Evren Bir Simülasyon mu? >> Elon Musk, Matrix dünyasında yaşıyoruz dedi

Geçen hafta Recode Kod Konferansı’na katılan Elon Musk, “Gerçek dünyada yaşıyor olma ihtimalimiz milyarda bir” dedi. Bunu dünyanın en büyük girişimcisi söyleyince insan düşünüyor. Peki Elon Musk haklı mı? Evren Matrix gibi bir  simülasyon ise nasıl anlarız? Bu yazıda inceliyoruz.

Sanal gerçekliğin devamı Matrix

Elon Musk hepimizin bir simülasyondaki bilgisayar karakterleri olduğumuzu söylüyor: “40 yıl önce [oyun konsollarında] pong oyunu vardı. İki çizgi ve nokta [arasında gidip gelen bir top]. 40 yıl sonra, şimdi milyonlarca insanın aynı anda oynadığı fotoğraf gerçekliğinde 3B simülasyonlar [online video oyunları] yapıyoruz ve bu her yıl daha da gelişiyor. Böyle giderse oyunları gerçekten ayıramayacağız.”

“Bu mantığı yürütürsek gerçek dünyada yaşama şansımız milyarda bir. Şimdi bu argümanda ne yanlış var onu söyleyin. Bu argümanda hata var mı? Gerçek dünyada yaşama şansımız milyarda bir. Belki de simülasyonda yaşıyoruz diye sevinmeliyiz.”

İlgili yazı: Google Oculus Rıft Taktı >> Androıd N Sanal Gerçeklik Platformu Oluyor

 

Neden sevinelim?

Herkes Nerede? adlı 3 bölümlük yazı dizisinde uzayda dünya dışı zeka varsa bizden teknolojik olarak çok daha gelişmiş olan uzaylıların neden Dünya’ya gelip merhaba demediği sorusunu ele aldım. Bilim insanlarının buna verdiği basit bir yanıt var:

Belki de uzayda bizden başka uygarlık yok veya bu uygarlıklar Evren’de o kadar nadir ki henüz tanışamadık. Ancak, neden böyle derseniz bunun bir sebebi Büyük Filtre olabilir. Belki de Evren’de uygarlıkların yıldızlar arası yolculuk yapacak kadar gelişmesini önleyen bir şey var.

Belki teknolojik tekillik gelince zeki canlı türleri Matrix dünyaları yaratıp içinde yaşıyor ve uzayı uzaktan keşfediyor, ama uzay gemisi inşa ederek gezegenleri tek tek ziyaret etmeyi düşünmüyor. Belki de tüm gelişmiş uygarlıklar çevre kirliliği, küresel ısınma veya nükleer savaşla kendini yok ediyor!

İlgili yazı: İnternetinizi uçuracak en iyi 10 modem

 

Gelelim Elon Musk’a

Elon Musk evren simülasyonsa sevinelim, çünkü bu sayede uygarlığı büyük filtreden kurtarmak için Matrix inşa edebilir ve içinde yaşayabiliriz diyor: “Bir uygarlık ilerlemeyi durdurursa beklenmedik bir felaket o uygarlığı yeryüzünden silebilir. Bu durumda ya gerçekten ayırt edilemeyen simülasyonlar oluşturacağız veya uygarlık yok olacak.”

Elon Musk’ın bu argümandaki fikir babası Oxford Üniversitesi’nden transhümanist filozof Nick Bostrom. Kendisiyle AllDesign 2015 fuarında Popular Science Türkiye dergisi için bir söyleşi yapmıştım. Söyleşinin konusu süper zeka insan uygarlığını yok eder mi sorusuydu.

Ancak, Bostrom en çok “Bir Bilgisayar Simülasyonunda mı Yaşıyorsunuz?” makalesiyle tanınıyor.¹ Bostrom bu makalesinde çeşitli olasılıkları inceledikten sonra büyük ihtimalle bilgisayar simülasyonunda yaşadığımız sonucuna varıyor.

 

Haklı mı?

Bostrom, 2001 yılında yayınladığı makalesinde felsefede varlıkbilim alanını temelinden sarstı ve filozoflarla bilim insanlarını doğa yasalarının bilgisayar kodları olabileceğini düşünmeye itti.

Yaşadığımız dünyaya ilişkin bütün fikirlerimiz yanlış olabilir mi? Bunlar kendimiz ve çevremizin gerçek olduğuna dair inancımızdan doğabilir mi? Daha kötüsü bilgisayar simülasyonunda yaşıyorsak ya yarın bilgisayarı kapatırlarsa?

İlgili yazı: İnternette ansürü Aşmak İçin VPN Kullanın >> Dünyanın en iyi 5 VPN sağlayıcısı

 

Fişi çekerlerse ne olacak?

Bostrom bu iddialı görüşü birkaç şekilde temellendiriyor. Öncelikle beyin simülasyonu yaparsak ve bunu gelişmiş bilgisayarlarda çalıştırırsak bu simülasyon insan beyni gibi bilinçli olacaktır diyor. Bu bir varsayım ve herkes tarafından kabul edilen bir varsayım değil.

Konumuz insan bilinci olmadığı için detaya girmeyeceğim; ama ünlü fizikçi Richard Feynman ve Roger Penrose’a göre dijital bilgisayarlar, yani bugün kullandığımız PC’ler ve gelecekteki torunları asla insan bilincine sahip olamazlar; çünkü insan bilinci insan beynini gerektirir.

