Paralel Evren Teorisi Nedir? Kuantum Fiziğinin Everett Yorumu, Schrödinger'in Kedisi Paradoksunu Çözebilir mi?

Eğer Schrödinger'in Kedisi gibi düşünce deneylerini veya Çift Yarık Deneyi gibi gerçek deneyleri daha önceden duyduysanız, kuantum fiziğinin gerçek dünya deneyimlerimizden ne kadar farklı olduğunun haberdarsınızdır. Schrödinger'in Kedisi isimli düşünce deneyinde, kutunun içinde olduğu hayal edilen bir kedi, kutu açılana kadar hem ölü hem diridir ve kutuyu açtığımız anda bu birden fazla olasılıktan sadece bir tanesi gerçekliğe dönüşür. Çift Yarık Deneyi'nde ise iki ufak yarığa doğru tek tek fırlatılan elektronlar, gözlenmediklerinde bir dalga gibi davranarak girişim deseni oluştururlar, gözlendiklerindeyse bir parçacık gibi davranarak iki basit çizgi oluştururlar. Her iki deneyde de sorun, yapılan gözlem veya ölçüm ile gözlenen/ölçülen şeyin davranışları arasında bir ilişki olduğu fikridir. Schrödinger'in Kedisi örneğinde, farklı olasılıklara sahip iki durumdan biri, ölçüm anında %100 ihtimale dönüşüvermektedir. Çift Yarık Deneyi'nde ise elektron ve foton gibi parçacıklar, gözlenip gözlenmemelerine bağlı olarak davranışlarını değiştirmektedirler.

Klasik ve geleneksel fizik bilgilerimiz ışığında, gözlemci veya bilinç gibi kavramların Evren fiziği üzerinde özel bir yere sahip olmasını beklemeyiz. Benzer şekilde, ölçüm araçları elbette ölçülen unsurun davranışlarını değiştirebilecek olsa da, bilinçli bir gözlemin veya kuantum düzeyde yapılacak bir ölçümün, deney sonuçlarını bu kadar köklü bir biçimde değiştirmesi, izahı ve ek sorgulamayı hak eden bir soru işareti yaratmaktadır. İşte Ölçüm Problemi adı verilen bu problemi izah edebilmek için, bugüne kadar çok sayıda açıklama geliştirilmiştir. Bu açıklamaların araştırıldığı sahaya Kuantum Mekaniğinin Yorumları denmektedir. Bu yazımızda, bunlardan bir tanesi olan Paralel Evrenler (İng: "many-worlds") yorumuna bir bakış atacağız.

Kuantum Mekaniğinin Özünü Anlamak...

Paralel Evrenler yorumunu anlayabilmek için, öncelikle bazı temel kuantum mekaniği kavramlarını hatırlamamız veya öğrenmemiz gerekmektedir. Bunu yapabilmek içinse, öncelikle kuantum mekaniğinin mantığını anlamaya çalışmakta fayda var. Bunu yapmak içinse, daha aşina olduğumuz fiziğe, yani klasik fiziğe (Newton fiziğine) bakabiliriz.

1600'lü yıllarda Isaac Newton, günümüzde halen üniversitelerin fizik bölümlerinde okutulmakta olan temel fizik kurallarını keşfetmiş ve geliştirmiştir. Her ne kadar bu konuları öğrenirken fizik hepimize zorlayıcı gelse de (o makara sistemlerini veya eğik düzlemlerdeki sürtünmeleri hesapladığınız günleri hatırlayın), bu tür fizik, aslında çok basittir.

Klasik mekaniğin (Newton fiziğinin) söylediği üzere, Evren'deki her cismin belli bir durumu vardır. Bu durum, basitçe o cismin yeri ve ne hızla hareket ettiği bilgisini içerir. Eğer uzay içerisinde bir cismin durumunu biliyorsanız, onun belli bir zaman sonra nerede olacağını da tahmin edebilirsiniz. Bilirsiniz, $F=ma$ gibi basit formüllerin özünde yaptığı şey budur.

Bu tür bir fiziğin tanımladığı Evren, adeta bir saat gibi tıkır tıkır işleyen bir evrendir. Bir cismin durumunu bildiğiniz anda, o cismin ileri bir zamanda ne durumda olacağını %100 kesinlikle bilebilirsiniz. Bu tür bir Evren o kadar iyi tanımlanmış bir evrendi ki (ve o zamana kadar bunun yanına bile yaklaşabilen hiçbir açıklama geliştirilememişti), Evren hakkındaki gerçeğin Newton fiziği olduğuna kanaat getirdik.

Ancak günümüzden 1 asır kadar önce, kuantum mekaniği geliştirildi ve işler, kökünden değiştirdi. Aslında kuantum mekaniğinin Erwin Schrödinger tarafından tanımlanan temelleri, Newton fiziğini takip etmektedir ve anlaması o kadar da zor değildir. Gelin buna bir bakış atalım.

Az önce anlattığımız gibi, klasik fizikte cisimlerin bir durumu vardır ve belirli denklemler, o durumların zaman içinde nasıl evrimleştiğini tahmin etmenizi sağlar. Kuantum fiziğinde de cisimlerin bir durumu vardır; ancak bu durum, klasik fizikteki gibi konum ve hız bilgisi değil, dalga fonksiyonu olarak isimlendirilen bir denklemdir. Bunun ne olduğuna birazdan geleceğiz.

Benzer şekilde, kuantum fiziğinde de tıpkı klasik fizikte olduğu gibi bir denklem vardır ve bu denklem, cisimlerin durumlarının zaman içinde nasıl evrimleşeceğini öngörür. Bu denklem de, Newton'un denklemleri değildir; bunun yerine, Schrödinger Denklemi olarak bilinen bir denklem kullanılır.

$H|\Psi ⟩=i\hslash \genfrac{}{}{0ex}{}{d}{dt}|\Psi$

Bu denklemin parçalarını veya nasıl çalıştığını bilmeniz şu etapta önemli değil. Önemli olan şunu anlamak: En nihayetinde, kuantum mekaniğinin yaptığı da, lise derslerinde öğrendiğiniz fiziğin yaptığı gibi, nesnelerin belli bir andaki durumlarından yola çıkarak, belirli şartlar altında, ileri bir zaman noktasında ne durumda olacaklarını kestirmektir.

İşte eğer kuantum mekaniği, klasik fiziği birebir takip ediyor olsaydı, bu noktada durması gerekirdi. Çünkü klasik fizikte bu ikiliden (durum bilgisi ve fiziksel evrim formüllerinden) başka hiçbir şey yoktur. Ana akım kuantum mekaniği yorumu olan Kopenhag Yorumu, yazının başında sözünü ettiğimiz ölçüm problemini çözebilmek için, bu temel kuralların ötesinde bazı ek kurallar tanımlamak zorunda kalmıştır. Günümüzde uluslararası standartlarda öğretilen kuantum fiziği, Kopenhag Yorumu'na dayanmaktadır.

Kuantum Fiziği'nin Kopenhag Yorumu

Kopenhag Yorumu, ölçüm problemini çözebilmek, en azından anlamlandırabilmek için, 3 ek kurala başvurmaktadır:

1. Sadece belirli büyüklükler ölçülebilirdir.
2. Kuantum sistemlerinin bütün özelliklerini ölçmeniz mümkün değildir. Sadece belirli özelliklerini ölçebilirsiniz.
3. Bu parçalara yönelik gözleminiz, sistem hakkında size sadece kısıtlı bilgi verebilir. Dolayısıyla gerçek sistem, sizin ölçebildiğinizden çok daha fazlasıdır.
4. Gözlem sonucunda elde edilebilecek sonuçlar, sadece birer olasılığa karşılık gelir; gerçek değillerdir.
5. Bir gözlem yapılmadan önce, gözlemin sonucunu kesin olarak bildirmek mümkün değildir. Sadece bir olasılık bildirmek mümkündür.
6. Buna bağlı olarak geliştirilen Born Kuralı, dalga fonksiyonunun karesini aldığımızda, sözü edilen bu olasılıkları elde edebileceğimizi söylemektedir. Bu, Kopenhag Yorumu içerisinde ölçüm problemini çözmek amacıyla, Schrödinger Denklemi'ne ek olarak geliştirilmek zorunda kalınan bir denklemdir.
7. Gözlem yapıldığında, dalga fonksiyonu "çöker". Buna, dalga fonksiyonunun çökmesi ya da kısaca çökme adı verilir.
8. Bu durum, gözlem yapılmadan önce ve sonrasında, kuantum sisteminin köklü bir şekilde biçim değiştirdiği anlamına gelmektedir.

