Paralel Evren, Çoklu Evren veya Pilot Dalga Teorisi gibi kuantum mekaniğinin bazı yorumlarında, atom altı bir parçacığın herhangi bir etkileşimden geçtiği her seferde paralel evrenler oluşabilir. Peki bu evrenlerle bir gün karşılaşmamız mümkün mü?
Zaman ve uzayda var olan sonsuz sayıda paralel evren tam bir bilimkurgu konusu. Ama gerçekte böyle paralel dünyalar var mı ve günün birinde keşfetmemiz mümkün mü? Bazı fizik teorilerinin -en azından kuantum düzeyindeki bazı fizik teorilerinin- paralel evrenlerin varlığına izin verdiğini biliyoruz. Ama elbette teoriler teori olarak kaldığı sürece bir ilerleme kaydetmek de pek mümkün değil.
Neden sadece teoride kalıyor; ispatlanamıyor?
Çoklu evren modeli ve Pilot Dalga Teorisi gibi kuantum mekaniğinin çeşitli yorumlarında evren, kuantum dalga fonksiyonu olarak bilinen tek bir dev denklemle tanımlanabilir. Evrenin herhangi bir yerinde bir kuantum (veya atom altı) süreç meydana geldiğinde, bu dalga fonksiyonu ikiye bölünür, yani sürekli olarak yeni paralel evrenler yaratılır. Ancak bu teorilerin doğru olduğu hiçbir zaman ispatlanamadı ve geniş çapta kabul görmelerini engelleyen bazı önemli zayıflıkları var. Bunlardan biri de ölçüm sorunu…
Kuantum mekaniği, küçük parçacıkların davranışını tanımlayan bir fizik dalıdır. Bu mekaniğin gündelik yaşamımızdaki bir tuhaflığı, kimsenin bakana (gözlemleyene) kadar hangi sonuçları aldığından emin olamamasıdır. Örneğin, fizik teorisinin kanonik yorumu, elektronların aynı anda birden çok durumda var olduğunu söyler. Sonra bir gözlemci bir ölçüm yaptığında, elektron bu olası durumlardan sadece birini “seçer”.
Bu fikir oldukça sinir bozucu, çünkü fiziğin bütün amacı, evrenimizdeki nesnelerin nasıl davranacağına dair tahminler yapmaktır. Örneğin birisi size bir top atarsa, topun nereye gideceğini tahmin etmek için fizik bilginizi (mesela Newton yasalarını) kullanabilirsiniz. Ama birisi size bir elektron fırlattığında bu elektronun tam olarak nereye gideceğini bilmenizin hiçbir yolu yok.
Schrödinger denklemi
Bununla birlikte, kuantum mekaniği bize tahminlerde bulunmamız için bir araç veriyor: Schrödinger denklemi. Schrödinger denklemi, her parçacığa dalga fonksiyonu adı verilen bir şey atar ve bu dalga fonksiyonunun zamanla nasıl geliştiğini açıklar. Kuantum mekaniğinin standart resminde, bu dalga fonksiyonu, insanlar onu aradığında parçacığı görme şansının nerede olduğunu açıklayan bir olasılık bulutudur. Dalga fonksiyonunun yüksek değerlere sahip olduğu yerde, güçlü bir olasılık vardır ve düşük değerlere sahip olduğu yerde de küçük bir olasılık vardır.
Ancak, bilim insanları bir ölçüm yaptıklarında bu standart bir sorunla karşılaşıyor. Bakmadıkları zaman, dalga fonksiyonu Schrödinger denklemine göre kendi kendine gelişiyor. Ancak bilim insanları gözlemde bulunduklarında bu dalga fonksiyonu tabiri caizse “çöküyor” (aslında kayboluyor) ve parçacık olası konumlardan birinde görünüyor.
Kuantum dolaşıklığı
Parçacıklar etkileştiğinde, dalga fonksiyonları kısaca üst üste biner. Kuantum mekaniğinde, bu bir kez gerçekleştiğinde, bu parçacıklar sonsuza kadar bağlantılıdır: Yani tek bir dalga fonksiyonu, her iki parçacığı aynı anda tanımlar, bu “kuantum dolaşıklığı” olarak bilinen bir süreçtir. Bilim insanları bir ölçüm yaptıklarında, parçacığın bir detektöre çarpmasıyla başlayan ve beyinlerinde hareket eden moleküllerin az önce ne olduğunun bilinçli olarak farkına varmalarıyla biten bir dizi dolaşıklığı tetikliyorlar.
