Holografik İlke: Evren iki boyutlu bir hologram mı?

Holografik-ilke-evren-iki-boyutlu-bir-hologram-mıHolografik ilke uyarınca yaşadığımız derinlik sahibi (?) üç boyutlu evren, aslında iki boyutlu yassı ve yüzeysel bir hologram olabilir. Sicim teorisine göre, evreni ışık vurunca üç boyutlu gözüken bir hologram gibi iki boyutlu olarak ifade edebiliriz. En azından matematiksel olarak. Peki evren gerçek mi? Yoksa içi boş bir hologram mı? Sicim teorisi yazı dizimizin dördüncü bölümünde görelim.

Evren bir hologram mı?

Einstein’ın görelilik teorisine göre uzay-zaman bir bütündür. Biz de dört boyutlu uzay-zamanda yaşıyoruz: Yukarı-aşağı, sağ-sol, ileri-geri olmak üzere üç uzay boyutu ve geçmiş-gelecek-şimdi olmak üzere 1 zaman boyutu var. Ev sinema sistemi gibi ifade edersek evren 3+1 olmak üzere toplam dört boyutludur.

Son 2,6 milyon yılda (Pleistosen Devri) evrim geçiren insan beyni ise sadece üç uzay boyutunu ve zamanın akışını algılayabiliyor. Oysa fiziksel gerçeklik daha kapsamlı olabilir. Sicim teorisine göre dünyaya at gözlüğüyle bakıyoruz ve dar görüşlüyüz; çünkü uzay üç değil, on boyutludur. 

Sicim teorisinden türeyen holografik ilkeye göre ise uzayın aslında yassı bir hologram olduğunu gösterebiliriz:

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

Holografik-ilke-evren-iki-boyutlu-bir-hologram-mı

 

Holografik ilke nedir?

İçinde yaşadığımız 4B uzay-zaman (gözlemlenebilir evren), 5B anti-de Sitter uzayında var olan 4B hiperküre evrenin 3B iç yüzeyine yansıyan yassı bir hologram olabilir. Tıpkı üç boyutlu gerçek hayatta çekilen bir filmin, sinema perdesine 2B olarak yansıtılması gibi; 4B evrenimiz de bu hiperkürenin içbükey yüzeyine, iki uzay ve bir zaman boyutu olarak yassı bir hologram şeklinde yansıtılacaktır. Holografik ilke budur: 

Holografi, üç uzay boyutlu evreni 2B hologram ve varsa dört uzay boyutlu bir evreni de 3B hologram olarak geometrik bir yüzeye yansıtmanızı sağlar. Yansıtacağınız cisim kaç boyutlu olursa olsun, bunu her zaman bir boyut eksik olarak yansıtabilirsiniz.

Nitekim holografik ilke, kütleçekim kuvveti dahil 4 fizik kuvveti ile işleyen evrenimizi, yerçekimi olmayan 2B bir hologram olarak ifade edebileceğimizi söylüyor. Hologramın yansıtıldığı yüzey ise merkezinde her zaman Dünya’nın yer aldığı gözlemlenebilir evrenin sınırıdır. Bu sınır da bize yaklaşık 46 milyar ışık yılı uzaktadır. Peki holografik ilkeyi neden geliştirdik?

İlgili yazı: Kodlama İçin En Gerekli 16 Programlama Dili

Holografik-ilke-evren-iki-boyutlu-bir-hologram-mı

 

Holografik ilke ne işe yarıyor?

Fizikçiler holografik ilke dediğimiz matematik yöntemini ilginçlik olsun diye geliştirmediler. 5 farklı süpersicim teorisini tek çatı altında toplayan M teorisinden türeyen holografik ilke yerçekimini, yerçekimi olmayan yassı bir evrende tanımlamamıza izin veriyor. 