Bu kurallar, kuantum mekaniğinin klasik dünya deneyimimizden son derece farklı bir altyapıya sahip olduğunu göstermektedir. Buna göre, kuantum mekaniğinin söylediği şey şudur: Herhangi bir sistemle ilgili gözleyebildiğimiz şeyler, gerçekte o sistemle ilgili olan tüm gerçeklerin çok ufak bir kısmıdır.

Bunu şöyle düşünebiliriz: Klasik fiziğin hiçbir "yorumu" yoktur; çünkü her şey çok açıktır. Lise derslerinde de yapmış olabileceğiniz gibi, cisimlerin hareketlerinin bütün dinamikleri net olarak bilinmektedir ve herkes, aynı sonuçlara kolaylıkla ulaşabilir. Kuantum mekaniğinde ise, eldeki teorinin ne anlama geldiğini sorgulamanız gerekmektedir ve buna yönelik geliştireceğiniz cevaplar, incelediğiniz kuantum sistemin davranışlarını nasıl betimlediğinizi kökünden değiştirmektedir.

Klasik fizikte, bir cismin tam olarak nerede bulunduğunu ve ne hızda hareket ettiğini tespit etmek ve bildirmek mümkündür. Kuantum fiziğinde "bir parçacığın konumu" veya "bir parçacığın hızı" gibi kesin terimlerden söz etmek mümkün değildir. Her şey ama her şey, belirli bir olasılık dağılımı içerisinde tanımlıdır. Yani bir parçacığın, belirli bir lokasyonda olmasının ve belirli bir hıza sahip olmasının belirli bir olasılığı vardır. Bu olasılık, belirli lokasyon ve hızlarda daha yüksekse, o parçacığı o lokasyon ve hızlarda bulma şansınız da daha yüksek olacaktır. Bu olasılık, belirli lokasyon ve hızlarda daha düşükse, o parçacığı o lokasyon ve hızlarda bulma şansınız da daha düşük olacaktır.

Burada fark edilmesi gereken bir nüans şudur: Birçok kaynak, Heisenberg'in Belirsizlik İlkesi'nden yola çıkarak, bir cismin pozisyonu ve hızını aynı anda kesin olarak bilemeyeceğimiz yorumunu yapar. Kuantum fiziğinde bu, daha ziyade şöyle yorumlanır: Bir cismin pozisyonu veya hızı diye bir şey yoktur; bunun yerine, pozisyonlarının ve/veya hızlarının olabileceği durumları bildiren bir dalga fonksiyonu (olasılık fonksiyonu) vardır.

Dolayısıyla belirsizlik, ölçümün keskin olmayışından veya teknolojik yetersizliklerden veya gizemli bir büyüden kaynaklanmaz. Belirsizlik, parçacıkların ne oldukları ve durumlarının nasıl ifade edilebileceği konusundaki önyargılarımızdan doğmaktadır. Kuantum ölçekteki bir parçacığı, "ufacık bir top gibi" hayal edemeyiz. Bir topun konumu ve hızı her daim bilinebilir; bir diğer deyişle, bir topun konumu ve hızı vardır. Bir parçacık ise, bir top değildir; eğer Kuantum Alan Teorisi'ni düşünecek olursanız, her parçacık, o parçacığı tanımlayan ve Evren'in tamamına yayılmış olan alanların titreşimlerinin ürünüdür. Eğer o alan, bir yerde daha çok titreşiyorsa, orada bir parçacık bulma ihtimaliniz artar. Görülebileceği gibi bir topu, "topları tanımlayan bir alan" ile ifade etmek mümkün değildir. Ancak söz konusu parçacıklar olduğunda, bunlar yönelik fiziksel algımızı kökünden değiştirmeksizin, bu parçacıkların davranışını anlamamız mümkün olmayacaktır.

İşte bir parçacığın bulunabileceği durumları tanımlayan olasılık dağılımına, dalga fonksiyonu denmektedir. 2 boyutlu bir dalga fonksiyonu düşünecek olursak, her x ve y koordinatı için, bir parçacığın o koordinatta bulunmasına yönelik bir olasılık vardır. Bu olasılık miktarına, dalga fonksiyonunun genliği ya da kısaca genlik adı verilir. Dolayısıyla dalga fonksiyonu, bir bulut gibi gözükecektir. Parçacık, o bulut içerisindeki her konumda, aynı anda bulunabilir. Buna, süperpozisyon ilkesi adı verilir.

Northwestern University

Yani parçacıkları tanımlarken, spesifik bir lokasyondaki ufak bir topu hayal etmemeliyiz. Bir olasılık dağılımını hayal etmeliyiz. Eğer bir parçacığı ufak bir top olarak düşünmekten çıkarıp, bir olasılık dağılımı bulutu olarak hayal edebilmeye başlarsanız, kuantum fiziğini anlamak konusunda birçok insandan ileri bir noktaya ulaşmışsınız denebilir.

Agora Bilim Pazarı

Uygarlıklar Beşiği Anadolu Tarihi Seti (10 Kitap)

Truva – Güzel Helen

Tarihteki en ünlü kentlerden biri…Paris ve Helen’in aşkı, Ölümsüzlük Suyu’na batırılmış Aşil (Akhilleus) ve Hektor, Tahta At (Truva Atı)… Dünya durdukça unutulmayacak…

Amazonlar – Ay Tanrıçası

Amazonlar gerçekten var mıydı? Yaşadılar mı? Kadınların yönettiği bir devlete sahipler miydi? Sinop, Terme, Amasya, Smirna (İzmir), Efes kentlerini onlar mı kurdular? Truva’yı Yunanistan’dan ve Ege adalarından gelen yağmacı Akalara karşı savundular mı? Amazon Ormanları ile Amazon Nehri’ne neden onların adı verildi?

Hititler – Ninda Watar

Hititler, Orta Anadolu’da MÖ 1700-1200 yılları arasında büyük bir devlet kurdular. Uygarlık tarihine büyük katkılarda bulundular. Batı uygarlığı; Eski Yunan, Eski Roma uygarlıkları, Bizans İmparatorluklarında Hititlilerin izlerine bol miktarda rastlanır. Bronz çağının en güzel örneklerini günümüze bıraktılar. Güneş, geyik heykelleri onların simgeleri oldu. Bronz çağından sonra demir çağını başlattılar. Mısırlılarla Suriye üzerinde güç savaşları yaptılar. Bu savaşlardan, MÖ 1286 yılında yapılan Kadeş Savaşı, dünya savaş tarihinin en önemli savaşlarından birisi olarak anılmaktadır.

Frigyalılar – Midas’ın Kulakları

Anadolu’nun en köklü devletlerinden biri olan Hititler, MÖ 1200 yıllarında düşmanlarının saldırıları sonucu yıkıldı. Hitit Devleti’nin yıkılmasından hemen sonra yeni kurulan devletlerden biri de Frigya Devleti’ydi. Frigya Devleti yaklaşık dört yüz-beş yüz yıl kadar yaşadı. Eski Yunanlılar, bölgede yaşayan insanlara Frig diyorlardı. Bu yüzden bölge insanlarının kurduğu devlete de Frigya Devleti adı verildi. Günümüzde Ankara, Afyonkarahisar, Eskişehir, Kütahya, Uşak, Denizli illerinde izlerine rastlanan Frigler, bize çok değerli tarihi eserler bıraktılar.

Lidyalılar – En Mutlu İnsan

Hikâyemiz Manisa’da geçiyor. Ege bölgesinin bu ünlü kentinde çok eskiden Lidya Devleti vardı. Devletin başkenti Sard kentiydi. Sard, görkemli yapıları, mermer, mozaik işlemeleriyle günümüzde bile ayakta duruyor ve görenleri büyülemeyi sürdürüyor.

