Brian Greene: Tek evren bizim evrenimiz mi?

Birkaç ay önce fizik dalındaki Nobel ödülü bugüne kadarki en önemli astronomik gözlemlerden biri olarak nitelendirilen bir buluş için iki astronom ekibine verilmişti Ve bugün, buldukları şeyi kısaca anlatarak, onların buluşunu açıklayacak son derece tartışmalı bir yapıyı anlatacağım, diğer bir deyişle bir olasılık olarak Dünya'nın, Samanyolu'nun ve diğer uzak galaksilerin ötesinde evrenimizin tek evren olmadığını, onun yerine çoklu evrenler adını verdiğimiz çok sayıda karmaşık evrenler yapısının bir parçası olduğunu görebiliriz.

Çoklu evren fikri gariptir. Demek istediğim, birçoğumuz ''evren'' kelimesinin her şey demek olduğu inancıyla büyüdük. Tedbirli olmak adına birçoğumuz diyorum çünkü dört yaşındaki küçük kızım doğduğundan beri bu fikirlerden bahsettiğimi duyuyor. Geçen sene onu karşıma alıp dedim ki, ''Sofia, seni evrendeki her şeyden daha çok seviyorum.'' Bana dönüp şunu dedi, ''Baba, evren mi çoklu evrenler mi?'' (Gülüşmeler)

Ama bunun gibi alışılmışın dışında bir yetiştirme tarzı olmadan birçoğu temelden farklı özelliklere sahip, kendi çaplarında evrenler olarak düşünülebilecek bizimkinden başka alemleri hayal etmek çok tuhaf. Ve buna rağmen, bu fikir hakikaten ne kadar spekülatif de olsa sizleri bunu ciddiye almanız için geçerli sebepler olduğuna ikna etmeyi amaçlıyorum. Çünkü bu doğru olabilir. Sizlere çoklu evrenin hikayesini üç kısımda anlatacağım. Birinci kısımda, şu Nobel ödülüne layık görülen sonuçları anlatacağım ve bu sonuçların ortaya çıkarmış olduğu derin gizeme dikkat çekeceğim. İkinci kısımda, bu gizem için bir çözüm önereceğim. Bu sicim teorisi denilen bir yaklaşıma dayanıyor ve işte tam da burada çoklu evren fikri devreye girecek. Son olarak, üçüncü kısımda şişme kuramı denen kozmoloji teorisini açıklayacağım ve bu hikayenin parçalarını bir araya getirecek.

Evet, ilk kısım 1929 yılında başlıyor. Büyük astronom Edwin Hubble'ın uzaktaki galaksilerin bizden giderek uzaklaştığını fark ederek uzayın kendi kendine esnediğini, genişlediğini ortaya koymasıyla. İşte bu devrim niteliğindeydi. Bundan önceki birikimimiz tüm ölçeklerde evrenin durağan olduğuna yönelikti. Öyle olmasa bile, herkesin emin olduğu bir şey vardı: genişleme yavaşlıyor olmalı. Tıpkı Dünya'nın kütle çekiminin havaya fırlatılan bir elmanın yükselmesini yavaşlatması gibi, her bir galaksinin kütle çekiminin diğerlerine etkisi uzayın genişlemesini yavaşlatıyor olmalı.

Şimdi 1990'lara gelelim sunumun başında bahsettiğim şu iki astronom ekibi bu akıl yürütmeden ilham alarak genişlemenin yavaşlama oranını ölçmüşlerdi. Ve bunu birçok uzak galaksi üzerinde kılı kırk yaran gözlemler yapmaları sayesinde, genişleme hızının zamana göre nasıl değiştiğini kaydederek yaptılar. İşte sürpriz de burada. Genişlemenin hiç de yavaşlamadığını buldular. Aksine genişlemenin hızlandığını, hızının gitgide arttığını buldular. Bu tıpkı havaya attığınız bir elmanın gitgide hızlanarak yükselmesi gibi bir şey. Eğer bir elmanın bunu yaptığını görseniz, neden olduğunu bilmek istersiniz. Bunu ittiren şey ne?

