Hologram Evren ve Bilginin Korunumu

Bu yazının içerik özgünlüğü henüz kategorize edilmemiştir. Eğer merak ediyorsanız ve/veya belirtilmesini istiyorsanız, gözden geçirmemiz ve içerik özgünlüğünü belirlememiz için [email protected] üzerinden bize ulaşabilirsiniz.

Eski Yunanlılar gökyüzüne baktığında bugün anladığımız manada 3 boyutlu bir uzay boşluğu düşünmüyorlardı. Onlara göre gökyüzü, dünyayı çevreleyen saydam bir kubbe yüzeyi ve yıldızlar ise bu yüzeyde konumlanmış parlak noktalardı. Evrenin gerçekliği bu yüzeyden gözümüze yansıyordu. Bu eski düşünceyi andıran yeni bir fikir günümüzde kozmoloji biliminde ciddi yankılar buluyor. Holografik prensip diye bilinen bu teori evrenin gerçekliğine giden yolda yeni bir kapı aralıyor. 

Hologram evren modeli özellikle felsefi içerikli tartışmalara çokça bahis konusu olan bir teoridir. Bunun böyle olmasındaki en önemli neden kuşkusuz “hologram” kelimesinde yatıyor ve bu kelime meselenin bazen yanlış yorumlanmasına da neden oluyor. Holografik evren modeli, evrenin hayali bir ışık oyunu olduğu veya gözlediğimiz evrenin nesnel bir gerçekliğinin olmadığı şeklinde anlaşılmamalıdır. Bu model, evrenin 3 boyutlu fiziksel gerçekliğinin 2 boyutta gerçekleşen temel etkileşimler şeklinde tarif edilebileceğini iddia eden bir teoridir. 

Her şey bundan yaklaşık 40 yıl önce karadeliklere düşen nesnelerin başına ne geliyor sorusunun tartışılmasıyla başladı. Holografik prensip, bu soruya cevap arama çabası sonucu ortaya çıktı diyebiliriz. Karadelikler, belli bir miktar kütlenin yeterince küçük bir hacme çökerek sıkışması ile oluşan ve bu olay sonunda yüzeydeki kütle çekiminin ışığın bile kaçamayacağı kadar yüksek değerlere eriştiği yerlerdir. Ancak esas mesele, çökme işlemi sonunda başlangıçta var olan ve pek çok özellikler içeren kütlenin ortadan kalkıp geriye sadece çekim alanının kalmasında yatar. Örneğin Dünya gezegenini onu hiç görmemiş yabancı bir uzaylıya tanımlamak istesek, dağları, okyanusları, atmosferi ve doğasıyla pek çok detay içeren geniş bir bilgi aktarımı yapmak zorunda kalırız. Ancak Dünya’yı bir nohut tanesi boyutuna kadar sıkıştırarak karadeliğe dönüştürsek bu bilginin büyük bir kısmı ortadan kaybolur. Geriye kalan şey, ortaya çıkan karadeliğin kütle çekim alanıdır. Hatta kütlesi Dünya ile aynı olan fakat başka maddelerden yapılmış çok farklı gezegenlere aynı işlemi uygularsak neticede yine aynı karadeliği elde ederiz. Yani çok sayıda farklı başlangıç koşulunun nihayetinde aynı sonuç koşulunu verdiği bir işlemden söz etmiş oluruz. Burada doğa kanunları açısından büyük bir sorun vardır. Sorun, başlangıçta var olan bilginin büyük bir kısmının karadeliğin oluşum süreci sonucunda yok olmasıdır. Evrende enerjinin korunumu misali fiziksel bilginin de korunması gereklidir. Karadelikler, bu kuralı ihlal ediyor gibi görünmektedir. 