Bugünkü bilgisayarlar basit birer Turing makinesi: Matematik sembollerini algılıyorlar ve buna uygun işlemler yapıyorlar. Ancak bu sembollerin anlamının farkında değiller. Örneğin bu yazıyı laptopta yazıyorum, ama laptop ne yazdığımı anlamıyor.

İlgili yazı: İnternette teknik takip ve gözetimi önleme rehberi

 

Bostrom yanılıyor mu?

Evren simülasyondur dersek bizim de simülasyon olduğumuzu kabul etmemiz lazım. Oysa insan zihni insan beyninden asla bağımsız olamayacaksa (örneğin zihnimizi bilimkurgu filmlerindeki gibi bilgisayarlara kaydedemeyeceksek) simülasyon olamayız; çünkü bir şeyin simülasyonu o şeyin kendisi değildir.

Feynman’a göre tersini söylemek WoW online video oyunundaki dijital karakterlerin gerçekten canlı olduğunu ve kendilerinin farkında olduğunu kabul etmektir (WoW filmi de sinemalara geldi, izleyip ayrıca yazacağım 😉 ). İnsan zihnini insan beyninden ayıramayacağımıza göre hiçbir uzaylı veya süper zeka bizim ve yaşadığımız evrenin simülasyonunu yapamaz.

Feynman hayatta değil ama Penrose, Nick Bostrom ve Ray Kurzweil’a bu yüzden karşı çıkıyor. Asla yapay zeka yaratamazsınız diyor. Bunun için insan beyni gerekir.

İlgili yazı: Yapay zeka >> Robotlar mı insan oluyor, insanlar mı robot oluyor?

 

Peki Penrose yanılıyorsa?

Penrose nasıl yanılıyor olabilir? Bir sebebi var: Diyelim ki bugünkü bilgisayarlar, hatta bu tasarıma göre üretilen gelecekteki süper hızlı torunları asla insan bilincine sahip olmayacak. Bu yine de gelecekteki süper bilgisayarların insan beyninin simülasyonunu yapmasına engel değil.

Hatta bilgisayarlar bir gün, tıpkı Ex Machina filmindeki robot kadın Eva’nın “ıslak beyninde” (wetware) olduğu gibi, insan beynine benzeyen organik bir beyin tasarlamamızı sağlayabilirler (bunu şu anda elimizde bulunan hardware (sert donanım) ile yapamayız).

İnsan zihni ancak organik beyinde çalışıyorsa ve bilgisayarlar bu beyni sentetik biyoloji, kök hücre tedavisi ve gen mühendisliği ile tasarlamamızı sağlıyorsa yapay zeka üretebiliriz. Tek yapmamız gereken insan beyni yazılımını (simülasyonunu) bu beyne yüklemek olacaktır.

Hatta Penrose’un bilim camiasında kabul görmeyen kuantum bilinç fikri doğru olsa bile yapay zeka üretebiliriz; çünkü kuantum bilinç insan beyninde ortaya çıkıyor ve bu durumda yapay olarak üretilen organik insan beyinleri de insan bilincine sahip olabilir (tüp bebek yerine tüp beyin yarattığımız düşünün).

İlgili yazı: Özgür irade yanılsama mı?

 

Kendi zihnimizde tutsağız

Diyelim ki fizik dünyadan ayırt edilemeyen bir evren simülasyonu yaptık ve bu simülasyonu yapay insan zihinleriyle doldurduk. O zaman biz insanlar simülasyonda yaşadığımızı asla anlayamayız. Bu dünya bize Matrix gibi gerçek gelir. Hele bu evrenin simüasyon olduğunu açığa çıkaracak ipuçları yoksa. Hele Matrix’teki gibi kara kedinin önümüzden iki kere geçmesi tarzında “deja vu” bugları ve glitchleri göremezsek. 🙂

İnsan beyni (insan zihni) bilinen Evren’deki en karmaşık şey olduğuna göre, kainatta hem içinde bulunduğumuz gözlemlenebilir evrenin hem de insan zihninin simülasyonunu yapabilecek bir hiper bilgisayar olabilir (Belki de başka bir evrendeki gelişmiş uzaylıların tasarladığı bilgisayar).

İlgili yazı: Raspberry Pi İle Gerçek İnternet Hızını Ölçün >> Servis sağlayıcıya hızımı artır deyin

 

Matematik de evrensel değil

Fizikçi Stephen Wolfram’ın geliştirdiği yazılım son 30 yılda 50 bin farklı matematik sistemi buldu. İnsanlar bu alternatif matematiklerden sadece birini kullanıyor. Bu da matematiğin evrensel bir dil olmadığını, İtalyanca gibi başka dillere çevrilebilen bir yorum dili olduğunu gösteriyor. Dolayısıyla Evren’in simülasyon olduğu varsayımını güçlendiriyor.

Aksi halde, evrende sembolik olarak doğadan soyutlanamayan tek bir matematik dili olmalıydı. Hatta Grek matematikçi Pythagoras’ın (Pisagor) inandığı gibi matematik sembollerinin özel güçleri olmalıydı.

Oysa 12’yi Roma rakamlarıyla XII olarak yazabiliyoruz. Bu durumda aritmatik anlam kaybına uğramıyor. Kısacası prensipte matematiksel sembollerin ayrıcalıklı olmadığını biliyoruz. Semboller sadece gerçeği ifade etmeye yarıyor (Gerçi Romalılar sıfırı ayrı bir sembolle yazmıyordu ama bu sadece Hint aritmetiğinin daha gelişmiş olduğunu gösteriyor, matematiğin sihirli tek dil olduğunu değil).²

İlgili yazı: Sansüre Karşı TOR ve Orbot Rehberi >> Twıtter ve Facebook engellenirse nasıl girersin?

