Evren Simit Şeklinde Olabilir mi?

Evren simit şeklinde olabilir mi ve simide benziyorsa büyük patlamadan kalan kozmik mikrodalga artalan ışımasında (CMB) nasıl görünür? Evrenin şekli nedir ve gerçekten bir şekli var mı? Evrenimiz kozmik enflasyon teorisindeki gibi sonsuz veya sonsuza yakın büyüklükte mi? Yoksa gözlemlenebilir evrenden sadece üç kat büyük olan bir simit şeklinde mi? Öyleyse evrenin arkasından dolanıp geri gelen eski ışık sayesinde kendi geçmişinizi ve kainatın bebekliğini görmeniz mümkün mü? Peki neden bilim insanları simit evren modelini dikkate alıyor? Evrenin şeklini görelim:

Simit evren

Evrenin belirli bir şekli olduğunu düşünmek bile gariptir. Ne de olsa evren evrendir değil mi? Yani, evren şeklinde olacaktır. Yine de kozmologlar evrenin bir şekli olduğu kanısında. Sadece evren çok büyük olduğu ve biz ona dışarıdan bakamadığımız için ne şekilde olduğunu göremiyoruz. Tabii evrenin dokusu dört boyutlu uzayzamandır ama evrenin şekli aslında uzayın şeklidir. Uzayın formu da evrenin nasıl oluştuğunu gösteren en kesin kanıttır. Bu yüzden bütün evrenbilimciler kainatın şeklini merak ediyor.

Örneğin büyük patlamanın sebebini açıklayan kozmik enflasyon teorisine göre evren büyük patlamadan önce ışıktan hızlı genişliyordu. Bu yüzden Dünya’dan bakınca görebileceğimiz en uzak noktayla sınırlı olan gözlemlenebilir evren ana evrenin sadece küçük bir parçasıdır. Peki büyük kainatın şekli nedir? Örneğin Dünya gibi yuvarlak mı ve bulunduğumuz yerden mi düz görünüyor? Yoksa çatlamış bir aynaya benzercesine fraktal bir yapıda mı veya sonsuza dek uzanan dalgalı bir deniz mi?

Nitekim kozmik enflasyonun doğru olması için evrenin Dünya gibi yuvarlak olması şart değildir. Kozmos dalgalı bir deniz de olabilir. Bu da kozmik enflasyon teorilerinin hangi versiyonunu kabul ettiğinize bağlıdır. Öte yandan evren simit şekilli ise kozmik enflasyon yoktur veya sonsuza dek genişleyecek bir evren yaratmaz. İşte bu bağlamda evrenin büyük patlamadan beri sürekli genişlediğini gösteren kanıtları birer yanılsama olarak gören az sayıda fizikçi farklı kozmoloji kuramları geliştiriyor.

Kozmik enflasyonun alternatifleri

Oysa bu kuramların doğruluğu da evrenin şekline bağlıdır. Kozmologlar tam da bu nedenle büyük patlamadan kalan kozmik mikrodalga artalan ışımasına (CMB) bakıyor. Evrenin tamamını gösteren kozmik haritadaki şekilleri inceleyerek evrenin şeklini çıkarmaya çalışıyor. Ne de olsa CMB haritasındaki beneklerin büyüklüğü, sayısı, dağılımı ve biçimi evrenin şeklini gösteriyor. Simit evren teorisi de kozmik enflasyona alternatif kozmoloji modellerinden biridir. Peki evren gerçekten simit şekilli midir?

İlgili yazı: Kodlama İçin En Gerekli 16 Programlama Dili

 

Simit evren ve topoloji

Gerçi evrenin şeklinden konuşmaya başlamadan önce kainatın topolojisine bakmamız lazım. Topoloji de bir şeklin kaç kenarlı olduğu ve parçalarının birbirine göre nerede olduğuyla ilgili değildir. Örneğin topoloji bir yamukla daire arasındaki farkı bunların şekline bakarak göstermez. Bunun yerine söz konusu şekiller esnese, bükülse, çarpılsa, yamulsa ve hatta çorap gibi ters yüz olsa bile onların değişmeden kalan özelliklerine bakar. Şekilleri de bu özelliklere göre birbirinden ayırıp sınıflandırır.

