İnce Ayarlı Evren – Onur Kenan Aydoğdu

İnce Ayarlı Evren – Onur Kenan Aydoğdu

Nisan 19, 2022 0 Yazar: bilimolog

Evrenin ince ayarlı olarak nitelendirilmesi, Evrende yaşamın meydana gelmesinin belirli temel fiziksel sabitlerin değerlerine çok duyarlı olduğunu ve gözlenen değerlerin bir nedenden dolayı olanaksız olduğunu göstermektedir.Çağdaş fizik teorilerindeki belirli serbest parametrelerin herhangi birinin değerleri gözlemlenenlerden sadece biraz farklı olsaydı, Evrenin evrimi çok farklı bir şekilde ilerleyecek ve anlaşıldığı gibi yaşam mümkün olmayacaktı.1 2 3 4 5

Bu görünürdeki ince ayar için çeşitli açıklamalar önerilmiştir. Ancak gözlenen değerlerin açıklama gerektirdiği inancı, hangi değerlerin olası veya bir anlamda “doğal” olduğuna ilişkin varsayımlara bağlıdır.1 6 

Tarihi; 

1913’te kimyager Lawrence Joseph Henderson (1878 –1942), evrendeki ince ayar kavramlarını araştıran ilk kitaplardan biri olan Çevrenin Uygunluğu’nu (The Fitness of the Environment)yazdı. Henderson, canlılar açısından suyun ve çevrenin önemini tartışarak,yaşamın tamamen, özellikle suyun yaygınlığı ve özellikleri bakımından, dünyadaki çok özel çevresel koşullara bağlı olduğuna işaret ediyor.7

1961’de fizikçi Robert H. Dicke, yerçekimi ve elektromanyetizma gibi fizikteki belirli kuvvetlerin, evrende yaşamın var olması için mükemmel bir şekilde ayarlanması gerektiğini iddia etti.8 9 Fred Hoyle ayrıca 1984 tarihli The Intelligent Universe adlı kitabında inceayarlı bir evreni savundu. Hoyle, “Onsuz karbon bazlı ve dolayısıyla insan yaşamının varolamayacağı antropik özelliklerin, biyolojik olmayan bir doğaya sahip aşikar tesadüflerin listesi geniş ve etkileyici” diye yazdı.10

Fizikçi Paul Davies, “Artık fizikçiler ve kozmologlar arasında, Evrenin çeşitli açılardanyaşam için “ince ayarlı” olduğu konusunda geniş bir fikir birliği var” dedi. Bununla birlikte,”Sonuç, Evrenin yaşam için ince ayarlı olduğu değil, yaşamın gerektirdiği yapı taşları ve ortamlar için ince ayar yapıldığıdır” diye devam etti. Ayrıca, “‘antropik’ akıl yürütmenin,yaşama izin verilen, ancak yalnızca marjinal olarak mümkün olan minimal biyofilik evrenlerile biyogenezin sıklıkla meydana gelmesi nedeniyle yaşamın geliştiği optimal biyofilikevrenler arasında ayrım yapmakta başarısız olduğunu” söyledi.11 Kanıtları ikna edici bulan bilim adamları arasında, antropik ilke altında bir hayatta kalma yanlılığını ortaya koyan çoklu evrenlerin varlığı gibi çeşitli doğal açıklamalar önerilmiştir. 

İnce ayarlı evren iddiasının öncülü, birkaç fiziksel sabitteki küçük bir değişikliğin evreni kökten farklı kılacağıdır. Stephen Hawking’in belirttiği gibi, “Şu anda bildiğimiz şekliyle bilim yasaları, elektronun elektrik yükünün boyutu ve proton ile elektronun kütlelerinin oranı gibi birçok temel sayı içerir. … Dikkat çekici gerçek şu ki, bu sayıların değerleri, yaşamın gelişmesini mümkün kılmak için çok ince ayarlanmış gibi görünüyor.”

