da günümüz teknolojisi ve koşulları ile pek mümkün görünmemektedir.

Yazıda değinilen lazer parçacık hızlandırıcılar gibi yeni teknolojiler, gelecekte bu sınırları aşmamıza yardımcı olabilir. Masaüstü hızlandırıcılar ile 200 GeV’e ulaşma imkanı, evrenin işleyişine dair yeni pencereler açabilir.

Ancak, parçacık ışınlarının enerjisini sınırlayan faktörler de göz ardı edilemez. (Örneğin; parçacıkların enerjik ışınının eninde sonunda 2,7 derecelik artalan ışınımını oluşturan fotonlarla çarpışması.) Dış uzayda dahi, parçacıkların enerji kaybı kaçınılmazdır ve bu da evrenden kaçış için gerekli olan yüksek enerjilere ulaşmayı zorlaştırmaktadır.

Bu problemlerin teorik çözümleri mevcut olsa da, pratiğe dökülmesi ve uygulanabilir hale gelmesi, oldukça gelişmiş bir teknoloji ve belki de “Tip-3 Uygarlık” seviyesine ulaşmayı gerektirmektedir.

Sonuç olarak evrenden kaçış fikri, günümüz teknolojisi ile pek ulaşılabilir görünmese de, bilimsel ve teknolojik gelişmelerin ışığında, gelecekte bir rüya olmaktan çıkabilir. Bu alandaki araştırmalar ve çalışmalar, evrenin gizemlerini çözmemize ve belki de bir gün, bambaşka boyutlara ve varlık katmanlarına açılan kapıları aralamamıza yardımcı olabilir.

7) Bir Büküm Motoru Makinesi İnşa Edin

Yukarıda bahsettiğimiz çözümleri yapmak için yıldızlararası yolu olabildiğince hızlı seyahat edebilmemiz gerekiyor. Bunun için madde-karşıt madde motorları yeterli olmayacaktır. Nedeni ise bu motorların hızı ışık hızından az bir hıza sahip olmasıdır. Daha doğrusu ışık hızında gitsek bile bu yeterli olmayacaktır çünkü bu yolculuğumuz yüzlerce hatta binlerce yıl alabilmektedir. Bunun bir alternatifi ise başlıkta gördüğünüz üzere bir büküm motorudur. Büküm motoru fikri, ilk olarak 1944 yılında fizikçi Miguel Alcubierre tarafından ortaya atılmıştır. Bu büküm makinesi, hiperuzaya sıçramak gibi uzayın topolojisini (geometrisini) değiştiren bir makine değildir. Aksine bu motor, önünüzdeki uzayı bükerken arkanızdaki uzayı genişletir.

Bu makinenin işlevli olması için büyük bir miktarda negatif ve pozitif enerji gerekmektedir. Uzayın önünü sıkıştırmak için pozitif enerji; arkasını sıkıştırmak için negatif enerji gerekir. Rus fizikçi Sergel Krasnikov’un ortaya çıkardığı arızaya göre geminin içinin dışındaki olaydan bağımsız olacaktır. Bu sebeple iletileri sınırı aşamayacaktır. Bu da makinenin içerisinde yol almaya başladığımızda itibaren makinenin yönünü değiştirme ihtimalimizin kalmayacağı anlamına gelir.

Bu, diğer mühendislik problemlerinin aksine, bizim için aşılması gereken mühim bir nokta değildir. Çünkü bu seyahatleri yolculuğa başlamadan önce belirleyebiliriz. Evrende bir yerden bir yere ışık hızından daha hızlı gitme işlevi olan bu araç, solucan deliklerinden daha kolaydır. Çünkü iki uzayı birbirine bağlamak yerine sadece uzayı topolojik anlamda biraz değiştirir.

Ne yazık ki evrenin sonu geldiğinde evrenin içinde yer değil, olası başka evrenler arasındaki yer değiştirme işimize yarayacaktır. Fakat bu araç evreni terk etmek için gereken uygarlıklar arası iletişimi sağlayabilmekte ve uzak mesafede olan olası solucan deliklerine ulaşımımızı kolaylaştırmaktadır.