 

Asıl konuya geçelim

Buraya kadar Evren simülasyon olabilir mi sorusunu ele aldık. Bu prensipte mümkün olduğuna göre, şimdi bu varsayımı güçlendiren kanıtları ve ardından da Evren’in simülasyon olmasının sonuçlarını ele alalım.

Bostrom diyor ki bir şeyin simülasyonunu yapmak gerçeğini yapmaktan kolaydır. Örneğin, Muhteşem Süleyman dizisinde eski İstanbul’u bilgisayar grafikleriyle canlandırdık; ama mevcut İstanbul’u yıkıp yerine eski binalar inşa etmedik.

Bu düz mantık konumuz için önemli; çünkü simülasyon evrenlerin sayısının gerçek evrenlerden yüksek olduğunu gösteriyor. Öyle ki bizim gerçek bir evrende yaşıyor olma olasılığımız istatistiksel açıdan çok düşük.

İlgili yazı: Einstein ve Dünyayı Değiştiren Denklem >>Genel görelilik teorisi 100 yaşında

 

Birden fazla evren var mı?

Aşağıda bu noktayı fizik biliminde Evren’in simülasyon olduğu gösterilebilir mi bağlamında tekrar ele alacağım; ama şimdi şunu söyleyebilirim:

Alan Guth’un büyük patlamadan sonra Evren’in nasıl oluştuğunu açıklayan şişme modeline ve sicim teorisinden türetilen zar kozmolojisine göre kainatta sonsuz sayıda veya çok sayıda evren olabilir. Bunun önemi şu: Tek bir evren varsa Bostrom’un “Simülasyon sayısı gerçek evren sayısından fazladır” argümanı çöker. Öte yandan çok sayıda evren varsa bu argüman güçlenir.

İlgili yazı: 5 Soruda Paralel Evrenler >> Evrende kozmik kopyalarımız ve alternatif dünyalar var mı?

 

Farksızlık ilkesi

Bostrom simülasyon argümanını temellendirmek için Farksızlık ilkesinden de yararlanıyor. Buna göre bir önermenin diğer bir önermeden daha doğru olduğunu düşünmek için özel bir neden yoksa iki önermenin de gerçek olma ihtimali aynıdır.

Bir önermenin gerçek olma ihtimalini de şöyle hesaplarız: Önermenin gerçek olma olasılığını toplam olasılıkların sayısına böleriz. Peki bunun konumuzla ne ilgisi var?

Evren bir simülasyon ise Evren’in simülasyon olma ve olmama ihtimali gözümüze eşit görünmeli. Evren’in simülasyon olmadığını ispatlayamadığımız sürece simülasyon olma ihtimali artacaktır. İstatistik yasaları bunu gösteriyor.

 

Bostrom’u nasıl çürütürüz?

Nick Bostrom’un yanıldığını göstermenin tek bir yolu var: Evren simülasyonlarının kainatta yok sayılacak kadar az olduğunu kanıtlamamız lazım. Bunu nasıl yaparız? Kısaca sıralayalım:

1. Büyük Filtre yüzünden pek az uygarlık evren simülasyonu yapacak kadar ilerliyor.

2. Gelişmiş uygarlıklar belki ahlaki sebeplerle evren simülasyonu yapmak istemiyor (çünkü simülasyon isek aynı zamanda kobay ve deney faresiyiz. Örneğin bizim programımızı çalıştıran bilgisayarı kapatmamaları için uzayların ilgisini çekecek atraksiyonlar yapmalıyız!).

3. Evren’de ve diğer evrenlerde hayat o kadar nadir ki simülasyon yapacak kadar çok uygarlık çıkmıyor (bunun için Herkes Nerede? Yazıma bakabilirsiniz).

 

Dışlama ilkesi

Nick Bostrom bir konuda daha yanılıyor olabilir: O da bize ve bizim evrenimize benzeyen simülasyon sayısında. Bu sayıyı çok yüksek hesaplamış olabilir.

Sonuçta Evren matruşka bebekler gibi olsa bile; yani evren içinde evren olsa bile, biz toplam simülasyon sayısında bize benzeyen evrenleri hesaba katamayız.

İlgili yazı: Robotlarda Ultron Çağı >> Bu robot “bilge adam” testini geçti

 

Bir filmi kaç kere izlersiniz?

Şöyle düşünün. Star Wars Episode IV filmini çok severim. Belki 20 kez izlemişimdir ama 1000 kez izlemeyi düşünmüyorum. Ömrüm de yetmez sanırım.

Şimdi uzaylılar (başka evrende bizden önce gelen üstün varlıklar, artık her neyse), çoktan bize benzeyen evren simülasyonları yapmaktan sıkılmış olmalılar. Kısacası kainatta bize benzeyen evren simülasyonları çoktan sona ermiş olmalı.

Ayrıca biz de henüz evren simülasyonları yapmaya başlamadık. Bu nedenle kainatta simülasyonu henüz yapılmayan ilginç evren senaryoları çok azalmış olmalı. Bu durumda kainatta istatistiki olarak çok sayıda evren simülasyon olamaz. Bu durumda istatistiksel olarak bir simülasyonda yaşadığımızı söyleyemeyiz.

İlgili yazı: Kuantum fiziğinde uzaktan etkinin varlığı kanıtlandı

 

Naber netekim?

Yine geldi şapka! Cem Karaca bunu Demirel’e ihtilal yapan Evren için yazdığı şarkıda yazmıştı. Siyasi yasaklı Demirel’in 90’ların başlarında tekrar iktidara gelmesini kast ediyordu. Bostrom için de benzer bir espri geçerli.

