BoĢlukta Kuantum Dalgalanmaları Modeli (Vacuum Fluctuation Model)

Günümüzde büyük patlamayı kuantum etkilerini dikkate alarak açıklamayı hedefleyen modellerin tamamına “kuantum kozmolojisi” denmektedir. Kuantum teorisi fizikte küçüklerin teorisi olarak bilinir ve atom ile atom altı parçacıkların yapısı ve davranıĢlarını konu alır. Daha geniĢ ölçekte evrenin yapısı, büyüklüğü, Ģekli ve geliĢimini yani kozmolojik yapısını ise genel görelilik teorisi inceler. Fakat son yıllarda evrenin baĢlangıçta (tekillik) bir elektrondan bile daha küçük olduğunun fark edilmesi, onun doğuĢu ve geliĢiminde yalnızca genel göreliliğin etkili olamayacağını, kuantum etkilerinin de bu ölçekte çok önemli roller oynayabileceğini gösterdi. Kuantum yasalarının evrenin doğuĢu ve geliĢimine etkilerinin incelenmesinden kuantum kozmolojisi doğmuĢ oldu.294

Kuantum kozmoloji modellerinde “belirsizlik ilkesi” anahtar kavramdır. Bu modelleri anlayabilmek için öncelikle bu ilkeyi ortaya koymamız gerekmektedir. Çünkü belirsizlik (uncertainty) ya da diğer adıyla belirlenimsizlik (undeterminacy) ilkesi "sebeplilik" ilkesinin kuantum düzeyinde ihlal edilmesi anlamına gelir.

291 _{Taslaman, Big Bang ve Tanrı, s. 97.} 292

Craig, The Kalam Cosmological Argument, ss. 137-138. 293 _{Hawking, Zamanın Kısa Tarihi, s. 76.}

Kuantum kozmolojisi ortaya çıkıncaya kadar, belirlenimcilik (determinism) bize doğadaki her bir olayın (sebep) sonraki baĢka bir olayı ya da olayları (sonuç) kesin bir Ģekilde belirlediğini söylüyordu. On sekizinci yüzyıl Fransız matematikçi ve fizikçisi Pierre-Simon Laplace belirlenimciliğe dayanarak, evrendeki tüm olayları oluĢturan sebepler ve güçler bilindiği takdirde, en büyük cisimlerden en ufak atomlara kadar her Ģeyin hareketinin hesaplanabileceğini, evrendeki her olayın önceden bilinebileceğini ileri sürmüĢtür. Fakat Alman fizikçi Werner Heisenberg, 1927‟de yayımladığı bir makalesinde, bir atomun ya da bir parçacığın aynı anda hem yerinin hem de hızının belirlenemeyeceğini ortaya koydu. Belirsizlik ilkesi denen bu yasaya göre bir cismin momentumunu295 ölçersek konumunu tespit edemeyiz; konumunu tespit edersek momentumunu ölçemeyiz. Yani hem konumunu hem momentumunu aynı anda tespit etmemiz mümkün değildir.296

Belirsizlik ilkesine göre bir parçacık birden fazla yol izleyebilir, bu sebeple onun hangi yolu izleyeceğini önceden bilmek imkânsızdır. Bilinebilecek tek Ģey parçacığın Ģu ya da bu yoldan gitme ihtimalidir. Yani kuantum mekaniğine göre bir gözlem için tek ve kesin bir sonuç yoktur, olası sonuçlar vardır.297 Bu durum fizikçiler tarafından bir zarın atıldığında hangi yüzünün geleceğini bilmeye benzetilir. Zar atılmadan önce, hangi yüzünün üste geleceği istatistiki olarak söylenebilir: bu oran altıda bir ihtimaldir. Fakat bu oranı bilmek, zar atılmadan önce

295 _{Momentum, bir cismin hızının kütlesiyle çarpımıdır.} 296 _{Uslu, Tanrı ve Fizik, ss. 73-74.}

Kuantum fiziğine göre madde “kuanta” denilen hem dalga hem de tanecik gibi davranan bir takım bölünemez kesintili enerji paketçiklerinden oluĢur. ĠĢte atomaltı dünyadaki belirsizlik, parçacıkların hem tanecik hem de dalga gibi davranmasından kaynaklanmaktadır. Dalga gibi davrandıklarında momentumları ölçülebilir, konumları tespit edilemez. Tanecik gibi davrandıklarında ise konumları tespit edilebilir, momentumları ölçülemez. (Uslu, Tanrı ve Fizik, ss. 74, 83.)

