Hologram evren II

Gülgün Türkoğlu #gulguntp

Geçen haftaki yazımda, evrenin dev bir hologram olabileceği ile ilgili bulguları gösteren çalışmalardan söz etmiş; bu bulguya öncül olabilecek fizik araştırmalarının kısa bir özetini vermiştim.

Bilim insanlarını hologram evren düşüncesine götüren ilk kayıtlar, farkında olmamalarına rağmen GEO600 ekibi tarafından yapılmıştır. Hedeflemedikleri halde bulduklarının ne olduğunun farkına varmalarını sağlayan süreç çok ilginçtir.

Bir Alman-İngiliz ortak projesi olan bu çalışma, Almanya’nın Hanover kentinde yürütülmektedir, amacı ise nötron yıldızları ya da kara delikler gibi çok yoğun astronomik oluşumlardan uzay-zamanına yayılan gravitasyonel dalgaların saptanmasıdır.

Gravitasyonel dalga dedektörleri çok hassastır. Güvenilir bir çalışma için gürültü faktörünü sıfırlamak önemli, ancak sağlanması zor bir kriterdir. Böyle bir deney düzeneği kurulduğunda, uzaktan duyulan trafik, sismolojik hareketlerden kaynaklanan gürültüler ve hattâ geçmekte olan bulutların gürültüsü dahi hesaba katılmalıdır.

GEO600 çalışmasında alınan tüm önlemlere rağmen dedektör bir ses kaydetmekte, lâkin bu sesin kaynağı anlaşılamamaktadır. Beklenmedik bu ses dev dedektöre adeta musallat olmuş ve ekip çalışanlarını aylarca çaresiz bırakmıştır. Alınan her türlü önleme karşın giderilemeyen, beklenmedik sesin dedektördeki ısı değişimlerinden kaynaklanıyor olabileceği düşünülmektedir.

Almanya’daki çalışma ekibi kendilerini çaresiz bırakan bu ses problemi ile uğraşırken, Amerika Birleşik Devletleri'nde Chicago kenti yakınlarında yer alan bir parçacık fiziği laboratuvarı olan Fermilab fizikçilerinden Craig Hogan, ekiple temasa geçer ve kaynağını anlayamadıkları bir ses problemi yaşayıp yaşamadıklarını sorar!

Hogan, henüz ekip bu sorunu yaşamadan böyle bir sorun yaşayabileceklerini bilmektedir; çünkü, dev dedektör, uzay zamanının aslî sınırına yani uzay-zamanının artık kesiksiz bir karaktere sahip olmadığı sınıra ulaşmıştır. Bu sınırda zaman, aynen bir fotoğraf karesine optik yakınlık sağlandığında tanecikli bir yapının gözlemlenmesi gibi, granüler bir yapıya dağılmaktadır.

Aslında, teorik fizikçiler uzun zamandır, kuantum etkisinin, uzay-zamanında, -en küçük ölçekte- şiddetli bir ihtilaca yol açtığını düşünmektedirler. Bu ölçekte, uzay-zaman dokusu granüler bir hal alır; piksel benzeri bu yapılar, bir protondan yüz milyar kere milyar daha küçüktür. Bu mesafe tam olarak 10-35 olan Planck uzunluğudur.

Ancak, Hogan, holografik ilkenin her şeyi değiştirdiğini idrak eder: Eğer uzay-zamanı granüler bir hologram ise, küresel olan evren de dış yüzeyinde her parçanın bir “bit” bilgi taşıdığı Plank uzunluğu ölçüsünde karelerden oluşan bir tabaka ile kaplıdır. Holografik prensibe göre, dış tabakada ihtiva olunan bilgi tam olarak evrenin iç hacminde bulunan bilgi ile eşit bir bit rakamı vermelidir. Küresel olan evrenin hacmi, dış yüzeyinden çok çok daha büyük olduğuna göre, bu nasıl olanaklı olabilir?

Hogan, bu eşitliğin olabilmesi için, iç hacimde bulunan granüllerin Planck uzunluğundan daha büyük olması gerektiği sonucunu çıkarır.

