Büyük Patlama'dan Önce Ne Vardı? Evren Başlamadan Önce Neler Oldu?

Büyük Patlama, genel olarak her şeyin başlangıcı olarak düşünülür. Yaklaşık 13.8 milyar yıl önce bir "patlama" oldu ve Evren, genişleyerek "var olmaya" başladı. Burada, Büyük Patlama ile ilgili ilk yaygın yanlış kanıyı görmüş oluyoruz: Büyük Patlama, gerçekte bir "patlama" değildi. Yani ortada ateş, alev, yanıcı ve yakıcı maddeler, oksijen, yanma tepkimesi veya basınç dalgası yoktu. Büyük Patlama, Evren'deki her şeyin olmaya başladığı, zaman ve mekanın oluşmaya başladığı ândı.

Bu durumda akla şu soru geliyor: Büyük Patlama'dan önce neler oluyordu? Sorunun kısa cevabı şu: Bilmiyoruz. Uzun cevap ise şu: Birçok şey olabilir ve olası cevapların hepsi, birbirinden kafa karıştırıcıdır.

Büyük Patlama Sırasında...

Anlaşılması gereken ilk şey, Büyük Patlama'nın gerçekte ne olduğudur. Kaliforniya Teknoloji Enstitüsü'nde teorik fizikçi olan ve The Big Picture kitabının yazarı olan Sean Carroll, Büyük Patlama'nın "zamanda bir ân" olduğunu söylüyor; "uzayda bir nokta değil". Bir diğer deyişle Büyük Patlama, Evren içerisinde belli bir noktada yaşanmamıştır. Her yerinde, aynı anda yaşanmıştır ve o "ân", bizim Büyük Patlama olarak isimlendirdiğimiz ândır.

Aslında yaygın bir kanı (ve fizikçiler arasında da genel geçer olarak yapılan kabul), Evren'in Büyük Patlama anında ufacık bir nokta olduğu yönündedir. Fakat Sean Carroll, Evren'in Büyük Patlama sırasında da sınırsız büyüklükte de olmasının muhtemel olduğunu söylemektedir. Büyük Patlama'da Evren'in ufacık olduğunu düşünme nedenimiz, şu anda Evren'in hızlanarak genişlediğini bilmemizdir. Bu bilgiden yola çıkıp, kasedi "geri saracak" olursak, giderek genişleyen bir Evren yerine, giderek küçülen bir Evren görürüz ve o Evren, Büyük Patlama anında ufacık bir noktadan ibaret olacaktır.

Sean Carroll'a göre Büyük Patlama ile ilgili asıl ilgi çekici olan şey, Evren'in ufacık bir nokta veya sınırsız bir yapı olması değildir. Asıl önemli olan, Evren'in o noktada aşırı yoğun olduğu ve Büyük Patlama'yla birlikte, yoğunluğunun çok çabuk bir şekilde azalmaya başladığıdır.

Bu noktada yaygın bir diğer soru işareti, Evren'in neyin içine genişlediği sorusudur. Bu soru, çoğu durumda anlamlı bir soru değildir; çünkü Evren zaten var olan bütün mekan ve bütün zamana verdiğimiz isimdir. Evren'in dışında ne olduğunu sormak, Kuzey Kutbu'nun daha da kuzeyinde ne olduğunu sormaya benzer (buna az sonra geleceğiz). Yani yaygın kabule göre, Evren'in dışında hiçbir şey yoktur; çünkü Evren, tanımı gereği her şeydir (tabii Çoklu Evrenler Teorisi gibi teoriler burada göz ardı edilmektedir).

Özetle, Büyük Patlama'da her şey şimdi olduğundan çok daha yoğun ve sıcaktı; ama "dışarısı" diye bir şey yoktu. Evren, uzayın içinde genişlemedi; uzayın kendisi genişledi. Carroll'a göre Büyük Patlama'dan önceki bebek Evren'e bakmak çok cazip olurdu; fakat bu imkansız. Bugün bile, göremediğimiz şeylere zamanda geriye bakmanın bir yolu yoktur. Carroll şöyle diyor:

Evrenin neresinde olursanız olun, 14 milyar yıl öncesine giderseniz; son derece sıcak, yoğun ve hızla genişleyen bu noktaya gelirsiniz.

Evren'de, protonların ve nötronların çarpışması ve birleşmesi için yeterince soğuduğu âna kadar, yani Büyük Patlama'dan 1 saniye sonrasına kadar ne olup bittiğini kimse bilemez. Birçok bilim insanı, evrenin ilk saniye boyunca şişme (kozmik enflasyon) denilen üssel bir genişleme sürecinden geçtiğini düşünüyor. Bu, uzay-zaman dokusunu düzeltebilir ve maddenin Evren'de neden bu kadar homojen dağıldığını açıklayabilir.

Büyük Patlama'dan Önce...

Büyük Patlama'dan Öncesi, Anlamsız Bir Soru Olabilir mi?

