Evrenin Bir Başlangıcı Var mıydı? – Luke Barnes

Hiç kimse evrenin başlangıcını beklemiyor! 

Evrenin başlangıcıyla ilgili bilimsel soruyla ilgili olarak, oyunun durumunu şu şekilde görüyorum. Kozmologlar , modellerine bir başlangıç koymaya çalışmazlar. En uzun süre,evrenin bir başlangıcı olduğuna inanan teistler bile, evrenin böyle bir başlangıca dair hiçbir belirti göstermediğini kabul ettiler. Doğada döngüler görüyoruz-yıldızlar dönüyor, güneş dönüyor , gezegenler dönüyor, mevsimler dönüyor, nesiller geliyor ve geçiyor. “Güneşin altında yeni bir şey yok” diyor. Aristoteles evrenin sonsuz olduğunu savundu.

Aquinas, dünyanınevrenin ortaya çıkışından itibaren bir başlangıcı olduğunu bilemeyeceğimizi, ancak vahiy yoluyla bilebileceğimizi savundu. Dolayısıyla kozmik bir başlangıç kozmolojide ilk kez başını kaldırdığında, sistem için bir şoktu. İlginç bir şekilde, teistler Tanrı için bir argüman olarak hemen başlangıca atlamadılar. Big Bang teorisinin babalarından ve bir rahip olan Lemaitre şunları söyledi: 

“Görebildiğim kadarıyla, böyle bir teori [big bang] herhangi bir metafizik veya dini sorununtamamen dışında kalıyor.” 

1951’de Papa Pius XII, Lemaître’nin teorisinin Tanrı’nın varlığına ve Katolikliğe bilimsel bir doğrulama sağladığını ilan etti. Ancak Lemaître, Papa’nın ilanına içerledi. Papa’yı kozmoloji hakkında bildiriler yapmayı bırakmaya ikna etti. 

Evrenin başlangıcından Tanrı’ya kadar olan argümanın felsefi savunması (Kelam kozmolojik argümanı) esasen Craig’in kendisi ile 1979’da, Büyük Patlama teorisinin doğuşundan yarım yüzyıl sonra başlar. 

Aslında, daha hızlı yanıt, başlangıcı ortadan kaldırmak isteyen ateist kozmologlardan geldi. Fred Hoyle, başlangıcı kozmolojiden çıkarmaya çalışmak için kararlı durum teorisini tasarladı ve şunları kaydetti: 

“… büyük patlama teorisi, Evren’in yaratılış kavramını açıkça davet eden yakın tarihli bir kökenini gerektirir”. Sabit durum teorisine saldırıldı, çünkü “batı medeniyetinin üzerine kurulduğu teolojik kültürü tehdit eden konulara değiniyorduk.”(Holder).

Terazileri Devirmek  

Peki ya Big Bang modelinde başlangıç? Genel görelilikteki tekillikler ilk başta ciddiye alınmadı. Einstein kara deliklerdeki tekilliklere asla inanmadı. Tekilliklerin, mükemmel küresel simetrinin fiziksel olmayan bir varsayımının sonucu olduğuna inanılıyordu. Newton yerçekiminde, tamamen küresel, basınçsız bir statik küre, sonsuz yoğunlukta bir tekilliğe çökecektir. Bununla birlikte, kürenin en ufak bir bozulması veya basıncın varlığı ile bu önlenir. Gerçekçi bir Newton gaz topu bir tekillik oluşturmayacaktır ve aynısı Einstein’ın yerçekimi teorisi (Genel Görelilik) için de varsayılmıştır. 

Önümüzdeki 80 yıllık kozmoloji, başlangıç için ve aleyhte ileri geri sallanan ölçekleri görüyor. 

Şunlar için: Evren için Friedman-Lemaitre-Robertson-Walker (FLRW) modelinin bir başlangıcı vardır. Uzay-zaman bu sınırdan uzatılamaz. Bizimki de dahil olmak üzere çok çeşitli evrenler için bir başlangıç vardır. 

Karşı: Zıplayan kozmoloji. Belki de maddenin basıncı, evrenin sıfır boyuta çökmesini engelleyerek, evrenin boyutunun sıçramasına neden olur. Zamanda geriye baktığımızda, evrenin mevcut genişlemesinin öncesinde bir veya daha fazla sıçrayan dönem var. 

(Tolman, 1930’lar): Termodinamiğin ikinci yasası, entropinin sıçrama yoluyla artmaya devam edeceğini söylüyor. Her sıçrama bir öncekinden daha büyük olacaktır ve bir ilk sıçrama olması gerekir. Karşı: FLRW modeli mükemmel (ve dolayısıyla gerçekçi olmayan) simetriktir. Homojen olmayanlıklar evrenin bir noktaya kadar çökmesini engelleyecektir. Topakları ve tümsekleri olan bir Evren, daha önce daraldığı sıfır olmayan bir boyuta çökecektir. 

