Evren oluşurken madde nereden geliyor? Hep var mıydı, varsa nasıl oluyor?

Madde madde ele alalım:

1. Kütlenin korunumu Newton fiziğinde geçerli olan bir kanundur, bugünkü modern fizikte kütlenin korunmadığını biliyoruz; en basitinden nükleer santrallerdeki tepkimelerde kütle korunmaz. Fakat günlük hayatımızın çoğunda Newton fiziği geçerli olduğu için kütlenin korunumunu kabul etmeye devam ediyoruz.
2. Newton fiziğinin geçerli olmamasına rağmen kütlenin korunduğunu kabul ettiğimiz bir alan kimyadır. Bunun sebebi her ne kadar kimyasal tepkimeleri anlamak için kuantum fiziğini kullanmamız gerekse de, göreli olmayan kuantum fiziği yeterli olmaktadır, bu sebeple de kimyada da kütle korunuyor demeye devam ediyoruz.
3. Einstein'ın Özel Görelilik teorisini hesaba kattığımız herhangi bir hesapta kütle korunmaz, fakat genel olarak enerji korunmaktadır. Daha basit bir ifadeyle, düz uzaylarda yapılan bütün hesaplarda enerji korunuyor diyebiliriz.
4. Bükümlü uzaylara geldiğimizde enerjinin korunumu biraz karışık hale geliyor. Açıkcası matematiğini oturup çok da çalışmadım ve fakat basit bir bakış açısıyla enerji korunmalıdır demek doğru değil. Bugünkü evren modellerimiz de bükümlü uzayları kullandığı için sorduğun soru aslında basit bir soru olmaktan çıkıyor.

İlgilenenler için bir tık daha fazla matematiğine girersek detaylar şöyle:

1. Fiziksel olarak bir şeyin korunmasını genel olarak sistemdeki simetrilere bağlarız. Bu bakış açımızı ünlü bilim kadını Emmy Noether'e borçluyuz.
2. Düz uzayda özel göreliliği kabul ettiğimizde, sistemimizdeki simetrilerden şu üçü önemli: Zaman parametresini kaydırma (t dediğimiz yerine t+1 diyebilme), pozisyon parametresini kaydırma (x dediğimiz yerine x+1 diyebilme), ve pozisyon parametrelerini birbirlerine döndürebilme (x dediğimiz yöne y yönü diyebilme). Bu üç simetriye karşılık da sırasıyla üç korunan değerimiz var: Enerji, doğrusal momentum, ve açısal momentum!
3. Düz uzay yerine bükümlü uzayı düşünecek olursak da korunan değerleri geometriyle bağdaşlaştırma daha uygun oluyor. Sistemimizde isometry dediğimiz objeler varsa, bunlardan korunan değer türetebiliyoruz. Bu objelere karşılık gelen Killing vector'leri oluyor, bu vektörleri bulduğumuz denkleme de Killing denklemi deniyor. Bu denklemi sağlayan vektörleri kullanarak da topological charge'lar çıkarabiliyoruz, bu yükler de fiziksel olarak korunan değerlere karşılık geliyor.
4. 3. maddede matematik ve fizik bilgisi bir seviye daha ileri olanlara ipucu olsun diye bazı kavramları yazdım, isteyen oradan daha derin araştırır. Eğer size yabancı geliyorsa çok da önemli değil zaten.
5. Bu tarz hesapları kendim de çok fazla yapmadım, fakat şunu söyleyebilirim: Bükümlü uzaylarda kavramlar düz uzaylara göre oldukça karıştığı için içgüdüsel bize makul gelen şeylerin genel geçer olduğunu düşünmemekte fayda var. Çok basit bir örnek: Düz uzayda herhangi iki cismin birbirlerine göre hızını tanımlayabiliriz, oysa bükümlü bir uzayda böyle bir hız tanımlı değildir!  (Matematiksel olarak hız manifoldun tanjant uzayında yaşamaktadır, bükümlü bir manifoldun iki noktasındaki tanjant uzaylarındaki iki farklı vektörün karşılaştırılması çok basit bir mesele değil. Elbette parallel transport yapılır fakat bildiğim kadarıyla unique bir çözümü yok)

Burada felsefe tarihini vs sormuyorsanız, fikir soruyorsanız kaynak istemenize pek de gerek yok.

Soruya gelelim. Eğer Tanrı'ya ezeli ve ebedi denilebiliyorsa maddesel forma da ezeli ve ebedi denilebilir. Tabii ki ezeli ve ebedi yani sonsuz maddesel form döngüsünün de ezeli ve ebedi bir Tanrı kontrolünde olduğu düşünülebilir. Ama düşünülmeyebilir de.

Aslında soru Tanrı'yı kim yarattı sorusu ile aynı. Ezeli ve ebedi bir varlığın başlangıcı yani yaratılması gerekli ise Tanrı için de aynısı zorunludur. Nasıl ki Tanrı'ya ezeli ve ebedi deniliyorsa ve Tanrı'yı kimse yaratmadı denilebiliyorsa maddesel forma da denilebildiği gibi "Bir Tanrı tarafından yönlendirildi/yönlendirilmedi." de denilebilir.

Evrenin yoktan var olduğunu ne kadar düşünsek de aslında bu tam olarak doğru değildir. Evrenin başında, hiçlikte, aslında kuantum enerjileri bulunuyordu fakat bu enerjinin belli bir formu yoktu. Evrenin oluşum teorisinin baz aldığı şey ise bu enerjinin olası kuantum dalgalanmalar sonucu maddelerin oluşmasıdır. Hatta bunun olabileceği bilgisayar simülasyonlarıyla da gösterilmiştir.