İnce Ayar Parametreleri Listesi – Jay W. Richards

    “İnce ayar”, karmaşık yaşamın varlığı için gerekli koşullar olan evrenin çeşitli özelliklerini ifade eder. Bu tür özellikler, bir bütün olarak evrenin başlangıç koşullarını ve “kaba gerçeklerini”, doğa yasaları veya bu yasalarda bulunan sayısal sabitler (yerçekimi kuvveti sabiti gibi) ve yaşanabilir gezegenlerin yerel özelliklerini (bir gezegenin ev sahibi yıldızından uzaklığı gibi). içerir. 

   Temel fikir, kimyasal temelli yaşamın mümkün olabilmesi için bu özelliklerin çok dar bir olası değerler aralığı içinde yer alması gerektiğidir.

    Bazı popüler örnekler tartışmalıdır. Ve olasılıkların nasıl hesaplanacağı konusunda bazı karmaşık felsefi tartışmalar var. Bununla birlikte, genel olarak teizm ve tasarıma düşman olan bilim adamları tarafından bile geniş çapta kabul edilen birçok iyi kurulmuş ince ayar örneği vardır. Örneğin, Stephen Hawking şunu kabul etti: “Olağanüstü gerçek şu ki, bu sayıların [fiziğin sabitleri] değerleri, yaşamın gelişimini mümkün kılmak için çok ince bir şekilde ayarlanmış gibi görünüyor.” (A Brief History of Time, p. 125) İşte yaşamın varlığına ilişkin en ünlü ve yaygın olarak kabul gören ince ayar örnekleri:

Kozmik Sabitler

1. Yerçekimi kuvveti sabiti
2. Elektromanyetik kuvvet sabiti
3. Güçlü nükleer kuvvet sabiti
4. Zayıf nükleer kuvvet sabiti
5. Kozmolojik sabit
   
   
   İlk Koşullar ve “Kaba Gerçekler”
   
6. Kütle enerjisinin ilk dağılımı
7. Protonlar ve elektronlar için kütle oranı
8. Işığın hızı
9. Nötronun protona göre kütle fazlalığı
   
   
   “Yerel” Gezegen Koşulları
   
10. Doğru jeolojik iç yapıya sahip sabit levha tektoniği
11. Kabukta doğru miktarda su
12. Doğru dönüş periyoduna sahip büyük ay
13. Uygun kükürt konsantrasyonu
14. Sağ gezegen kütlesi
15. Çevresel yaşanabilir bölgenin iç kenarına yakın
16. Dönme yörüngesinin dışında düşük eksantriklikli yörünge ve dev gezegen rezonansları
17. Büyük dairesel yörüngelerde birkaç büyük Jüpiter kütleli gezegen komşusu
18. Galaksinin dış sarmal kolu
19. Galaktik merkezin etrafındaki dairesel yörüngede, galaksinin eş-dönüşüne yakın çemberi
20. Galaktik yaşanabilir bölgede
21. Kozmik yaşanabilir çağda
    
    Birincil İnce Ayar Parametrelerinin Etkileri
    
22. Su molekülünün polaritesi
    
    
    

