Bilimkurgu Kulübü Bu Sitede Gelecek Var!
Uzayın ortaya çıkışına dair ele alacağımız ilk çalışma, 2008 yılında Tomasz Konopka, Fotini Markopoulou ve Lee Smolin tarafından ortaya atılmış olan Kuantum Grafiti kuramı. Kuramın ismi sadece bir şakadan ibaret. Kuramcılar aslında yeni bir kuantum gravite (yerçekimi) kuramı oluşturmak üzere yola çıktıklarını söylüyorlar. (Grafiti~Gravite).
Özetle kuram, uzayın ortaya çıkmasını evrenin faz geçişiyle açıklıyor.
Kurama göre, nokta benzeri taneciklerin oluşturduğu bir ağdan ibaret olan evren, başlangıçta bütün taneciklerin birbiriyle bağlantılı olduğu yüksek enerjili bir durumdaydı. Taneciklerin birbiriyle etkileşmesini engelleyecek hiç bir engel yoktu (uzaklık ya da zaman gibi…) Bir tanecikten diğer taneciğe tek sıçrayışta ulaşmak mümkündü, aradaki taneciklere uğramak zorunda değildiniz. Böylesi bir yapıda evreni birbirinden bağımsız parçalara bölmek mümkün değildir. Bu yapıyı, bildiğimiz anlamda «uzay» olarak adlandıramayız. Daha da önemlisi bu yapı yerellik ilkesine aykırıdır. (Non-local).
Böylesi bir evren bir çeşit «kozmik yumak»tan başka bir şey değildir. Her tanecik diğer her tanecikle bağlantılıdır ve her tanecik diğer her taneciğe anında ulaşabilir. Bu tür bir ağda uzaklık kavramı tanımsızdır. Bunu bir örnekle açıklayalım. Bildiğimiz ağlardan biri Facebook’ta arkadaşların oluşturduğu ağdır. Facebook’taki bir ağda, herkes herkesle doğrudan bağlantılıdır ve direk mesaj gönderebilir. Yani herkes herkese eşit uzaklıktadır.
Birinci bölümden anımsayacağımız gibi, böylesi bir yapı metrik uzay oluşturmaz. Metrik uzayın oluşabilmesi için belli kurallara uyan bir uzaklık kavramının olması gerektiğini anımsayalım. Bu yapıda Einstein’in çok önem verdiği yerellik ilkesinden de vazgeçmek zorundayız. (Yerellik, birbirine yakın olan noktaların birbirini daha çok etkilemesi olarak özetlenebilen bir ilkedir.)
Kurama göre bu hiper-bağlantılı ve yüksek enerjili ağ yapısı, yani başlangıçta evrenin içinde bulunduğu durum, bir sebepten dolayı enerji kaybederek, tıpkı bir sıvının donması gibi daha temel bir yapıya çöktü. (Faz geçişi…) Sıvı içinde serbestçe hareket eden atomların enerji kaybettikçe katı bir kafes içinde hapsolması gibi, tanecikler de donarak diğer taneciklerle olan bağlantılarını kaybettiler, ama hepsini değil… Bağlantı sayısı azaldıkça evren, bildiğimiz uzaya dönüşmeye başladı. Aşağıdaki videoda bu durum özetlenmektedir.
Bağlantı sayısı azaldıkça, tanecikler arasında uzaklık – yakınlık ilişkisi oluşmaya başlar. Facebook örneğine dönecek olursak, arkadaş grubumuzda artık herkesle arkadaş olmadığımızı, sadece bir kaç kişiyle (komşularla) arkadaş olduğumuzu farz edelim. İşte o zaman herkes herkese direk ulaşamayacaktır. Bir A kişisine ulaşmamız için önce B, sonra C, sonra da D kişisine ulaşmamız gerekir.
Burada dikkat edilmesi gereken nokta, videoda görüldüğü gibi, ağın biçim değiştirip uzay şeklini alması değildir. Tanecikler halen tek bir noktada üst üste yığılı durumdadır, ancak bağlantı sayısı azalmıştır. Bağlantı sayısının azalması, bizim onları birbirine yakın ya da uzakmış gibi algılamamıza neden olur. Yani uzay kafamızın içinde, bizim onu algılama biçimimizdedir. Bir başka deyişle uzay, tanecikler arasındaki ilişkinin kısıtlı olmasından dolayı ortaya çıkmaktadır.