8) Negatif Enerjiyi Kullanın ki Evrenden Kaçış Mümkün Olsun

Negatif enerjinin önemine ve lazer ışınlarının Casimir etkisindeki yardımcı etken olduğunu önceki başlıklarda değinmiştik. Bu başlıkta da negatif enerjinin nasıl kullanılıp üretilebileceğini inceleyeceğiz.

Güçlü bir lazer atımı, optik bir malzemeye çarparsa foton çiftleri meydana getirmektedir. Bu fotonlar, pozitif ve negatif enerji olmak üzere iki enerji türü çıkararak kuantum dalgalarını değişimli şekilde yükseltir ve bastırır. Bu iki zıt enerji türünün toplamı her zaman pozitif olur. Böylece günümüz fizik yasalarını ihlal etmemiş oluruz.

Fizikçi Lawrence Ford; böylesi bir negatif enerjinin uyması gereken üç ana kurala değinmektedir: negatif atımın miktarı ile süresinin ters orantılı olduğuna, kendisinin mutlak değerinden büyük pozitif enerji getirdiğine ve bu iki atım arasındaki zaman farkının büyüklüğünün pozitif enerji taşıyan atımın büyüklüğünde doğru orantılı olduğuna. Bu yasaları inceleyerek negatif enerji hakkında daha kullanışlı yargılar ortaya atabiliriz. Örneğin, solucan deliğinin kararlı olmasını sağlayan negatif enerji çok kısa süreliğine var olabilmektedir. Peki, ilerleyen süreçte ne yapacağız?

Negatif atımı, arkasından pozitif enerji atımı takip ettiği için, bir kutuya lazer ışını tutarak negatif enerji içeri girdiği an kapatabiliriz. Mümkün gibi gözükse de komik bir şekilde yine kaçırdığımız bir şey vardır. Pozitif ve negatif enerjiyi birbirinden ayrıştırmak için kutuyu kapattığımız zaman kutunun içinde ikinci bir pozitif enerji oluşturur. Böylece negatif enerji pozitif enerjinin gelmesiyle yok olacaktır. Casimir etkisinde ve bu yöntemde olan çözülmesi zor mühendislik problemlerini tekrardan gelişmiş bir uygarlığa bırakmak zorundayız.

9) Evrenden Kaçış için Kuantum Geçişlerini Bekleyin

Evrenin sonu ile ilgili teorileri incelediğimizde evrenin sonsuza kadar soğuyup devam etmesi olasılığının açık bırakıldığını gördük. Bu olasılığın gerçekleşmesi halinde entropi maksimum seviyeye çıkar. Dolayısıyla evrende artık hiçbir iş mümkün hale gelemez. Entropinin limit değere ulaşmasından önce madde alışverişi evrenin her yerinde çok yavaş halde gerçekleşecek. Bu sebeple uzun zaman dilimleri boyunca şu anki halimize göre kat ve kat daha yavaş, derin düşünmek zorunda kalabiliriz. Düşünme hızını yavaşlatan bu süreç, imkansız olan kuantum olaylarını meydana getirecek kadar zaman tanır ve yaygın hale getirir.

10) Evrenden Kaçış için Son Umut

Şu ana kadar anlattığımız her şey evrenden kaçışı mümkün kılabileceğimiz hızlı bir alternatif çözümlerdi. Bütün hızlı kısa çözümler aleyhimize sonuç verirse, örneğin; solucan delikleri mikroskobik boyutta olursa, yapabileceğimiz tek şey bu mikro yapıları kullanmak olacaktır. Boyutları ve kararlılıkları vb. belirsiz olan solucan delikleri için son şans, kısa dalga boylarına sahip X ve gama ışınlarıyla delikten geçireceğimiz insanlık bilgilerini taşıyan insanlık tohumu olabilir.