Ancak karışıklıklar burada bitmiyor: Evrendeki her parçacık, diğer tüm parçacıklarla karışarak, kozmosun tamamını bir çırpıda tanımlayan tek bir evrensel dalga fonksiyonuna yol açıyor.
Her yeni kararınızda yeni evrenler oluşuyor olabilir
Ama evrensel bir dalga fonksiyonuyla bile, rastgelelik, kuantum mekaniğinde hayatın bir gerçeği olmaya devam ediyor. Örneğin bir ekrandan bir elektron gönderirsek ve bunun yüzde 50 yukarı veya yüzde 50 aşağı gitme şansı varsa, elektronun yükseldiği bir evren ve düştüğü bir evren bulunuyor. Bu süreç bir kuantum çoklu evreni yaratıyor. Esasen her etkileşim, bir düzeyde bir kuantum etkileşimi olduğu için, hayatınız boyunca yapabileceğiniz her olası alternatif seçimi içeren evrenler bulunuyor. Aslında, tam şu anda bile sürekli olarak bölünüyorsunuz, her seçiminiz ve her hareketiniz ile kendinizin çoklu kopyalarına bölünüyor.
Bölünmüş kişilikler
Burası, çoklu evrenlerin biraz daha tuhaflaşmaya başladığı bir yer, çünkü bölünmelere yol açan sadece bilinçli kararlar değil, her kuantum etkileşimidir. Sadece bu makaleyi bir cihazda okuyarak bile, elektronik devrelerin içinde meydana gelen küçük, önemsiz kuantum detayları dışında tamamen aynı olan sayısız evrenin bölünmesini tetikliyor olabiliriz.
Fizikçilerin kafa yorduğu sorular
Bu idrak etmesi zor bir düşünce. Ama daha büyük bir sorun var. İnsanlar bilinci kesintisiz olarak deneyimler ve beynin tüm duyusal girdileri bilinçli bir dünya deneyimine entegre etmesi zaman alır. Ama sürekli bölünüyor ve parçalanıyorsak, kendi kimliğimizin tutarlı bir tarihini nasıl koruyabiliriz? Bu zor bir soru. Bunun ötesinde, bu fizik teorilerinin hiçbiri, evrenlerin bu bölünmesinin gerçekte nasıl gerçekleştiğini tam olarak açıklayamıyor. Bu bölünmeler ne kadar hızlı oluyor ve insanlar bunu neden fark edemiyor? Ve insanlar, tüm bu bölünen evrenlerle kuantum mekaniğinin olasılıklarını nasıl kurtarıyorlar, başka bir deyişle, evrenler, her kuantum etkileşimiyle ne kadar bölünme üreteceklerini nasıl biliyor?
Kuantum çoklu evreni diye bir şey var mı?
Bu sorular fizikçilerin aktif araştırma alanları arasında, dolayısıyla kuantum çoklu evreninin gerçekten var olup olmadığı bugün net değil. Eğer bu alanda yepyeni bir keşif yapılmazsa da uzun bir süre çoklu evrenlerin varlığından emin olamayacağız demektir.
Bilim insanları henüz çoklu evrenlerin var olduğuna dair herhangi bir kanıt bulamamış olsalar da, birden fazla evrenin olasılığını keşfetmek için fizik yasalarını kullanan ve bazen bu süreçte gerçekliğin kendisine ilişkin anlayışımıza meydan okuyan bir dizi hipotez var. Astrofizikçi, mühendis Erin Macdonald, “Evrenimiz uzay-zaman dokusu içindedir; 3B uzay zamanla birleşerek 4B sürekliliği yaratır. Ancak bilim insanları uzay-zamanın neye benzediğini kesin olarak söyleyemezler, bu da bizim göremediğimiz sayısız evreni barındırabileceği anlamına gelir” diyor.
Paralel evren: Ayna Dünya
Çoklu evren kavramının en basit versiyonu, tek bir alternatif evrenin bizimkine yakından paralel olduğu, ancak aynı zamanda onun zıttı olduğu sözde ayna evrendir –Star Trek televizyon dizisinin “Mirror, Mirror” bölümü gibi. bir çıkarma ekibinin yanlışlıkla Atılgan’ın farklı bir versiyonuna ışınlandığı, tanıdık mürettebat arkadaşlarının daha acımasız versiyonları tarafından işgal edildiği bir senaryo anlatılır. Benzer şekilde Fringe dizisinin “Peter” adlı sezon finali bölümünde New York City’deki Dünya Ticaret Merkezi (İkiz Kuleler) binalarının halen ayakta olduğu, 11 Eylül saldırılarının o evrende hiç yaşanmadığı gözler önüne serilir.