Hierapolis – Kutsal Suların Kenti

MÖ 2.yy’da Pergamon Kralı İkinci Eumenes, düşmanları Selevkosları yenerek şimdiki Denizli merkez ve Pamukkale’nin bulunduğu bölgeye egemen olmuş. Kral Yolu üstünde olması nedeniyle bu bölgenin ticari önemini hemen kavramış. Kutsal suların bol olmasından dolayı da büyük bir kent kurulursa hem ticari açıdan gelir getireceğini ve hem de sağlık açısından çok yararlı olacağını düşünmüş. Mimarlarına emir vermiş. O zamana kadar küçük bir köyün bulunduğu bu yere gelen Pergamos’un ünlü mimarları, yüz dekar alana kent merkezini kurmuşlar. İkinci Attalos, kente sevgili eşi Hierai’nin adını vermiş: Hierapolis…

Kimmerler – At ve İnsan

Tarih sahnesine MÖ iki bin yıllarında çıkan Kimmerler, Kırım, Kuban, Dinyeper, Don, Kiev, Poltava, Volga, Ural-Altay,  Kafkaslar, Macaristan, Balkanlar ve Anadolu gibi çok geniş bir coğrafyada başta kurganlar olmak üzere birçok balbal, bark ve eserler bıraktılar. Barbar diye algılatılmaya çalışılan Kimmerlerin, insanlığın uygarlık değerlerine önemli katkılar yaptığı son yüzyılda daha iyi ortaya çıktı.

Karyalılar – Anadolu’nun Denizci İnsanları

Eski bir Mısır yazması şöyle der: “Karya’lar, denizin yüreğindeki adalarda yaşayan insanlardır.” Denizci ve savaşçı özellikleri öne çıkan Karyalılara, komşu ülkelerdeki halklar kısaca “Karlar” diyordu. Bronzdan silahlar satan Karyalı gemiciler aynı zamanda iyi savaşçılardı. Fırsat buldukça adalara, Helen anakarasının kıyılarına saldırıyor, yağma yapıp dönüyorlardı. Zamanla adalarda ve Ege’nin karşı sahillerinde korkulan insanlar oldular. Tarihin ilk paralı askerleri onlardı ve düşmanları bile onları kiralamak isterdi.

Bergama – Parşömen Kâğıdının Ülkesi

Pergamon; ilkçağların dünya incisi kentlerinden biriydi. Dünyanın en değerleri heykelleri, mermer işçiliğinin en mükemmeli bu kentteydi. Tıp bilimine uygun ilk hastane burada açılmıştı. Keçi derisinin işlenerek üzerine yazı yazılmasına uygun hale gelmesiyle oluşan parşömen bu kentte bulunmuştu. Pergamon, ilkçağda da yakınçağda da acımasızca yağmalandı. Yakın çağlardaki yağma, Alman mühendis  Carl Humann’ın 1865’de gelişiyle başladı. Carl Humann, yağmanın büyük ödülü olan eşsiz Zeus Sunağı’nı, parça parça Almanya’ya götürdü.

Efes – Harikalar Diyarı

İzmir Aydın demiryolu hattının yapımının ve işletmesinin ayrıcalığını Osmanlı yönetiminden alan İngilizler hemen çalışmaya başlamışlardı. Ayasulug’a (İzmir’in Selçuk ilçesi) sürekli İngilizler geliyor ve ölçümler yapıyorlardı. Gelenlerden biri de mühendis Wood’tu. Çocukluğundan beri arkeolojiye meraklı olan Wood, bu toprakların geçmişte dünyanın en zengin uygarlıklarından birine ev sahipliği yaptığını okumuştu. Okuduğu kaynaklardan bir tanesi, dünyanın yedi harikasından biri olan ARTEMİS TAPINAĞI’nın EFES’te olduğunu yazıyordu. Wood’un, demiryolu yapımına katılmasının nedeni de bu tapınağı bulmaktı. Wood ARTEMİS TAPINAĞI’nı bulabilecek miydi?

Devamını Göster

₺800.00

Satın Al Tüm Ürünler

• Dış Sitelerde Paylaş

İşte Kopenhag Yorumu'nun kattığı ek kurallar, eğer yukarıdaki gibi bir olasılık dağılımına sahip bir elektronu gözleyecek olursanız, o bulutun bir "bulut" olmaktan (yani bir "dağılım" olmaktan) çıkıp, tek bir lokasyona ve %100'lük bir ihtimale çöktüğünü söylemektedir.

Andrew Friedman

İşte Kopenhag Yorumu'na göre, gözlem öncesinde sahip olunan dalga fonksiyonunun herhangi bir noktadaki değeri, gözlem sonrasında dalga fonksiyonunun o noktaya çökme ihtimalini belirlemektedir. Bu, Born Kuralı ile, aşağıdaki gibi tanımlanır:

$\text{Olasılık}(x)=|\Psi (x){|}^2$

Kuantum fiziğiyle ilgili birçok tartışmalı ve açık uçlu soru vardır:

• "Gözlem" tam olarak nedir? Ne tür etkileşimler "gözlem" olarak sayılmaktadır?
• Bir "gözlem", tam olarak ne zaman gerçekleşmiş sayılır?
• Gözlemi yapan kişinin bilinçli olması önemli midir? İnsan olması önemli midir? Bir kedi gözlemi yapacak olsa ne olurdu? Bir toprak solucanı yapacak olsa ne olurdu? Gözlemi direkt olarak yapmasak ne olurdu?
• "Gözlem" veya "dalga fonksiyonunun çökmesi" ne kadar hızlı yaşanmaktadır? Bir anda mı olmaktadır, kademeli olarak mı?
• Gözlemciler klasik fiziğe uygun gibi davranırken, sistemler neden kuantum fiziğine uyuyor gibi gözükmektedir? "Klasik" olan ile "kuantum" olanı birbirinden ayıran nedir?
• Kuantum fiziği neden bu kadar belirgin bir olasılıkçılığa sahiptir? Evren, aşina olduğumuz boyutlarda deterministik gibi gözükürken, kuantum ölçekte neden birden olasılıkçı gibi gözükmeye başlamaktadır?

Kopenhag Yorumu "standart yorum" olarak belirlendikten sonra, birçok araştırmacı artık bu sorulara cevap aramayı bırakmış ve dalga fonksiyonunun çökmesi yorumuyla konuyu büyük oranda kapatmıştır. Ne var ki bu yorum, çok sayıda varsayım ve Evren'in geri kalanıyla tutarsız gibi gözüken ek açıklamalarla gelmektedir. Bu nedenle Kopenhag Yorumu'nun ötesine geçebilmek, en azından buna çaba sarf etmek, gerçeği anlamak ve fizikte yeni araştırma sahaları yaratabilmek adına önemlidir. İşte bu noktada, karşımıza Everett Yorumu olarak da bilinen Paralel Evrenler Yorumu çıkmaktadır.

Paralel Evrenler (Everett) Yorumu

Kuantum fiziğinin Everett Yorumu (Paralel Evrenler Yorumu veya İng: "Many-worlds Interpretation" veya kısaca "MWI"), az önce sözünü ettiğimiz dalga fonksiyonunun matematiksel bir olasılık dağılımı değil, objektif olarak gerçek bir dalga olduğunu iddia eden yorumdur.

Kuantum fiziğinin Everett Yorumu'na göre dalga fonksiyonunun çökmesi diye bir olay yoktur; bir diğer deyişle, kuantum ölçekte bir gözlem yapıldığında dalga fonksiyonu olası dağılım içerisinde bir olasılığa çöküvermez. Tam tersine, dalga fonksiyonunun tanımladığı (daha doğrusu bünyesinde barındırdığı) olasılıkların hepsi, aynı anda gerçek olur. Yani dalga fonksiyonu çerçevesinde mümkün olan her olasılık, aslında farklı birer evren (veya "evren kopyası") içerisinde gerçektir. Kopenhag Yorumu'nun iddia ettiğinin aksine, hiçbir olasılık diğerinden daha gerçek değildir. Her olasılık, eşit derecede gerçektir ve bizim deneyiminiz, o paralel evrenlerdeki gerçeklerden sadece biridir.