Böylece tıpkı denklemlerdeki x/0 gibi tanımsız ifadeleri sadeleştirir gibi yerçekimini de sadeleştirebiliyoruz. Kuantum fiziği ile yerçekimine yol açan kütleçekim kuvvetini birleştirerek kuantum kütleçekim kuramı geliştirebiliyoruz. Bu da tüm evreni tek denklemle açıklayan her şeyin teorisine ulaşmamızı kolaylaştırıyor. 

Peki neden M teorisini Einstein’ın görelilik teorisi gibi kanıtlamıyoruz? M teorisinin ve genel olarak sicim teorisi ile holografik ilkenin nesi eksik? Yazıya buradan giriş yapalım: 

Sonuçta evreni matematiksel olarak yassı bir hologram şeklinde tanımlamak ile varoluşun içi boş bir hologram olduğunu söylemek iki ayrı şeydir. Öyleyse varoluş gerçekten içi boş bir hologram mı? Dahası fizikte böyle bir soru ve ayrımın bir anlamı var mı?

İlgili yazı: İnternetinizi Uçuracak En İyi 10 Modem

Holografik-ilke-evren-iki-boyutlu-bir-hologram-mı

Büyütmek için tıklayın.

 

Holografik ilke ipuçları

Holografik ilke bir gecede doğmadı. Evren üzerinde yapılan 30 yıllık teorik araştırmanın sonucunda ortaya çıktı. Siz de bundan önceki sicim teorisi her şeyin teorisi mi, kara deliğe düşen astronota ne olur, sicim teorisindeki sicimler nedir, evrene ne kadar veri depolayabiliriz ve sicim teorisi neden doğru olabilir yazılarına bakarak konuya giriş yapabilirsiniz.

Ancak, kısaca özetlersek bu işin kara deliklerle ve kara delikler bilgiyi yok eder mi sorusu bağlamında, kara delik enformasyon paradoksuyla ilgisi var. Nitekim fizikçi Jcaob Bekenstein, yıllar önce kara delik entropisini hesaplamak için bir denklem geliştirdi.

Sonuç olarak kara delik entropisi kara deliğe düşen cisimlere, enerjiye ve radyasyona ait enformasyonu temsil eder. Bekenstein bağı ise uzaydaki belirli bir hacme ne kadar entropi-enformasyon sığdırabileceğinizi gösterir (kara deliklerde enformasyonun neden entropiye eşit olduğunu görmek için tıklayın). 

Peki mantık ne der? Mantık der ki kara delikler üç boyutlu cisimlerdir. Bu yüzden bunlarda depolayabileceğiniz enformasyon miktarı kara delik hacmine bağlıdır. Maksimum kara delik entropisi de kara delik hacminin Planck hacmi eşdeğerine eşittir (evrendeki en küçük hacim). Oysa Bekenstein kara delik entropisinin 2B kara delik yüzeyine eşit olduğunu; yani kara deliğe düşen 3B cisimleri iki boyutlu hologramlar olarak gösterebileceğimizi buldu! Holografik ilke buradan çıktı: 

İlgili yazı: Yapay Zeka Nedir ve Nasıl Çalışır?

 

Kara delikler hologram mı?

Nitekim kara delikler içine düşen şeylerin bilgisini siler veya saklar. Bir kara deliğe 90 kiloluk bir politikacı veya 90 kilogram ağırlığında bir çöp torbası atabilirsiniz. Kara deliğin içinde bunlara ne olduğunu göremeyiz; çünkü kara deliğin içini göremeyiz.

Kara deliklerin içine ne düşerse düşsün biz dışarıdan bakınca sadece 1) kara deliğin çapını, 2) kendi çevresinde dönüş yönünü, 3) dönüş hızını, 4) elektrik alanını, 5) Hawking radyasyonu saçarak ne kadar hızlı buharlaştığını ve 6) haliyle kütlesini ölçebiliriz.