AÇIKLAMA

Kozmik Sabitler

1. Yerçekimi kuvveti sabiti (büyük ölçekli çekici kuvvet, insanları gezegenlerde tutar ve gezegenleri, yıldızları ve galaksileri bir arada tutar) çok zayıf olursa gezegenler ve yıldızlar oluşamaz; çok güçlü olursa yıldızlar çok çabuk yanar.
2. Elektromanyetik kuvvet sabiti (küçük ölçekli çekici ve itici kuvvet, atomları elektronları ve atom çekirdeklerini bir arada tutar)—Çok daha güçlü veya daha zayıf olsaydı, kararlı kimyasal bağlarımız olmazdı.
3. Güçlü nükleer kuvvet sabiti (küçük ölçekli çekici kuvvet, atom çekirdeklerini bir arada tutar, aksi takdirde elektromanyetik kuvvet nedeniyle birbirini iter) eğer daha zayıf olsaydı, evren çok daha az kararlı kimyasal elemente sahip olurdu ve yaşam için gerekli olan birkaç elementi ortadan kaldırırdı.
4. Zayıf nükleer kuvvet sabiti (radyoaktif bozunmayı yönetir)  çok daha güçlü veya daha zayıf olsaydı, yaşam için gerekli yıldızlar oluşamazdı.       (Bunlar dört “temel güç”tür.)
5. Kozmolojik sabit (Evrenin genişleme hızını kontrol eden), yalnızca çok büyük boyutlu ölçeklerde gözlemlenebilen varsayımsal bir uzay itici kuvveti ile çekim kuvvetinin dengesine atıfta bulunur. Sıfıra çok yakın olmalı, yani bu iki kuvvet neredeyse mükemmel bir şekilde dengelenmelidir. Doğru dengeyi elde etmek için kozmolojik sabit, 10¹²⁰‘de 1 kısım gibi bir şeye ince ayar yapılmalıdır. Biraz daha pozitif olsaydı, evren uçup giderdi; biraz negatif olsaydı, evren çökerdi.

    Kozmolojik sabitte olduğu gibi, diğer sabitlerin oranları birbirine göre ince ayarlanmalıdır. Bazı kuvvetlerin mantıksal olarak mümkün olan kuvvet aralığı potansiyel olarak sonsuz olduğundan, ince ayarın kesinliğini ele almak için, teorisyenler genellikle yerçekiminin en zayıf olduğu ve güçlü nükleer kuvvetin en güçlü olduğu kuvvet kuvvetlerinin aralığı açısından düşünürler. Güçlü nükleer kuvvet, yerçekiminden 10⁴⁰ kat daha güçlüdür, yani yerçekiminin on bin, milyar, milyar, milyar, milyar katıdır. Bu aralığı, yaklaşık 15 milyar ışıkyılı olan tüm gözlemlenebilir evren boyunca uzanan bir cetvel tarafından temsil edildiğini düşünün. Eğer yerçekimi kuvvetini, kuvvet kuvvetleri aralığının 10³⁴‘ünde sadece 1 parça artırsaydık (evren boyu cetvel üzerinde bir inçten daha az hareket etmeye eşdeğer), evrende yaşam sürdüren gezegenler olamazdı. 

İlk Koşullar ve “Kaba Gerçekler”

6. Başlangıç Koşulları , Fiziksel sabitlerin yanı sıra, evrenin başlangıcında mevcut koşulları tanımlayan başlangıç veya sınır koşulları vardır. Başlangıç koşulları fiziksel sabitlerden bağımsızdır. Başlangıç koşullarını özetlemenin bir yolu, evrenin son derece düşük entropisinden (yani, oldukça düzenli) bir başlangıç durumundan söz etmektir. Bu, kütle enerjisinin ilk dağılımını ifade eder. Gerçekliğe Giden Yol’da fizikçi Roger Penrose, evrenimizin başlangıçtaki düşük entropi durumunun yalnızca tesadüfen meydana gelme olasılığının 10 ^{10 (123)} ‘da 1 civarında olduğunu tahmin ediyor. Bu oran bizim idrak gücümüzün çok ötesindedir. Yaşam taşıyan bir evrenin özünde ilginç olduğunu bildiğimize göre, bu oran şu soruyu gündeme getirmek için fazlasıyla yeterli olmalıdır: Neden böyle bir evren var? Birisi bu orandan etkilenmezse, muhtemelen ek ince ayar örnekleriyle ikna olmayacaktır.