Elbette ağ noktalarını (tanecikleri), aralarındaki bağlantıları daha iyi gösterecek şekilde iki boyutlu bir yüzeye yaymak, konunun daha iyi anlaşılması açısından önemlidir; yoksa, bu tür bir uzay yapısının herhangi bir «yere» ya da «yüzeye» ihtiyacı yoktur. Biz onu uzaymış gibi algılarız. Böyle algılamamızın nedeni de sonuçta oluşan sınırlı bağlantılara sahip yapının yerellik ilkesine uymaya başlamasıdır. (Çünkü yakınlık uzaklık kavramı oluşmuştur.) Yani artık her tanecik her taneciğe doğrudan doğruya ulaşamaz; aradaki diğer taneciklere uğramak zorundadır. Bu durum bize ışığın neden sınırlı bir hızla hareket etmek zorunda olduğuna dair de bir ipucu sağlamaktadır. Işık ya da bilgi içeren herhangi bir kımıltı, bir tanecikten diğerine sıçrayarak hareket etmek zorunda olduğu için, sınırlı bir hıza sahip olmaktadır.
Kısaca uzay, kaotik diyebileceğimiz bir tanecikler yumağı olarak başlıyor. Bu tür bir yapı yüksek enerji içermektedir. Sonradan ağ, enerji kaybediyor ve faz değiştiriyor. Yeni fazda, tanecikler arasındaki bağlantıların sayısı azalıyor ve bildiğimiz anlamda uzay ortaya çıkıyor.
Kuantum Grafiti kuramı, sadece uzayın ortaya çıkışını açıklamakla kalmıyor; aynı zamanda maddenin oluşumunu da açıklıyor.
Ağın faz değiştirerek enerji kaybettiğinden söz etmiştik. Peki bu enerji nereye gidiyor? Kuramın yanıtı, bu enerjinin maddenin oluşumuna harcandığı yönünde… Bunun anlamı şu: Parçacıklar ortaya çıkmaları için gereken enerjiyi ağdan koparıyorlar. Yeni parçacıklar oluştukça ağ enerji kaybediyor ve kopan her bağlantı yeni parçacıklar yaratıyor. Bu şekilde ağ faz değiştirerek uzay halinde donuyor.
Sonuçta ortaya çıkan yeni fazda, yani donmuş ağda (ki biz ona artık uzay diyebiliriz) taneciklerin bazıları birbirine yakın, bazıları ise uzaktır. Oysa yüksek enerjili fazda uzaklık diye bir kavram yoktu.
Kuantum Grafiti kuramı Einstein‘in “uzaktan tuhaf etkileşim” dediği ve kuantum kuramının yanlışlığına dair bir kanıt olarak ileri sürdüğü, günümüzde varlığı kanıtlanmış olan dolanıklık kavramına da bir açıklama getiriyor. Buna göre, donma (faz değişimi) sırasında, bütün bağlantılar ortadan kalkmıyor, birbirinden uzakta olan kimi tanecikler arasındaki bağlantıların bazıları varlığını sürdürüyor. İşte bu fazlalık bağlantılar, dolanıklık olgusunu açıklayabilir.
Peki, bu kuram kanıtlanabilir mi?
Kuramı ortaya atan bilim adamları, tıpkı donan bir sıvıda kırık yüzeyleri oluşması gibi (kristal kusurları), uzayda da bir takım kusurların olabileceğini ileri sürüyorlar. Bu tür kusurlar gözlemlenebilir. Böylesi bir kırığın kütleçekim merceği benzeri etkiler yaratacağı öngörülüyor. Çiftleşmiş galaksi görüntüleri gibi olguların gözlemlenmesi beklenebilir. Başka şekilde açıklanamayan böylesi gözlemler, kuramın doğruluğunu ispatlayabilir.