İşte kara deliklerin bilgiyi böyle düzleştirmesi mi diyelim; evrenin holografik ilke uyarınca içi boş bir hologram olabileceğini gösteren en önemli ipucudur. Üstelik Bekenstein’ın haklı olduğunu bizzat Stephen Hawking gösterdi: Hawking, Bekenstein bağının Hawking radyasyonu ile buharlaşan kara deliklerden uzaya sızan enformasyon miktarına eşit olduğunu kanıtladı. Nasıl oluyor derseniz:

İlgili yazı: Yapay Zeka Nedir ve Nasıl Çalışır?

Holografik-ilke-evren-iki-boyutlu-bir-hologram-mı

 

Holografik ilke ve Hawking radyasyonu

Bu da birinci kara delik enformasyon paradoksuna ve kara delikler bilgiyi siler mi, silmez mi bağlamında da efsane sicim teorisyeni Leonard Susskind ile yine efsanevi Hawking arasında kara delik savaşlarının başlamasına neden oldu. Siz de bu savaşın detaylarını Susskind’in aynı adlı The Black Hole War kitabında okuyabilirsiniz; ancak sonucunu söyleyecek olursak: 

Hawking’e göre kara delikleri buharlaştıran Hawking radyasyonu, aynı zamanda kara deliğe düşen cisimlerin kuantum enformasyonunu siliyordu. Haydi silmedi diyelim, kara deliklerin içerdiği enformasyon kara delikler uzak gelecekte buharlaşınca mutlaka silinecekti; fakat enformasyonu yok etmek kuantum fiziğine aykırıdır. Alın size paradoks! 

Oysa biz tam Hawking kazandı derken fizikçi Gerard t’ Hooft, Susskind’in imdadına yetişti ve enformasyonun kara delikten uzaya sızan Hawking radyasyonuna bir tür sinyal gibi kaydedilebileceğini gösterdi. Kara delik buharlaşırken enformasyon uzaya geri dönecekti. Kara delikler çok yavaş buharlaştığı için de enformasyonun büyük kısmı son ana dek saklı kalacaktı.

Kara delik tümüyle buharlaşana dek enformasyon, kara deliklerin dış yüzeyi olan olay ufkunda bizim için okunaksız olsa bile saklanacak ve kara delik yüzeyine yassı tişört baskısı gibi kaydedilecekti. Peki bu Hawking’i yenmeye yetti mi? Ne gezer! Bu kez de ikinci enformasyon paradoksu çıktı; çünkü uzayda yetişkin bir Hawking’in yanıldığını göstermek, gerçek hayatta demokratik devlet başkanı bulmaktan zordur: 

İlgili yazı: Düz Dünya Teorisini Çürüten 12 Kanıt

 

Kara deliğe düşerseniz ne olur?

Başka bir deyişle bu ne yaman paradokstur? Kara deliğe düşen bir astronot (özellikle de şiddetli yerçekimi gelgit etkisi nedeniyle aniden parçalanmayacağı büyük bir süper kütleli kara deliğe düşen astronot) olay ufkundan geçerek içeri girer. Kara deliğin içine düştüğünü de bilir.

Oysa kara deliğe dışarıdan bakan bizler, kara deliğin güçlü yerçekimi etkisi nedeniyle astronottan bize gelen ışığın aşırı bükülerek kırmızıya kaydığını görürüz. Öyle ki astronotun görüntüsü gittikçe solarak en güçlü kameralar tarafından bile görülemeyecek hale gelir.

Işığın aşırı bükülmesiyle birlikte bize göre astronotun zamanı da yavaşlar. Öyle ki astronot tam kara deliğe düşmesine ramak kala donup kalarak gözden kaybolur. Kısacası astronotun kara deliğe düştüğünü asla göremeyiz. Bize göre kara deliğe hiç düşmez; ama astronota göre kendisi kara deliğe düşmüştür. Peki iki farklı gerçeklik aynı anda ve aynı yerde nasıl gerçek olabilir? İkinci enformasyon paradoksu budur: 

İlgili yazı: 18 Ayda Nasıl 24 Kilo Verdim?

