Paylaşım Yap
Tüm Reklamları Kapat

Kuantum Dalgalanması ve Büyük Patlama: Evren Hiçlikten ve Kendiliğinden Var Olmuş Olabilir mi?

Wheeler-Dewitt Denklemi'ne Dayanan Matematiksel Bir Kanıt, Hiçlik İçinden Bir Evren'in Nasıl Çıkabileceğine Işık Tutuyor!

Kuantum Dalgalanması ve Büyük Patlama: Evren Hiçlikten ve Kendiliğinden Var Olmuş Olabilir mi? HighTech
7 dakika
84,656
Evrim Ağacı Akademi: Fiziğe Giriş: Newton'dan Kuantuma Yazı Dizisi

Bu yazı, Fiziğe Giriş: Newton'dan Kuantuma yazı dizisinin 19. yazısıdır. Bu yazı dizisini okumaya, serinin 1. yazısı olan "Fizik Ne İşe Yarar: Sofra Tuzundan Atmosferin Yapısına..." başlıklı makalemizden başlamanızı öneririz.

Yazı dizisi içindeki ilerleyişinizi kaydetmek için veya kayıt olun.

EA Akademi Hakkında Bilgi Al
Tüm Reklamları Kapat

Bu haberi/konuyu daha iyi anlayabilmek için, öncelikle buradaki yazımızı ve buradaki incelememizi okumanızı tavsiye ederiz.

Modern kozmolojinin en büyük kuramlarından biri Evren'in büyük bir "patlama" ile başlamasıdır. Ayrıca bu yalnızca bir fikir değil aynı zamanda sayısız kanıt ile desteklenmiş bilimsel bir kuramdır. Kanıtlar arasında öncelikle Kozmik Mikrodalga Arkaplan Işıması vardır. Bunu, Büyük Patlama'nın bir çeşit "yankılanması"na benzetebilirsiniz. Dahası, sürekli genişlemekte olan bir evren içinde olduğumuzu biliyoruz. Zamanda geriye gittiğimizi hayal edersek bu genişleme, bir noktada kökeni, yani Büyük Patlama'yı işaret etmektedir. Ayrıca Evren içerisinde bol miktarda helyum-4, helyum-3, döteryum gibi temel elementler bulunur. Tüm bunlar, Büyük Patlama Kuramı'yla hesaplanabilmektedir. Ama hala yapbozun büyük bir parçası eksik. Büyük Patlama'nın kendisine ne sebep oldu?

Yıllardır kozmologlar Evren'in kendiliğinden ve hiçlikten oluştuğu fikrine güvendi; yani Büyük Patlama'nın , Evren'i yoktan var edebilecek bir kuantum dalgalanmasının sonucu olduğunu düşündüler. Kuantum Mekaniği hakkında bildiğimiz kadarıyla bu, oldukça makul bir fikirdir. Ama sahiden fizikçilerin daha fazlasına ihtiyacı vardı: Bu fikre can verecek daha matematiksel bir kanıta...

Tüm Reklamları Kapat

Kuantum dalgalanması görselleştirmesi
Kuantum dalgalanması görselleştirmesi
Ahmed Neutron

Nihayet, 11 Nisan 2014'te, Çin'deki Wuhan Fizik ve Matematik Enstitüsünde çalışan Dongshan He ve arkadaşlarının çalışmaları sayesinde fizikçiler istediklerini elde ettiler. Çünkü bu kişiler, Amerikan Fizik Cemiyeti'nin dergisi olan Physical Review D'de yayınlanan makalelerinde, Büyük Patlama'nın gerçekten de kuantum dalgalanmaları sebebiyle kendiliğinden olmuş olabileceğinin ilk net matematiksel kanıtını ortaya koydular. Bu yeni kanıt, Wheeler-DeWitt denkleminin özel bir çözüm kümesine dayanıyor. Makalelerinin sonuç kısmında şöyle yazıyorlar:

Özet olarak, bu makalede evrenin hiçlikten, kendi kendine (spontane olarak) yaratılabileceğinin matematiksel bir kanıtını sunduk. Küçük bir gerçek vakum balonu, metadengeli sahte vakumda meydana gelen bir kuantum dalgalanmayla yaratıldığında, eğer ki düzenleme faktörü p, -2'ye ya da 4'e eşitse eksponansiyel olarak (giderek hızlanan biçimde) genişleyebilir. Bu sayede, erken evren geri döndürülemez biçimde var olur. Burada, kuantum potansiyelinin, baloncuğun eksponansiyel olarak büyümesi için gereken gücü verdiğini gösterdik. Dolayısıyla, erken evrenin doğumu, tamamen kuantum mekanizmaları tarafından belirlenmektedir.

Kişi; zaman, uzay ve maddenin erken evren içinde hiçlikten nasıl var olduğunu sorabilir. Baloncuğun eksponansiyel genişlemesiyle, uzay ve zamanın oluşacağı şüphesizdir. Heisenberg'ün Belirsizlik İlkesi'ne göre, kuantum dalgalanmaları sonucu sanal parçacıklar oluşacaktır. Genel olarak konuşacak olursak, sanal bir parçacık, doğumundan hemen sonra yok olacaktır. Ancak tek bir çifte ait 2 sanal parçacık, yok oluşlarından hemen önce, baloncuğun eksponansiyel genişlemesi nedeniyle ayrılabilir. Bu nedenle, vakum balonu eksponansiyel olarak genişlerken büyük miktarda gerçek parçacık oluşur. Baloncuğun eksponansiyel genişlemesiyle oluşan parçacık yaratılışının karmaşık matematiksel hesaplamalarını, ilerleyen çalışmalarımızda göstereceğiz.

Makalenin Sonuç ve Tartışma kısmı.
Makalenin Sonuç ve Tartışma kısmı.

Sahte Vakum, Evren'in Tetikleyicisi Olabilir!

20. yüzyılın ilk yarısında kozmologlar modern fiziğin iki temel direğini (Kuantum Mekaniği ve Genel Görelilik), Evren'i tam anlamıyla tanımlayacak bir şekilde birleştirmekte zorlanıyordu. Tüm söyleyebilecekleri, bu kuramların tamamen birbiriyle ters düştükleri idi.

Tüm Reklamları Kapat

Büyük buluş, 1960'lı yıllarda fizikçi John Wheeler ve Bryce DeWitt'in önce bahsettiğimiz birbiri ile bağdaşmayan iki fikri, şimdi Wheeler-DeWitt Denklemi olarak bilinen matematiksel bir çerçevede birleştirmesiyle geldi.

Wheeler-Dewitt denklemi, birinci nesil bir "her şeyin teorisi" idi; bu tarz bir teoriye atılan ilk önemli adımlardan birisiydi. 1960’larda, John Wheeler ve Brice Dewitt, gelen görelilik ve kuantum mekaniğinin "kutsal evliliği" sayılabilecek bir matematiksel çerçeve ile geldiler. Denklem, kuantum kütle çekimi fikri için çok sayıda fikir sundu. Şunu unutmayın: Günümüzde "her şeye dair her şeyi" anlamaktaki en büyük problemlerimizden birisi, kuantum mekaniği ve kütle çekimini birleştirebilecek hiçbir modelimizin olmamasıdır. Bu, fiziğin kutsal kasesi olan problemdir. Problemi çözen kişi veya kişiler, insanlığın Evren'i algılayışını değiştirecektir.

Wheeler-Dewitt denkleminin en büyük problemi, "zaman" kavramını içermiyor oluşudur. Bu durum, ya zamanın fiziksel bir olgu olmadığı ya da denklemin eksik olduğu anlamına geliyordu. Yani bu, henüz aradığımız büyük birleştirme sayılamaz; ancak şu an için elimizdeki en iyisi bu. İşte Dongshan ve iş arkadaşlarının yaptığı ise, bu denklem içinde Büyük Patlama'nın başlangıç noktasını çözen yeni çözümler tespit etmek olmuştur.