Benzer bir şekilde, astronomların bu buluşu Nobel ödülünü şüphesiz gayet iyi bir şekilde hak ediyordu ama buradan benzer bir soru çıkardılar. Tüm bu galaksileri sürekli artan bir hızla birbirinden uzaklaştıran kuvvet neydi? Eh, bunun için en parlak cevap Einstein'ın eski bir fikrinden geliyor. Görüyorsunuz ki, hepimiz kütleçekimin tek bir şey yapan bir kuvvet olduğu fikrine alışkınız, cisimleri birbirine çektiği fikrine. Ama Einstein'ın kütleçekim teorisinde, onun genel görelilik kuramında, kütleçekim cisimleri birbirinden uzklaştırabilir de.

Nasıl? Şöyle ki, Einstein'ın matematiğine göre eğer uzay düzgün dağılımlı olarak görünmez bir enerji ile doluysa, yani bir nevi homojen, görünmez bir pus gibi, öyleyse bu pus tarafından üretilen kütleçekim itici olmalı, bu itici kütleçekim tam da gözlemlerimizi açıklamak için ihtiyacımız olan şey. Çünkü uzaydaki görünmez bir enerjiye ait itici kütleçekim -- şimdilerde ona karanlık enerji diyoruz, ama görebilesiniz diye burada onu beyaz bir pus haline getirdim -- onun bu itici kütleçekimi her bir galaksinin birbirini itmesine sebep olarak, genişlemenin hızlanmasını sağlardı, yavaşlamasını değil. Ve bu açıklama büyük bir yol katedildiğini gösteriyor.

Ama ben size burada birinci kısımda bir gizem vadetmiştim. O da şu. Astronomlar kozmik hızlanmayı açıklamak üzere uzayın ne kadarlık kısmının bu karanlık enerjiyle dolu olması gerektiğini hesapladıklarında bulduklarına bir bakın. Bu sayı çok küçük. İlgili birimle ifade edildiğinde, inanılmaz derecede küçük. Ve işte işin gizemli tarafı da bu tuhaf sayıyı açıklamak. Biz bu sayının fizik kanunlarından doğmasını isteriz, ama şimdiye kadar bunun yolunu bulan kimse çıkmadı.

Şimdi şunu merak edebilirsiniz, bunu umursamalı mıyız? Belki bu sayıyı açıklamak sadece teknik bir mesele, uzmanlardan başka hiç kimseyi ilgilendirmeyen teknik bir detay. Eh, tabii ki bu teknik bir detay, ama bazı detaylar gerçekten önemlidir. Bazı detaylar gerçekliğin henüz keşfedilememiş alemlerine bir pencere açar, ve bu tuhaf sayı tam da bunu yapıyor olabilir, zira bunu açıklamak üzere gelişme kaydedebilen tek yaklaşım başka evrenlerin varlığı ihtimalini devreye sokuyor -- sicim teorisinden doğal olarak ortaya çıkan bir fikir, ki bu fikir beni ikinci kısma getiriyor: sicim teorisi.

Öyleyse siz karanlık enerjinin gizemini aklınızın bir köşesinde tutarken, bu arada ben devam edip sizlere sicim teorisinin üç kilit noktasından bahsedeyim. Her şeyden önce, sicim teorisi nedir? Einstein'ın hayali olan bir birleştirilmiş fizik teorisini, evrende geçerli olan tüm kuvvetleri açıklayabilen tek ve kapsayıcı bir çerçeveyi gerçeğe dönüştürmek için oluşturulan bir yaklaşım. Sicim teorisinin merkezindeki fikir aslında gayet açık. Diyor ki, maddenin herhangi bir parçasını çok küçük boyutta incelerseniz, öncelikle moleküllere rastlar sonra da atomları ve atom altı parçacıkları bulursunuz. Ama teoriye göre daha da ince detaya girerseniz, şu anki teknolojiyle yapabileceğimizden daha küçük boyutta, bu parçacıkların içinde farklı bir şey bulursunuz -- titreşen küçük enerji iplikçikleri, küçücük titreyen sicimler. Ve tıpkı bir kemanın telleri gibi, farklı motiflerle titreşerek farklı müzikal notalar üretebilirler. Bu küçük temel sicimler, farklı motiflerle titreştiklerinde farklı çeşitlerde parçacıklar üretirler -- işte elektronlar, kuarklar, nötrinolar, fotonlar, ve diğer tüm parçacıklar titreşen sicimlerden ortaya çıktığına göre hepsi tek bir çerçeve içinde birleştirilmiş oluyor. Bu çok cezbedici bir tablo, bir nevi kozmik senfoni gibi, dünyada etrafımızda gördüğümüz tüm zenginliğin bu küçücük tellerin çalabildiği müzikten ortaya çıkmış olması.