Holografik-ilke-evren-iki-boyutlu-bir-hologram-mı

İşte size kara delik entropisi: S entropi, k Boltzman sabiti, A yüzey alanı, p Planck uzunluğu. Kara delikler veriyi dış yüzeyi olay ufkuna bu formülle sıkıştırır.

 

Holografik ilke ve paradoks

Bu paradoksu holografik ilkeye göre ifade edersek aslında paradoks olmadığını görüyoruz: Holografik ilke uyarınca astronot hem kara deliğe düşecek hem de bize göre, astronotun bilgisi kara deliğin dış yüzeyi olan olay ufkunda içi boş 2B hologram olarak kaydolacaktır. Ancak, ışık aşırı kırmızıya kayıp gözden kaybolacağı ve kara delik yüzeyinden hiçbir şey dışarı çıkamayacağı için biz bu holografik kaydı göremeyeceğiz.

Göremeyeceğimiz için de okuyamayacağız! Dahası kara delik buharlaşırken enformasyon uzaya son derece okunaksız olarak geri dönecek. Dolayısıyla astronot kara deliğin içindeki tekillikte yok olurken, onu yaşarken gösteren son kayıt bizden hep saklı kalacak. Böylece astronotu hem canlı, hem de ölü gösteren enformasyon paradoksu hiç oluşmayacak. 

Nitekim kara delikler kendi içinde bizden kopuk cep evrenlerdir ve kara deliklerin gerçeği bizim fiziksel gerçekliğimizden ayrıdır. Dolayısıyla aynı anda ve aynı yerde iki farklı gerçekliğin olması söz konusu değildir. Kara delikler bu evrenin içinde olsa da bu evrenden ayrıdır. Gerard t’ Hooft ve Leonard Susskind bunu matematiksel olarak gösterdi: Daha doğrusu t’ Hooft, M teorisinden aldığı holografik ilkeyi, enformasyonun kara delik yüzeyinde korunduğunu göstermekte kullandı.

Oysa M teorisi bir süpersicim teorisidir. Susskind de sicim teorisyeni olarak sicim kuramında enformasyonun nasıl korunduğunu formüle etti. Böylece Suskind kara delik savaşını kazandı ve enformasyonun yok olmadığına dair Hawking’i ikna ederek bu konudaki kitabını yayınladı (Susskind’in babacan tavrıyla anlattığı bu hikayeyi kitabında okumanızı hararetle öneririm).

Yeni bir umut

Oysa bu yazıda enformasyon paradoksunu çözmeye odaklanmıyoruz. Onu ayrıca yazdım. Bu bölümde, holografik ilkeyi kullanarak tüm evreni tek denklemle açıklayan bir kuantum kütleçekim kuramı ve her şeyin teorisi geliştirip geliştiremeyeceğimize bakıyoruz. Şimdi bunu görelim; çünkü 1) Susskind’in çözümü sadece kara delik olay ufku için geçerli olup bütün evrene genellenmedi ve 2) evren bildiğimiz kadarıyla bir kara delik değildir ama kara delikten doğmuş olabilir: 

İlgili yazı: İnternette teknik takip ve gözetimi önleme rehberi

Holografik-ilke-evren-iki-boyutlu-bir-hologram-mı

Holografk ilkede ölçek değişmezlik simetrisi vardır. Uzaya zum yaptıkça (sağda) fizik kuralları değişmez ama farklı yapılar ortaya çıkar. Örneğin insan derisine zum yaparak atomları görebilirsiniz. Atomlar insan vücudunun tersine klasik fiziğe değil, kuantum fiziğine tabidir. Klasik fizik kuantumun özel bir durumudur. Pikselli kodlama evren bir simülasyon mu sorusunu doğurmuştur.

 

Holografik ilkenin nesi eksik?