Kuantum mekaniğinde parçacıkların hem dalga hem de tanecik gibi davranmalarını en önemli sonucu iki dalga ya da tanecik dizisi arasında “giriĢim” denilen olayın gözlenmesidir. Yani bir dalga bir dalga dizisinin tepeleri öbür dalga dizisinin çukurlarına denk gelir. Bu durumda bu iki dalga dizisi birbirine eklenip daha kuvvetli bir dalga oluĢturacaklarına birbirlerini yok ederler. Bu duruma ıĢık ile ilgili verilebilecek en güzel örnek sabun köpükleri üzerinde görülen renklerdir. Bu renklerin nedeni, ıĢığın, köpüğü oluĢturan ince su tabakasının her iki tarafından yansımasıdır. Beyaz ıĢıkta, hepsi değiĢik dalga boylu, yani hepsi değiĢik renkli ıĢık dalgaları bulunur. Bazı dalga boyları için, sabun tabakasının bir tarafından yansıyan dalgaların tepeleri öbür tarafından yansıyan dalgaların çukurlarına denk düĢer. Bu dalgaboylarına karĢılık olan renkler yansıyan ıĢıkta bulunmaz. Böylece ıĢık renkli gözükür. (Hawking, Zamanın Kısa Tarihi, s. 83)

hangi yüzünün üste geleceğini bilmemizi sağlamaz. Her atıĢta, zarın her bir yüzünün üste gelme ihtimali aynıdır.298

Görüldüğü gibi belirsizlik ilkesi evrenin iĢleyiĢini rastlantı ve Ģans unsurları ile açıklamaktadır ki bu da Ģimdiye kadarki evren tasavvuru ile ters düĢmektedir. Önceleri sadece dalga olarak bilinen ıĢığın, foton adı verilen enerji paketçiklerinden oluĢtuğunu kanıtlayarak kuantum fiziğinin kurucuları arasında yer alan ve bundan dolayı Nobel ödülü alan Einstein, belirsizlik ilkesinin ortaya çıkardığı bu rastlantı ve Ģans unsurlarına Ģiddetle karĢı çıkmıĢ ve Ģu meĢhur sözünü söylemiĢtir. “Tanrı evrende zar atmaz”299

Çünkü Einstein‟a göre belirsizlik ilkesi, doğanın kendine ait bir özelliği olamaz. Bu durum olsa olsa bizim deney imkânlarımızın sınırlı oluĢundan ya da bilgi eksikliğimizden kaynaklanmaktadır. Max Planck, Werner Heisenberg, Erwin Schrödinger, Niels Bohr ve Paul Dirac gibi kuantum fiziğinin diğer öncüleri ise bu belirsizlik ve rastlantının doğanın kendi iç mekanizmasına ait bir özellik olduğunu savunmaktadır. Bu yorum Kopenhag yorumu olarak bilinmektedir.300

Büyük patlamayı kuantum etkileriyle açıklayan teorilerden biri BoĢlukta Kuantum Dalgalanmaları Modeli (Vacuum Fluctuation Model)dir. ġiĢme teorisinin uzantısı niteliğinde olan ve ĢiĢmeye neden olan Ģeyi açıklamaya çalıĢan bu teori 1973 yılında Edward Tyron‟un tarafından ortaya atılmıĢtır. Günümüzde Alan Guth, Andrei Linde, Stephen Hawking ve Paul Davies gibi önde gelen birçok fizikçi tarafından kabul edilen BoĢluk Dalgalanmaları Modeline göre, bizim evrenimiz ve diğer birçok evren boĢlukta meydana gelen kuantum301 dalgalanmaları sonucunda oluĢmuĢtur.

“Büyük dalagalanma” (big fizz), “kabarcık evren modeli” ya da “baloncuk evren modeli” gibi adlarla da anılan bu modele göre tüm evrenleri doğuran süper- uzay adeta bir sabun okyanusudur ve her evren bu süper uzaydan çıkan bir baloncuktur.302 Bu model yaĢadığımız evrenin bir baĢlangıcı olduğunu kabul eder, fakat bunun her hangi bir sebebinin olmadığını iddia eder. Çünkü evren oluĢmadan

298 _{Uslu, Tanrı ve Fizik, s. 84.} 299

Hawking, Zamanın Kısa Tarihi, s. 82. 300 _{Uslu, Tanrı ve Fizik, s. 85.}

301 _{Kuantum, atom parçacıklarından oluĢan enerji paketleri anlamına gelir. Kuantum Mekaniği ise, bu} parçacıkların kütle, elektrik yükü, enerji ve momentumları ile ilgilidir. Isı, ıĢık ve bütün diğer radyasyonlar küçük paketler halinde yayılır ve bu paketlere “kuanta” adı verilir. Örneğin foton parçacığı, ıĢığın bir kuantasıdır. (Ġnan, Kozmos‟tan Kuantum‟a, ss. 153-154.)

