Fizikte Tanrı Var mı? İnce Ayar Argümanı

Evreni belirleyen 26 evrensel sabit var ve bunların neden öyle olduğunu bilmiyoruz. Gözlemlere dayanarak elde ettiğimiz sabitleri fizik denklemlerine elle ekliyor ve evreni ancak böyle açıklayabiliyoruz. Oysa 26 sabitten biri bile trilyonda bir oranında değişik olsa bildiğimiz evren oluşmaz ve yaşam ortaya çıkmazdı. Buna süper ince ayar diyoruz.

Peki evrene ne ince ayar yaptı? Doğaüstü bir varlık mı, yoksa evren bir simülasyonsa başka evrenden gelen süper gelişmiş uzaylılar mı? Yoksa evren kendi başına mı oluştu? Fizikteki ince ayar argümanın doğru olup olmadığını fizikte tanrı var mı diye sorarak görelim.

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

 

Evrene ince ayar yapmak

Modern teknoloji akıllı telefonlar, TV ve internet ile hayatımızı esir almadan önce, insanlar ışık kirliliğine uğramamış gece göğünde yıldızları seyrederek evrenin nasıl oluştuğunu kendine soruyor ve genellikle evrenin üstün bir güç tarafından yaratıldığını düşünüyordu. Bunun mantıklı bir nedeni vardı: 350 yıl öncesine dek yeryüzüne anlam veren fizik yasalarıyla gökyüzünü yöneten yasalar farklı görünüyordu; çünkü insanlar uzaya çıkamıyor, orada ne olduğunu bilmiyor ve test edemiyordu.

Oysa 1687’de Newton geldi ve gökteki cisimlerin devinimiyle yeryüzünde ağaçtan düşen elmanın davranışını aynı hareket yasalarıyla açıkladı. Newton tanrıya da inanıyordu ama yerle göğü birleştiren ilk fizik yasalarını formüle eden kişi olarak insanlığın en büyük devrimcilerinden biri oldu. Böylece insanların dünyaya bakışı değişti ve evreni din yerine bilimle açıklamaya başladılar.

Lakin günümüzde başa sardığımızı görüyoruz. Parçacık fiziğini açıklayan standart model, evreni açıklayan genel görelilik ve atomaltı dünyanın temellerini açıklayan kuantum fiziği 26 evrensel sabite dayanıyor. Bunlar nötrinonun kütlesi gibi parametrelerdir; ama bunları fizik yasalarından türetmedik. Nasıl türeteceğimizi de bilmiyoruz. 26 parametreyi doğa ve uzayda gözlemleyerek denklemlere elle ekledik. Üstelik evrensel sabitler o kadar hassas ki en ufak değişiklikte evren yok olurdu.

Bilimle din

Bildiğimiz anlamda evren ortadan kalkar ve yaşam oluşmazdı. Bu da bilim felsefesinde ince ayar argümanını doğurdu. Sanki insanların ortaya çıkması için bir şey evrene ayar vermiş, ince ayar yapmıştı. Bu bağlamda filozof Wittgenstein derdi ki bilimle dini birbirine karıştırmayın. Ben de blogda sadece bilim, teknoloji ve felsefe yazıyorum. Oysa ince ayar konusunda din bilimin alanına karışıyor gibi. Öyleyse bilimin sınırlarını ince ayar argümanının doğruluğunu test ederek görelim.

İlgili yazı: Kuantum Dolanıklık ile Işıktan Hızlı İletişim Olur mu?

 

Fizikte tanrı var mı?

Newton tanrıya inanıyordu ama onun zamanında parçacık fiziği, kuantum mekaniği ve genel görelilik yoktu. Bu teoriler tanrı üzerine konuşmaz; çünkü tanrı bilim dışıdır fakat fiziksel evrenin tanrı olmadan oluşabileceğini gösterir. İşte ince ayar argümanı bu paradigmaya açık veya örtülü şekilde karşı çıkıyor. Bizim de argümanı bilimsel çerçevede analiz etmemiz gerekiyor.