Fizikçi t’ Hooft ve Susskind enformasyonu kara delik yüzeyine nasıl sığdıracağımızı gösterdi. Sonuçta entropi parçacıkların momentum konumuna dair özgürlük derecelerini tanımlar.

Maksimum entropi parçacıklara kımıldayacak yer kalmaması anlamında, kuantum özgürlük derecelerinin maksimum oranda kısıtlanmasıdır. Öyle ki kara deliklerde enformasyonu maksimum oranda sıkıştırırsınız (ziplersiniz). Bu da evrende mümkün olan en küçük alan birimi olan Planck alanına sıkıştırmanız demektir.

Öyleyse holografik ilke evrenin içi boş bir hologram olduğunu söylemez. Sadece evrene ait enformasyonu hologram olarak kodlayabileceğinizi söyler. Susskind kara deliklerin enformasyonu nasıl sıkıştırdığı ve depoladığını gösterdi. Ancak, üç uzay boyutlu gerçek hayattaki insan ve gezegen gibi cisimleri holografik olarak nasıl kodlayacağımızı göstermedi. Bunu prensipte nasıl yapacağımızı Arjantinli efsane fizikçi Juan Maldacena gösterdi.

Neden efsane derseniz; bunu yapmak kuantum kütleçekim kuramı ortaya koymak ve her şeyin teorisini geliştirmektir. Dahası kuantum kütleçekim kuramı her şeyin teorisini geliştirmek için şart olabilir. Peki Maldacena bunu başardı mı ve başardıysa nasıl başardı? Teknik dille söylersek ünlü fizikçi holografik ilkeyi AdS/CFT karşılılıklığı ile birleştirdi. Peki bu ne anlama geliyor?

İlgili yazı: Periyodik Tabloda Keşfedecek Kaç Element Kaldı?

Holografik-ilke-evren-iki-boyutlu-bir-hologram-mı

Dijital fizik, hücresel otomat modeli ile evrendeki parçacıklar ve fizikl yasalarının aslında bir yazılım kodu olduğunu söyler. Pikselden ağaç resmi üretir gibi.

 

Holografik ilke ve sicim teorisi

Şansımıza bunu tekniğe girmeden anlatabiliriz ki siz de bir an uzay boyutlarını nasıl türettiğimizi gözünüzde canlandırın: 1) Kağıda bir nokta koyarsak bu boyutsuzdur ve 2) kağıda düz bir çizgi çizersek bu da tek boyutludur. 3) İki düz çizgi birbirini belirli bir açıyla keserse ve bunları üçüncü bir çizgiyle birleştirirsek ya da bir çizgiyi büküp kapalı halka yaparsak iki boyutlu yüzey üretiriz.

Artık üç boyutlu uzayı üretmek kolaydır: Birbirine dik açı yapan iki çizgiye 45 derece açı yapan üçüncü bir çizgi çizersek kağıt üzerinde 3B küp veya dikdörtgen prizmanın iki boyutlu izdüşümünü, yani projeksiyonunu çizmiş oluruz. Böylece 3B cismi 2B düzlemde gösteririz.

Holografik ilke de diyor ki üç boyutlu uzaydaki derinlik boyutunu, 3B uzay-zamanda Planck anı aralıklarıyla üst üste dizilen iki boyutlu uzay dilimlerinden (düzlemlerinden) üretiriz. Böylece 3. boyutu türetiriz. 

Nitekim bakkalda satılan hologramlarda bunu yapıyoruz: Birkaç yassı ve saydam plastik film tabakasını üst üste koyuyoruz. Sonra holograma belirli açıyla ışık vurunca bu film tabakaları görünüşte üç boyutlu ve derinlikli resimler üretiyor. Tıpkı çocukların pek sevdiği Örümcek Adam hologramları gibi… 😉 Şimdi bunu ızgara örneğiyle gösterelim; çünkü önemli olacak:

İlgili yazı: Çernobil Nükleer Reaktörü Neden Patladı?