Koherans, Dekoherans ve Kuantum Davranışlar

Bunun temelinde yatan fikir, Evren içindeki her nesnenin kendine ait ayrı bir dalga fonksiyonu olmadığı, Evren'in tamamını tanımlayan tek bir dalga fonksiyonu olduğudur. Buna, evrensel dalga fonksiyonu denir. Bu dalga fonksiyonu, Evren içerisinde olabilecek her şeyi, her olasılığı, bünyesinde barındırır ve tanımlar. Dolayısıyla bir elektronun kendi dalga fonksiyonundan söz ederken, aslında çevresinden yeterince izole olduğunu varsaydığımız bir elektronun davranışlarından ve durumunun evriminden söz ederiz.

Elbette bu varsayım, neredeyse hiçbir zaman geçerli değildir; çünkü çevresinden tamamen izole bir elektron neredeyse hiçbir zaman bulunmaz. Ancak eğer yeterince izole bir sistem yaratabilirsek; o zaman elektronlar (veya incelediğimiz herhangi bir diğer kuantum sistem) sanki etrafından/çevresinden izoleymiş gibi davranabiliriz. Schrödinger'in Kedisi Deneyi'nde, Çift Yarık Deneyi'nde ve diğer tüm kuantum deneylerinde (özellikle de Kopenhag Yorumu çerçevesinde değerlendirilenlerde) varsayılan budur.

Bu gerçekle yüzleşmek, bir anda kuantum sistemler için işleri değiştirmektedir. Çünkü bu durumda, kuantum sistemin evrimini incelerken sadece kuantum sistemin kendisi ile gözlemciyi değil, aynı zamanda içinde bulunulan çevreyi de hesaba katmak gerekecektir.

Bu, şu açıdan önemlidir: Kuantum sistemlerin içindeki her nesne, dalga-benzeri özelliğe de sahiptir; bunu yukarıda detaylarıyla incelemiştik. Bu dalgalara de Broglie Dalgaları denir. Örneğin Çift Yarık Deneyi'nde elektronlar, sadece bir bilye değillerdir ve sadece bir bilye gibi davranmazlar. O bilyeye eşlik eden bir dalga da vardır (daha doğrusu, bir dalga fonksiyonu vardır). İşte o yarıkların her ikisinden de aynı anda geçen elektronların (ve onları temsil eden dalga fonksiyonlarının) birbiriyle girişim yapabilmesi, koherans (İng: "coherence") adı verilen bir olgu sayesinde mümkün olmaktadır. Bu koheransın bozulmasına dekoherans (İng: "decoherence") adı verilir. Bir sistemi tanımlayan durumların farklı fazları arasında kesin bir ilişki olduğu müddetçe, o sistem koherant olarak tanımlanır.

Bu koherans, kuantum fiziği yasalarıyla korunur. Yani eğer bir kuantum sistem, kusursuz bir şekilde çevresiyle yalıtılmış olsaydı, teoride koherans sonsuza kadar devam edebilirdi; ancak kusursuz yalıtık bir sisteme dair bilgi almak (yani ölçüm veya gözlem yapmak) imkânsız olurdu. Bir ölçüm veya gözlem, kuantum sistemin izolasyonunun kusursuz olmadığı anlamına gelir. İşte bu durumda koherans, çevreyle paylaşılmaktadır diyebiliriz ve bu nedenle de zamanla yitirilir. Koheransın yitirilmesine, dekoherans denir. Buna bağlı olarak da o kuantum sistemin kuantum özellikleri ortadan kalkar.

Dekoheransı, bir kuantum sistemin çevresine bilgi sızdırması ve bu bilgiyi kaybetmesi olarak düşünmek mümkündür. En nihayetinde tüm sistemler, içinde bulundukları ortamın enerji seviyeleriyle öyle veya böyle eşlenmiş (İng: "coupled") hâldedir. Her çiftlenmede olduğu gibi, bu durumda da sistemle çevresi arasında dolanıklık durumları ortaya çıkar. Bu dolanıklık, sistemin çevresiyle olan kuantum bilgi aktarımını etkiler ve değiştirir.

Dekoherans, "dalga fonksiyonunun çökmesi" durumunu izah etmekte kullanılmaktadır. Burada, yoruma bağlı olarak dekoherans ile çökme arasındaki ilişki değişebilmektedir. Kopenhag Yorumu'na göre dekoherans nedeniyle kuantum sistemin dalga fonksiyonu çökmüş gibi gözükmektedir; Everett yorumuna göreyse evrensel dalga fonksiyonu çökmemiştir ve çökmez de... Şimdi tüm bu kavramlara biraz daha yakından bakalım.

Schrödinger'in Kedisi Ölü mü, Diri mi?

Everett Yorumu'nun tüm bunlarla ilişkisini daha iyi anlamak için, Schrödinger'in Kedisi deneyini ele alalım (Çift Yarık Deneyi ve diğer kuantum deneyler için de genellenebilir). Bir kutu içerisinde bir kedi olsun. Kutunun bir köşesinde radyoaktif bir parçacık olsun. Bu parçacığın ışıma yapması, belli bir olasılığa tabidir. Diyelim ki parçacık, %50 ihtimalle ışıma yapsın, %50 ihtimalle yapmasın. Işıma yaparsa, bir Geiger Sayacı bunu tespit edebilecek olsun ve bu sayaç tetiklenecek olursa, odaya zehir salınsın. Bu durumda eğer parçacık ışıma yapacak olursa, kedi ölecektir. Yapmazsa, kedi hayatta kalacaktır. Schrödinger'in Kedisi düşünce deneyi, özetle böyle bir durumu hayal eder.

Öncelikle, klasik mekanik (Newton fiziği) açısından düşünelim. Klasik fizikte, her cismin her durumu net bir şekilde tanımlanabilirdir. Klasik fizikte de olasılıklar ve istatistik vardır; ancak bu istatistik, bir sistemin genel durumu hakkında oldukça isabetli bir bilgiye sahip olmak için kullanılabilir. Örneğin bir oda içinde katrilyonlarca molekül olduğunu bilirsiniz; ancak bunların her birinin her andaki durumunu bilmeniz mümkün değildir. Yine de klasik fizik çerçevesinde istatistiki mekaniği kullanarak, o odanın ortalama sıcaklığı, basıncı ve durumu ile ilgili olabilecek diğer parametreleri çok isabetli bir şekilde hesaplayabilirsiniz. Zaten Dünya'da olan bitenleri anlamamızı mümkün kılan ana yöntem budur.

Kuantum fiziği üzerine 20. yüzyılda kafa yoran büyük fizikçiler (örneğin Albert Einstein veya Erwin Schrödinger), kuantum fiziğinin de klasik fizik gibi olması gerektiğini düşünmüştür. Eğer bu çerçevede düşünecek olursanız, kedi gerçekten ya ölüdür ya da diridir. İkisi birden olamaz. Bizim bu konudaki bilgisizliğimiz, kutu içinden henüz bilgi alamıyor oluşumuzdur. Ama bu, kedinin bu iki durumdan birinde ve sadece birinde (yani ya ölü ya diri) olduğu gerçeğini değiştirmez. Ölçümü yaptığımızda, kutunun içindeki kedinin durumu değişmez. Kutunun içindeki kedinin zaten bir durumu vardır (bunu fiziksel objektif gerçek olarak düşünebiliriz); biz kutuyu açtığımızda o durumdan haberdar oluruz (epistemik eksiğimizi gideririz). Hepsi bu.

Ancak kuantum fiziği çerçevesinde geliştirilen denklemlere bakacak olursak, durum böyle değildir. Bu denklemler, kedinin ya o ya da bu durumda olduğunu söylememektedir. Eğer ki kutu, açılma ve açılmama arasında bir süperpozisyona sahipse (yani her iki durumu da tanımlayan bir dalga fonksiyonu varsa), o zaman kedi de ölü ve diri olma arasında bir süperpozisyona sahiptir. Yani kuantum fiziğinin söylediği şey, bizim epistemik bir bilgi boşluğumuz olduğu değildir; bir diğer deyişe, kedinin durumundan bihaber olduğumuzu söylemez. Kuantum fiziğinin söylediği, kedinin gerçekten hem ölü hem diri olduğu, ama aynı zamanda ne ölü ne de diri olduğudur. Yani kedi, "ölü olma" ve "diri olma" olasılıklarını taşıyan bir dalga fonksiyonundan ibarettir. Bir süperpozisyon halindedir.