Bostrom’un Farksızlık ilkesini hatırlayalım. Ne diyordu? Birbirinin zıttı olan iki önermeden birini kanıtlamanın bir yolu yoksa ikisinin de gerçek olma ihtimali eşit olmalıdır.

Biz de hangi önerme doğru bilmiyoruz! Bu sebeple iki olasılık da gerçek olabilir. Kısacası tüm karşı argümanlara rağmen simülasyon varsayımını çürütmedik, tersine güçlendirdik ve işimizi gerçekten çok zorlaştırdık. Şimdi fizik yasalarını araştırarak bunların aslında evrenin yazılımı olduğunu göstermeliyiz. Öyleyse tekrar soralım:

Evren gerçekten bir bilgisayar simülasyonu olabilir mi? Bazı fizikçiler ve filozoflar yaşadığımız Evren’in bir hologram olduğunu düşünüyor ve bu holografik simülasyonun yazılım kodunu arıyor. Peki kodu kim yazdı ve yazılımı çalıştıran bilgisayar nerede?

İlgili yazı: Holografik evren >> Varoluş içi boş bir hologram mı?

 

Evrenin yazılımı

Kanada Vancouver’daki British Columbia Üniversitesi’nden fizikçi Van Raamsdonk’un ilginç bir sorusu var: “Sabah uyanıp aslında bir bilgisayar oyununda yaşadığınızı fark ederseniz ne düşünürsünüz?” Van Raamsdonk’un 1999 tarihli Matrix filmini hatırlatan senaryosu doğruysa “üç boyutlu fiziksel dünyanın tamamı başka bir yerde kodlanan enformasyondan doğan bir yanılsama” olabilir. İşin ilginci bazı fizik teorilerine göre evren bir tür simülasyon veya hologram olabilir.

Nitekim sicim teorisinin bir sürümünde, üç uzay ve bir zaman boyutuyla birlikte dört boyutlu olan Evren’i 5 boyutlu anti-de Sitter uzayındaki bir kürenin 4 boyutlu yüzeyinde tanımlayabiliyoruz. Fizikçi Leonard Susskind, hayal gücümüzü zorlayan bu noktada anti-de Sitter uzayının sadece matematiksel bir tasarım olduğunu belirtiyor. Bu teori yarın kanıtlanırsa simülasyon argümanı 1-0 öne geçecek.

Susskind’e göre holografik evren tasarımı tam olarak gerçek değil, ama gerçek Evren’deki madde ve enerjiyi tanımlamak için kullandığımız yararlı bir matematiksel model. Ancak holografik evren modeli ister fizik yasalarını anlamak için geliştirilen matematiksel bir tasarım olsun isterse gerçeğin ta kendisi, Evren’in üç boyutlu bir projeksiyon olduğunu düşünmek önemli sonuçlar doğruyor.

Holografik şarkıcı Hatsune Miku Expo 2016

 

Kodu kim yazdı?

Örneğin bilgisayar bilimci ve sanatçı Jürgen Schmidhuber, “Evren holografik bir yanılsama ise Dünya’da hayatın ortaya çıkmasına imkan tanıyan fizik yasaları da bu simülasyonun yazılım kodunda yer alan komut satırları olabilir” diyor.

Schmidhuber’e göre bu da fizik yasalarının neden en azından Dünya gezegeninde hayatın ortaya çıkmasına izin verdiğini açıklayabilir: Çünkü yazılımın kodu öyle, çünkü bu simülasyonun kuralları Evren’de hayatın ortaya çıkmasına izin veriyor.

Elbette Evren olarak adlandırılan simülasyonun kodunu kimlerin yazdığı ve bu simülasyonu çalıştıran bilgisayarın nerede yer aldığı da ayrı bir merak konusu.

İlgili yazı: Hayat neden var?

 

Dijital felsefe

Carnegie Mellon Üniversitesi’nden Profesör Edward Fredkin bu görüşü daha da ileri götürüyor ve Evren’in simülasyonunu yapan bilgisayarın başka bir evrende yer aldığını ileri sürüyor.

Dijital fizik, modern bilgisayar teorisi ve dijital felsefenin öncüsü olarak kabul edilen Fredkin’e göre bu bilgisayarı yabancı bir uzaylı uygarlığı tasarlamış olabilir. Belki de insan uyarlığından milyonlarca yıl ileride olan bir medeniyet gelişmiş bir bilgisayar dizayn etti ve bu bilgisayar da içinde bulunduğumuz Evren’in simülasyonunu çalıştırıyor.

İlgili yazı: Manyetik Solucandeliği >> Radar dalgalarını görünmez yapan makine

 

Akıllı tasarıma geri dönüş

Aristoteles’in gökcisimlerini hareket ettiren bir “ilk devindirici” olması gerektiği hipotezine benzeyen bu varsayım, aslında Evren’i yaratan Tanrı inancının yerine Evren’i yaratan uzaylılar inancını koyuyor ve bu nedenle de bilim dünyasında kabul görmüyor.

Bilimsel araştırmaların deney ve gözlemlerle kanıtlanabilen, yani özünde yanlışlanabilen önermelere dayanması gerektiğini vurgulayan bilim insanları akıllı tasarım kuramlarını dinsel inanışlar sınıfına sokuyor.

Sonuçta Evren simülasyonsa Evren’in oluşmasının fiziki bir nedeni yok. Bu da bilimin temel sorulara asla cevap veremeyeceği anlamına geliyor. “Evren nasıl oluştu? Uzaylının biri simülasyon yaptı.” Bu doğruysa akıllı tasarım gerçektir ve bu da bilim yapma imkanını elimizden alacaktır.