Evrenden Kaçış – 5. Bölüm: Sonuç

Daha önce de dediğimiz gibi evrende her şey iş yapamamazlığa doğru gitmektedir. Ek olarak bir işin meydana gelmesi için enerjinin homojen dağılmamış olması gerekir. Şu an düşünebilmemiz gibi bir çok şeyin nedeni ısı alışverişleridir. Başka bir deyişle ısı alışverişsiz bir evren, evrenin sonu demektir. Evrenin olası sonlarından biri olan bu teori, en az diğerleri kadar endişe verici ve acımasızdır. Bu sonlardan birisi eninde sonunda gerçekleşecektir. Canlı veya cansız fark etmeksizin var her şeyin sonu gelecektir. Tabii ki bu son evrenimize kısıtlı bir son olabilmektedir. Örneğin Sekme Teorisi (Bu teoriye göre evren çöküp yeni evren olarak doğar.) gerçek olabilir.

Hakkında bu kadar bilgisiz olduğumuz evrende olası gerçek sonu bulmak, dağda elmas aramak gibidir. Fakat modern teknolojide sahip olduğumuz bilgilerle olabilme olasılığı daha yüksek olan sonlara karşı önlem alabiliriz. Ve evet, bu bilgiler ve üretilen kurgusal teorilere karşı: “Saçma!” dememiz, Orta Çağ’daki dünyanın, evrenin merkezinde olmadığı düşüncesine verilen tepkiye benzerdir. Şimdi ise bu düşüncenin doğru olduğunu bilmekteyiz. Bu nedenle varsayımlarımız belki imkansız gibi görünebilir. Lakin kim bilir? Belki de evrenden kaçış, yarın bir gün mümkün olabilir.

Kaynakça

1. Büyük Patlama kronolojisi – Vikipedi. (2008, 31 Aralık). [https://tr.wikipedia.org/wiki/B%C3%BCy%C3%BCk_Patlama_kronolojisi]

2. Aydınlar, K. (2011, 3 Kasım). Büyük patlama kronolojisi. Evrim Teorisi Online. [https://evrimteorisionline.com/2011/05/16/buyuk-patlama-kronolojisi/]

3. Fikirler, A. (n.d.). PLANCK DÖNEMİ. [https://akademikfizik.blogspot.com/2013/01/planck-donemi.html]

4. Baryogenez. (n.d.). Sitem. [https://zehraekinci.weebly.com/baryogenez.html]

5. BBC News Türkçe. (2015, 16 Mayıs). DERGİ – Evrenin sonuna dair dört teori. BBC News Türkçe. [https://www.bbc.com/turkce/haberler/2015/06/150616_vert_ear_evrenin_sonu#:~:text=Bilim%20insanlar%C4%B1na%20g%C3%B6re%20evren%20d%C3%B6rt,n%C4%B1n%20muhtemelen%20yok%20olaca%C4%9F%C4%B1na%20inan%C4%B1yor]

6. İğın, Y. (2021, 19 Nisan). Evrenin sonu: Evren nasıl sona erecek? Evrenin sonuna dair olası senaryolar neler? Evrim Ağacı. [https://evrimagaci.org/evrenin-sonu-evren-nasil-sona-erecek-evrenin-sonuna-dair-olasi-senaryolar-neler-9191]

7. Köse, M. (2020, 5 Aralık). Işıktan Hızlı Yıldızlararası Yolculuk, Alcubierre Büküm (Warp) Sürüşü ile Mümkün Olabilir! Evrim Ağacı. [https://evrimagaci.org/isiktan-hizli-yildizlararasi-yolculuk-alcubierre-bukum-warp-surusu-ile-mumkun-olabilir-9651]

8. Kaku, M. (2006). Evrenden Kaçış: Yaratılış, Yüksek Boyutlar ve Kosmos’un Geleceğine Yolculuk. Paralel Dünyalar İçerisinde (pp. 340–362). ODTÜ GELİŞTİRME VAKFI YAYINCILIK.