Büyük Patlama'dan önce Evren'in, Büyük Patlama meydana gelinceye kadar sabit bir durumda devam eden, çok sıcak ve yoğun bir malzemenin sonsuz bir uzantısı olması mümkündür. Carroll, bu aşırı yoğun evrenin kuantum mekaniği tarafından kontrol edilebileceğini söylüyor. O zaman Büyük Patlama, klasik fiziğin evrendeki evrimin kontrol edici güç olduğu ânı temsil ediyor olurdu.

Stephen Hawking'e göre bu ân, en önemli şeydir. Hawking, Büyük Patlama'dan önce olayların ölçülemeyeceğini ve bu nedenle tanımsız olduğunu söylüyor. Hawking bunu "sınırsızlık önerisi" olarak adlandırıyor. Ona göre zaman ve mekan sonludur; fakat Evren'in herhangi bir sınırı, başlangıcı ​​veya bitiş noktası yoktur.

Şöyle düşünün: Dünya yüzeyi nerede başlar? Nerede biter? Dünya yüzeyi, sonsuz değildir; ancak sınırsızdır. Evren de işte böyledir. Sonsuz değildir; ancak bir başlangıcı ya da sonu yoktur, dolayısıyla sınırsızdır. Hawking, 2018'de National Geographic tarafından sunulan Star Talk'ta yaptığı söyleşide şunları söylüyor:

Büyük Patlama öncesindeki olayların gözlemsel olarak anlamlı bir sonucu olmadığı için, bu olayları teorinin sınırları dışına atıp, zamanın kendisinin Büyük Patlama'da başladığını söyleyebiliriz.

Kuzey Kutbu'nun Daha da Kuzeyinde Ne Var?

Birinin size Kuzey Kutbu'nun daha kuzeyinde ne olduğunu sorduğunu düşünün. Bu sorunun biraz anlamsız olduğunu ona izah etmeye çalışabilirsiniz. Kuzey Kutbu, gezegenimizin dönüş ekseni sayesinde tanımlanan bir noktadır. Dünya, küreseldir ve kuzeye doğru çekeceğiniz her çizgi, Kuzey Kutbu'ndaki bir noktada birleşecektir. Dolayısıyla Kuzey Kutbu'nun "daha kuzeyinde" bir şey yoktur. İşte astrofizikçilere sıklıkla sorulan "Büyük Patlama'dan önce ne vardı/oldu?" sorusu da buna benzerdir.

Soru içerisine gömülü olan varsayım, tıpkı "dünden öncesi" olması gibi, "Büyük Patlama'dan öncesi" diye bir şeyin var olduğudur. Bizim günlük yaşamlarımızda her zaman daha öncesi vardır, tıpkı günlük yaşamlarımızda her zaman kuzeye doğru bir adım atabilecek olmamız gibi. Ancak Büyük Patlama, geriye doğru izlediğimiz zamanın sınırıdır. Tıpkı Kuzey Kutbu'nun gidebileceğimiz en kuzeydeki nokta olması gibi.

Büyük Patlama'nın bir noktada meydana geldiğine dair genel bir görüş var. Her ne kadar gözleyebildiğimiz evrenin bir zamanlar avcunuzun içerisine sığacak ufacık bir nokta olduğu doğru olsa da, bu Büyük Patlama'nın düzgün bir anlatımı değildir. Çünkü Büyük Patlama tek bir noktada başlamadı. Büyük Patlama, "her yerde" başladı.

Yukarıdaki görselde buna dair bir fikir edinebilirsiniz. Işığın hızı sınırlı olduğu için (sonsuz olmadığı için), Evren içerisinde daha uzak objelere baktıkça, aslında daha geçmişe bakmış olmaktayız. Dolayısıyla bize yakın, milyonlarca ışık yılı uzaktaki galaksilerin yaşları da milyonlarca yıl iken, daha uzaktakilerin yaşı milyarlarca yıldır. 

En uzaktaki galaksinin ötesinde kozmik mikrodalga artalan ışıması vardır. Bu, Büyük Patlama'nın ısıl (termal) bir kalıntısıdır. Bunun ötesindeyse, her ne yöne bakarsanız bakın, Büyük Patlama'yı göreceksiniz. Tabii ki kozmik artalan ışımasının ötesini "göremezsiniz", çünkü Evren bu zamanlarda aşırı sıcak ve yoğundu, bu sebeple de transparan (ışık geçirir halde) değildi.

Kozmik mikrodalga artalan ışımasını doğrudan gözleyemiyor olsak da, bu ışımanın öncesindeki zamanlara dair bazı bilgilerimiz var. Örneğin biliyoruz ki bu zaman, atomların oluşmaya başladığı sıcaklığa erişilen zamandır. Biliyoruz ki bu zamanlarda bir "erken genişleme dönemi" vardı. Ve biliyoruz ki Evren, yaygın kanının aksine, bir noktada (singülarite) başlamadı. Gözlenebilir Evren bir zamanlar çok küçüktü; ancak sıfır hacimli bir nokta olarak başlamadı. Aslında, tam da bu genişleme sebebiyle Evren'in tek bir noktada başlamaması mümkün olmuştur.