Öyle ki farklı geometrik şekiller İtalyanca ve Türkçe gibi dillerse topoloji bunları birbirine çeviren en simetrik çevirmendir. Bir tür evrensel geometri adaptörü (çevirici), dönüştürücüsü ve uyarlayıcısıdır. Kısacası topoloji şekillerin formuyla değil, delikleriyle ilgilidir. Onları kesip biçmeden ortasında veya bir kenarında delik olacak şekilde kıvırıp kıvıramayacağımıza bakar. Mesela hem küre hem simit yuvarlak ama topolojileri farklıdır; çünkü küreyi kesip biçmeden ve ortasından delmeden simide çeviremezsiniz.

Diğer yandan şekli hiç benzemese de kulplu kahve kupasıyla can simidi topolojik açıdan aynı şeydir. Her ikisinde de birer delik vardır (kupanın kulpunda ve simidin ortasında). Düz şekillerden Klein şişelerine dek evren için de önerilen birçok topoloji vardır. Oysa CMB haritasını kozmik enflasyon olmadan veya bildiğimiz gibi olmadan açıklayan en popüler topoloji simit şeklidir. Simit şekilli evrenin CMB haritası uzayda gördüğümüz CMB’ye çok benzer. Peki bu simit evren için ne demektir?

İlgili yazı: Gerçek Adem: ilk insan ne zaman yaşadı?

 

Simit evren ve uzayın genişlemesi

Öncelikle büyük evrenin şekli ne olursa olsun, gözlemlenebilir evrenin sınırı Dünya’dan bakınca göreceğimiz en uzak noktadır. Bu yüzden de yaşadığımız evren her zaman küre şeklindedir. Öyle ki kürenin içinde ve tam ortasında Dünya yer alır ve CMB, kürenin iç yüzeyini tamamen kaplar. Oysa asıl kainat yaşadığımız evrenden büyükse CMB’nin görme menzilimizin dışında kalan kainattan da izler taşıması gerekir. Neden derseniz:

Kozmik enflasyon uyarınca evren büyük patlamadan beri ışıktan yavaş olarak sürekli genişliyor. Şu anda yerçekimsel olarak bağlı bulunduğumuz ve merkezi bizden 65 milyon ışık yılı uzakta olan Başak (Virgo) galaksi kümesini saymazsak bütün galaksiler bizden uzaklaşıyor. Hatta ne kadar uzaksa o kadar hızlı uzaklaşıyor. Bu da evrenin genişlediğini gösteriyor. Gerçi evren lokal olarak ışıktan yavaş genişliyor; ancak 46 milyar ışık yılından uzakta, yani gözlemlenebilir evrenin dışında galaksilerin bizden uzaklaşma hızı ışık hızını aşıyor. İşte bu galaksiler artık yaşadığımız evrenin dışında kalıyor ve evrenimizi de içeren büyük kainatın bir parçası oluyor.

Nitekim büyük patlama anında bize komşu olan galaksi nüvelerinin yüzde 99’u bugün yaşadığımız evrenin dışına çıkmıştır. Öte yandan CMB bütün galaksi nüveleri yan yana iken uzaya yayılmıştır. Bu yüzden CMB bugün artık ulaşamayacağımız kadar büyük olan asıl kainattan izler taşıyacaktır. Bu izler büyük patlama sırasında oluşan kuantum salınımlarından kaynaklanan madde yoğunluk farklarıdır. Bu farklar da günümüzdeki uzay boşluğunu ve içindeki galaksileri oluşturmuştur ama dahası var… Evren simit şekilli ise uzayın şekli CMB ışığını bir mercek gibi bükerek çarpıtacaktır. Bu yüzden CMB’deki beneklerin (galaksi nüvelerinin) şekli ve nasıl deforme olduğu evrenin şekliyle ilgili ipuçları sunar.