(Hawking ve Penrose, 1960-70’ler) için: bir ilk tekilliğin varlığı homojen olmamalarla engellenmez. Aslında, tekillikler şaşırtıcı derecede geniş koşullar altında var olurlar. Özellikle yerçekimi çekici olmalı ve genel görelilik devam etmelidir. 

Karşı (Guth, et al. 1980’ler): Yerçekimi her zaman çekici değildir. Şişme teorisi (ve parçacık fiziği modelleri), tekillik teoremlerinden kaçınabilen, itici yerçekimine sahip enerji biçimlerinin olduğunu gösterir. Özellikle, şişirme kanıtı, bu tür enerji biçimlerinin erken evrenle ilgili olduğunun kanıtıdır. 

(Borde, Guth ve Vilenkin [BGV] 2003): Enflasyonun tek başına önleyemeyeceği daha güçlü bir tekillik teoremi. Özellikle ortalama olarak genişleyen klasik bir uzay-zamanın bir başlangıcı olmalıdır. 

Karşı: Kuantum yerçekiminin çok erken evrende klasik yerçekiminden devralması bekleniyor. Özellikle, uzay-zamanın başka bir şeye, kuantum yasalarına (ve özellikle belirsizlik ilkesine)göre hareket eden, ancak büyük ölçeklerde klasik uzay-zaman gibi davranan bir şeye bir yaklaşım olmasını bekliyoruz. Kuantum yerçekimi teorimiz yok, bu yüzden tekillik teoremlerinin geçerli olup olmadığını bilmiyoruz. 

Çünkü: termodinamiğin ikinci yasası, fiziksel sistemler termal dengeye yöneldikçe entropinin zamanla arttığını belirtir. Evren sonsuz derecede yaşlı olsaydı, şimdiye kadar termal dengeye ulaşmış olurdu. Bu nedenle, sonlu eski olmalıdır.

Karşı: Evren tarihinin Ekpirotik modeli, sonsuz bir evrende, genişlemeyle sürekli olarak seyreltilen entropinin artmaya devam edebileceğini ancak asla maksimuma asla ulaşamayacağını gösterir. (Wall buna “sonsuz kabuk oyunları” diyor). 

Şunlar için: BGV teoremi Ekpirotik model için de geçerlidir ve onun da bir başlangıcı olması gerektiğini gösterir.

Karşı: evrenin mevcut genişlemesinden önce çöken veya “sıkıcı” (statik) bir aşama öneren diğer modeller BGV teoreminden kaçınır ve sonsuz bir evrene izin verir. 

Kuantum kararsızlıkları, evrenin sonsuza kadar hareketsiz kalmasına izin vermeyebilir ve çökmekte olan bir evrenin, termodinamiğin olağan ikinci yasasından kaçınırken sıçrama yerine çatırdamasına neden olabilir. Örneğin, Aguirre ve Kehayias şöyle diyor: 

”Ortaya çıkan evrenin yalnızca bir versiyonunu analiz etmiş olsak da, analizimizin daha genel bir soruna işaret ettiğini iddia edebiliriz: “Sonsuza kadar” hiçbir şey yapmayan ve sonra gelişen bir sistem -özellikle kuantum bir sistem- tasarlamak çok zordur. Gerçekten öyle bir merkezi veya periyodik kuantum durumu vardır ki sonsuza kadar durur ve asla ilerlemez oysa durgun olmayan hiç bir şey belirlenemeyen bir zamana kadar süremez.

 Ayrıca bkz. Vilenkin ve Zhang. Kuantum yerçekimi (örneğin sicim) modellerinde tekillikler olabilir, ancak tam bir kuantum yerçekimi teorisinin yokluğunda, sıçramanın fiziğini bilmiyoruz.

Karşı: kuantum sonsuzluk teoremi, evrenin sıfır enerjisi olmadıkça, bildiğimiz şekliyle kuantum mekaniğinde başlangıçların bulunamayacağını gösterir. “Kuantum yerçekimi-kuantum mekaniğinin ve genel göreliliğin birleşimi- başlangıç hakkında ne söyleyecek?” diye merak ettiğimizde, iki parça birbirine zıt cevaplar veriyor. Genel görelilik bir başlangıç önerir(açıklıklarla). Kuantum mekaniği bir başlangıç önermez (açıklıklarla). Bu iki tuhaf karakter bir daireyi paylaştığında ne olur? bilmiyoruz. 

