Büyük patlama öncesi sıcaklıktan bahsetmek pek mümkün gözükmese de ısı Mutlak Sıcaklığın altında bir değerde olabilir mi?

Sıcaklık kavramsal olarak bile mutlak sıfırın altına düşemez çünkü mutlak sıfır tüm termal hareketin durduğu bir durumu temsil eder. "Sonsuz eksi Kelvin" fikri fiziksel olarak anlamlı değildir çünkü Kelvin ölçeğinde sıcaklık negatif olamaz. Büyük Patlama'dan önce evrenin son derece soğuk bir durumda muhtemelen mutlak sıfıra yakın olduğu teorileştirilir ancak sıcaklık kavramı zaman ve uzayı bildiğimiz şekliyle var olmadan önce geleneksel anlamda geçerli değildir. Büyük Patlama'nın kendisi düşük sıcaklık tarafından değil önceden var olan bir durumda kuantum dalgalanmaları ve kozmik şişme tarafından tetiklenmiş olabilir.^[1][2][3][4]

Mutlak sıfırda sistem tümüyle temel durumuna çöker çünkü en düşük enerji seviyesinde zirve yapar.

Burada iç enerji, hacim, ise parçacık sayısıdır. Negatif sıcaklıklar, anlamına gelir ki bu temel termodinamik ilkelerle çelişir çünkü entropi genellikle enerji ile artar.

Negatif sıcaklık, negatif kinetik enerji gerektirir ki bu parçacıkların zaman içinde geriye doğru hareket etmesi veya negatif kütleye sahip olması gerektiği anlamına gelir ve bu fiziksel olarak mümkün değildir.

Burada sistemin Hamiltonyeni'dir. olduğunda yüksek enerji seviyelerinde nüfusun üstel olarak artması anlamına gelir ki bu sonsuz enerji gerektirdiği için fiziksel olarak mümkün değildir.

Hipotetik olarak Kelvin'i sonsuzdan çıkarırsak kuantum alan teorisinden renormalizasyon kavramını düşünmemiz gerekir. Ancak sıcaklık enerji gibi sonsuz değerlere ulaşabilen bir değişken olmadığından ve sıcaklık kuantum durumlarının popülasyon dağılımına içkin olarak bağlı olduğundan Kelvin'i sonsuzdan çıkarmak matematiksel ve fiziksel olarak imkansızdır.

"Büyük patlama öncesi sıcaklık" dediğimizde aslında biraz kelime oyunu yapıyoruz gibi. Çünkü Büyük Patlama'dan önce bildiğimiz anlamda zaman ve uzay yoktu dolayısıyla sıcaklık diye bir kavram da yoktu. Yani "sıcaklıktan bahsetmek pek mümkün değil" derken haklısınız.

Ancak bilimin güzelliği de burada. Teorik fizikte hayal gücümüzün sınırlarını zorlayabiliriz. "Mutlak Sıfır'ın altında bir sıcaklık" veya "sonsuz eksi Kelvin" gibi fikirler ilk bakışta kulağa çılgınca gelse de kimi zaman evrenin sırlarını çözmemize yardımcı olabilir.

Tabii şimdilik bu fikirler sadece teoride var. Belki bir gün bilim insanları bu teorileri test edebilecek deneyler tasarlayabilirler. O zamana kadar hayal gücümüzü kullanarak evrenin sırlarını keşfetmeye devam edebiliriz.

Sonuçta Büyük Patlama'dan önce neler olduğunu kimse kesin olarak bilmiyor. Belki de evren sizin de dediğiniz gibi, "çok büyük bir değer eksi Kelvin" gibi bir durumda başladı. Kim bilir?

Belki de bu "sonsuz eksi Kelvin" durumu evrenin Büyük Patlama öncesinde bir tür potansiyel enerji denizinde sıkışıp kaldığını gösteriyor olabilir. Bu aşırı soğuk ve yoğun hal kuantum dalgalanmaları için mükemmel bir ortam yaratmış ve bu dalgalanmalar da sonunda Büyük Patlama'yı tetiklemiş olabilir. Belki de bu eksi Kelvin durumu evrenin bir tür "ters faz"da olduğunu yani bildiğimiz fizik kurallarının tamamen tersine işlediği bir durumda olduğunu gösteriyor olabilir. Bu da Büyük Patlama'nın evrenin bu ters fazdan normal faza geçişi sırasında ortaya çıkan bir enerji patlaması olduğunu düşündürebilir. Ya da belki de bu sonsuz eksi Kelvin durumu aslında çoklu evren teorisini destekleyen bir kanıttır. Belki de bizim evrenimiz başka bir evrenin "soğuk" bir bölgesinde ortaya çıkan bir kuantum dalgalanması sonucu oluşmuştur.