Düşüncelerinin kalbinde Heisenberg'in Belirsizlik İlkesi yatıyor. En basit ifadelerle, gözlemci bir kuantum parçacığının momentumunu ve konumunu aynı anda bilemez (aksi takdirde termodinamiği ihlal etmiş olurdunuz). Bu ilke, fizikçilerin yarı-durağan sahte vakum (metastable false vacuum) dedikleri şeyde gerçekleşen kuantum dalgalanmalardan ötürü küçük bir boş uzayın yoktan var olmasına olasılıksal olarak izin verir. Çünkü belirsizlik ilkesinden yola çıkarak, boş evrenin aslında o kadar da boş olmadığını görürüz. Vakumun içerisinde, parçacıklar olasılıksal kuantum dalgalanmalarından dolayı yoktan var olabilir veya vardan yok olabilirler. İşte "sahte vakum" fikri de buradan geliyor.

Evrim Ağacı'ndan Mesaj

Bu durumda iki olasılık doğuyor: Uzay baloncuğunun hızla genişlemediği durumda, baloncuk neredeyse aynı anda yok olur. Ancak eğer baloncuk yeterince büyüklüğe genişlerse, işte o zaman geri döndürülemez bir şekilde bir evren yaratılır! Bu konuyla ilgili detaylı bir incelememiz için buradaki yazımızı okuyabilirsiniz.

Şimdi soru şudur: Wheeler-DeWitt denklemi, bu tarz bir genişlemeye, dolayısıyla hiçlikten bir Evren'in var olmasına izin veriyor mu? Dongshan ve ekibi şöyle söylüyor: 

Bir kere küçük bir gerçek vakum (true vacuum) baloncuğu yaratıldığında, katlanarak büyüme şansı olduğunu kanıtladık.

Soruna yaklaşımları ise şöyle oldu: Tamamen yarıçapıyla tanımlanmış küresel bir baloncuk düşündüler. Sonra da bu yarıçapın genişleme derecesini tanımlayan denkleme ulaştılar. Ardından baloncuğun geometrisi için üç senaryo dikkate aldılar: kapalı, açık ya da düz. Bu senaryoların hepsinde baloncuğun katlanarak genişleyebileceği ve dolayısıyla Evren'i oluşturabilecek büyüklüğe ulaşabileceği bir çözüm buldular: Yani Büyük Patlama'ya! Bu kozmologların üzerine kuramlar inşa edebilecekleri bir sonuç. Çok ama çok ilginç bir sonuç!

Makalenin 3. sayfasından bazı açıklamalar...
Makalenin 3. sayfasından bazı açıklamalar...

Kozmolojik Sabit

Günümüzün Evren modellerindeki önemli bir değişken de kozmolojik sabittir. Bu, uzay vakumunun enerji yoğunluğunu tanımlayan bir terimdir. Aslen Einstein tarafından Genel Görelilik Kuramı dahilinde ileri sürülmüştür ve Hubble'ın Evren'in genişlediği keşfinden sonra yine Einstein tarafından terk edilmiştir. 1990'lara kadar, çoğu kozmolog kozmolojik sabiti sıfır kabul etmiştir.

Ancak daha sonraları kozmologlar Evren'in genişlemesinin ivmelenmesine sebep olan bir şeyin kanıtını buldular. Bu da, kozmolojik sabitin sıfır olamayacağı anlamına geliyordu. Yani yeni bir Evren kuramı kesinlikle sıfırdan farklı bir kozmolojik sabit barındırmak zorundadır.

Peki, kozmolojik sabitin Dongshan ve iş arkadaşlarının yeni kuramındaki rolü nedir? İlginçtir ki bu kişiler, yaptıkları çözümlerde kuantum potansiyeli diye bilinen bir niceliğin kozmolojik sabitin rolünü oynadığını söylüyorlar. Bu potansiyel, fizikçi David Bohm tarafından 20. yüzyılın ortalarında geliştirilen pilot dalga kuramı denilen bir fikirden geliyor.