Ayrıca bizim gözlemlerimizin limitleri dahilinde biliyoruz ki evrenin genel bir "kıvrımı" bulunmamaktadır. Bu, evrenin bizim gözleyebildiğimiz bölgeden çok daha büyük olduğu anlamına gelir. Bilgilerimiz ışığında, evrenin sınırsız olduğunu söyleyebiliriz. Tıpkı Hawking'in söylediği gibi.

Eğer ki evren sınırsız büyüklükteyse ve zaman içerisinde belirgin bir başlangıcı yoksa, Büyük Patlama'dan "önce" ne oldu? Sonsuzluğun ötesinde ne var? Kuzey Kutbu'nun ötesinde ne var?

Swoop Arctic

Büyük Patlama, Bir Simetri Ânı Olabilir mi?

Ama herkes bu cevapla tatmin olmuş değil. Belki de Büyük Patlama'dan önce düşünmeye değer başka bir şey vardı. Bir fikir, Büyük Patlama'nın zamanın başlangıcı olmadığı, aksine bir simetri ânı olduğu yönündedir. Bu fikre göre Büyük Patlama'dan önce, bu Evren ile aynı olan; fakat entropinin geleceğe değil, geçmişe doğru arttığı başka bir evren vardır.

Carroll'a göre entropiyi arttırmak (yani bir sistemdeki düzensizliği artırmak), aslında zamanın yönünü belirleyen şeydir. Yani bu ayna evrendeki zaman, modern Evren'deki zamanın zıttı yönde ilerler ve Evren'imiz, o evrenin "geçmişinde" kalır.

Bu teorinin savunucuları, aynı zamanda Evren'in diğer özelliklerinin de bu "ayna evren"de tersine dönmüş olacağını ileri sürüyorlar. Örneğin fizikçi David Sloan, Oxford Üniversitesi'nin bilim blogunda, moleküller ve iyonlardaki asimetrilerin ("kiralitenin"), Evren'imizdekilerle zıt yönlerde olacağını söylüyor.

Evren, Bir Diğer Evren'in Devamı Olabilir mi?

Başka bir teori de, Büyük Patlama'nın her şeyin başlangıcı olmadığını, hâlihazırda var olan antik bir Evren'in, bir daralma döneminden genişleme dönemine geçtiği bir ân olduğunu söylüyor. "Büyük Sıçrama" adı verilen bu kavram, Evren'in durmaksızın genişleyip daralarak ve tekrar genişleyerek, sonsuz sıklıkta Büyük Patlamalar olabileceğine işaret ediyor. 

Carroll'a göre bu, problemli bir teori; çünkü genişleyen bir Evren'in neden veya nasıl büzüşüp, daha düşük entropi durumuna döneceğine dair hiçbir açıklama bulunmuyor. Ancak yine de bu problem, Evren'imizin "orijinal evren" olduğunu garanti etmiyor. Carroll ve meslektaşı Jennifer Chen'in, Büyük Patlama öncesine dair kendi teorileri var: 2004 yılında yayınladıkları bir makalede ikili, bildiğimiz Evren'in, "ebeveyn" konumundaki bir diğer evrenden kopan bir miktar uzay-zamanın "yavrusu" olduğunu öne sürdüler.

Carroll'a göre bu, radyoaktif bir çekirdek bozunmasına benziyor. Bir çekirdek bozunduğunda, bir alfa veya beta ışıması yapar. "Ebeveyn evren" de aynı şeyi yapabilir; ışımalar yerine, belki de sonsuza kadar bebek evrenleri üretiyordur? Carroll şöyle diyor:

Bunun olmasına izin veren, bir kuantum dalgalanmasıdır ve bu bebek evrenler, kelimenin tam anlamıyla "paralel evrenler"dir.

Carroll, bu evrenlerin birbirleriyle etkileşime girmediğini ve birbirini etkilemediğini söylüyor.

Sonuç

Tüm bunlar size oldukça garip geliyorsa, bunun sebebi bilim insanlarının henüz Büyük Patlama ânını gözlemleyecek bir yönteminin olmamasıdır. Carroll, keşfedilecek çok şey olduğunu söylüyor. 2015 yılında, güçlü galaktik çarpışmalardan tespit edilen kütleçekim dalgaları ile, ilk saniyedeki Evren'in genişlemesi ile ilgili temel gizemleri çözebilme olasılığı ortaya çıktı.

Carroll, teorik fizikçilerin kuantum kuvvetlerinin nasıl işleyebileceği konusunda daha kesin tahminler yapmak gibi önemli işlerinin olduğunu söylüyor ve ekliyor:

Şu anda ne aradığımızı bile tam olarak bilmiyoruz. Ta ki bir teoriye sahip olana dek...