Örneğin 3 aşçıyı 3 farklı mutfakta 3 farklı zamanda görevlendirip, aynı türde ve aynı kütlede üç adet üzümlü kek pişirmelerini istediğimizi farz edelim. Bu örnekte 3 farklı başlangıç koşulu nihayetinde aynı sonucu, üzümlü keki veriyor diyemeyiz. Her ne kadar ortaya çıkan şey üzümlü kek olsa bile, yapacağımız detaylı bir analiz ile keklerin ne tür farklı başlangıç koşulları ile pişirilmiş olduğunu çözebiliriz. Bu koşullara ait bilgi yok olmamıştır. Sadece keklerin içinde karışmış halde bulunmaktadır. Örneğin kekin içindeki üzümlerin birbirlerine göre olan farklı konumlarının bilgisi geriye dönük ayırt edici bir faktör olabilir. Ancak kekleri meydana getiren kütlenin karadeliklere dönüştüğünü hayal edersek, elde ettiğimiz üç karadeliğin başlangıçtaki üç kekten hangilerine ait olduğunu söyleyemeyiz. Çünkü artık analiz edebileceğimiz ne bir kek kütlesinden, ne üzümlerden ne de başka herhangi bir fiziksel nesneden bahsedebiliriz. Keklerin kütlesi ve taşıdıkları bilgi ortadan kalkmış, geriye sadece birbirinin aynısı 3 karadelik çekim alanı kalmıştır. O halde başta var olan bilgi yok olmuştur. Örneğin ayırt edici bir bilgi olarak üzümlerin birbirine göre olan konumlarını ölçmüştük. Karadeliğin oluşumu neticesinde bu bilgi artık varlık halinde değildir. Burada itiraz edebilir ve bilginin yok olmadığını fakat karadeliğin içinde hapsolmuş halde varlığına devam ettiğini söyleyebilirsiniz. Ancak karadelikler Hawking ışıması diye bilinen bir süreç ile zamanla buharlaşıp yok olabilir. Böyle bir durumda başlangıçtaki bilgiye ne oldu sorusu yine cevapsız kalır. Karadeliklerin ışıma yapması süresince söz konusu bilginin dışarı salınan enerjide bulunduğunu düşünebiliriz. Bu enerjiyi analiz ederek bir zamanlar var olan keklerin bilgisinin halen korunmuş olduğunu gösterebiliriz belki. Ancak burada yine bir sorunla karşılaşırız. Keki meydana getiren madde karadeliğin merkezine düşer fakat ışıma olayı ise karadeliğin dış yüzeyinden gerçekleşir. Güneş’in yüzeyinden yayılan ışığın Güneş’in merkezinde olup bitenlerle bağlantı içinde olduğunu söyleyebiliriz belki ama Stephen Hawking’e göre karadeliğin merkezi ile onu çevreleyen dış yüzeyi arasında herhangi bir ilişki söz konusu olamazdı. Çünkü karadeliğin iç hacmi, ışığın dahi geri çıkamadığı tek yönlü bir hapishanedir. O halde yüzeyde gerçekleşen ışıma, merkezde olanların bilgisini taşıyamaz. Nihayetinde bilginin kaybolması problemi halen geçerlidir. Bu problemi çözmenin tek yolu, Hawking’in yanıldığını ve karadeliğin içinde olanlar ile yüzeyinde olup bitenlerin arasında bir ilişki olmasının mümkün olduğunu göstermekten geçer. Dikkat ederseniz bu ifade, hologram mekanizmasını çağrıştırmaktadır. 

Hawking’in gerçekten yanıldığını, karadeliğin içi ile yüzeyi arasında bir ilişki olduğunu düşünen ve bu olayı hologram mekanizması ile açıklayan Leonard Susskind problemin çözülebileceğini gösterdi. Hologramlar, basitçe üç boyutlu bir görüntünün bilgisinin iki boyutlu bir yüzeye kaydedilmesi şeklinde tarif edilebilir. Benzer bir mekanizmayı karadelikler için geliştiren Susskind, içeride imha olan bir nesnenin bilgisinin yok olmadığını, çünkü bu bilginin merkezi çevreleyen karadeliğin dış yüzeyi ile bağlantılı olmak suretiyle bu yüzeye kodlanmış olarak kalacağını gösterdi. Benzer bir çalışma yapan Gerard 'tHooft herhangi bir nesneyi yuttuğunda karadeliklerin bir miktar büyüdüğünü hatırlatarak bunun neticesinde yüzey alanlarındaki artışa dikkatleri çekti. Bu ekstra yüzey alanına ne kadar bilgi depolanabilir diye hesap eden 'tHooft, karadeliğin yuttuğu nesnenin bilgisi kadar bilginin depolanabileceğini gördü. Dolayısıyla karadeliğin içi ile yüzeyi arasında bir bağ kurulabileceğini ve bu sayede bilginin yok olmaktan kurtulacağını iddia etti. 