Tüm Reklamları Kapat

Pilot-dalga teorisi, şu anki kuantum teorisi tarafından yapılabilen tüm tahminleri üretebiliyor, Schrodinger kedisi gibi paradoksları açıklayabiliyor. Daha da önemlisi bu teori, kuantum potansiyeli isimli ek bir terimi de içeriyor. Kuantum potansiyeli, bilim insanları için kilit öneme sahiptir. Eğer kuantum potansiyeli, parçacığın gerçek konumunu bulmaya çalışmak gibi şeyler için kullanılırsa kuram, kuantum mekaniğini tamamen deterministik yapma etkisine sahiptir!

Pilot-dalga teorisindeki en büyük problem, sadece teoriye özgü tahminler yapamıyor olmasıdır. Pilot-dalga tarafından yapılan tüm tahminler ya daha geniş ölçekte kabul edilen kuantum teorisinin birebir aynısı ya da test edilemeyen tahminlerdir.

Şimdi Ne Olacak?

Henüz bir şey söylemek için çok erken. Çünkü bilim insanlarının bu tarz sonuçları uzun uzadıya tartışması, incelemesi, yeniden gözden geçirmesi gerekiyor. Denklemin çözümüne veya sonuçlarına yönelik eleştiriler biriktikçe ve bilim insanları akademik toplantılarda bu bulguların sonuçlarını değerlendirdikçe, biz de bunun Evren'e yönelik algılarımızı nasıl değiştirdiğini daha iyi öğreneceğiz.

Tüm Reklamları Kapat

Evren'in nasıl başladığının sırlarını çözmek, Evren'in dışında bir şeyin olup olmadığı veya Evren'den öncesi varsa bunun ne olduğunu tespit etmemizi sağlayabilir. Bunun da bilim ve felsefe üzerinde dönüştürücü bir etki yaratacağı aşikardır. Fakat aceleci davranmamalı ve büyük sonuçlara sabırsızlıkla sıçramamalıyız.

Çünkü gerçeği ortaya çıkarma çabası, bir yarış değil, uzun ve çetrefilli bir yolculuk. Bu yolculuğun üstesinden ancak ve ancak bilimle, akılla ve mantıkla gelebiliriz.

Bu Makaleyi Alıntıla
Okundu Olarak İşaretle
Evrim Ağacı Akademi: Fiziğe Giriş: Newton'dan Kuantuma Yazı Dizisi

Bu yazı, Fiziğe Giriş: Newton'dan Kuantuma yazı dizisinin 19. yazısıdır. Bu yazı dizisini okumaya, serinin 1. yazısı olan "Fizik Ne İşe Yarar: Sofra Tuzundan Atmosferin Yapısına..." başlıklı makalemizden başlamanızı öneririz.

Yazı dizisi içindeki ilerleyişinizi kaydetmek için veya kayıt olun.

EA Akademi Hakkında Bilgi Al
83
0
  • Paylaş
  • Alıntıla
  • Alıntıları Göster
Paylaş
Sonra Oku
Notlarım
Yazdır / PDF Olarak Kaydet
Bize Ulaş
Yukarı Zıpla

İçeriklerimizin bilimsel gerçekleri doğru bir şekilde yansıtması için en üst düzey çabayı gösteriyoruz. Gözünüze doğru gelmeyen bir şey varsa, mümkünse güvenilir kaynaklarınızla birlikte bize ulaşın!

Bu içeriğimizle ilgili bir sorunuz mu var? Buraya tıklayarak sorabilirsiniz.