??? Ortadan başlayarak. Sonsuz uzun bir zaman boyutuna sahip bir evrene sahip olan, Carroll’un bir modeli de dahil olmak üzere, bir dizi model vardır . Ancak termodinamik anlamda (entropinin minimumu) “zamanın başlangıcı” ortadadır. Sonsuz sayıda bir saniye uzunluğunda aralıklar vardır, ancak bunların “yarısı” diğer yarının geçmişinde değildir. Bu sonsuz bir evren mi yoksa her birinin başlangıcı olan ik i evren mi? Modelde (deyim yerindeyse), daha sonraki durumlara neden olan önceki durumlar resmimizin bozulduğu bir tekillik gibi bir “kenar”yoktur. Yine de, evrenin ilk yarısı, ikinci yarıyı anlamlı bir şekilde “yaratmaz”. 

???: Hartle-Hawking “Sınırsız koşul” ve Vilenkin’in “hiçten tünel açma”. Yine, bu fikirler üzerine Wall’ı okuyun. Hartle-Hawking kozmolojisinin popüler imgeleri, evrenin bir başlangıç noktası olmaksızın sonlu bir yaşı olduğunu öne sürüyor gibi görünüyor. Ancak, bu resimler önemli uyarılarla birlikte gelir:

”Kuantum kozmologları, klasik genel göreli kozmolojinin Büyük Patlama tekilliğinin yerini alan ve klasik uzay- zamanın bir şekilde ondan “ortaya çıktığı” bir “çerçeve” (gördüğümüz gibi “uzay- zaman” adını hak etmeyebilir!) varsayan önerilerde bulundular. . Muhtemelen en iyi bilinen örnek, Hartle- Hawking’in sınırsız önerisidir. Ancak bu “ortaya çıkış” zaman içinde bir süreç değildir: Hartle ve Hawking’in önerdiği “çerçeve” ve Vilenkin’inki gibi diğerleri, klasik4 uzay-zamanla veya onun herhangi bir parçasıyla (bölgeler veya noktalar), hatta çok erken olanlarla hiçbir zamansal ilişki içinde değildir. .

… genellikle, bir Öklid 4-manifoldunu temsil eden küresel bir şekle (klasik genel göreliliğin kozmolojik bir çözümünü temsil eden) koni benzeri bir uzay-zaman yapısının eklendiği bir resim görülür. Bu, hatalı bir şekilde, alttaki kürenin, şeklin üst yarısındaki açık koni tarafından temsil edilen klasik kozmolojiden açıkça daha erken olduğunu düşündürür. Ancak 4-manifolddaha erken değildir: şekilde temsil edilen iki yarı (veya parçaları) arasında zamansal bir ilişki yoktur! (Butterfield & Isham, 1999)

Benzer şekilde, “yoktan tünel açmak” bir metafordur, çok ciddiye alınmaması gereken sevimli bir takma addır. Vilenkin diyor ki: 

”Yakın zamanda (1982’de) Evrenin “hiçlikten” de Sittter uzayına kuantum tünelleme yoluyla yaratıldığı kozmolojik bir model önerdim, burada “hiçlik” ile klasik uzay-zamanın olmadığı bir durumu kastediyorum.

”O, “olmama” değildir ve herhangi bir şeyin neden var olduğu sorusuyla hiçbir ilgisi yoktur. Kuantum çekimi durumunda sıradan bir duruma dönüşmenin bir açıklama olduğunu düşünmek cazip gelebilir ancak o iki durumu aynı anda düşün, işte o anda zaman diye bir şey yok veya bir zaman sonra diye bir mefhum da yok . -hey Presto!-işte zaman demek tutarsızlık demektir. Bu senaryodan bir anlam çıkarılabilirse, bir fraktaldan çıkan düz bir çizgi gibi, bir başlangıcı olan bildiğimiz zamanla karşı karşıya kalabiliriz. Başlangıç noktası olarak tekil bir sınırı olan klasik bir evren olmayacaktı, ama ebedi bir evren de olmayacaktı. 

Bunun kuantum yerçekimi rejiminden klasik bir rejime geçişi tanımladığını düşünmek cazip geliyor.

Sonuç 

Bu biraz karışık. Evrenin başlangıcının ciddiye alınması için yeterince şaşırtıcı ipucu var, ama bizi meşgul edecek yeterince bilinmeyen var. Hatta para teklif edilseydi, evrenin tarihinde yalnızca sınırlı bir miktarda klasik zaman olduğu önermesine bahse girerim.

Çevirmen: Onur Kenan Aydoğdu

Kaynak: Luke Barnes, Did the Universe Have a Beginning? – Carroll vs Craig Review (Part 1), https://letterstonature.wordpress.com/2014/08/05/did-the-universe-have-a-beginning-carroll-vs-craig-review-part-1/ , Erişim Tarihi: 01.07.2021