Bunu gerçek bir kuantum sistem üzerinden düşünecek olursak, yukarıda da izah ettiğimiz gibi, elektronun nerede olduğunu bilmiyor değiliz. Elektron, gerçek anlamıyla o olasılık bulutunun hem her yerindedir, hem de hiçbir yerindedir. "Elektron" dediğimiz şey, zaten o buluttur; o olasılık dağılımıdır; o dalga fonksiyonudur.

Kopenhag Yorumu, Schrödinger'in Kedisini Nasıl Yorumlar?

İşte Kopenhag Yorumu, kedinin durumunu kuantum özelliklere uyan bir sistem olarak kurgularken, bu kedinin durumunu gözleyen kişiyi (gözlemciyi) veya gözlem aracını klasik fizikte tanımlanan bir olgu olarak kurgulamaktadır. Buradaki mantık, gözlenen şey kuantum ölçekte olsa bile, gözleyen şeyin devasa (makroskopik) bir nesne olduğudur (örneğin bir kamera, insan, vs.). Kopenhag Yorumu'na göre, bir gözlem yaptığımızda, yani bir dalga fonksiyonu çökmesi olayı yaşandığında, iki olasılıktan biri gerçekleşmiş olur: O anda kedi hayattadır ve gözlemci, kedinin hayatta olduğunu görür. Veya o anda kedi ölüdür ve gözlemci, kedinin ölü olduğunu görür.

Everett Yorumu ve Schrödinger'in Kedisi

Burada Everett Yorumu, başka bir tutum sergiler: Dalga fonksiyonunun çökmesi gibi, Kopenhag Yorumu tarafından ileri sürülen, kuantum fiziğini klasik fizikten ayıran ek varsayımların tamamını görmezden gelir ve sadece herkesin evrensel olarak kabul ettiği gerçeğe, Schrödinger Denklemi'ne odaklanır. Bunun rasyonel çıkarımı şudur: Sadece kuantum parçacıklar değil, Evren'deki her şey, hatta Evren'in kendisi de kuantum bir sistemden ibarettir ve her şey, dalga fonksiyonuna uyar. Hatta öyle ki, zaten Evren ve bünyesindeki her şey dalga fonksiyonlarından ibarettir.

Bu durumda, Schrödinger'in Kedisi deneyinde sadece kedi değil, aynı zamanda gözlemci de kuantum nesneler olarak değerlendirilmelidir. Dolayısıyla gözlemci, makro bir nesne olsa bile, en nihayetinde bir dalga fonksiyonundan ibarettir ve kuantumun bütün kurallarına uymak zorundadır. Bu durumda, iki kuantum nesne birbiriyle etkileşiyor demektir ve bu, o iki kuantum nesnenin dolanık olması anlamına gelmektedir. Yani bu yorumda, gözlemci ile gözlenen, dolanıktır.

Bu noktada, yine kutu açılıp, kedinin durumu ölçülebilir. Ancak bu sefer, Kopenhag Yorumu'nda olduğu gibi kedinin ölü/diri olma ihtimali tek bir olasılığa (ölü veya diri olmaya) çökmez; daha ziyade, gözlemci de sistemin bir parçası olarak bir süperpozisyon oluşturur. Burada kritik nokta şudur: Bu, ek bir varsayım değildir; herkesin evrensel olarak kabul ettiği Schrödinger Denklemi, birbiriyle dolanık olan parçacıklar için zaten bunu öngörür. Eğer gözlemci de kuantum bir olguysa, gözlemci de süperpozisyonda olmak zorundadır.

Bu, şu anlama gelir: Gözlemci ile gözleneni bünyesinde barındıran sistemin evrimini tanımlayan dalga fonksiyonunun bir kısmı, kedinin ölü olduğu ve sizin de bu ölü olma hâline tanıklık ettiğiniz durumu tanımlar. Diğer bir kısmı ise kedinin diri olduğu ve sizin de bu diri olma hâline tanıklık ettiğiniz durumu tanımlar. Bunların her ikisi de eşit miktarda gerçektir. Burada gerçektir sözcüğünden kasıt, kelimenin gerçek anlamıyla gerçek olduğudur. Yani Everett Yorumu'na göre, Schrödinger Denklemi, Schrödinger'in Kedisi deneyi için kutu açıldığında var olan 2 ayrı evren tanımlar ve o iki evren gerçekten de vardır. İşte bu nedenle Everett Yorumu'na, paralel evrenler veya çoklu dünyalar da denmektedir; çünkü bu model, en azından matematiksel olarak, daha ziyadeyse fiziksel olarak, birbirine paralel olan, birbiriyle etkileşemeyen ve her an yaratılmakta olan evrenler betimler.

Kendinizi bu olasılıklardan/evrenlerden biri içinde bulmanız, diğeri içinde bulmanızdan daha yüksek veya düşük ihtimalli olabilir. Örneğin dalga fonksiyonu, kediyi öldürecek radyoaktif ışımanın %0.2 veya %95 ihtimalle gerçekleşeceğini söyleyebilir. Bu, kendinizi, o gözlemi yaptığınızda, bu dalga fonksiyonunun tanımladığı evrenlerden hangisi içinde bulacağınızın ihtimalini belirler. Ancak düşük ihtimalli olan evren de gerçektir ve vardır.

Elbette bu yorum, ilk etapta kulağa gerçekçi gelmez. Çünkü günlük yaşantımızda, bizim kopyalarımızın olduğu ve sayıları durmaksızın artan evrenler olduğu gibi bir hisse sahip değilizdir. Asla süperpozisyonda olduğumuzu hissetmeyiz. Böyle bir dünya veya evren algımız yoktur. Bizim için kediyi ölü veya diri gördüğümüz bir ân vardır ve hepsi budur. Hiçbir zaman ikinci, üçüncü veya herhangi bir diğer paralel evrende de bulunduğumuzu deneyimlemeyiz. Zaten Kopenhag Yorumu'yla gelen ek açıklamaların hepsi, bu yalın gerçeği, günlük deneyimlerimiz ve hislerimizle bağdaştırabilmek adına geliştirilmiştir.

Dekoherans ve Kopenhag Yorumu'nun Hatası

Everett Yorumu'na göre, Kopenhag Yorumu'nun en büyük hatası, çevrenin etkisini görmezden gelmesi veya çevrenin kuantum sistem üzerindeki etkisini yok saymasıdır. Everett Yorumu çerçevesinde Schrödinger'in kedisi, çevre ve gözlemci ile eşlenmiş haldedir. Buna ek olarak, çevre de gözlemci de kedi gibi kuantum yasalarına uyan parçalardır. Kuruyu açtığınız anda aslında yaptığınız, dehokeranstır.

Buradaki kritik nokta, siz kutuyu açsanız da açmasanız da kedinin çevreyle dolanık olması ve dekoheransın her durumda (kutuyu açsanız da açmasanız da) yaşanacak olmasıdır. Hiçbir kuantum deney, kusursuz yalıtık bir halde yapılamaz ve dolayısıyla Schrödinger'in Kedisi, eğer kusursuz yalıtık bir durumu hayal ediyorsa, gerçekçi bir deney değil demektir. Gerçekte bir kuantum ölçümün yapıldığı yerde her yerden sıçrayan fotonlar, kutunun içinde ve dışında bulunan hava molekülleri ve bunların içindeki atomlar (ve onları oluşturan protonlar, nötronlar, elektronlar) ve daha nicesi vardır. Çevre; kedi ve gözlemci haricindeki her şeydir. Bunların hepsinin kuantum (veya klasik) durumlarını kusursuz bir şekilde takip etmek imkânsızdır.