Holografik-ilke-evren-iki-boyutlu-bir-hologram-mı

M teorisi farklı süpersicim teorilerini zar şekilli kuantum alanında sicim yerine şerit olarak birleştirir.

 

Holografik ilke ve hücresel otomatlar

İki boyutlu yüzeyi bir telli ızgara olarak düşünebiliriz (İBB Metrobüs duraklarını çevreleyen ızgara parmaklıklara benzetin). Üçüncü boyutu ise 6 adet ızgarayı birleştirip bir ızgara küp oluşturarak ortaya çıkarabiliriz.

Bunu aklımızda tutarak 2B ızgara örneğine geri dönelim ve bu kez de bir satranç tahtası gibi düşünelim. Satranç taşları üç boyutludur; ama satranç tahtasındaki yassı kareler üzerinde 2 boyutlu olarak hareket eder. Sadece sağa-sola ve ileri-geri gider.

İşte holografik ilke evrendeki 3B cisimlerin momentumu, konumu, hareketi ve kuantum durumlarını buna benzer şekilde iki boyutlu pikseller halinde kodlayıp gösteriyor. Siz de bu projeksiyonu nasıl yapabileceğimizi evrende 7 ekstra boyut var mı yazısında gördünüz: Kütleçekim 4B uzayda elektromanyetik kuvvet gibi davranır.

Öyleyse holografik ilke aynı zamanda bir simetri uygulamasıdır. 3B uzayı 2B holograma indirgerken üç boyutun iki boyutlu simetrisini, yani izdüşümünü kullanırız. Satranç tahtasından devam edersek evrendeki bütün parçacıkların konumu, şekli ve hareketini 2B ızgara üzerine kodlayabiliriz. Tıpkı Tetris bilgisayar oyunundaki hareketli parçalar gibi: 

İlgili yazı: Evrenin Şekli Hakkında Kozmolojik Kriz Çıktı

 

Kozmik tetris

Bu da bizi evren bir bilgisayar simülasyonu mu sorusuna getiriyor ki bunu da evrene ne kadar veri depolayabiliriz yazısında okuyabilirsiniz. Ancak, biz holografik ilkenin henüz anlatmadığımız yanlarına geçelim: Öncelikle parçacıkların 2B holografik tanımları (Tetris parçaları) çözünürlük arttıkça ve biz resme zum yaptıkça değişir.

Örneğin, uzaktan bakınca parçacıklar bilardo topu gibi klasik fiziğe göre davranır; ama yakından bakınca kuantum fiziğine göre hareket eder. Nitekim kuantum fiziği iki boyutlu uzayda işler ve kuantum kütleçekim kuramı geliştirmek de 3B uzayda etki eden yerçekimini, yerçekimi olmayan 2B uzayda ifade etmek için yerçekiminin 2B projeksiyonunu yapmaktır. Şimdi meselenin özüne geldik: 

İlgili yazı: Asal genetik: Kanseri iyileştirecek yeni DNA aracı

Holografik-ilke-evren-iki-boyutlu-bir-hologram-mı

Maldacena’nın holografik evreni 5B anti-de Sitter hiperküresinin 4B yüzeyidir. Zaman ve kütleçekim ise Planck anı aralıklarla üst üste dizilmeş 3B uzay dilimlerinden türetilir (zar kozmolojisi), sağda.

 

Holografik ilke ve kuantum alanları

Kuantum fiziğini de 2B ızgara olarak düşünebiliriz ve bunu yaparsak kuantum fiziğinin modern yorumu olan kuantum alan kuramını üretmiş oluruz.

Öyleyse holografik ilke, üç boyutlu uzayı 2B kuantum alanları (yüzeyler, düzlemler) üzerinde tanımlamak ve dolayısıyla kodlamak anlamına geliyor. Özetle holografik ilke, boyut indirgemesi yapan (yani boyut sayısını 1 azaltan) simetrik bir projeksiyondur. 