Örtülü derken ince ayar argümanını din insanlarından çok fizikçilerin kullandığını belirtelim. Peki doğru kullanıyor mu? Örneğin 2 x 10^-37 kg olan nötrino kütlesini alalım. 2 x 10^-37 kg, yerine 2 x 10^-38 kg olsa yerçekimi evrenin genişlemesini sağlayan karanlık enerjiyi yener ve evren kendi içine çekerek kara delik olurdu. 2 x 10^-36 kg olsa uzay maddenin galaksiler halinde toplanmasına izin vermeden, çok hızlı genişler yıldızlarla gezegenler oluşmazdı. Diğer 25 evrensel sabit de bu kadar hassastır:

Öyle ki evren insanlara uygun yaratılmış görünüyor. Hele doğal dengeye bakınca öyle görünüyor. Örneğin nötrino kütlesinde 10^-36 ölçüsünde ince ayar var. Oysa bu argümanda hata var: Kim nötrino gibi mikroskobik bir temel parçacığı kilogram cinsinden tartmak ister? Bu bizi yanıltarak ince ayarın sanılandan ince olduğunu düşünmemize neden olabilir.

Bu hatayı görmek için insan boyunu metre yerine ışık yılıyla ölçelim. Bakalım ne çıkıyor? Efsanevi Los Angeles Lakers oyuncusu Lebron James’in boyu 2 metre 6 cm, pardon 2 x 10^-16 ışık yılıdır. Peki ışık yılı üzerinden boy ölçüsü size ne anlatıyor? Hiçbir şey. Lebron James 20 metre boyunda bir titan ya da 1 metre boyunda cüce olsaydı bile bunlar ışık yılı cinsinden hiçbir şey ifade etmezdi.

Basketbola ince ayar

Oysa basketbolcunun boyunu metre ve santimetre cinsinden ölçersek anlamlı oluyor. Örneğin Lebron yüzde 5, yani 10 cm kısa olsaydı bile o yetenekle büyük olasılıkla yine ünlü olurdu fakat ince ayarda bir hata daha var: Lebron asla 30 cm boyunda olmayacak. Amerika Birleşik Devletleri’nde ortalama erkek boyu 1,72 metre. Bu da insan DNA’sı uyarınca Lebron James’in 20 m veya 30 cm olmayacağını gösterecektir. Peki bunun kozmik ince ayarla ne ilgisi var?

İlgili yazı: Kodlama İçin En Gerekli 16 Programlama Dili

 

Büyük patlamada ince ayar

Evreni belirleyen 26 evrensel sabit birbirine göre belirlenmektedir, yani evrende ince ayar varsa 26 evrensel sabiti birden ayarlar; çünkü bütün sabitler birbiriyle ilişkilidir. Örneğin en hafif kütleli parçacık olan nötrinolar bowling topu kadar ağır olamaz. Sonuçta büyük patlamanın muazzam enerjisi bile kütle-enerji denkliği kuran E=mc² ile 5 kg ağırlığında nötrino oluşturamaz. Büyük patlamanın enerjisi de uzayın genişleme oranını veren kozmolojik sabite bağlıdır.

Öyleyse evrenin üstün güçlere sahip bir varlık tarafından 26 kez ayarlanmasına gerek yoktur. Bir kez ayarlanmış olması yeterlidir. Bu durumda nötrinonun kütlesi diğer evrensel sabitlere göre olması gerektiği gibidir. Diğer sabitler de nötrinoya göre olması gerektiği gibidir. Bu ince ayar argümanını yanlışlamaz ama ilk bakışta görüldüğü kadar etkileyici olmadığını gösterir. İnsanlar neye isterse ona inanır ama bilim edebiyat değildir, bilime romantik yaklaşmamak gerekir.

Gelelim ince ayardaki ikinci yanlışa: Evet, evrenin Dünya benzeri yaşam oluşturmak için ince ayarlı olması gerekir. Öte yandan evrendeki olası tek yaşamın Dünya’daki yaşam olduğunu öne sürmek kanıt ve teori olmadan desteksiz konuşmaktır. Evrende karbon tabanlı yaşam yerine silisyum yaşam olabilir. Başka bir gezegende DNA’sı tümüyle farklı olan veya DNA kullanmayan karbon canlılar da olabilir!