   Başlangıç koşullarına ek olarak, görünüşe göre sadece kaba gerçekler olan, evren hakkında iyi bilinen bir dizi başka özellik vardır. Ve bunlar da yüksek derecede ince ayar sergiler. Doğanın ince ayarlanmış (görünüşe göre) “kaba gerçekleri” arasında şunlar vardır:

7. Protonlar ve elektronlar için kütle oranı Biraz farklı olsaydı, DNA gibi yaşam için yapı taşları oluşturulamazdı.

8. Işığın hızı Daha büyük olsaydı, yıldızlar çok parlak olurdu. Daha küçük olsaydı, yıldızlar yeterince parlak olmazdı.

9. Nötronun protona göre kütle fazlası eğer daha büyük olsaydı, yaşam için çok az ağır element olurdu. Daha küçük olsaydı, yıldızlar nötron yıldızları veya kara delikler olarak hızla çökerdi.

“Yerel” Gezegen Koşulları

   Ancak kozmik düzeyde ince ayar yapılmış bir evrende bile, yerel koşullar yine de çarpıcı biçimde değişebilir. Olduğu gibi, bu ince ayarlı evrende bile, evrendeki yerlerin büyük çoğunluğu yaşam için uygun değildir. The Privileged Planet’te Guillermo Gonzalez ve Jay Richards, yaşanabilir tek bir gezegen inşa etmek için gereken 12 geniş, yaygın olarak tanınan ince ayar faktörünü tanımlar. 12 faktörün tamamı Dünya’da bir arada bulunabilir. Muhtemelen bunun gibi daha birçok faktör vardır. Aslında, her biri bir gezegenin yaşanabilirliğine çeşitli şekillerde katkıda bulunduğundan, bu faktörlerin çoğu alt faktörlere bölünebilir. 

10. Doğru jeolojik iç yapıya sahip sabit plaka tektoniği (karbon döngüsüne izin verir ve koruyucu bir manyetik alan oluşturur). Yerkabuğu önemli ölçüde daha kalın olsaydı, levha tektonik geri dönüşümü gerçekleşemezdi.

11. Kabukta doğru miktarda su (yaşam için evrensel çözücü sağlar).

12. Doğru gezegen dönüş periyoduna sahip büyük ay (bir gezegenin eğimini dengeler ve gelgitlere katkıda bulunur). Dünya örneğinde, ayının yerçekimi, ekseninin açısını neredeyse sabit 23,5 derecede sabitler. Bu, nispeten ılıman mevsimsel değişiklikler sağlar ve güneş sistemindeki tek iklim, karmaşık canlı organizmaları sürdürebilecek kadar ılımandır.

13. Uygun kükürt konsantrasyonu (önemli biyolojik işlemler için gereklidir).

14. Doğru gezegen kütlesi (bir gezegenin atmosferin doğru türünü ve doğru kalınlığını korumasını sağlar). Dünya daha küçük olsaydı, manyetik alanı daha zayıf olurdu ve güneş rüzgarının atmosferimizi soymasına izin vererek gezegenimizi yavaş yavaş Mars gibi ölü, çorak bir dünyaya dönüştürürdü.

15. Çevresel yaşanabilir bölgenin iç kenarına yakın (bu, bir gezegenin yüzeyde doğru miktarda sıvı su tutmasını sağlar). Dünya Güneş’e sadece %5 daha yakın olsaydı, sıcaklıkları yaklaşık 900 Fahrenheit’e yükselen kaçak bir sera etkisi olan Venüs ile aynı kaderi paylaşacaktı. Tersine, Dünya Güneş’ten yaklaşık %20 daha uzakta olsaydı, Mars’ı kısır bırakan türden kaçak buzullar yaşayacaktı.

16. Dönme yörüngesinin dışında düşük eksantrik yörünge ve dev gezegen rezonansları (bu, bir gezegenin uzun bir süre boyunca güvenli bir yörüngeyi korumasını sağlar).

17. Büyük dairesel yörüngelerde birkaç büyük Jüpiter kütleli gezegen komşusu (bu, yaşanabilir bölgeyi çok fazla kuyruklu yıldız bombardımanından korur). Dünya, Jüpiter ve Satürn’ün yerçekimi tarafından korunmasaydı, kitlesel yok oluşlara neden olacak yıkıcı kuyruklu yıldızlarla çarpışmalara karşı çok daha duyarlı olurdu. Olduğu gibi, güneş sistemimizdeki daha büyük gezegenler, Dünya’yı en tehlikeli kuyruklu yıldızlardan önemli ölçüde korur.