Ancak, evrendeki cisimleri aklınıza gelen bütün yüzeylere düzgün bir şekilde kodlayamazsınız. Örneğin, düz aynadaki görüntünüzde kendinizi tanıyabilirsiniz; ama içbükey veya dışbükey sirk aynalarında görüntünüz o kadar çarpılır ki artık kendinizi aynada tanıyamayacak hale gelirsiniz. 

Dahası karşılıklı olarak birbirine bakan aynalar koyarsanız görüntünüz Arnold’un 1980 tarihli ünlü Barbar Conan filmindeki büyücü kulesi sahnesinde olduğu gibi iç içe geçer. İç içe geçen aynalar görüntüyü iyice karıştırır ve tanınmaz hale getirir. Peki holografik ilkeyle bu sorunu nasıl çözeriz?

İlgili yazı: Mars’a Gidecek Yıldız Gemisi Neden Çelikten Yapıldı?

 

Holografik ilke ve kozmik aynalar

Yaşadığımız evreni holografik ilkeyle tanımlayan bir kuantum kütleçekim kuramı geliştirmek için sadece tek bir holografik yüzey kullanabiliriz. Yalnızca belirli bir şekle sahip olan hologramları kullanabiliriz. Bu da hangi evreni hologram olarak tanımlamak istediğimize göre değişir:

Üstelik iç içe geçmiş aynalarla örneklediğimiz gibi, hologramın kaç boyutlu olduğu da tanımlamak istediğimiz evrene bağlıdır. Örneğin üç uzay boyutlu bir evreni ancak 2B yüzeye kodlayabiliriz; ama 10B yüzeye kodlayamayız.

Nitekim Maldacena, dört boyutlu bir evren modelini, sadece 5B uzaydaki at eyeri benzeri hiperbolik bir yüzeye kodlayabildi (4B hiperbolik hologram olarak gösterdi). Bu detayı yazının sonu için aklınıza tutun. Aynı zamanda yaşadığımız evrenin görebildiğimiz kadarıyla üç boyutlu ve düz olduğuna dikkat edin; çünkü konunun en heyecanlı kısmına geliyoruz:

İlgili yazı: Zamanda Yolculuk Etmenin 9 Sıra Dışı Yolu

Holografik-ilke-evren-iki-boyutlu-bir-hologram-mı

Maldacena evreni 5B hiperbolik eyer şekilli bir uzay-zamanın 4B yüzeyi olarak ifade etti. Bizim evrenimiz olmasa da bu fiziğin ilk hologram evren modelidir.

 

Holografik ilke ve boyut indirgeme

Artık işin mantığını anladığımıza göre azıcık teknik detay verebilirim. Bir evreni hologram olarak tanımlamak için doğru şekilli hologram ve doğru projeksiyon kullanmayı gerektiren holografik ilke, özünde uyumlu bir kuantum alan teorisidir (conformal field theory, CFT). Uyumlu demek de 3B cisimleri 2B holograma indirgerken uygun ve doğru açılarla projeksiyon yapmak anlamına gelir:

Örneğin yassı Instagram fotoğrafınızın siz olduğunu anlarsınız; çünkü ayna örneğinde gördüğümüz gibi, kamera sizi çarpıtıp tanınmaz hale getirmez. Görüntüyü çarpıtmak ise holografik ilkeyi yanlış kullanmak olup yaşadığımız evreni tanımlamak yerine, bambaşka bir evreni tanımlamak demektir.

Maldacena için bu detayı da aklınızda tutun: Bizler fizik yasaları bizden farklı olan başka evrenlerde geçerli olan herhangi bir kuantum kütleçekim kuramı geliştirmek istemeyiz.