Geometriden örnek verelim

Eşkenar dörtgene ne denir? Kare. Peki dik kenarları paralel olmayan dört kenarlıya ne denir? Yamuk. Haydi tek kenarı yamuk olsun: Bir kare alın ve bir kenarını kısaltın. O artık yamuktur. Peki bundan yola çıkarak “Bakın geometri tanrısı kareyi ne kadar kusursuz yaratmış? Tek bir kenarını bile değiştirsem yamuk oluyor” derseniz ne olur? İkinci cümle doğru olsa da birinci önermeyi kanıtlamaz ve insanlar basit bir şeyi ne kadar abartmış der. İnce ayar da böyledir:

İlgili yazı: İnternetinizi Uçuracak En İyi 10 Modem

 

Hayata ince ayar

Şimdi bunu yaşadığımız evrenin dışında düşünelim. Felsefecilerin seveceği şekilde en tümele gidelim. Bu evrende Dünya dışı farklı canlı türleri olabileceği gibi 26 evrensel sabit birbiriyle uyumlu bir şekilde değişirse başka evrenlerdeki bambaşka evrensel sabitlere uygun farklı canlılar da ortaya çıkabilir.

Örneğin elektromanyetik kuvvetin şiddetini biraz artırırsak atomlar küçülür ve azaltırsak büyür. Buna göre moleküller ve yaşam da farklı olur. Öyle ki bu evrenlerde karbon atomu hayat için demir gibi neredeyse hiçbir işe yaramaz olurken en yaygın yaşam demir tabanlı olabilir! Her durumda elektromanyetik kuvvet yüksek sıcaklıklarda güçlü ve zayıf nükleer kuvvetle birleşir. Kısacası fizik kuvvetlerini birbirinden bağımsız olarak ayarlayamazsınız. Hepsi birbirine göre değişir.

Ayrıca yaşadığımız evrenin yaşama uygun olduğunu da nereden çıkarıyoruz? Uzay boşluğunda ölürüz ve evrenin yüzde 68’i uzaydır. Üstelik sadece Dünya’da yaşam var. Evrende var olan trilyonlarca ve trilyonlarca gezegen içinden biri tümüyle rastlantısal olarak yaşama uygun olabilir. Öyleyse evren bilinçsizce kumar oynamıştır ve floş royal da bizleriz. 😉 Şöyle düşünün:

Sokağa çıkıp yeterince uzun süre bağırırsanız sonunda birisi gelip ne oluyor burada diye sorar. Keza yeterince insan yeteri kadar uzun süre piyango bileti alırsa büyük ikramiye mutlaka içlerinden birine vuracaktır. Dolayısıyla kainatta sonsuz sayıda ya da çok fazla sayıda evren varsa güya yaşama uygun evrenimizin bunların içinde rastlantıyla oluşması normaldir. İnce ayar argümanı bu açıdan da yanlıştır.

İlgili yazı: 5 Soruda Paralel Evrenler

 

Yıldız çarpması

Büyüt patlamada yalnızca en hafif elementler oluştu: Hidrojen, helyum, lityum ve bunların bazı izotopları. Oksijen ve karbon gibi daha ağır elementlerse yıldızların çekirdeğinde veya süpernova patlamalarında sentezlendi. Süpernova halinde patlayan yıldızlar içindekini uzaya saçtılar ve evrende ağır elementlerden meydana gelen gezegen oluşumuna imkan verdiler. Nitekim araştırmalara göre evren ancak 9,7 milyar yıl önce ağır element bolluğu açısından karbon yaşama uygun hale geldi.

Dolayısıyla evren insanlar için ince ayarlanmıştır diyorsak yıldızların ve o yıldızların kalıntılarından oluşan torunlarının ne kadar sürede ortaya çıktığını da hesaba katmak zorundayız. Peki bunu ince ayar argümanına nasıl bağlarız? Aslında yukarıda ipucu verdim. Press ve Lightman’ın 1983’de yayınlanan makalesinde 26 evrensel sabitin en temel 4 sabitten türetilebileceğini gösterdi. Bu da kozmik ince ayarı 26’dan 4 parametreye indirdi. Bunlar güçlü ve zayıf nükleer kuvvetle protonla elektronun kütlesidir.

Fizikçi Victor Stenger ise 2000’de yayınlanan makalesinde bu 4 sabiti değiştirerek ne tür evrenler oluşturulabileceğini gösterdi. Stenger sabitlerin değerini rastgele 100 bin kat artırıp azaltarak 100 evren tasarladı ve 50 evrenin en az 1 milyar yıl ömrü olacağını gördü. Bu da yıldızların yaşamın temeli olan ağır elementleri sentezlemesine yeterli bir süreydi. Yaşam için başka birçok ayar gerekir ama en temel ayar budur ve Stenger bu ayarın rastlantısal olarak ortaya çıkabileceğini gösterdi.