Ama bu zarif birleştirmenin bir bedeli var, çünkü yıllar süren araştırmalar sicim teorisinin matematiğinin pek iyi sonuç vermediğini gösterdi ve şayet çok alışılmadık bir şeye izin vermediğimiz müddetçe kendi içinde tutarsızlıkları oluyor -- o da uzaya ekstra boyutlar eklemek. Şöyle ki, hepimiz uzayın olağan üç boyutunu biliyoruz. Ve bunları düşünebiliyorsunuz; yükseklik, genişlik ve derinlik. Ama sicim teorisine göre inanılmaz küçük ölçeklerde, tespit edemediğimiz şekilde öylesine minikçe içine kıvrılmış ek birtakım boyutlar var. Ama boyutlar gizlenmiş olsa bile, bizim gözlemleyebildiğimiz şeyler üzerine etkisi olacaktır, çünkü bu ek boyutların biçimleri sicimlerin ne şekilde titreşeceğini sınırlıyor. Ve sicim teorisinde, titreşim her şeyi belirler. Öyleyse parçacıkların kütleleri, kuvvetlerin direnci, ve en önemlisi, karanlık enerjinin miktarı bu ekstra boyutların şekli tarafından belirlenecektir. O halde eğer bu ekstra boyutların şeklini bilebileseydik, bu özellikleri hesaplamamız mümkün olacaktı, karanlık enerjinin miktarını hesaplayabilecektik.

İşin zorluğu bu ekstra boyutların şekillerinin neye benzediğini bilmiyoruz. Elimizdekiler matematiğin elverdiği ölçüde aday şekillerin bir listesi. Bu fikirler ilk geliştirilmeye başlandığında sadece beş farklı şekil adayımız vardı, dolayısıyla gözlemlediğimiz fiziksel özelliklerden çıkarsamak üzere onları birer birer inceleyebileceğinizi hayal edebilirdiniz. Ama zamanla araştırmacılar başka adaylar buldukça liste genişledi. Sayı başta beşken, sonra yüzlerce ve daha sonra binlerce oldu -- Büyük, ama hala analiz etmek üzere toparlaması mümkün, çünkü sonuçta yüksek lisans öğrencilerinin yapacak işe ihtiyacı var. Ama liste büyümeye devam etti milyonlarca ve bugüne kadar milyarlarca oldu. Aday şekillerin listesi 10 üzeri 500'lere kadar fırladı.

Öyleyse, ne yapacağız? Bazı araştırmacılar ümidini kaybetti, ek boyutların şekilleri için çok fazla aday olması ve bunların her birinin farklı fiziksel özelliklere yol açıyor olması sebebiyle sicim teorisinin asla sınanabilir ve açıklayıcı tahminler yapamayacağı sonucuna vardılar. Ama diğerleri konuya olağandışı bir boyut kazandırdı ve bizi çoklu evrenler olasılığına götürdüler. Fikirleri şuydu. Belki de bu şekillerin her birinin eşit bir dayanağı var. Her biri farklı ekstra boyutlara karşılık farklı şekillere sahip pek çok evren olduğu düşünülürse, her bir şekil diğerleri kadar gerçek. Ve bu radikal önermenin şu bahsettiğimiz gizem üzerinde inanılmaz bir etkisi var: Nobel ödülü alan hesaplamanın ortaya çıkardığı karanlık enerji miktarı üzerinde.

Çünkü görüyorsunuz ki, eğer başka evrenler varsa ve bu evrenlerin her biri, diyelim ki ekstra boyutlarına karşılık farklı şekillere sahipse, o zaman her evrenin fiziksel özellikleri birbirinden farklı olacaktır, ve bilhassa, her bir evrende bulunan karanlık enerji miktarı da farklı olacaktır. Bu da demek oluyor ki, ölçümünü yaptığımız karanlık enerji miktarını açıklamadaki gizem tamamen farklı bir hale bürünüyor. Bu bağlamda, fiziğin kanunları karanlık enerji miktarını gösteren sayıyı açıklayamaz, çünkü aslında tek bir sayı yok, pek çok sayı var. Bu da demek oluyor ki aslında biz soruyu yanlış soruyoruz. Sormamız gereken doğru soru şu, biz insanlar kendimizi neden bu evrende, mümkün olan diğer onca ihtimalden birinde değil de tam da ölçtüğümüz miktarda karanlık enerjiye sahip olan bu evrende bulduk?