Bostrom’un akıllı tasarımın spiritüalizm ve din olmadan da gerçek olabileceğini ima ettiği görülüyor. Bunu kendisine sordum ve “Evet ama Evren, evrimle işleyen bir simülasyon olabilir” dedi. Doğrusu bu yanıt bilim yapma imkanımızın elimizden alınması veya sınırlanması açısından bana pek tatmin edici gelmedi.

İlgili yazı: Işınla Beni Scotty! >> Uzay Yolu’ndaki Işınlama teknolojisi gerçek olacak mı?

 

Diğer ihtimal

Bu noktada en ilginç eleştiriyi getirenlerden biri de Massachusetts Teknoloji Enstitüsü’nden Profesör Seth Lloyd. Kuantum bilgisayar simülasyonları üzerinde araştırmalar yürüten Lloyd görüşlerini şöyle ifade ediyor:

“Modern bilimin 200 yıl boyunca varoluşu rastlantısallık ve evrimle açıklamaya çalışmasından sonra bazılarının bundan vazgeçerek akıllı tasarım konseptine geri dönmesi kaderin bir cilvesi olsa gerek.”

İlgili yazı: Kara Delikler ve Zaman Paradoksu

 

Matrix’ten önce ve Matrix’ten sonra

Lloyd’un eleştirilerinin en dikkat çekici yanı ise Evren’in bir simülasyon olduğu konusunda aslında Edkin’e katılıyor olması. Bununla birlikte Evren’in kendi kendisinin bilgisayarı ve simülasyonu olduğunu düşünen Seth Lloyd, varoluşu dışarıdan kontrol eden bir bilgisayar olduğuna inanmıyor.

“Hiçbir bilgisayar süper karmaşık bir yapıya sahip olan Evren’in tamamını tek başına simüle edemez” diyor Lloyd: “Sadece Evren kendi kendisinin eksiksiz simülasyonunu yapabilir. Bunun için Evren’deki bütün parçacıkları kullanmamız gerek. Evren söz konusu olduğunda simülasyon ile fiziksel gerçeklik arasında ayrım yapmak anlamsız olur.”

İlgili yazı: Uzay gemileri ve kara deliklerle zamanda yolculuk mümkün mü?

 

Evren’in çözünürlüğü

Edward Edkin bu bağlamda tarihin ikiye ayrılabileceğini düşünüyor ve bunu “Matrix’ten önce ve Matrix’ten sonra” sözleriyle esprili bir şekilde dile getiriyor.

Schmidhuber ise bu iddiayı temellendirmek için pratik bir noktadan hareket ediyor ve Evren’in tıpkı video oyunu grafikleri gibi maksimum çözünürlüğe sahip olduğunu söylüyor. Monitöre zum yapıldığında resimdeki piksellerin görülebildiğine dikkat çeken Schmidhuber’e göre aynı şey Evren için de geçerli:

İlgili yazı: Evren 4 Boyutlu Bir Kara Delik mi?

 

Planck sabiti

“Evren’in maksimum çözünürlüğü Planck sabitidir. Planck ölçeğinden daha kısa mesafelerde ve daha kısa zaman aralıklarında fizik yasaları anlamını yitiriyor, öyle ki Evren’i oluşturan uzay-zaman bile ortadan kalkıyor.”

Bu bağlamda üç boyutlu fiziksel Evren’i bir holografik projeksiyon olarak ifade edebiliriz. Tek boyutlu yazılım kodları, yani bu kodların sicim teorisinde karşılığı olan bir boyutlu enerji şeritleri, içinde bulunduğumuz dört boyutlu uzay-zamanı ve temel parçacıkları meydana getiriyor.

Evren bir simülasyon ise bu yazılımın kodları da fizik yasalarıdır. Dolayısıyla Evren’in simülasyonunu yapmak için uzaydaki bütün parçacıkları kullanmamıza gerek yok. Birkaç komut satırı ile dilediğimiz Evren’i oluşturabiliriz fakat önce bu kodu çözmemiz gerekiyor.

İlgili yazı: Enformasyon paradoksu: Kara Deliğe Düşen Astronota Ne Olur?

 

Uzay-zamanın kökeni

Ancak simülasyon konusunda bir soru önemini koruyor: Evren holografik bir projeksiyon ise bu illüzyonu yaratan projeksiyon makinesinin ham maddesi nedir? Kısacası Evren’in yapıtaşı nedir? Evren’in inşaat malzemesi uzay-zaman mı, yoksa maddeyi oluşturan atomları meydana getiren ve aynı zamanda yerçekimi gibi fizik kuvvetlerinin enerjisini taşıyan temel parçacıklar mı?

Halka kuantum kütleçekim kuramından yola çıkarak tüm fizik yasalarını tek formülde birleştirmeyi amaçlayan teorik fizikçi Lee Smolin, bilim insanlarını yıllardır uğraştıran bu sorunu şöyle özetliyor:

“Fizikçiler arasında kabul gören iki temel görüş var. Bunlardan biri halka kuantum kütleçekim kuramı, diğeri ise sicim teorisi. Halka kuantum kütleçekim kuramına göre Evren’in temel yapıtaşı uzay-zamanın kendisidir.”

Uzay-zaman içi boş bir kaptır ve balık ağına benzeyen delikli bir yapıya sahip olan bu kap Planck ölçeğindeki enerji halkalarından oluşuyor. Maddeyi meydana getiren temel parçacıklar da örme kumaşa benzeyen uzay-zaman dokusundaki etkileşimlerle ortaya çıkıyor. Sicim teorisi bu kurama alternatif olamaz, çünkü test edilebilir öngörülerde bulunmuyor.