Örneğin, güçlü nükleer kuvvet, olduğundan %2 daha güçlü olsaydı (yani, gücünü temsil eden bağlantı sabiti %2 daha büyük olsaydı), diğer sabitler değişmeden bırakılırsa, diprotonlar kararlıolurdu; Davies’e göre hidrojen, döteryum ve helyum yerine bunlarla kaynaşacaktı.12 Bu,yıldızların fiziğini büyük ölçüde değiştirecek ve muhtemelen Dünya’da gözlemlediğimize benzer yaşamın varlığını önleyecektir. Diprotonun varlığı, hidrojenin döteryuma yavaş füzyonunu kısa devre yapacaktır. Hidrojen o kadar kolay birleşir ki, Büyük Patlama’dan sonrak iilk birkaç dakika içinde evrendeki tüm hidrojenin tüketilmesi muhtemeldir.12

Örnekler; 

Martin Rees,evrenin ince ayarını aşağıdaki altı boyutsuz fiziksel sabite göre formüle eder.2 13

1 – N, bir proton çifti arasındaki elektromanyetik kuvvetin yerçekimi kuvvetine oranı yaklaşık olarak 10 üzeri 36’dır. Rees’e göre, eğer önemli ölçüde daha küçük olsaydı, yalnızca küçük ve kısa ömürlü bir evren var olabilirdi.13 

2-Hidrojenden helyuma füzyonun nükleer verimliliğinin bir ölçüsü olan Epsilon (ε), 0.007’dir:dört nükleon helyuma dönüştüğünde, kütlelerinin 0.007’si (%0.7) enerjiye dönüştürülür. ε değeri kısmen güçlü nükleer kuvvetin gücü tarafından belirlenir.16 ε 0.006 olsaydı, yalnızcahidrojen var olabilirdi ve karmaşık kimya imkansız olurdu. Rees’e göre, eğer 0,008’in üzerindeolsaydı, tüm hidrojen Büyük Patlama’dan kısa bir süre sonra kaynaşmış olacağından, hidrojenolmayacaktı. 

3-Yaygın olarak yoğunluk parametresi olarak bilinen Omega (Ω), evrendeki yerçekimi ve genişleme enerjisinin göreli önemidir. Bu, evrenin kütle yoğunluğunun “kritik yoğunluğa”oranıdır ve yaklaşık 1’dir. Eğer karanlık enerji ve ilk metrik genişleme ile karşılaştırıldığında yerçekimi çok güçlü olsaydı, yaşam evrimleşmeden önce evren çökerdi. Yerçekimi çok zayıf olsaydı, yıldızlar oluşmazdı.13 15 

4-Yaygın olarak kozmolojik sabit olarak bilinen Lambda (Λ), karanlık enerji yoğunluğunun,karanlık enerji yoğunluğunun bir sabit olduğu gibi bazı makul varsayımlar göz önüne alındığında, evrenin kritik enerji yoğunluğuna oranını tanımlar. Planck birimleri açısından ve doğal boyutsuz bir değer olarak Λ, 10 üzeri −122 mertebesindedir.16 Bu o kadar küçüktür ki, bir milyar ışık yılından daha küçük olan kozmik yapılar üzerinde önemli bir etkisi yoktur.Kozmolojik sabitin biraz daha büyük bir değeri, uzayın yıldızların ve diğer astronomik yapıların oluşamayacağı kadar hızlı genişlemesine neden olurdu.13 17

5- Q, büyük bir galaksiyi birbir inden ayırmak için gereken kütleçekim enerjisinin, kütlesinin eşdeğer enerjiye oranı, 10 üzeri −5 civarındadır. Çok küçükse, yıldız oluşamaz. Rees’e göreeğer çok büyükse, evren çok şiddetli olduğu için hiçbir yıldız hayatta kalamaz. 

6- D, uzay-zamandakiuzaysal boyutların sayısı 3’tür. Rees, uzay-zamanın 2 veya 4 boyutu veya uzay-zamandaki zaman boyutlarının sayısı 1’den başka bir şey olmasaydı yaşamın var olamayacağını iddia eder.13 

Karbon ve oksijen; 

Daha eski bir örnek, karbon-12 çekirdeğinin üçüncü en düşük enerji durumu olan ve yer seviyesinden 7.656 MeV’lik bir enerjiye sahip olan Hoyle durumudur.18 Bir hesaba göre, eğer durum enerji seviyesi 7,3’ten düşük veya 7,9 MeV’den  büyük olursa yaşamı desteklemek için yetersiz karbon mevcut olacaktır. Ayrıca, evrenin karbon bolluğunu açıklamak için Hoyle durumu 7.596 ile 7.716 MeV arasında bir değere ayarlanmalıdır. Çeşitli enerji seviyelerine yol açan temel sabitlere odaklanan benzer bir hesaplama, güçlü kuvvetin en az %0,5’lik bir hassasiyete ve elektromanyetik kuvvetin en az %4’lük bir hassasiyete ayarlanması gerektiği sonucuna varır. ya karbon üretimi ya da oksijen üretimi önemli ölçüde düşüyor.19