Ve bu bize ilerleme kaydettirecek bir soru. Çünkü bizimkinden çok daha fazla karanlık enerjiye sahip olan evrenlerde, maddeler ne zaman galaksi oluşturmaya kalksa, ortamdaki karanlık enerjinin itme kuvveti öyle büyük olacak ki kümelenen maddelerin dağılmasına sebep olacak ve galaksiler oluşmayacak. Bizimkinden çok daha az karanlık enerjiye sahip olan evrenlerse, onlar da kendi içlerine çok hızlı bir biçimde çökecekler ve yine galaksiler oluşmayacak. Ve galaksiler olmadan, yıldızlar olmaz, gezegenler olmaz, haliyle de bizimki gibi yaşam formlarının o diğer evrenlerde var olma şansı olmaz.

Yani biz kendimizi tam olarak ölçtüğümüz miktarda karanlık enerjiye sahip olan bir evrende bulduk, çünkü bizimki gibi yaşam formlarına ev sahipliği yapabilecek koşullara sahip olan evren bizimkiydi. İşte hepsi bu kadar. Gizem çözüldü, çoklu evrenler bulundu. Ama bazıları bu açıklamayı tatmin edici bulmuyor. Bizler fiziğin gözlemlerimiz üzerine kesinlikli açıklamalar yapmasına alışkınız. Ama mesele şu ki, eğer gözlemini yaptığınız özellikler daha geniş bir gerçeklik manzarası içinde, çok geniş çeşitlilikte değerler alabiliyorsa, belirli bir sayısal değere karşılık tek bir açıklama olmasını beklemek yanlış olacaktır.

Eski bir örnek de bambaşka bir sayıyı anlamak adına saplantılı uğraşlar vermiş büyük astronom Johannes Kepler'den geliyor -- neden Güneş, Dünya'dan 93 milyon mil uzakta. O bu sayıyı açıklamak için on yıllar boyunca çalıştı, ama asla başaramadı, ve neden başaramadığını biz biliyoruz. Kepler aslında yanlış soruyu soruyordu.

Artık, kendi yıldızından farklı uzaklıklarda bulunan pek çok gezegen olduğunu biliyoruz. Dolayısıyla fizik kanunlarının bu münferit sayıyı, yani 93 milyon mili açıklamasını ummak, bayağı yanlış bir yaklaşım. Onun yerine sorulacak doğru soru ise şu, biz insanlar, kendimizi neden onca başka ihtimal varken tam da bu uzaklıkta bulunan bir gezegen üzerinde bulduk? Ve işte yine, bizim cevap verebileceğimiz bir soru bu. Güneş gibi bir yıldıza daha yakında bulunan gezegenler çok sıcak olacak ve bizim yaşam formumuz asla var olamayacaktır. Ve bu yıldızdan çok daha uzakta bulunan gezegenler ise çok soğuk olacak ve işte yine, bizim yaşam formumuz asla tutunamayacaktır. O yüzden kendimizi tam da bu uzaklıktaki bir gezegende buluyoruz çünkü bizim yaşam formumuz için hayatî olan koşulları sağlıyor. Konu gezegenlere ve uzaklıklarına geldiğinde, bu açıkça doğru türden bir akıl yürütme. Mesele şu ki, konu evrenlere ve içerdikleri karanlık enerjiye geldiğinde, bu akıl yürütme bunlar için de doğru olabilir.

Bir temel farklılık, elbette, bizler orada başka gezegenler olduğunu biliyoruz, oysa başka evrenler olabileceği fikri hakkında şimdiye kadar yaptığım şey ise sadece spekülasyon. Öyleyse parçaları bir araya getirdiğimizde, gerçekten başka evrenleri meydana getirecek bir mekanizmaya ihtiyacımız var. Ve bu da beni son kısma, üçüncü kısma getiriyor. Çünkü böyle bir mekanizma, "büyük patlama"yı anlamaya çalışan kozmologlar tarafından keşfedildi bile. Biliyorsunuz, büyük patlamadan bahsettiğimizde, genellikle aklımızda evrenimizi yaratan ve dışarı doğru büyümesini sağlayan bir çeşit kozmik patlama görüntüsü oluşur.