Protonu ayarlamak

Örneğin elektro kütlesini 100 bin kat artırsa ve proton kütlesini 1000 kat azaltsa bile ağır elementler sentezlemek üzere birkaç milyon yıl yaşayabilen yıldızların ortaya çıkabileceğini gördü. Mademki bizimkine benzer bir evren oluşturmanın binlerce yolu var öyleyse evrenimizin tanrısal ince ayarla oluştuğunu söylemek bilimsel değildir. Şimdi kuantum rastlantısallıkta ince ayar argümanını görelim:

İlgili yazı: Düz Dünya Teorisini Çürüten 12 Kanıt

 

Kuantum evrenler

Fizikçiler evreni meydana getiren büyük patlamanın evren öncesinde var olan kuantum salınımlarından rastgele oluşamayacağını biliyor. Bununla birlikte kozmik enflasyon gibi kainatta birden çok evren yaratan mekanizmalar vardır. Kozmolojide geçerli olmamasına rağmen, ince ayara karşı evrenin rastgele oluştuğu varsayımını koysak bile bunun ince ayarı gereksiz kıldığını görüyoruz:

Kuantum fiziğine göre tüm evreni belirleyen evrensel bir dalga fonksiyonu var ve bu dalga büyük patlama anında çöktüğünde bütün evrensel sabitleri de toplu belirlemiş olmalı. Her sabit diğer sabitlerle termodinamik dengede olduğundan bütün sabitler birbirine uygun olarak belirlenmeli.

Nitekim bugünkü fizik bilgimize göre kainatta birden fazla evren olması gerekiyor. Buna çoklu evren diyoruz ve tersine, sadece yaşadığımız evrenin var olması için bilmediğimiz bir fizik geliştirmemiz gerekiyor. Bu nedenle Guelph Üniversitesi’nden John Leslie gibi filozoflar bizim evrenimiz oluşana kadar kainatta sayısız evren doğup yok olduğunu söylüyor. Hatta Kanada Perimeter Enstitüsü’nden Lee Smolin bunu bir tür kozmik Darwinizm ve kara delik doğal seçilimine bağlıyor.

Doğrusu Smolin’in kara delikten doğan evrenler teorisinin doğru olmadığını düşünüyorum ama ne fark eder? Evreni bilimsel olarak açıklayabildiğimiz sürece doğaüstü sebeplerle açıklamaya gerek yoktur. Bu uzaylıların Dünya’ya gelmesi iddiasına benzer. Oumuamua kuyrukluyıldızının sıra dışı şekli ve rotasını bilimsel olarak açıklayabildiğimiz sürece ki açıklıyoruz uzay gemisi olduğunu düşünmemiz için sebep yoktur. Sıra dışı iddialar sıra dışı kanıtlar gerektirir.

İlgili yazı: Zamanda Yolculuk Etmenin 9 Sıra Dışı Yolu

 

Kozmoloji ve ince ayar

Bu nedenle bilim insanları bir gün evreni tek denklemle açıklayan her şeyin teorisini geliştireceğimizi düşünüyor. O zaman evrensel sabitleri denklemlere eklemeye gerek kalmayacak; çünkü bütün sabitleri denklemlerden türetebileceğiz. 26 sabiti 4 sabitten türetebiliyorsak 4 sabiti de tek denklemden türetmeyi bekleyebiliriz. Şimdi ince ayar argümanındaki teleolojik hataya geçelim:

Konumuz açısından buna sonuçlara uygun nedenler uydurma safsatası da diyebiliriz. Unutmayın ki sonuçlar nedenlerden türer, nedenler sonuçlardan türemez. Bu evrende zaman geleceğe aktığına göre bu böyledir. Keza evrenin en azından Dünya gezegeninin yaşama uygun olması için ince ayarlı olduğunu düşünmek de teleolojik bir yanlıştır. Evrenin insana uygun olduğunu söylemektense insan türünün evrende yaşamaya ince ayarlı olduğunu söylemek gerekir (bunu da doğal seçilimle evrim yapar)!