Meseleyi daha iyi anlamak adına entropi konusuna kısaca değinmekte fayda var. İçi havayla dolu bir kutuda bulunan hava moleküllerinden herhangi birini seçip bir diğeri ile yer değiştirdiğimizi farz edelim. Mikro ölçekte gerçekleşen bu değişikliğe rağmen makro ölçekte, kutunun sıcaklığı, hava basıncı veya şekli gibi fiziksel bilgilerde herhangi bir değişim gözlenmez. Aynı işlemi kutunun hacmini işgal eden birden fazla molekülle de gerçekleştirebiliriz. Makro ölçekte tespit edilebilir değişimlere neden olmaksızın mikro ölçekte yapılabilecek değişimlerin ölçüsünü veren değere entropi denir. Bu nedenle entropiyi, sistemin makro durumunu değiştirmeyen saklı bilgi olarak tarif edebiliriz. Kutunun entropisinin ise hacmiyle orantılı olduğunu iddia edebiliriz. Çünkü daha fazla hava molekülü barındıran daha büyük bir kutunun içinde benzer değiştirme işlemlerinden daha fazla sayıda gerçekleştirebiliriz. Ancak dikkat ederseniz bu örnekte kütle çekim etkisini işin içine katmadık çünkü verdiğimiz kutu örneğinde  bu kuvvetin etkisi ihmal edilebilir. Ancak karadelikler için düşünürsek kütle çekimi artık göz ardı edilemez. Kütle çekimi hesaba katıldığında entropi artık hacimle değil yüzey alanıyla orantılı hale gelir. Bu çok önemli bir keşiftir çünkü karadelikler gibi kütle çekiminin hakim olduğu ortamlarda sistemdeki saklı bilginin hacimle değil yüzey alanıyla alakalı olduğunu gösterir. Bu nedenle karadeliğe düşen nesne merkezde imha olsa bile nesnenin karadelikteki saklı bilgisi yüzeyde bulunduğundan dolayı imha olmamıştır. Bu teori, karadeliğin merkezine düşen 3 boyutlu bir nesneye ait fiziksel bilginin merkezi çevreleyen 2 boyutlu yüzeyde yaşadığını göstererek bilginin korunumu yasasının halen geçerli olacağını iddia eder. Hologramlar ile benzer bir karakteristik sergileyen bu model sadece karadeliklere değil bütün evrene uygulandığında karşımıza holografik evren modeli çıkar. 3 boyutlu evrenin fiziksel gerçekliği evrenin 2 boyutlu dış yüzeyindeki etkileşimler şeklinde tarif edilir. Yani varlığın gerçekliğinin, içerdeki ve yüzeydeki gerçekliği olmak üzere iki farklı formu söz konusu olur. Her iki model matematiksel olarak eşdeğer sonuç verir. Eğer bütün bilgi 2 boyutlu yüzeyde bulunabiliyorsa o halde evrenin 3 boyutlu olmasının ne anlamı var sorusunu sormaktan kaçamayız artık. Holografik evren modeli, evrenin keşfedilmek için bekleyen pek çok yeni gerçekliğinin habercisidir. 

Teşekkür: Bu yazıyı hazırlayan Vural Arı'ya teşekkür ederiz.

Kaynaklar ve İleri Okuma:

  1. Rölativiteden Kuantuma Evrenin Gerçekliği
  2. From Eternity to Here: The Quest for the Ultimate Theory of Time

Hikaye Anlatıcı Hayvanlar

Mars'ı Kolonize Etmek, Yeni İnsan Türlerinin Evrimini Tetikleyebilir!

Yazar

Katkı Sağlayanlar

Çağrı Mert Bakırcı

Çağrı Mert Bakırcı

Editör

Evrim Ağacı'nın kurucusu ve idari sorumlusudur. Popüler bilim yazarı ve anlatıcısıdır. Doktorasını Texas Tech Üniversitesi'nden almıştır. Araştırma konuları evrimsel robotik, yapay zeka ve teorik/matematiksel evrimdir.

Konuyla Alakalı İçerikler
  • Anasayfa
  • Gece Modu

Göster

Şifremi unuttum Üyelik Aktivasyonu

Göster

Göster

Şifrenizi mi unuttunuz? Lütfen e-posta adresinizi giriniz. E-posta adresinize şifrenizi sıfırlamak için bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Eğer aktivasyon kodunu almadıysanız lütfen e-posta adresinizi giriniz. Üyeliğinizi aktive etmek için e-posta adresinize bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Close
Geri Bildirim