Ama burada küçük bir sır var. Büyük Patlama çok önemli bir şeyi açıkta bırakıyor, "patlama" kısmını. Bize evrenin patlamadan sonra nasıl evrildiğini açıklıyor, ama o patlamayı neyin tetiklediği hakkında en ufak bir fikir vermiyor. Ve bu boşluk sonunda Büyük Patlama Teorisi'nin geliştirilmiş bir sürümünde dolduruldu. Buna "şişme kozmolojisi" deniyor, ve bu, uzayın dışarı doğru büyümesini doğal olarak sağlayacak bir çeşit yakıt betimliyor. Bu yakıt kuantum alanı denen bir şeye dayanıyor, ama bizim için burada gerekli tek ayrıntı şu ki, bu yakıt öylesine yüksek verimli ki, bunu kullanıp bitirmek hemen hemen imkansız. Dolayısıyla şişme kuramında, evrenimizi oluşturan büyük patlama tek seferlik bir olay gibi görünmüyor. Bu yakıt bizim büyük patlamamızı meydana getirmekle kalmadı, ayrıca başka sayısız büyük patlamaları da oluşturdu ve bunların her biri kendi ayrı evreninin oluşmasına sebep olurken bizim evrenimiz sayısız evrenlerden oluşan büyük kozmik köpük küveti içindeki tek bir köpük haline geldi.

İşte şimdi bunu sicim teorisiyle birleştirdiğimizde, ortaya çıkan tablo bu şekilde. Bu evrenlerin her birinin ekstra boyutları var. Bu ekstra boyutlar pek çok farklı şekillerde olabiliyor. Bu değişik şekiller de farklı fiziksel özellikleri beraberinde getiriyor. Ve biz kendimizi diğerleri yerine bu evrende buluyoruz, çünkü bizim yaşam biçimimizin tutunabilmesi için uygun olan fiziksel özelliklere ve karanlık enerji miktarına sahip olan tek evren bizim evrenimiz. Ve kozmos'un geniş plandaki bu tablosu cezbedici ama oldukça da tartışmalı ve en gelişmiş gözlemlerimiz ve teorilerimiz bizi bu tabloyu ciddi ciddi düşünmeye sevk ediyor.

Geriye kalan bir büyük soru ise elbette şu, diğer evrenlerin varlığını doğrulamamız hiç mümkün olabilecek mi? İzin verin günün birinde bunun gerçekleşebileceğini açıklayayım. Şişme kuramının şimdiden gözleme dayalı güçlü dayanakları var. Çünkü bu kuram, büyük patlamanın o denli şiddetli olduğunu öngörüyor ki, uzay süratle genişledikçe mikro dünyadaki küçük kuantum titreşimlerinin makro dünyaya yayılarak kendine özgü bir parmak izi gibi düşünülebilecek, uzayda nispeten sıcak ve soğuk noktalardan oluşan bir örüntü bırakacağını, bunun da güçlü teleskoplar tarafından gözlemlenebileceğini öngörüyor. Daha da ileri gidersek, eğer başka evrenler varsa, bu kuram bu evrenlerin sıklıkla birbiriyle çarpışabileceğini öngörüyor. Ve eğer bizim evrenimiz başka biriyle çarpışırsa, bu çarpışma ek olarak uzay boyunca sıcaklık değişikliklerinden oluşan hafif bir örüntü oluşturacaktır ve bunu günün birinde tespit etmemiz mümkün olabilir. Bu tablo bu denli egzotik olmasının yanında, günün birinde gözlemlere de dayandırılarak, diğer evrenlerin varlığı ortaya konulabilir.