İşte burada, kritik bir gerçekle yüzleşiriz: Siz ölçüm yapsanız da yapmasanız da, Schrödinger'in Kedisi, dolanık olduğu bir diğer parçacık ile zaten çoktan etkileşmiştir; yani sizden çok önce zaten bir "ölçüm" yapılmıştır. Bunun sebebi, sistemin çoktan çevreyle dolanık hale gelmiş olması ve dolayısıyla dekoherant hâle gelmiş olmasıdır. Siz kutuyu açtığınızda (yani "gözlem/ölçüm yaptığınızda"), olan çoktan olmuştur (ki o önceden olana "dekoherans" diyoruz).

Burada, çevreyi işin içine katarak yapılanı anlamak da önemlidir: Çevre, kuantum dalga fonksiyonunun bir parçası olduğu için, ölçüm sonrasında görülebilecek olasılıkların içerisinde, çevrenin farklı durumları da vardır. Çevrenin bu farklı durumları, farklı fiziksel evrenlere karşılık gelir (çünkü "çevre", sadece kedinin olduğu kutudan ibaret değildir; kutunun olduğu odayı, odanın olduğu ülkeyi, ülkenin olduğu gezegeni, gezegenin olduğu evreni kapsar). İşte bu yüzden her kuantum ölçüm veya gözlem sonucunda "paralel" bir evren oluştuğunu söyleriz, çünkü Schrödinger Denklemi bize bunun olduğunu söyler. O evrenler, birbirleriyle etkileşebilir yapıda değillerdir. Bir kez oluştuktan sonra, bir daha birbirleriyle haberleşemezler veya etkileşime geçemezler.

Dekoherans, Yeni Evrenler Yaratır; Gözlem, Hangi Evrende Olduğumuzu Söyler!

Bunu, Kopenhag Yorumu ile kıyaslamak için şöyle de özetleyebiliriz: Kopenhag Yorumu'nun söylediği gibi kedi, aynı anda hem ölü hem diri iken gözlem sonucu bunlardan birine çökme yaşanmaz. Daha ziyade, o gözlemin yapılacağı (ve kedinin bulunduğu) çevre, "gözlemin yapıldığı ve kedinin ölü görüldüğü" ve gözlemin yapıldığı ve kedinin diri görüldüğü" iki ayrı evrene ayrılmıştır (bu olaya dallanma (İng: "branching") adı verilir). Bu iki evren, gerçeğin iki farklı versiyonudur. İkisi de gerçektir. İkisi de vardır. İşte buna, paralel evrenler yorumu (Everett Yorumu) denir.

Burada anlaşılması gereken önemli bir detay şudur: Ortada herkesin kabul ettiği bir Schrödinger denklemi var da, onun üzerine bir paralel evren yapısı inşa etmiyoruz. Denklemlerin söylediği şey, zaten o evrenlerin birbiriyle aynı matematiksel gerçekliğe veya karşılığa sahip olduğudur. Gözlem yapıldığı anda sistem değişmemektedir (yani Everett Yorumu, Kopenhag Yorumu'nun bu konuda hatalı olduğunu söylemektedir). Gözlem anında (hatta dekoherans nedeniyle gözlem öncesinde) tüm olasılıklar gerçeklenmektedir ve biz, bir gözlem yaparak, o evrenlerden hangisinde var olduğumuzu tespit etmekteyiz.

Everett: Schrödinger Denklemi'ne Güvenin!

Everett Yorumu'nu savunanların ısrar ettiği nokta şudur: Eğer bir elektronun birden fazla durumda süperpozisyon hâlinde olduğunu kabul edebiliyorsak (ki bütün kuantum fizikçileri bunu kabul etmektedir), o zaman gözlemcinin de, yani bizim de birden fazla paralel evren ile süperpozisyon halinde olduğumuzu kabul edebilmemiz gerekir. Elbette, aynı şekilde, Evren'in tamamı da, diğer evrenlerle süperpozisyon halindedir. Yani Everett Yorumu'nda sözü edilen evrenler, her zaman vardır ve her ölçümde bu paralel evrenlerin sayıları artar. Bu yorumu savunanlar, Schrödinger Denkemi'nin hâlihazırda bunu bize söylediğini ve bunu gerçek kabul etmek zorunda olduğumuzu söylemektedirler.

Daha önce de söylediğimiz gibi, bunu sağduyularla örtüştürmek oldukça zordur; ancak Everett Yorumu'nu savunanlar, bunun Schrödinger Denklemi'nin söylediği gerçeği reddetmek için yeterli ve geçerli bir gerekçe olmadığını ileri sürmektedirler. Hatta Everett Yorumu'nu savunanlara göre, Paralel Evren yaklaşımı dışında kalan bütün yaklaşımlar (örneğin Kopenhag Yorumu), yok olan evrenler yaklaşımlarıdır; çünkü onlara göre çok sayıda evren vardır ve ölçüm sırasında bunların birçoğu yok olur ve sadece 1 tanesi geriye kalır. Bu şekilde düşünüldüğünde, iki yorumun "kulağa absürt gelme" bakımından birbirinden çok da farklı olmadığı söylenebilir.

Paralel Evrenler Ölçüm Problemi'ni Çözer mi?

Everett Yorumu'nun en önemli çıkarımlarından biri, bir anda ölçüm kavramını önemsizleştirmesidir ve bu bakımdan, Ölçüm Problemi'ni çözdüğünü iddia etmektedir. Paralel Evrenler yaklaşımına göre, ölçüm ya da gözlemin hiçbir değeri yoktur; istediğiniz kadar ölçüm veya gözlem yapabilirsiniz. Bu ölçüm/gözlem, hiçbir şekilde kuantum sistemlerini etkilememektedir ve bu, tam da Evren'de "gözlemcilerin" yeri konusunda sahip olduğumuz sağduyu ile uyumludur. Gözlemcilerin "özel" bir yeri olmamalıdır, böyle bir varsayımın olması için gerekçe yoktur.

Ancak Everett Yorumu haricindeki yorumlar, gözlemcilere özel bir güç atfederler ve bu nedenle "mistik" bir doğaya sahiptirler. Everett Yorumu'nu savunanlar, paralel evrenler fikri kulağa ne kadar absürt gelirse gelsin, Kopenhag Yorumu'nun kendi absürtlüğünden daha absürt olamayacağını söylemektedirler.

Everett Yorumu'na göre paralel evrenleri yaratan ve dalga fonksiyonunu etkileyen şey, kuantum mekaniği çerçevesinde geliştirilen denklemlerin hâlihazırda başından beri söylediği gibi, kuantum etkileşimlerdir (örneğin dolanıklık). Bu etkileşimler, ölçüm veya gözlemlerden bağımsız olarak, her ân, durmaksızın yaşanmaktadır. Örneğin vücudumuzdaki atomlar içerisinde durmaksızın etkileşimler yaşanmaktadır ve bu etkileşimlerin her biri, dekoheransa neden olarak paralel evrenlerin oluşmasına sebep olmaktadır. Yapılan bir hesaplama, sadece radyoaktif bozunmadan ötürü, her bir insanın vücudunda, her bir saniye $2^{5000}$ veya $10^{1500}$ adet yeni paralel evren yaratıldığına işaret etmektedir.

Bunu hazmetmesi ve kabullenmesi oldukça zordur; ancak bu, fiziksel denklemlerin bize söylediği şeyi görmezden gelmek için yeterli ve geçerli bir gerekçe değildir. Bu nedenle bugüne kadar yaptığımız her seferde başarılı olduğumuz gibi, şimdi de matematiği takip ederek fiziksel denklemlerin bize işaret ettiği yere gitmeliyiz. Everett Yorumu savunucularına göre o yer, paralel evrenlerin varlığını kabul etmektir.

Paralel Evrenlerdeki "Evrenler" Nedir?

Bir evren (veya birebir çeviri yapacak olursak, bir "dünya"), bünyesinde barındırdığı makroskopik nesnelerin (yıldızlar, şehirler, insanlar, kum taneleri ve diğer her şeyin) tamamını klasik fizik çerçevesindeki tanımlanmış kesin durumlarını içeren bir bütündür. Bu terim, matematiksel olarak iyi tanımlanmış bir karşılığa sahip değildir; ancak örneğin bir kedinin "klasik fizik çerçevesinde tanımlanmış kesin durumları", alternatifler arasındaki farkı seçebileceğimiz ölçüde belirgin bir şekilde tanımlayabileceğimiz tüm durumları içerir (ölü, diri, gülümseyen, koşan, vs.). Bu tanımlama, klasik fizik çerçevesinde de anlamlı bir duruma işaret eder; yani tek bir dünya/evren içerisinde süperpozisyonlara yer yoktur.