önce de kuantum düzeyinde enerji dalgalanmaları söz konusudur. Evrenimiz, ara sıra sebepsizce ortaya çıkıp yok olan kuantum kabarcıklarından (quantum fizz) birinin tünellenmesi sonucu var olmuĢ ve sonrasında klasik olarak geniĢlemiĢtir.303

Bu modelin ortaya çıkardığı bir sonuç da kuantum dalgalanmaları sonucu oluĢan bu kabarcıkların sonsuz sayıda olabileceğidir. Yani içinde yaĢadığımız evren her an ve rastgele oluĢan bu kabarcıklardan sadece bir tanesidir.304

Bunun dıĢında sonsuz evrenlerin var olması olasıdır. Ancak sonsuz zaman geriye gittiğimizde bu modelin iddia ettiği baloncuk evrenler her yere saçılacaktır ve bu evrenler geniĢledikçe birbirine geçecek ve çarpıĢacaktır. Bu ise tüm gözlemlere aykırıdır.305

Bu modeli daha iyi anlatmak için boĢluk ile neyin kastedildiğini açıklamak yerinde olacaktır. Kuantum modellerinde sözü edilen boĢluktan kasıt mutlak yokluk değildir. Aksine belirsizlik ilkesi en mükemmel boĢluğun bile, maddeden ne kadar yoksun olursa olsun, gerçekten tam olarak boĢ olmadığını ileri sürer. Buradaki kuantum boĢluğu daha çok, sürekli olarak ortaya çıkan ve kaybolan bir parçacıklar denizine benzetilebilir. Bu parçacıklar gerçek olanların aksine sanal parçacıklardır. Sanal parçacıklar doğrudan gözlenemez. Belirsizlik ilkesi nedeniyle vardırlar ve herhangi bir gözlem eylemi bunları gerçek parçacıklar haline dönüĢtürür. Enerji, bu parçacıkları yaratmak için boĢluktan “ödünç alınır” ve hemen hemen aynı anda geri verilir.306 Ancak sözü edilen enerjinin nasıl var olduğu ise bu modelin açıklık getiremediği konulardan biridir. Öte yandan tekillik durumundan önce yaĢadığımız evren için geçerli olan bir uzaydan bahsetmek mümkün olmadığına göre, tekillikten önceki kuantum dalgalanmalarının gerçekleĢtiği bu “boĢluk”un da nasıl ortaya çıktığı açıklanmalıdır. Bu teorinin önde gelen savunucularından Heinz Pagels bu sorunu Ģöyle ifade etmektedir:

“Evrenin yaratılmasından önce var olan hiçlik, tahayyül edebileceğimiz en eksiksiz boĢluktur. Uzay-zaman ve maddenin olmadığı bir haldir. Bu mekânın süreklilik ya da sonsuzluğun ya da rakamların olmadığı bir dünyadır. ĠĢte bu matematikçilerin “boĢ set”

303 _{Uslu, Tanrı ve Fizik, s. 104.} 304

Varghese, “GiriĢ”, s. 32.

305 _{Taslaman, Big Bang ve Tanrı, s. 112.} 306 _{Silk, Evrenin Kısa Tarihi, ss. 79-80.}

dedikleri Ģeydir. Ancak yine de bu idrak edilemez boĢluk, “dolu” bir mevcudiyete dönüĢüyor. Bu fizik yasalarının gerekli kıldığı bir sonuçtur. Peki, yasalar bu boĢluğun neresinde kayıtlıdır. BoĢluğa olası bir evrene gebe olduğunu söyleyen Ģey nedir? Öyle görünüyor ki boĢluk bile yasalara tabidir. Uzay ve zamandan önce var olan bir mantık.”307

Görüldüğü üzere bu modelin savunucuları evrenin bir baĢlangıcı olduğu ve dolayısıyla yoktan yaratıldığı fikrinden kaçabilmek için sonsuz sayıda evrenlerin var olabileceği fikrini ortaya atmıĢlardır ve bunların tamamının tesadüfler sonucu oluĢtuğunu izah etmeye çalıĢmıĢlardır. Ancak ne teorik olarak, ne de gözlem ve deneylerle bunu ispatlayabilecek bir kanıt ortaya koyamamıĢlardır. Bu nedenle onların bu çabası bilimsel bir çaba olmaktan ziyade felsefî bir çaba olarak değerlendirilmelidir.