İçerikle İlgili Sorular
Soru & Cevap Platformuna Git
Bu İçerik Size Ne Hissettirdi?
  • Tebrikler! 39
  • Muhteşem! 21
  • Merak Uyandırıcı! 17
  • İnanılmaz 16
  • Mmm... Çok sapyoseksüel! 13
  • Bilim Budur! 12
  • Umut Verici! 8
  • Güldürdü 1
  • Üzücü! 0
  • Grrr... *@$# 0
  • İğrenç! 0
  • Korkutucu! 0
Kaynaklar ve İleri Okuma
  1. Türev İçerik Kaynağı: Medium | Arşiv Bağlantısı
  • D. He, et al. (2014). Spontaneous Creation Of The Universe From Nothing. Physical Review D. | Arşiv Bağlantısı
  • The Physics arXiv Blog. A Mathematical Proof That The Universe Could Have Formed Spontaneously From Nothing. (11 Nisan 2014). Alındığı Tarih: 5 Temmuz 2019. Alındığı Yer: Medium | Arşiv Bağlantısı
Tüm Reklamları Kapat

Evrim Ağacı'na her ay sadece 1 kahve ısmarlayarak destek olmak ister misiniz?

Şu iki siteden birini kullanarak şimdi destek olabilirsiniz:

kreosus.com/evrimagaci | patreon.com/evrimagaci

Çıktı Bilgisi: Bu sayfa, Evrim Ağacı yazdırma aracı kullanılarak 19/04/2024 17:37:52 tarihinde oluşturulmuştur. Evrim Ağacı'ndaki içeriklerin tamamı, birden fazla editör tarafından, durmaksızın elden geçirilmekte, güncellenmekte ve geliştirilmektedir. Dolayısıyla bu çıktının alındığı tarihten sonra yapılan güncellemeleri görmek ve bu içeriğin en güncel halini okumak için lütfen şu adrese gidiniz: https://evrimagaci.org/s/2888

İçerik Kullanım İzinleri: Evrim Ağacı'ndaki yazılı içerikler orijinallerine hiçbir şekilde dokunulmadığı müddetçe izin alınmaksızın paylaşılabilir, kopyalanabilir, yapıştırılabilir, çoğaltılabilir, basılabilir, dağıtılabilir, yayılabilir, alıntılanabilir. Ancak bu içeriklerin hiçbiri izin alınmaksızın değiştirilemez ve değiştirilmiş halleri Evrim Ağacı'na aitmiş gibi sunulamaz. Benzer şekilde, içeriklerin hiçbiri, söz konusu içeriğin açıkça belirtilmiş yazarlarından ve Evrim Ağacı'ndan başkasına aitmiş gibi sunulamaz. Bu sayfa izin alınmaksızın düzenlenemez, Evrim Ağacı logosu, yazar/editör bilgileri ve içeriğin diğer kısımları izin alınmaksızın değiştirilemez veya kaldırılamaz.