Sonuç olarak tüm bu fikirlerden yola çıkarak çok uzak bir gelecek için çarpıcı bir çıkarım yapacağım. Gördüğünüz gibi, evrenimizin durağan olmadığını, uzayın genişlemekte olduğunu, bu genişlemenin de giderek hızlandığını ve başka evrenler de olduğunu, hepsini uzak galaksilerden bize ulaşan yıldızların o noktasal zayıf ışıklarını dikkatlice irdeleyerek öğrendik. Ama bu genişleme hızlandığı için, çok uzak bir gelecekte, bu galaksiler çok hızlı bir şekilde iyice uzaklaşıyor olacak ve artık onları göremeyeceğiz -- teknolojik sebeplerden dolayı değil ama fizik kanunları sebebiyle. Bu galaksilerin yaydığı ışık mümkün olan en yüksek hızda, ışık hızında seyretse bile aramızdaki sürekli açılan bu mesafeyi kat edemeyecek hale gelecek. Yani uzak gelecekteki astronomlar uzayın derinliklerine baktıklarında durağan, zifiri bir kör karanlıktan oluşan sonsuz bir uzamdan başka bir şey görmeyecekler. Evrenin durağan ve değişmez olduğunu, kendilerine de evsahipliği yapan, maddenin bu tekil ve merkezi vahası dışında bir yerleşim olmadığı sonucuna varacaklar -- işte bu, kozmos'un tamamıyla yanlış olduğunu bildiğimiz bir tablosu.

Ama belki de bu gelecekteki astronomların elinde önceki dönemlerden kalma, tıpkı bizimki gibi, genişleyen galaksilerle dolu bir kozmos fikrini onaylayan kayıtlar olacak. Ama acaba geleceğin astronomları bu tarihî bilgilere inanacak mı? Yoksa o karanlık, durağan ve boş evrende yalnızca kendilerinin o en gelişmiş gözlemlerinin sonuçlarına mı inanacaklar? İkincisinin olacağından kuşkulanıyorum. Bu da demek oluyor ki şu an inanılmaz derecede ayrıcalıklı çağlarda yaşıyoruz, kozmos hakkında belli derin gerçekliklerin halen insanların keşfetme arzusu tarafından ulaşılabilir olduğu çağlardayız. Görünüşe bakılırsa bu her zaman böyle olmayacak. Çünkü bugünün astronomları, güçlü teleskoplarını gökyüzüne çevirerek, bir avuç aydınlatıcı fotonu tüm çıplaklığıyla yakalayabildiler -- milyarlarca yıldır yolda olan bir çeşit kozmik mesaj. Ve çağlar boyunca yankılanan bu mesaj gayet açık. Doğa bazen sırlarını çözülmeyecek şekilde fizik kanunları ile sıkıca sarar ve onları gizler. Bazen gerçekliğin asıl doğası ufkun hemen ötesinden bizlere işaret verir.

Çok teşekkür ederim.

(Alkışlar)

Chris Anderson: Brian, teşekkürler. Az önce bahsettiğin fikirlerin çeşitliliği baş döndürücü, olağanüstü, harika. Tarihsel açıdan bakınca kozmolojinin bulunduğu yeri nasıl görüyorsun? Sana göre şu an tarihsel olarak olağandışı bir şeylerin ortasında mıyız?

BG: Yani aslında bunu söylemek zor. Uzak gelecekteki astronomların bu meseleyi çözebilecek yeterince bilgiye sahip olamayacağını öğrendiğimizde, doğal olan soru şu ki, belki de zaten biz çoktan o duruma geldik ve evrenin belli bir takım derin, kritik özellikleri kozmolojinin evrimi sebebiyle anlayabilme yetimizden çoktan kaçtı. Yani bu perspektifle, belki de her zaman sorular soruyor olacağız ve bunlara asla tam olarak cevap veremeyeceğiz.

Öte yandan, şu an evrenin ne kadar yaşlı olduğunu anlayabiliyoruz. 13.72 milyar yıl önce ortaya çıkan kozmik mikrodalga arkaplan ışıması verilerini nasıl değerlendireceğimizi anlayabiliyoruz. Böyle olunca, bugün ileride nasıl görüneceğini tahmin edecek hesaplamalar yapıyoruz ve tutuyor. Aman tanrım! Bu inanılmaz. Yani bir yandan, geldiğimiz yer gerçekten inanılmaz, ama gelecekte ne gibi kayalara çarpacağımızı kim bilebilir.

CA: Önümüzdeki birkaç gün buralarda olacaksın. Belki bu diyalogların bir kısmı devam edebilir. Teşekkürler, Sağol, Brian. (BG: Ben teşekkür ederim.)

(Alkışlar)