Evren insan yaşamına uygundur; çünkü uygun olmasa biz insanlar bugün var olup bu soruları soramazdık. Ancak, bu döngüsel mantık evrenin insan yaşamına uygun bir şekilde üstün varlıklar tarafından tasarlandığını göstermez. Zaten Dünya’dan başka gezegenlerde yaşam varsa (yalnızca bakteri düzeyinde olsa bile) bu evrenin insana özel olduğunu çürüten bir kanıt olacaktır.

İlgili yazı: Virüsler Canlı mı ve RNA Yaşamın kökeni mi?

 

Bir de Occam’ın usturası var

Örneğin diyebilirsiniz ki tanrı evrensel sabitler değildir ama evrensel sabitleri tanrı yaratmıştır. Öyle ya, evreni belirleyen yasalar varsa yasa koyucu da olmalıdır. Gerçi fizik yasaları ile TBMM yasalarını aynı kefeye koymak kategorik bir hatadır ama bundan daha büyük bir yanlış var:

Bu durumda ezeli olabilecek temel fizik yasalarının yerine tanrı gibi daha karmaşık ezeli bir ilk neden koyuyorsunuz. Tanrı daha karmaşıktır; çünkü fizik yasalarına uymaz ki bu yüzden sonsuz karmaşıklıktadır. Bu da yanıtını bilmediğiniz soruların genellikle en basit açıklaması doğrudur diyen Occam’ın usturası kuralına aykırıdır. Felsefede bu ilkeyi olayları kendimize göre açıklama hatasından kurtulup (öznel tutarlılık gütme) birbirine göre açıklayalım diye kullanırız (geçerlilik gütme).

Evrenin fizik yasalarından kendiliğinden oluşma ihtimali tanrı tarafından keyfi olarak koyulan fizik yasalarından türeme olasılığından daha yüksektir. Kings College’dan David Johnson’ın dediği gibi şu anda açıklanamayan bir şeyi hiç açıklanamayacak olan bir şeyle açıklamak mantığa aykırıdır. Bu yaklaşım evren bir simülasyondur argümanı için de geçerlidir:

Evrenin gücü her şeye yeten tanrı tarafından yaratıldığına ikna olmayanların, evreni üstün uzaylılar bilgisayar simülasyonu olarak tasarladı demesinin tanrının yerine uzaylı koymaktan farkı yoktur. Bu tanrısal açıklama istemeyenlerin sorununu çözmez. Üstelik bunu yapanlar fizik yasalarını uzaylıların keyfine bağlayarak evreni bilimsel olarak açıklama imkanını elimizden alıyor. İnsan aklının doğayı bilme yetisini yok sayıyor. Bunu özgürlüğe darbe olarak görüyor ve etik bulmuyorum (tabii simülasyon evrenleri yaratan gerçek evrenler fizik yasalarıyla oluştuysa iş değişir).

İlgili yazı: Dünyanın Derinliklerinde Yeraltı Okyanusu Bulundu

 

İnce ayar için sonsöz

Tanrının varlığı ya da yokluğu kanıtlanamaz. Bilim de yalnızca yanlışlanabilir varsayımlar üzerinde konuşabildiği için tanrının varlığı hakkında hiçbir şey söylemez, söyleyemez. İnsanlar da istediğine inanmakta özgürdür; çünkü insan hakları ve evrensel ahlak gereği düşünce özgürlüğü var. Oysa yukarıdaki noktaları değerlendirdiğimiz zaman 1) Evrenin insanlar için ince ayarlı olmadığını ve 2) En azından fizik bilimi açısından evrenin kendi başına oluşabildiğini görüyoruz.

Peki son araştırmaya göre galaksimizde en az 6 milyar Dünya benzeri gezegen varsa herkes nerede? Fermi paradoksunu şimdi okuyabilir ve evrende yaşamın ne kadar yaygın olduğuna antropik ilke ile nadir dünya hipotezinde bakabilirsiniz. Kainatta birden fazla evren olduğunu öne süren kozmik enflasyon, kuantum çoklu dünyalar, çoklu evren ve paralel evrenler teorilerine de şimdi göz atabilirsiniz. Muhteşem bir hafta dilerim.

İnce ayar söyleşileri

¹Which fine-tuning arguments are fine?
²The Fine-Tuning Argument
³Fine-Tuning, Complexity, and Life in theMultiverse (pdf)
⁴Bayesian considerations on the multiverse explanation of cosmic fine-tuning (pdf)