Buradan yola çıkarak tanımlayabileceğimiz bir diğer kavram, merkezil evren kavramıdır (buna relatif/göreli evren veya perspektifçi evren de denir). Bu evren, her fiziksel bir sistemin var olma ihtimali sıfır olmayan her bir durumunu içeren bir evrendir. Bilinçli bir varlık olarak deneyimlediğimiz evren, bu türden bir evrendir. Bu evrende, bilinçli olan bizlerin algıladığı her şeyin kesin bir durumu vardır; ancak gözlemediğimiz, dolayısıyla algılamadığımız şeyler, farklı klasik durumların süperpozisyonu hâlinde olabilirler. Bu türden bir evren tanımlamanın en büyük avantajı, örneğin bir diğer galaksideki kuantum ölçümlerinin bizim evrenimizde dallanmaya neden olmamasıdır.

Sıradan bir insanın deneyimlediği bu merkezil evren, kozmolojik Evren ile aynı şey değildir. Çünkü Evren, "her şeyi içinde barındıran" demektir ve bu şartı sağlayan sadece 1 tane Evren vardır. Daha ziyade Evren, içerisinde bizim deneyimlediğimize benzer olan çok sayıda "evrencik" veya "küçük e'li evren" barındırır. Bizim deneyimlediğimiz merkezil evrenin belirgin bir geçmişi ve geleceği vardır. Paralel Evrenler Yorumu'ndaki merkezil-olmayan evrenler ise, herhangi bir ân içerisinde geçmişi tamamen belli olan ama geleceği sonsuz miktarda (veya çok sayıda) olasılığı barındıran bir yapıya sahiptir.

Paralel Evrenlerdeki "Ben" Kimim?

Paralel Evren Yorumu'nda, bir diğer kuantum sistemle etkileşime geçen şey, bilinçli bir varlık olarak bir insan veya bilinçsiz bir yapı olarak Dünya, kedi, vs. olabilir. Bu nesneler, belli bir ândaki vücut ve (varsa) beyne ait durumların klasik fizik dahilinde anlamlı bir bütünüyle tanımlanırlar. Bu bakımdan, eğer isminiz örneğin "Ayşe" ise, bu yazıyı "siz" ile "Ayşe" aynı şeye karşılık gelmemektedir. Siz bu satırları okurken, farklı evrenlerde çok sayıda "Ayşe" vardır; ancak farklı evrenlerde çok sayıda "siz" yoksunuz. Siz, yani vücudunuz ve beyniniz (ve ondan doğan bilinciniz), tek bir evrendeki tek bir bireye karşılık gelmektesiniz.

Zaten paralel evrenlere bölünmediğimizi hissetme nedenimiz de budur. Biz, sonsuz miktarda (veya çok sayıda) dallanan evrenlerden sadece bir "soy hattında" bulunmaktayız. O soy hattı "biz"iz. Ancak bizim gibi çok sayıda soy hattı var ve dışarıdan bakan biri, bunların hepsinin "Ayşe" olduğunu düşünürdü. O Ayşelerin hepsi, kendilerini "Ayşe" olarak görmektedir. Ancak o Ayşelerin sadece 1 tanesi "siz"siniz. Dolayısıyla evren kaça bölünürse bölünsün, "siz", hep tek bir hattı temsil ediyorsunuz.

Elbette bu durumun kaçınılmaz bir sonucu şu: Siz bu yazıyı 2021 yılında okuyorsanız, 2021 yılındaki tek bir "Ayşe"ye karşılık geliyorsunuz; ancak şu satırları okurkenki "siz", örneğin 2052 yılındaki sayısız Ayşe'nin ortak atası olacaksınız. Bu bakımdan paralel evrenler, evrimsel soy ağaçlarına ("evrim ağaçlarına") benzetilebilirler. 2052'deki hangi Ayşe olacağınızı sormanız anlamsız olacaktır; çünkü o Ayşelerin hepsi sizden köken alacaktır. Bilinçli veya bilinçsiz olarak her kuantum ölçüm yaptığınızda, yeni paralel evrenler ve yeni "Ayşe"ler oluşacaktır. O Ayşelerin hepsi "gerçekten Ayşe"dir; ancak onlardan sadece 1 tanesi "siz"siniz.

Everett Yorumu'nun Özellikleri

Buraya kadar anlattıklarımızı özetleyecek ve Everett Yorumu'nun özelliklerinin kuantum fiziğine kattığı önemli avantajları tekrar edecek olursak:

• Everett Yorumu, kuantum ölçüm problemini dekoherans ile çözmektedir. Gözlemci etkisi, birçok kuantum paradoksunun kalbinde yer aldığı için, Paralel Evren Yorumu'nu kullanarak Schrödinger'in Kedisi, EPR Paradoksu, von Neumann "sınır problemi" ve dalga-parçacık ikiliği gibi birçok paradoks ve anlaşılması güç sorun çözülebilmektedir (en azından iddia bu yöndedir).
• Kopenhag Yorumu, kuantum mekaniği ile tanımlanan kuantum niteliğine sahip nesnelerin ötesinde, klasik fiziğe uygun davranan bir nesneler evreni gerektirmektedir. Bu durum, kozmolojik araştırmaları zora sokmaktadır. Paralel Evrenler, kuantum fiziğinin bütün Evren'e uyarlanmasını mümkün kılar ve kuantum kozmoloji sahasının önünü açar.
• Everett Yorumu realisttir, deterministiktir ve yerel bir teoridir. Bunu yapabilmesinin yolu, dalga fonksiyonunun çökmesi kavramını ortadan kaldırmaktır. Bu çökme, Evren'i deterministik olmayan ve yerel olmayan bir şekilde tanımlamaktadır ve birçok sorunu beraberinde getirmektedir.
• Paralel Evren Yorumu, tıpkı kozmolojik Çoklu Evrenler Teorisi gibi, antropik ilkeyi açıklama imkânı sunar. Bir diğer deyişle, neden canlı yaşamı için hassas olarak ayarlanmış gibi gözüken bir Evren'de yaşadığımız sorusunu otomatik olarak cevaplandırmış olur.
• Everett Yorumu'nun doğru olması için, kuantum mekaniği lineer olmak zorundadır. Yani yazımızın başında verdiğimiz Schrödinger Denklemi'nin farklı iki (veya daha fazla) çözümünün rastgele katsayılarla çarpılması sonucu elde edilen terimlerin toplamı da denklemin bir çözümü olmalıdır (bu arada, süperpozisyon dediğimiz kavramın matematiksel karşılığı da budur). Eğer Her Şeyin Teorisi'nin dalga fonksiyonları açısından lineer-olmayan bir doğası varsa, o zaman Paralel Evren Yorumu da otomatik olarak yanlışlanmış olacaktır.

Everett Yorumu'na Yönelik Eleştiriler

Elbette bu yorum, kuantum fizikçileri tarafından genel geçer olarak kabul edilmemektedir. Başta da söylediğimiz gibi, şu anda kuantum fiziğinin standart yorumu Kopenhag Yorumu'dur. Hatta Hugh Everett, 1957 yılında bu yorumu "Evrensel Dalga Fonksiyonu Teorisi" başlıklı teziyle ilk ileri sürdüğünde, Niels Bohr gibi büyük fizikçiler tarafından öylesine küçümsenmiştir ki, fiziği bırakıp savunma sanayiinde çalışmaya karar vermiştir.

Everett, bu tezini büyük fizikçi John Archibald Wheeler'ın danışmanlığında yazmıştı ve sonrasında Wheeler, öğrencisinin bu teorisini daha da geliştirmiştir. "Çoklu Dünya" (İng: "many-worlds") terimi ise yine büyük bir fizikçi olan Bryce DeWitt tarafından ileri sürülmüştür.