Çevirmen: Onur Kenan Aydoğdu

Kaynak: Fine-tuned universe , https://en.wikipedia.org/wiki/Fine-tuned_universe , Erişim Tarihi: 09.06.2021


Dipnotlar;

1 “Fine-Tuning”. The Stanford Encyclopedia of Philosophy. Center for the Study of Language and Information (CSLI), Stanford University. Aug 22, 2017. Retrieved 2020-01-18.
2 Jump up to:a b c Rees, Martin (May 3, 2001). Just Six Numbers: The Deep Forces That Shape The Universe (1st American ed.). New York, NY: Basic Books. p. 4.
3 Gribbin. J and Rees. M, Cosmic Coincidences: Dark Matter, Mankind, and Anthropic Cosmology p. 7, 269, 1989, ISBN 0-553-34740-3
4 Davis, Paul (2007). Cosmic Jackpot: Why Our Universe Is Just Right for Life. New York, NY: Orion Publications. p. 2. ISBN 978-0-61859226-5.
5 Jump up to:a b Stephen Hawking, 1988. A Brief History of Time, Bantam Books, ISBN 0-553-05340-X, pp. 7, 125.
6 Jump up to:a b Rosaler, Joshua (2018-09-20). “Fine Tuning Is Just Fine: Why it’s not such a problem that the Large Hadron Collider hasn’t found new physics”. Nautil.us. NautilusThink Inc. Retrieved 2020-01-18.
7 Lawrence Joseph Henderson, The fitness of the environment: an inquiry into the biological significance of the properties of matter The Macmillan Company, 1913

8 R. H. Dicke (1961). “Dirac’s Cosmology and Mach’s Principle”. Nature. 192 (4801): 440–441. Bibcode:1961Natur.192..440D. doi:10.1038/192440a0. S2CID 4196678.
9 Heilbron, J. L. The Oxford guide to the history of physics and astronomy, Volume 10 2005, p. 8.
10 Profile of Fred Hoyle at OPT 2012-04-06 Wayback Machine. Optcorp.com. Retrieved on 2019-08-02.
11 Davies (2003). “How bio-friendly is the universe”. Int. J. Astrobiol. 2 (115): 115. arXiv:astro-ph/0403050. Bibcode:2003IJAsB…2..115D. doi:10.1017/S1473550403001514. S2CID 13282341.
12 Jump up to:a b Paul Davies, 1993. The Accidental Universe, Cambridge University Press, p70-71
13 Lemley, Brad. “Why is There Life?”. Discover magazine. Archived from the original. Retrieved 23 August2014

14 Morison, Ian (2013). “9.14: A universe fit for intelligent life”. Introduction to astronomy and cosmology.
Hoboken, N.J.: Wiley. ISBN 9781118681527.
15 Sean Carroll and Michio Kaku (2014). How the Universe Works 3. End of the Universe. Discovery Channel.
16 Barrow, John D.; Shaw, Douglas J. (2011). “The value of the cosmological constant”. General Relativity and
Gravitation. 43(10): 2555–2560. arXiv:1105.3105. Bibcode:2011GReGr..43.2555B. doi:10.1007/s10714-011-
1199-1. S2CID 55125081.
17 Jump up to:a b c Ananthaswamy, Anil. “Is the Universe Fine-Tuned for Life?”. Public Broadcasting Service
(PBS).
18 Schatzman, E. L., & Praderie, F., The Stars(Berlin/Heidelberg: Springer, 1993), pp. 125–127.
19 Livio, M.; Hollowell, D.; Weiss, A.; Truran, J. W. (27 July 1989). “The anthropic significance of the existence of an excited state of 12C”. Nature. 340 (6231): 281–284.Bibcode:1989Natur.340..281L. doi:10.1038/340281a0. S2CID 4273737.