18. Galaksinin dış sarmal kolu (bir gezegenin süpernovadan güvenli bir şekilde uzak durmasını sağlar).

19. Galaksinin eş-dönüş çemberine yakın, galaktik merkezin etrafındaki dairesel yörüngede (bu, bir gezegenin galaksinin tehlikeli kısımlarını geçmekten kaçınmasını sağlar).

20. Galaktik yaşanabilir bölge içinde (bir gezegenin tehlikeli galaktik merkezden güvenli bir şekilde uzaktayken ağır elementlere erişmesine izin verir).

21. Kozmik yaşanabilir çağda (ağır elementler ve aktif yıldızlar çok yüksek konsantrasyonda tehlikeli radyasyon olayları olmadan var olduğunda).

    Bu, yaşanabilir tek bir gezegen inşa etmek için çok temel bir “içerik” listesidir. Şu anda, bu öğelerin çoğu için yalnızca kaba olasılıklara sahibiz. Örneğin, Samanyolu Galaksisi’ndeki bile yıldızların yüzde onundan daha azının galaktik yaşanabilir bölge içinde olduğunu biliyoruz. Ve tam olarak doğru türde ayı tesadüfen elde etme olasılığı neredeyse kesinlikle çok düşüktür, ancak ne kadar düşük olduğunu hesaplamanın hiçbir yolu yoktur. Söyleyebileceğimiz şey, görünür evrendeki olası konumların büyük çoğunluğunun, aksi takdirde yaşanabilir galaksiler içinde bile yaşamla bağdaşmadığıdır. 

   Bu yerel “ince ayarın” kozmik ince ayardan farklı olduğunu ayırt etmek önemlidir. Kozmik ince ayar ile, gerçek evreni bir bütün olarak diğer olası ancak gerçek olmayan evrenlerle karşılaştırıyoruz. Ve teorisyenler bazen ince ayarlanmış bir evrenin utancından kaçınmaya çalışmak için birden fazla evreni varsaysalar da, diğer evrenlerin var olduğuna dair doğrudan bir kanıtımız yok. Ancak yerel gezegensel çevremizle uğraşırken, onu gerçek evrendeki bilinen veya teorik olarak olası diğer konumlarla karşılaştırıyoruz. Bu, yeterince büyük bir evren verildiğinde, belki de bu yerel koşulları en az bir kez tesadüfen elde edebileceğiniz anlamına gelir (her ne kadar kozmik ince ayar tarafından sıkı bir şekilde kısıtlanmış “şans” olsa da). 

   Öyleyse bu, yerel ince ayar kanıtının tasarım çıkarmak için faydasız olduğu anlamına mı geliyor? Hayır. Gonzalez ve Richards, yerel ince ayarda hala amaçlı bir model ayırt edebileceğimizi savunuyorlar. Olduğu gibi, karmaşık gözlemcilerin var olmasına izin veren aynı kozmik ve yerel koşullar, genel olarak bilimsel keşif için en iyi ortamı sağlar. Dolayısıyla karmaşık gözlemciler kendilerini gözlem için en iyi genel ortamda bulacaklardır. Evren keşif için tasarlanmış olsaydı bunu beklerdiniz, başka türlü değil. Dolayısıyla fiziksel sabitlerin, kozmik başlangıç koşullarının ve yaşanabilirlik için yerel koşulların ince ayarı, evrenin yalnızca karmaşık yaşam için değil, aynı zamanda bilimsel keşif için de tasarlandığını gösteriyor.