Simit evren dört boyutlu

Oysa fizikçilerin CMB’deki şekilleri farklı yorumlayarak geliştirdiği simit evren teorisindeki “simit” bildiğiniz üç boyutlu sokak simidi değildir. Simit evren dört boyutludur. Bunu da 4B uzayzamanla, yani görelilikteki üç uzay boyutu ve bir zaman boyutuyla karıştırmayın. Evren simit şekilli ise uzay çok büyük ölçeklerde, yani göremeyeceğimiz kadar uzakta dört boyutludur. Bu yüzden asıl kainatta beş boyutlu uzayzamandan oluşur. Peki biz üç boyutlu canlılar olarak dört boyutlu simidi nasıl hayal ederiz?

İlgili yazı: Dünyadaki En Tehlikeli 5 Kimyasal Madde Nedir?

 

4B simit yapmak

İnsan beyni dört boyutlu şekilleri gözünde olduğu gibi canlandıramaz. Buna rağmen bir hile yapabiliriz. Yaşadığımız evrenin görebildiğimiz kadarıyla düz olduğunu biliyoruz. Uzay düz; çünkü paralel ışık ışınları görebildiğimiz en uzak galaksiye dek paralel devam ediyor. Gözlemlenebilir evrenin içinde asla birbiriyle kesişmiyor veya birbirinden uzaklaşmıyor. Zaten kozmik enflasyon teorisinin en büyük kanıtı budur. Kozmik enflasyon yüzünden evren o kadar büyüktür ki görebildiğimiz kadarıyla düz görünür.

Bununla birlikte yaşadığımız evrenin çapı 92 milyar ışık yılı ama yaşı sadece 13,77 milyar yıldır. Evrenin yaşından büyük olmasını açıklamanın en basit yolu, uzayın büyük patlamadan beri sürekli genişlediğini kabul etmektir. Simit evren teorisinde uzay dört boyutludur demiştik ya, bunun için uzayın düz olmasından yola çıkın. Üç boyutlu evreni düz kağıt gibi düşünün. Sonra bunu kıvırıp bir silindir yapın ve iki ucunu birleştirip silindire dönüşün. 4 uzay boyutlu simit evreni böyle hayal edebilirsiniz.

Simit evrenin teknik adı 3–torus’tur (T³ = S¹ x S¹ x S¹) ve neden 4B simit derseniz… 3B simit evrenin görebildiğimiz kadarıyla düz olması için çok büyük olması gerekir. Bunda bir sorun yok ama kozmik enflasyon teorisini inkar etmeyecek veya büzülüp küçülen, yani büyük sekme yoluyla ezelden beri yok olup yeniden doğan evren teorilerini savunacaksanız üç boyutlu simit bunlara uymaz. Ayrıca çok büyük bir simit evreni kozmik enflasyonun öngördüğü çok büyük küre evrenden ayırt edemezsiniz. Dolayısıyla simit evren teorisinin anlamı kalmaz. Peki evrenin 4B simit olup olmadığını nasıl anlarız?

İlgili yazı: Düz Dünya Teorisini Çürüten 12 Kanıt

 

CMB haritasındaki beneklere bakarak

Resimlere bakın. Kozmik mikrodalga artalan ışımasını sırasıyla COBE, WMAP ve Planck uyduları görüntüledi. En detaylısı da 2013’te Planck’ın çekimleri oldu. Yaşadığımız evren düzken büyük kainat küreyse CMB üzerindeki ısı farklarını gösteren benekler çok az çarpılacaktır. Oysa bu çarpılma varsa bile biz göremiyoruz. Dolayısıyla ya büyük evren de dümdüzdür veya küre şekilli olsa da yaşadığımız evrenden en az 300 kat büyüktür, yani 27,6 trilyon ışık yılı çapındadır.

Simit evren ise 4B uzay içerdiğinden aynı zamanda çapının elverdiğinden daha büyük bir uzayı kaplar. Nasıl ki Dünya’nın hacmi yüzeyinden büyüktür, öyle düşünün. Öte yandan yaşadığımız evrenden sadece 3 kat büyük olan dört boyutlu bir simit evren CMB beneklerinde özel çarpılmalara yol açar. Bunları da CMB polarizasyonuna bakarak ararız (ışığın polarizasyonu için bkz. kozmik manyetizma). Oysa CMB’de kozmik enflasyonda öngördüğümüzden biraz farklı çarpılmalar var. Özellikle de resmin sol üst tarafındaki L2 ve L3 görsellerine bakın.