En nihayetinde, Everett Yorumu'nun ileri sürdüğü evren algısı, oldukça "bilimkurguvari" bir algıdır. Buna bağlı olarak, bugüne kadar bu yoruma yönelik birçok eleştiri geliştirilmiştir. Hatta Paralel Evren Yorumu'nun fizikçiler arasında geleneksel olarak berbat bir ünü olduğu söylenebilir. Everett yorumunun fizikçiler arasında son 30 yıldaki kabul oranları, farklı anketlere göre %20 ila %60 arasında değişmektedir.

Olasılıkların Anlamsızlığı

Örneğin bazıları, "Eğer her olasılık aynı anda gerçek oluyorsa, o sisteme olasılık atamanın bir anlamı yok. Her evren varsa, hepsinin var olma olasılığı %100 demektir." gibi gerekçelerle bu yorumu reddetmektedirler. En nihayetinde bu, kuantum dalga fonksiyonunun çökmesini, yani "gözlemin etkisini" tamamen anlamsızlaştırmaktadır. Tıpkı kozmolojik çoklu evrenler modelinin, Büyük Patlama'yı büyük oranda anlamsızlaştırması gibi...

Everett Yorumu'nu savunanlara göreyse ölçüm öncesi dalga fonksiyonunun tanımladığı olasılıklar anlamlıdır; çünkü dekoherans olduktan sonra o sistemi gözleyecek gözlemcinin (ki o da kuantum bir sistem olarak kabul edilir) o evrenlerden hangisinde bulunacağı ihtimalini göstermektedir. Fakat Kopenhag Yorumu'nu savunanların dediği gibi, o olasılıklardan birine "çökme" ve sadece o tekil olasılığın gerçeklenmesi fikri, Everett Yorumu'nu savunanlara göre doğru değildir.

Soruyu Öteleme

Everett Yorumu'nun en katı karşıtlarından biri olan Asher Peres ve diğer birçok fizikçiye göre, Everett Yorumu kuantum fiziğinin absürt ve henüz açıklanamayan doğasını ötelemekten fazla bir şey yapmamaktadır. Bir diğer deyişle, paralel evrenlerin hangi noktada oluştuğunu, ne sürede oluştuğunu, bunların oluşumuyla ilgili objektif bir kriter belirleyip belirleyemeyeceğimizi sorgulamakta ve bunların en nihayetinde çökme yorumuyla aynı düzeyde absürt olduğunu savunmaktadır.

Örneğin fizikçi Sabine Hossfelder'a göre, eğer Paralel Evren Yorumu doğru olsaydı, bir detektörün paralel evren dallanması sonrasında ölçtüğü şey, %100 ihtimalle her olasılık olurdu; ancak gerçek dünyada ölçüm yaptığımızda, her olasılığı aynı anda ve %100 ihtimalle ölçmüyoruz. Everett Yorumu'nu savunanlar, bunu izah etmek için, dallanma sonrası oluşan paralel evrenlerdeki detektörlerin (ölçümü yapan araçların) veya gözlemcilerin (gözlemi yapan kişilerin) ayrı ayrı değerlendirilmesi gerektiğini söylemektedir. Yani dallanma sonrasındaki gözlemciler/detektörler ile, dallanma öncesindeki "tekil" detektör/gözlemci aynı değildir.

Hossfelder, bunu makul bulmaktadır; ancak işte tam da bu nedenle Everett Yorumu'nun Kopenhag Yorumu'ndan farksız olduğunu iddia etmektedir: Eğer paralel evrenlerde, hangi olasılığın gerçeklendiği kararına, dallanma sonrasındaki evrenlerden sadece birindeki detektöre göre varacaksak, zaten Kopenhag Yorumu da aynı şeyi söylemektedir: Gözlem sonrasında olasılık %100'e çöker (yani spesifik bir olasılık gerçeklenir) ve buna bağlı olarak geri dönüp, olasılıklarımızı barındıran dalga fonksiyonunu güncellememiz gerekir ("çökme" denen şey, özünde budur). Eğer paralel evrende oluşan yeni bir detektöre/gözlemciye göre sonucu belirleyeceksek, Hossfelder'e göre Ölçüm Problemi ortadan kalkmıyor demektir.

Yanlışlanamazlık

Bilimsel bir teorinin geçerli olabilmesi için yanlışlanabilir olması gerekmektedir. Ne var ki paralel evrenlerin varlığı, yanlışlanabilir gözükmemektedir. Buradaki en büyük problem, oluşan paralel evrenlerin birbiriyle etkileşmediği iddiasıdır. Eğer bu doğruysa, şu anda içinde bulunduğumuz Evren'den yola çıkarak diğer evrenleri yanlışlamamız imkânsızdır (çünkü onlarla etkileşmemiz imkânsızdır). Bu evrenler arasında bilgi akışı olmuyorsa, herhangi bir empirik yöntemle yanlışlamak mümkün olmayacaktır. Bu da, Everett Yorumu'nu otomatik olarak bilim-dışı yapmaktadır.

Sonuç

Tüm bunlardan görebileceğiniz gibi, kuantum fiziği son derece karmaşık bir doğaya sahiptir ve şu ana kadar onu tam olarak anlayan ve diğer uzmanlar tarafınca da anladığı evrensel olarak kabul edilen hiçbir insan bulunmamaktadır. Bu da, Richard Feynman'ın dediği gibi, "Kuantum fiziğinden anladığını söyleyen hiç kimse, kuantum fiziğini anlammaktadır." Bu, onu anlayamayacağımız veya kuantum fiziğini anlamanın imkansız olduğu anlamına gelmemektedir. Sadece gidecek daha çok yolumuz olduğu gerçeğine işaret etmektedir. Önemli olan, şu anda anlayamıyoruz diye, anlayabileceğimiz alternatif metotların ve bilimsel hipotezlerin önünü kapatmamaktır.

Bu motivasyonla yola çıkan Everett Yorumu, genel geçer olarak kabul gören ama birçok problemi de beraberinde getiren Kopenhag Yorumu'na bir alternatif olarak ileri sürülmüştür. Günümüzde fizikçiler arasında yaygın kabul görmemesine rağmen, son dönemde bu sahada yapılan bazı çalışmalar, bu yorumun potansiyel bir çözüm olabileceğini düşündürmektedir. Ancak akademik camiada, bu yoruma karşı olan birçok fizikçi bulunmaktadır.

Yine de şunu söylemek mümkün: Eğer kuantum mekaniğinin paralel evrenler yorumu, yani Everett Yorumu doğruysa ve o paralel evrenler, gerçek fiziksel evrenlerse, siz bu yazıyı sosyal medya akışınızda veya bildirimlerinizde gördüğünüzde, bu yazıyı izleme ve izlememe olasılığınızla bütünleşmiş veya "eşlenmiş" oldunuz. Diyelim ki o anda bu yazıya tıklama ihtimaliniz %8 civarında olsun. Tıklama eylemini "kuantum bir ölçüm" gibi düşünecek olursak, o ölçüm yapıldığı anda, yani bir yere tıklamaya karar verdiğiniz anda (ki bu, yazıya tıklamak da olabilir, sekmeyi veya uygulamayı kapatmak da olabilir), tüm olasılıklar gerçek oldu ve siz, eskiden o %8 olan ihtimali barındıran evrendesiniz.

Ancak bir yerlerde, belki farklı matematiksel veya fiziksel bir düzlemde, bu yazıyı okumayı seçmemiş bir siz de varsınız. O anda bulunduğunuz sosyal medya uygulamasını veya sitemizin olduğu sekmeyi kapatan bir siz de varsınız. Ve bu sistemle ilişkili tüm olasılıkları barındıran diğer evrenler de var. Bunlar, Evren'in başlangıcından beri durmaksızın, akıl almaz sayılarda, belki de sonsuz miktarda dallanmış ve dallanmaya devam eden evrenler... Ve her bir tercih, her bir kuantum ölçüm, bize yeni Evren dalları veriyor ve biz, bu şekilde tanımlanan, olasılıkçı gibi gözüken ama aslen deterministik olan bir evrenler otobanında, son sürat geleceğe doğru ilerliyoruz. 

Bu yazıyı okumayı tercih etmeyen siz, şimdi ne yapıyordur dersiniz?