Birincil İnce Ayar Parametrelerinin Etkileri

    Temel fizikten “akıntı yönünde” ince ayar yapmanın, evrenimizin ne kadar derinden ince ayarlı olduğunu gösteren bir dizi çarpıcı etkisi vardır. Bu “etkiler” bağımsız parametreler olarak ele alınmamalıdır (aşağıdaki tartışmaya bakınız). Yine de, ince ayar fikrini açıklamaya yardımcı olurlar. Örneğin:

(22) Su molekülünün polaritesi, onu yaşam için benzersiz bir şekilde uygun hale getirir. Daha büyük veya daha küçük olsaydı, yayılma ve buharlaşma ısısı onu yaşam için elverişsiz hale getirirdi. Bu, daha yüksek seviyeli fiziksel sabitlerin ve ayrıca atom altı parçacıkların çeşitli özelliklerinin sonucudur.

Peki ya Diğer Tüm Parametreler?

   İnce ayarlanmış parametreleri tartışırken, bir kişi ya maksimum ya da minimum bir yaklaşım alabilir.

   Azami yaklaşımı benimseyenler, mümkün olduğu kadar uzun bir liste oluşturmaya çalışırlar. Örneğin, popüler bir Hıristiyan savunucusu, ilk kitaplarından birinde otuz dört farklı parametre sıraladı ve şu anda doksan parametreye sahip büyüyen bir listeyi sürdürüyor. Ayrıca çeşitli “yerel” faktörlere kesin olasılıklar da ekler. 

   Kesin olasılıkları destekleyen uzun (ve büyüyen) bir listenin retorik gücü olsa da, ciddi bir dezavantajı da vardır: Bu listelerdeki parametrelerin çoğu muhtemelen diğer, daha temel parametrelerden türetilmiştir, bu nedenle gerçekten bağımsız değildirler. Örneğin süpernova patlamalarının hızı, bazı temel doğa yasalarının bir fonksiyonu olabilir ve ayrı bir ince ayar örneği olmayabilir. Düşük bir olasılık elde etmek için çeşitli parametreleri meşru bir şekilde çarpacaksanız, “çifte rezervasyon” yapmadığınızdan, yani aynı faktörü farklı açıklamalar altında iki kez listelemediğinizden emin olmak istersiniz. Aksi takdirde, ortaya çıkan olasılık yanlış olacaktır. Ayrıca, çoğu durumda, kesin olasılıkları bilmiyoruz.

   Bu sorunlardan kaçınmak için, diğerleri daha tutucu bir yaklaşım benimsiyor ve temel olarak farklı, iyi anlaşılmış ve geniş çapta kabul görmüş ince ayar örneklerine odaklanıyor. Burada alınan yaklaşım budur. Kesinlikle ek ince ayar örnekleri olsa da, bu muhafazakar yaklaşım bile tasarım için fazlasıyla yeterli kümülatif kanıt sağlar. Ne de olsa, materyalistleri ince ayarın sonuçlarından kaçınmak için birçok evren senaryosu oluşturmaya motive eden bu kanıttır. 

Çevirmen: Onur Kenan Aydoğdu

Kaynak: Jay W. Richards, İnce Ayar Parametreleri Listesi, , (Çev. Onur Kenan Aydoğdu), https://www.researchgate.net/publication/357321908_Ince_Ayar_Parametreleri_Listesi , Erişim Tarihi: 30.06.2023

Kaynaklar

Guillermo Gonzalez and Jay Richards The Privileged Planet: How Our Place in the Cosmos is Designed for Discovery (Washington DC: Regnery, 2004). 

Robin Collins, “The Teleological Argument: An Exploration of the Finetuning of the Cosmos,”

Blackwell Companion to Natural Theology, edited by William Lane Craig and J.P. Moreland, (Oxford: Blackwell Pub., 2009) 

John Barrow and Frank Tipler, The Anthropic Cosmological Principle (Oxford: Oxford University Press, 1986). 

Roger Penrose, The Road to Reality: A Complete Guide to the Laws of the Universe (New York: Vintage, 2007). 

Paul Davies, The Accidental Universe (Cambridge: Cambridge University Press, 1982). 

Martin Rees, Just Six Numbers: The Deep Forces that Shape the Universe (New York, NY: Basic Books, 2000.)