İlgili yazı: Her şeyin teorisi

 

Bileşik kaplar problemi

Sicim teorisine dayalı bir kuantum kütleçekim kuramı geliştirmeye çalışan fizikçi Juan Maldacena ise tahmin edilebileceği gibi Smolin’e katılmıyor:

“Halka kuantum kütleçekim kuramı adından da anlaşılacağı üzere sadece bir kuram. Tam kapsamlı bir teori bile değil. Halka kuantum modeli yalnızca kütleçekim kuvvetini açıklıyor. Ancak elektromanyetik kuvvet gibi diğer fizik kuvvetlerinin uzay-zamanda nasıl ortaya çıktığını açıklamıyor.”

“Sicim teorisi ise kuantum kütleçekim kuramından yola çıkarak hem kuantum alan kuramını hem de kütleçekimi tanımlayan görelilik teorisini tek potada birleştiriyor. Uzay-zaman temel parçacıkların içinde bulunduğu ve çaydanlıktaki kaynar su molekülleri gibi oradan oraya savrulduğu bir kap değildir.”

Maldacena, sicim teorisinde uzay-zamanın temel parçacıkların arasındaki fiziksel etkileşimlerle ortaya çıktığını söylüyor. Bu durumda uzay-zamanın içini boşaltmak da imkansız: “Çaydanlıktaki suyu dökebiliriz ve geriye boş çaydanlık kalır, ama uzay-zamandaki bütün temel parçacıkları ortadan kaldırırsak Evren’in dokusunu oluşturan uzay-zaman da ortadan kalkacaktır” diyor Maldacena.

 

Holografik ilke

Einstein’ın görelilik teorisine göre kara deliklerin merkezindeki tekillikte kütleçekim sonsuz değere ulaşıyor ve fizik yasaları ortadan kalkıyor. Oysa bu durumda sonsuz çekime yol açan kütleçekim kuvvetinin de ortadan kalkması ve kara deliğin merkezinde tekillik oluşmaması gerekiyor.

Bu da fizikte çelişkili bir sonuca yol açıyor. Sicim teorisi bu bağlamda devreye giriyor: Teorik fizikçiler, kütleçekimi atom ölçeğinde tanımlayabilecek bir kuantum kütleçekim kuramı geliştirerek çelişkinin aşılabileceğini düşünüyor.

Van Raamsdonk’a göre holografik ilke kuantum kütleçekim sorununu çözebilir ve aynı zamanda Evren’i meydana getiren uzay-zaman dokusunun tam olarak neden oluştuğunu gösterebilir. Sonuç olarak modern fiziğin iki büyük direği olan genel görelilik ve kuantum mekaniği uzay-zamanın yapısı hakkında hiçbir şey söylemiyor.

Genel görelilik kütleçekimi tarif ederken kuantum alan teorisi de atom altı dünyayı açıklıyor, ancak uzay-zamana dayalı öngörülerde bulunan bu teoriler uzay-zamanın tanımını yapmıyor. Temel parçacıklarının Planck boyundaki tek boyutlu enerji sicimlerinden oluştuğunu belirten sicim teorisi de uzay-zamanın ne olduğuna dair kesin bir açıklama getirmiyor.

İlgili yazı: 10 Adımda kara deliğe düşen astronota ne olur?r

 

Halka kuantum kütleçekim

Einstein’ın geliştirdiği görelilik teorisinde kütle uzay-zamanı bükerek yerçekimini oluşturuyor. Kuantum alan teorisi de madde ve enerjiyi oluşturan temel parçacıkları uzay-zaman alanında tanımlıyor. Ancak uzay-zaman Evren’in dokusu ise bu dokunun kumaşı nedir?

Pennsylvania Eyalet Üniversitesi’nden fizikçi Abhay Ashtekar bu soruya oldukça basit bir cevap veriyor:

“Uzay-zaman Planck ölçeğindeki enerji ilmeklerinden oluşan bir tür örme kumaştır. Ancak, balık ağına benzeyen bu yapıya uzaktan baktığımız zaman uzay-zamanı deliksiz bir kumaş, kesintisiz bir bütün olarak algılıyoruz; çünkü elimizdeki en güçlü mikroskoplarla bile Planck ölçeğindeki delikleri görmemiz mümkün değil.”

İlgili yazı: Evren’in kumaşı ne marka?

 

Evren’in dokusu

Ashtekar ve meslektaşları tarafından 1980’lerde geliştirilen halka kuantum kütleçekim kuramına göre uzay zaman protonları oluşturan kuarklardan bile daha küçük enerji halkalarından meydana geliyor ve kuantum fiziğinin temeli olan enformasyon bu halkaların üzerinde taşınıyor.

Evren Planck sabitinden küçük aralıklarda anlamını yitirdiği için, uzay-zamanı meydana getiren bu halkaların arasında hiçbir şey bulunmuyor ve ilmeklerin ortasındaki delikler hiçliğe açılıyor.

Enerji ilmekleri Evren’i tanımlayan enformasyonu yanındaki diğer halkalara iletiyor (internet veri trafiğini taşıyan fiber optik kablolarda olduğu gibi). Kuantum ilmekleri bir araya gelerek uzay-zamanın kumaşını örüyor.

 

Enerji halkaları

Bu noktada Ashtekar ile ekibi Planck sabitinden daha küçük halkalar oluşturup oluşturamayacaklarını merak etti. Elbette bunu bir deneyle test etmeleri imkansızdı, ama kuramı geliştirmekte kullandıkları matematik modellerinden yola çıkarak bir deneme yaptılar ve oldukça ilginç bir durumla karşılaştılar.