Keşfet
Akış
İçerikler
Gündem
Mikoloji
Primatlar
Fare
Tahmin
Canlılık Ve Cansızlık Arasındaki Farklar
Etimoloji
Ekosistem
Çekirdek
Alkol
Embriyo
Veri
Algı
Afrika
İletişim
Bitkiler
Işık Yılı
Diş Sorunları
Kurbağa
Ayak
Bilişsel
Gen
Mucize
Beyin
Karbon
Seçilim
Aklımdan Geçen
Komünite Seç
Aklımdan Geçen
Fark Ettim ki...
Bugün Öğrendim ki...
İşe Yarar İpucu
Bilim Haberleri
Hikaye Fikri
Video Konu Önerisi
Başlık
Gündem
Bugün bilimseverlerle ne paylaşmak istersin?
Bağlantı
Kurallar
Komünite Kuralları
Bu komünite, aklınızdan geçen düşünceleri Evrim Ağacı ailesiyle paylaşabilmeniz içindir. Yapacağınız paylaşımlar Evrim Ağacı'nın kurallarına tabidir. Ayrıca bu komünitenin ek kurallarına da uymanız gerekmektedir.
1
Bilim kimliğinizi önceleyin.
Evrim Ağacı bir bilim platformudur. Dolayısıyla aklınızdan geçen her şeyden ziyade, bilim veya yaşamla ilgili olabilecek düşüncelerinizle ilgileniyoruz.
2
Propaganda ve baskı amaçlı kullanmayın.
Herkesin aklından her şey geçebilir; fakat bu platformun amacı, insanların belli ideolojiler için propaganda yapmaları veya başkaları üzerinde baskı kurma amacıyla geliştirilmemiştir. Paylaştığınız fikirlerin değer kattığından emin olun.
3
Gerilim yaratmayın.
Gerilim, tersleme, tahrik, taciz, alay, dedikodu, trollük, vurdumduymazlık, duyarsızlık, ırkçılık, bağnazlık, nefret söylemi, azınlıklara saldırı, fanatizm, holiganlık, sloganlar yasaktır.
4
Değer katın; hassas konulardan ve öznel yoruma açık alanlardan uzak durun.
Bu komünitenin amacı okurlara hayatla ilgili keyifli farkındalıklar yaşatabilmektir. Din, politika, spor, aktüel konular gibi anlık tepkilere neden olabilecek konulardaki tespitlerden kaçının. Ayrıca aklınızdan geçenlerin Türkiye’deki bilim komünitesine değer katması beklenmektedir.
5
Cevap hakkı doğurmayın.
Bu platformda cevap veya yorum sistemi bulunmamaktadır. Dolayısıyla aklınızdan geçenlerin, tespit edilebilir kişilere cevap hakkı doğurmadığından emin olun.
Ekle
Soru Sor
Sosyal
Yeniler
Daha Fazla İçerik Göster
Popüler Yazılar
30 gün
90 gün
1 yıl
Evrim Ağacı'na Destek Ol

Evrim Ağacı'nın %100 okur destekli bir bilim platformu olduğunu biliyor muydunuz? Evrim Ağacı'nın maddi destekçileri arasına katılarak Türkiye'de bilimin yayılmasına güç katın.

Evrim Ağacı'nı Takip Et!
Yazı Geçmişi
Okuma Geçmişi
Notlarım
İlerleme Durumunu Güncelle
Okudum
Sonra Oku
Not Ekle
Kaldığım Yeri İşaretle
Göz Attım

Evrim Ağacı tarafından otomatik olarak takip edilen işlemleri istediğin zaman durdurabilirsin.
[Site ayalarına git...]

Filtrele
Listele
Bu yazıdaki hareketlerin
Devamını Göster
Filtrele
Listele
Tüm Okuma Geçmişin
Devamını Göster
0/10000
Bu Makaleyi Alıntıla
Evrim Ağacı Formatı
APA7
MLA9
Chicago
T. P. a. Blog, et al. Kuantum Dalgalanması ve Büyük Patlama: Evren Hiçlikten ve Kendiliğinden Var Olmuş Olabilir mi?. (25 Ekim 2014). Alındığı Tarih: 19 Nisan 2024. Alındığı Yer: https://evrimagaci.org/s/2888
Blog, T. P. a., Ağacı, E., Bakırcı, Ç. M., Tunalı, . (2014, October 25). Kuantum Dalgalanması ve Büyük Patlama: Evren Hiçlikten ve Kendiliğinden Var Olmuş Olabilir mi?. Evrim Ağacı. Retrieved April 19, 2024. from https://evrimagaci.org/s/2888
T. P. a. Blog, et al. “Kuantum Dalgalanması ve Büyük Patlama: Evren Hiçlikten ve Kendiliğinden Var Olmuş Olabilir mi?.” Edited by Çağrı Mert Bakırcı. Evrim Ağacı, 25 Oct. 2014, https://evrimagaci.org/s/2888.
Blog, The Physics arXiv. Ağacı, Evrim. Bakırcı, Çağrı Mert. Tunalı, . “Kuantum Dalgalanması ve Büyük Patlama: Evren Hiçlikten ve Kendiliğinden Var Olmuş Olabilir mi?.” Edited by Çağrı Mert Bakırcı. Evrim Ağacı, October 25, 2014. https://evrimagaci.org/s/2888.
ve seni takip ediyor

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