“Daha farklı bir deyişle, holografik evren bulanıktır” der Hogan ve devam eder “Plank uzunluğunu deneysel olarak ölçebilmek olanaklı değildir, ancak bu granüler yapının holografik projeksiyonu, 10-16 gibi daha büyük bir skalaya taşınır. Hologramın içinde yaşandığınızı, bulanıklığı ölçerek anlayabilirsiniz.”

İşte, Hogan tam da bu bulanıklığın ölçülebilirliğinin mümkün olup olmadığını düşünürken, GEO600 deneyi fotoğrafa dahil olur. Bu tür gravitasyonel dalga gözlem dedektörleri ile, bir protonun çapından çok daha küçük uzunlukların ölçümü hassas bir şekilde yapılabilmektedir.

Hogan, evrenin bir hologram olabileceği ve bunun olabilmesi için bu tarz bir sesin dedektörlerce yakalanabilmesi konusu ile uzun zamandır uğraşmaktadır. İncelemeleri sonucunda, ayrı lokasyonlardaki beş farklı gravitasyonel dalga gözlem dedektörlerinden, İngiliz-Alman GEO600 dedektörünün en hassas olan dedektör olduğuna karar vermiştir.

Uzay-zamanının kuantum ihtilacının, lazer ışık sinyalinde bir gürültüye yol açması gerektiği konusundaki görüşleri daha önceden Physical Review D dergisinde yayımlanmıştır. İşte bu nedenle, Almanya’daki çalışma grubundan kimse ile bir temasının olmamasına rağmen söz konusu soruyu sorabilmiştir.

Gelinen son aşama olarak, Hologram Evren Teorisi’nin, simulasyon ile desteklendiği çalışma, Ibaraki Üniversitesi teorik fizikçilerinden Yoshifumi Hyakutake ve ekibi tarafından yürütülmüştür.

Ekip, Nature Dergisi’ne iki makale göndermiştir. Birincisi, sicim teorisi tahminlerine ve sürekli olarak var-yok oluş bölgesinde gidip-gelen zımni parçacıkların özelliklerine dayandırılarak, bir kara deliğin dahili enerjisinin; olay ufku pozisyonunun; entropisinin ve diğer bazı özelliklerinin hesaplanması ile ilgilidir.

İkinci makale ise, yer çekiminin olmadığı alt boyutsal kozmosun (lower-dimensional cosmos) dahili enerjisinin hesaplanması ile ilgilidir. Her iki makalede kullanılan bilgisayar hesaplamaları eşleşmektedir. Sicim kuramcısı Maldacena, “Hesaplar doğru görünüyor” demiştir. Bu makaleler için Leonard Susskind şu yönde bir görüş bildirmiştir:

“Ekip, bizim aslında son derece emin olduğumuz bir şeyin, belki de ilk kez, matematiksel olarak, doğruluğunu gösterdi: Bazı kara deliklerin termodinamiğinin, bir alt boyut evreninden türetilebileceğinin.”

Maldacena bu görüşe bir ilâve yapar:

“On boyutu barındıran bir kara deliğin olduğu bir evren; bunlardan sekiz boyutun, sekiz boyutlu bir küreyi oluşturduğu ve yer çekimi olmayan diğer bir alt boyut, tek bir boyut. Birbirinden oldukça farklı bu iki dünyanın matematiksel verilerinin tamamen aynı olması, günün birinde evrenimizin yerçekimsel özelliklerinin daha basit, tamamen kuantum teorisi terimleri ile açıklanabilecek olması konusunda umudumuzu artırmıştır.”

Bu yazıyı düzenlerken, CERN’den çarpıcı bir açıklama yapıldı: “Evrenimiz aslında var olmamalıydı, simetrinin kırıldığı böylece asimetrinin oluştuğu noktayı anlayamıyoruz; aslında madde var olmamalı!”

Fizik ve felsefe birbirinden bağımsız ele alınmamalı. Bu bağlamda, Platon’a geri dönüp “dudak büktüğümüz” noktaları yeni bir gözlükle tekrar okumayı denemeliyiz.