Halkalardan daha küçük enerji iplikleri oluşturmaya kalktıkları zaman, bu iplikler kumaşın örgüsünden kopuyor ve halkaların ortasındaki delikten mutlak hiçliğe düşerek yok oluyordu. Planck’ın söylediği gibi Evren’i meydana getiren uzay-zamanın dokusu içinde Planck sabitinden daha küçük yapılar oluşturmak imkansızdı.

 

Evren doğmadan önce

Ashtekar bu sonuca vardıklarında yepyeni sorularla karşılaştıklarını kabul ediyor: “Planck sabitinden daha küçük uzay-zaman birimleri olamayacağına göre Büyük Patlama anında veya kara deliklerin merkezinde kütleçekimin sonsuz kuvvete erişmesi de imkansızdı.

“Kara deliklerin içinde tekillik olamayacağından yola çıkarak Evren’in saatini geri almayı düşündük. Belki de ilk kez saati Büyük Patlama’dan geriye alarak Evren’in doğumundan önce ne olduğunu görebilirdik.”

Uzay ve zamanın Evren’le birlikte oluştuğunu düşünen fizikçiler işte bu yüzden “Evren doğmadan önce ne vardı?” sorusunun anlamsız olduğunu belirtiyor. Evren doğmadan önce hiçbir şey yoktu.

Ancak daha ilginç bir durum var: Gerek sicim teorisi gerek kuantum alan teorisi ve gerekse görelilik teorisi zaman geriye de aksa hiçbir değişiklik göstermiyor.

 

Zamanın oku

Zaman geriye aksaydı, kırılan tabak parçaları kendiliğinden birleşseydi ve insanlar Benjamin Button gibi ihtiyar doğup zamanla gençleşseydi bile kuantum fiziğiyle kütleçekim teorisi aynen geçerliliğini koruyacaktı.

Oysa Ashtekar Evren’de zamanın ileriye aktığını, en azından termodinamiğin ikinci yasasının bu noktada güçlü bir kanıt oluşturduğunu belirtiyor:

“Saati geri sararak Büyük Patlama anına yaklaştığımızda minimum halka boyuna ulaştık ve halkalar daha fazla küçülerek bir tekillik oluşturmak yerine tekrar genişlemeye başladı. Böylece Evren’in doğum anında ortaya çıkan negatif enerji yeni bir Büyük Patlama’yı ve dolayısıyla yeni bir evrenin doğumunu tetikledi.”

 

Büyük sekme

Ashtekar Evren’in Büyük Patlama’yla değil, Büyük Sekme’yle oluştuğu kanısında. Ancak, Evren’in kendinden önce çökerek yok olan başka bir evrenden doğmuş olması fizikte önemli sorunlara yol açıyor.

Öncelikle bunun için uzay-zamanı içindeki temel parçacıklardan ve maddeden bağımsız bir enerji alanı olarak düşünmek gerekiyor. Oysa fizikçiler bu enerji ağının nasıl oluştuğunu bilmiyor. Ayrıca yine termodinamik yasaları uyarınca, Evren’in kendisini doğuran anne evrenin entropisini de devralması gerekiyor. Bu da Evren’deki düzensizliğin daha baştan artması anlamına geliyor.

 

Sonsuz döngü

Entropi zehirlenmesi olarak da adlandırılan bu olgu, Evren’in oluşumunu sonsuz evrenler döngüsüyle açıklamak isteyen bütün fizikçilerin kabusu. Sonuçta ezeli ve ebedi bir evrenler döngüsü varsa, insanları barındıran Evren’den sonsuz sayıda kuşak önce kainattaki entropinin maksimum düzeye ulaşmış olması gerekiyor.

Maksimum entropiye erişmiş bir evrenin çöküş anında sekerek yeni bir evren yaratması imkansız olduğu için insanların yaşadığı Evren’in de hiç doğmamış olması gerekiyor.

Ashtekar “Bu önemli bir problem” diyor. “İçinde bulunduğumuz Evren’in var olduğunu biliyoruz, çünkü bu Evren’de çalışıyor ve fizikteki en önemli soruları soruyoruz. Yine de Büyük Sekme modeli zamanın neden ileriye aktığını gösteren simetrik olmayan bir açıklama getiriyor. Bunu yabana atmamak lazım.”

İlgili yazı: Şaşırtan varsayım >> Evren 2 boyutlu başladı, 4 boyutlu oldu ve gelecekte 5 boyutlu olacak

 

Sakat doğum

Hollanda Radboud University Üniversitesi’nden fizikçi Renate Loll kuantum kütleçekim konusunda sözünü sakınmadan konuşuyor:

“Hiç kimse zamanın okunun fizikçileri nasıl uğraştırdığını benim kuşağım kadar bilemez. 1990’larda bilgisayarlar yeterli simülasyon gücüne eriştiğinde sayısız matematik modelini test ettik. Ancak halka kuantum kütleçekim kuramıyla oluşturmaya çalıştığımız bütün evrenler sakat doğdu. Ya insan hayatına elverişli olmayan çok boyutlu evrenlerdi bunlar ya da iki veya bir boyutlu çarpık evrenler.”

Üstelik birçoğu da kısa sürede kendi üstüne çekerek yok oluyordu. Ancak kuantum salınımlarına tek yönlü zaman akışını eklediğimizde, yani uzay-zaman kumaşını ören halkaların sadece tek bir yönde birbirine bağlanmasına izin verdiğimizde olağanüstü bir şey oldu ve içinde bulunduğumuz Evren gibi üç uzay boyutlu evrenler ortaya çıkmaya başladı. Bu da Evrenimizin oluşması için zamanın ileriye doğru akmasının şart olduğunu gösteriyordu.

