'Mutlak boşluk' alanının sıcaklığı 0 Kelvin (mutlak sıfır) olarak kabul edilebilir mi? Neden?

Galaksiler arası devasa boşluklarda bir metreküp alanın bir anlığına da olsa mutlak bir boşluk içerdiğini düşünelim: Bu durumda dahi mutlak sıcaklıktan bahsedemeyiz. Büyük Patlama ile tüm evreni kaplayan Kozmik Mikrodalga Arkaplan Işıması mutlak sıcaklığa ulaşılmasına engel olur. Diğer yandan Kuantum Kütle Çekim Alanı teorisine göre uzayın da bir dokusu söz konusudur ve bu dokunun içeriği hakkında bazı fikirler olsa da tam olarak ne olduğu anlaşılamamıştır. Anlatmaya çalıştığım şu: Her ne kadar mutlak boşluktan bahsetsek dahi, uzayın var olduğu her yer gerçek anlamda (kuantum dalgalanmaları, köpüğü, kozmik toz, kozmik ışınlar v.s. dışında) boşluk olmayabilir.^[1] Uzayın sahip olduğu bu doku da mutlak sıcaklığa ulaşmamıza engel olabilir.

Mutlak boşluk olarak tanımlanan bir bölgenin sıcaklığı 0 Kelvin (mutlak sıfır) olarak kabul edilemez. Klasik fizik anlayışında sıcaklık, parçacıkların kinetik enerjisinin bir ölçüsüdür ve parçacıkların olmadığı (ideal bir vakumda) sıcaklığın 0 Kelvin olması beklenebilir. Ancak kuantum mekaniği bu durumu farklı bir şekilde ele alır.^[1][2]

Kuantum teorisinde vakum bile gerçekten boş değildir. Heisenberg’in belirsizlik ilkesi nedeniyle kuantum alanları ve sanal parçacıklar sürekli olarak var olur ve yok olur. Bu kuantum dalgalanmaları sıcaklığın tam olarak 0 Kelvin olmasını engeller. Vakum aslında "sıfır noktası enerjisi" olarak bilinen her zaman var olan çok düşük bir enerji durumuna sahiptir; bu da uzayın en boş yerlerinde bile küçük de olsa bir sıcaklık olduğu anlamına gelir. Dolayısıyla bu tür bir bölgede sıcaklık mutlak sıfıra yaklaşsa bile kuantum dalgalanmaları nedeniyle gerçek anlamda mutlak sıfıra ulaşamaz.^[3]

Mutlak sıfırın tanımında ısının minimalize seviyesi değil, hiç var olmaması durumu var. Klasik fiziğe uygun olarak bu tanımla bir bağdaştırma yapabilirdik. Kuantum fiziğine gelince ise işler değişiyor. Atomun, molekullerin durağanlık gösterdiyi bir ısı olmama durumu varsaydığımız mutlak boşluğun tam olarak boş olmamak durumunu desteklemiyor. Mutlak boşluğun tam olarak boş olmaması için bir ısıya, enerji düzeyine ihtiyacı var. Mutlak sıfırsa bunu karşılamıyor. Hiç var olmayan bir ısıyla, enerjinin var olma durumu aynı yönde ilerleyen kavramlar değil. Mutlak sıfıra yakın sıcaklık, mutlak boşluğun alanını kapsaya bilir. Mutlak sıfırsa bu şartı karşılayamaz.^[1]