Konuyla ilgili Physical Review Letters’da yayımlanan son araştırma[1]; hepsi var olan bilinen parçacıkların kopyaları olan yeni parçacıkların görünmeyen bir “ayna dünyası” karanlık sektörünü yaratıyor olabileceğini öne sürüyor. Araştırma ekibinden New Mexico Üniversitesi Astronomi ve Fizik Bölümü’nde Yrd. Doç. Dr. Francis-Yan Cyr-Racine, “Uygulamada, bu ölçeklendirme simetrisi yalnızca modele bir ayna dünyası – bilinen parçacıkların kopyaları olan yeni parçacıklara sahip paralel bir evren – dahil edilerek gerçekleştirilebilir” diyor. “Ayna dünyası fikri ilk olarak 1990’larda ortaya çıktı, ancak daha önce Hubble sabiti sorununa potansiyel bir çözüm olarak kabul edilmedi.” diyor.
Bu “ayna dünyası”, Hubble gerilimini çözmenin bir yolu olabilecek karanlık madde fenomenini açıklayabilir veya onun egzotik bir biçimi olabilir. Bu, olağanüstü kanıtlara sahip olmayan olağanüstü bir teori – ve paralel evrenden herhangi bir şekilde bahsetmek aşırı dikkatli olmayı gerektirir – ama yine de ilginç. Teorinin bir varyantı 2018’de yayınlandı[2] ve bilim adamları, karanlık maddeyi açıklamaya yardımcı olan, bizim ayna görüntümüz olan bir “anti-evrenin” zamanda geriye doğru uzandığını iddia ettiler.
Kozmik şişme fenomeni
Yaklaşık 13,7 milyar yıl önce, bildiğimiz her şey çok küçük bir tekillikti. Sonra, Big Bang teorisine göre, saniyenin çok küçük bir kısmı için her yönde ışık hızından daha hızlı şişerek harekete geçti. 10^-32 saniye geçmeden evren, kozmik şişme adı verilen bir süreçte orijinal boyutunun 10^26 katına kadar patladı. Ve bunların hepsi, genellikle tüm bu şişmenin bir sonucu olan, maddenin gerçek genişlemesinden önceydi. Bizi çevreleyen uzayın uçsuz bucaksızlığını dolduran atomları, molekülleri, yıldızları ve galaksileri oluşturmaya başladı.
Bu gizemli şişme süreci ve Büyük Patlama, bazı araştırmacıları birden fazla evrenin mümkün, hatta çok olası olduğuna ikna etti. Massachusetts’teki Tufts Üniversitesi’nden teorik fizikçi Alexander Vilenkin‘e göre kozmik şişme her yerde aynı anda sona ermedi. 13,8 milyar yıl önce Dünya’dan tespit edebildiğimiz her şey için sona ermişken, kozmik şişme aslında başka yerlerde de devam ediyor. Buna sonsuz şişme teorisi deniyor. Ve genişleme belirli bir yerde sona erdiğinde, yeni bir balon evren oluşuyor.[3]
Teoriye göre bu kabarcık evrenler sonsuza kadar genişlemeye devam ettikleri için birbirleriyle temas kuramazlar. Baloncuğumuzun bir sonraki balon evrene çarpabileceği kenarına doğru yola çıksaydık, oraya asla ulaşamazdık çünkü kenar bizden ışık hızından ve bizden daha hızlı hızla uzaklaşıyor.
Kaynak:
- Cyr-Racine, Francis-Yan and Ge, Fei and Knox, Lloyd; “Symmetry of Cosmological Observables, a Mirror World Dark Sector, and the Hubble Constant” Journal of Phys. Rev. Lett. Vol: 128 Issue: 20. Pp 201-301. (May, 2022). American Physical Society. DOI: 10.1103/PhysRevLett.128.201301 https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.128.201301
- Latham Boyle, Kieran Finn, and Neil Turok; “CPT – Symmetric Universe” Phys. Rev. Lett. 121, 251301 (20 December 2018) https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.121.251301
- Alexander Vilenkin, Max Tegmark (July 19, 2011) The Case for Parallel Universes: Why the multiverse, crazy as it sounds, is a solid scientific idea. https://www.scientificamerican.com/article/multiverse-the-case-for-parallel-universe/
Derleme: Paul Sutter; “Do quantum universes really exist?” (January 2023) LiveSicence