 

Fiziğin yazılımı

Halka kuantum simülasyonları aynı zamanda Evren’in Büyük Patlama anında tek uzay boyutu ile doğduğuna, diğer iki uzay boyutunun ise sonradan ortaya çıktığına işaret ediyor. Bunun da hem simülasyon modeli hem de holografik evren ilkesi açısından kritik önemi var.

Öncelikle, Jürgen Schmidhuber Evren’i oluşturan simülasyon kodunun tek boyutlu bir komut satırları dizisi olduğunu öne sürüyor. Evren’in tek uzay boyutuyla başlaması simülasyon argümanını güçlendiriyor.

Öte yandan, Evren’in az sayıda boyutla başlayarak zamanla dört boyuta kavuşması holografik modeli de destekliyor. Maldacena’nın belirttiği gibi holografik model üç uzay boyutuna sahip evrenin iki boyutlu bir yüzeyde tanımlanmasına izin veriyor ki buna galaksileri, kara delikleri ve insanları oluşturan temel parçacıkların konum ve hız bilgisi de dahil.

 

Holografik simülasyon mu?

Princeton İleri Araştırmalar Enstitüsü’nden Juan Maldacena, sicim teorisinden yola çıkarak geliştirdiği holografik evren modelinde Evren’in üç boyutlu iç kesiminin yalnızca kütleçekim kuvvetine tabi olan sicimler ve kara deliklerden oluştuğunu gösterdi. Evren’in iki boyutlu yüzeyinde ise kütleçekim etkisi olmadan standart kuantum yasalarına uyan temel parçacıklar yer alıyordu.

Bu varsayımsal evren modeli doğruysa söz konusu evrende yaşayan canlıların evrenin iki boyutlu sınırını görmesi imkansızdı, çünkü bu sınır gözlemlenebilir evrenin kenarında yer alıyordu. Ancak Maldacena’nın dahice yaklaşımı üç boyutlu evrendeki tüm olayların iki boyutlu bir evrendeki denklemlerle açıklanabileceğini kanıtladı.

Aynı şekilde iki boyutlu bir evrendeki olayları da üç boyutlu uzay denklemleriyle açıklamak mümkündü. ”Tıpkı üç boyutlu bir küpün iki boyutlu resmini kağıda çizmek veya iki boyutlu kartonları katlayarak bir küp yapmak gibi” diyor Maldacena.

İlgili yazı: Işıktan Hızlı Yolculuk ve Zamanda Seyahat

 

Solucandelikleri

2010 yılında Van Raamsdonk ve ardından Susskind iki boyutlu evren yüzeyi ile evrenin iç kesimleri arasında nasıl bir fiziksel etkileşim olacağını araştırdılar.

Sonuçta Susskind üç boyutlu evrendeki fiziksel etkileşimler ile evrenin iki boyutlu yüzeyi arasında kuantum dolanıklığı yoluyla bağlantı kurulabildiğini gösterdi ve bu da kara deliklerdeki enformasyon paradoksu sorununu aşmak için fizikçilere bir çıkış yolu sağladı.

İlgili yazı: Interstellar filmindeki solucandeliği ne kadar gerçekçi?

 

Uzayın dikişi

Van Raamsdonk’un vardığı sonuçlar ise çok daha çarpıcıydı. Üç boyutlu evren bölgesi ile iki boyutlu evren bölgesi arasındaki tüm kuantum dolanıklığı bağlantıları sıfıra indirgendiği zaman parçacıklar arasındaki dolanıklık ortadan kalkıyordu.

Bu da üç boyutlu uzayın gittikçe daha küçük hacimli hücrelere bölünerek seyrelmesine ve sonunda üç boyutlu evrenin iki boyutlu bir dış yüzeye dönüşmesine yol açıyordu.

Van Raamsdonk deyim yerindeyse yalnızca bir elma ile kabuğu arasındaki fiziksel etkileşimi göstermekle kalmamıştı. Aynı zamanda üç boyutlu evrenin de sadece iki boyutlu dış yüzeyi sayesinde bir arada tutulduğunu göstermişti.

İlgili yazı: Kuantum Fiziğinde Uzaktan Etki Solucan Delikleriyle Açıklanabilir mi?

 

Uzay-zamanın doğası

Maldacena, “Kütleçekim kuvvetinin etkili olduğu üç boyutlu Evren’i, kuantum yasalarının geçerli olduğu iki boyutlu yüzeyden bağımsız olarak düşünmek imkansız” diyor. “Evren söz konusu olduğunda elmayla kabuğu bir bütündür ve kabuğu soyarsanız elma da yok olur.”

“Bu da uzay-zamanın içindeki temel parçacıklardan bağımsız bir yapıya sahip olmadığını gösteriyor. Kısacası uzay-zaman temel parçacıklar arasındaki etkileşimden ortaya çıkan bir çatı kavram. Öyleyse kuantum fiziği Evren’in temelini oluşturuyor ve kuantum alan kuramından daha temel bir fizik bulunmuyor. Uzay-zaman kuantum dünyasından çıkıyor.”

İşte bu, “Kuantum alan kuramı Evren simülasyonunun yazılımı olabilir mi?” sorusunu doğuruyor.

¹http://www.simulation-argument.com/simulation.html
²Hint Uygarlığının Sayısal Simgeler Sözlüğü – Rakamların Evrensel Tarihi