İşte simit evren araştırmacıları geçenlerde yayınladıkları makalede bunun torus evren kanıtı olduğunu söylüyor.¹ Oysa istatistiksel olarak bunlar CMB üzerindeki çok küçük farklar. Ancak daha detaylı bir CMB haritası çıkarır, benekleri daha ayrıntılı görür ve daha çok büyük veri toplarsak bunların gerçekten simit evren göstergesi olup olmadığını anlarız. Ayrıca yaşadığımız evrenden başka bir evren de bilmiyoruz ve elimizde kuantum kütleçekim kuramı yok. O yüzden beneklerdeki beklenmedik küçük çarpılmalar kozmik enflasyonla da uyumlu olabilir. Peki bu bize bilimin işleyişi açısından bize ne söylüyor?

İlgili yazı: Okyanuslar Hakkında Yanıtını Bilmediğimiz 7 Soru

 

Bilimsel teori nedir?

Öncelikle simit evren savunucuları bunun için evrenin göremeyeceğimiz kadar uzakta dört boyutlu uzaydan oluştuğunu söylüyor. Oysa bu bilimsel bir yaklaşım değildir. Bilimde doğayı mevcut parametrelere keyfi olarak yeni bir parametre ekleyerek açıklamazsınız. Kısacası doğayı veriye uydurmaz, veriyi doğaya uydurmaya çalışırsınız. Bilimsel teorilerin şu şartları taşıması gerekir:

• Eski teorinin açıklayabildiği her şeyi açıklar.
• Önceki teorinin açıklayamadığı deney ve gözlemleri de açıklar.
• Eski teorinin öngörülerinden farklı olan yeni öngörülerde bulunur; yani hiç aklımıza gelmeyen doğa olayları olduğunu da öne sürer. Üstelik bu öngörüler de deney ve gözlemlerle test edilebilir olmalıdır.

Nitekim Einstein genel görelilik teorisini geliştirdiğinde Newton mekaniğinden farklı bir öngörüde bulundu. Kütle uzayı büker, Güneş çok büyük kütleye sahiptir ve Merkür Güneş’e en yakın gezegendir. Bu yüzden Güneş çevresinde dönerken Merkür yalpalar dedi. Astronomlar gemiyle 1919 yılındaki tam güneş tutulmasını izlemeye gittiler ve uydumuz Ay Güneş’i gölgeleyince Merkür’ün gerçekten yalpaladığını gördüler. Görelilik teorisi işte böyle kanıtlandı. Peki ya torus evren teorisi?

İlgili yazı: 14 Yaşında Kendini Donduran Kız

 

Evren simit şekilli değildir

Torus evren teorisi sadece birinci şartı karşılıyor. O da kıl payı (CMB beneklerindeki çarpılma). Dolayısıyla bu teori evren hakkında neyin olmayacağını göstermek açısından güzel bir zihin egzersizidir. Gayet güzel bir matematik modelidir. Gelecekte yeni kozmoloji teorileri için de bize ipucu sağlayabilir ama yeni bir bilimsel teori değildir. Özetle evrenin yaşadığımız evrenden üç kat büyük olan dört boyutlu bir simit olduğuna dair elimizde kanıt yoktur. Peki ya evren tümüyle şekilsiz ve resmen yamuksa?

Onu da yamuk evrende okuyabilir ve evrenin genişlerken uzayın nasıl büküldüğünü hemen görebilirsiniz. Büyük patlamayı oluşturan skaler kuantum alanına bakıp evrenin doğumunda oluşan Planck kalıntısı kara deliklere göz atabilirsiniz. Uzayzaman nedir ve gerçek midir diye sorup evrenin kenarı nerede ve nasıl gideriz diye merak edebilirsiniz. Işık hızı sabit olduğu halde neden asla ölçemeyeceğimizi inceleyip kara delik entropisini de araştırabilirsiniz. Bilimle ve sağlıcakla kalın. 😊

Evrenin şekli nedir?

¹The variance of the CMB temperature gradient: a new signature of a multiply connected Universe
²Effect of the cubic torus topology on cosmological perturbations
³The Topology of General Cosmological Models