Kuantum kütleçekim kuramı önce yaşadığımız evreni tanımlamalıdır; çünkü başka evren bilmiyoruz. Bu yüzden de holografik teorilerimizin doğru olup olmadığını anlamının tek yolu, önce bildiğimiz evrende çalışıp çalışmadıklarını görmektir. Sonra bunları birleştirip her şeyin teorisi yaparız: 

İlgili yazı: Kuantum Köpük Mikro Evrenlerden mi Oluşuyor?

 

Holografik ilke ve fraktal geometri

Holografik ilkede doğru projeksiyon yapmak için ölçek değişmezliği gerekir. Bunun detaylarını da önceki yazılarda anlattım; ama özetle ölçek değişmezliği, bir cismin büyüklüğü değişse bile şeklinin korunması anlamına gelir. Bu da ister gözle görülür dünya, ister atom altı dünya olsun simetrinin bütün ölçeklerde korunması demektir.

Nitekim atomlar kuantum fiziğine, insanlar da klasik fiziğe göre davranır; ama hem insanlar hem de atomlar için aynı fizik yasaları geçerlidir. Simetrinin uyumlu bir kuantum alan teorisi olan holografik ilkede korunması bu anlama gelir. 

Bunu da Instagram fotoğraflarınıza benzetebiliriz: Sizler üç boyutlusunuz ama fotoğraflarınız görüntünüzü çarpıtmadan yassı görseller halinde kaydeder. Bu 2B yassı görselleri de piksellerden oluşan bir görüntü dosyası halinde kodlayarak telefona kaydeder. Fizikçiler holografik ilkeyle bunu yapmaya çalışıyor. Her şeyin teorisi için evrenin tamamının hologramını çıkarmak istiyor.

Peki bunun ara başlıktaki fraktal geometri ile ne alakası var? Öyle ya, fraktal geometri klasik fizikte kullanılan determinist kaos denklemlerinden türetilen geometrik şekillerden oluşur. Kuantum fiziği ise determinist değildir. Adı üstünde, Heisenberg’in belirsizlik ilkesine tabidir. 

İlgili yazı: Olay Ufku Teleskopu İlk Kara Delik Resmini Çekti

 

Hologram çıkarma teknikleri

Yine de ikisi arasında çok önemli bir bağ var. O da sürekli tekrarlanan şekiller: Fraktal geometride basit şekiller iç içe geçerek veya yan yana dizilerek sonsuz dek tekrarlanır. Böylece çok basit kodlardan (tıpkı bilgisayar oyunu kodları gibi) görünüşte kaotik, karmaşık ve son derece karışık resimler üretebilirsiniz. Holografik ilke de evrenin hologramını bu şekilde çıkarır.

Ancak, bu kez yöntem tersine işler: Yerçekimi olan karmaşık evrenimizi temel bileşenlere ayırır ve Planck ölçeğindeki en temel piksellerle ifade ederiz. Bu da bizi ölçek değişmezliğine geri getiriyor.

Uyumlu bir alan teorisinde, evreni tanımlayacak holografik ızgaradaki noktaların ölçeğini ayrı ayrı değiştirebilirsiniz; ama kozmik hologramın piksel açıları ve şekilleri değişmez. Fraktal geometrideki tekrarlanan şekiller budur. Nitekim önceki yazımızda anlattığımız Weyl simetrisi, ölçek değişmezliği sağlayan özel bir simetri olup kozmik hologram projeksiyonu yapmakta kullanılır.

İlgili yazı: Unruh Etkisi ile Kendi Olay Ufkunuzu Yaratın

 

Peki üçüncü boyut sahte mi?

Böylece evren içi boş bir hologram mı sorusunun özüne geldik. Evreni hologram olarak ifade etmek ve üçüncü uzay boyutunu silip sadeleştirmek, neden üçüncü boyutun sahte olduğu anlamına gelmiyor? Bu sorunun cevabı geometride boyut dediğimiz şeyin ne olduğunda yatıyor.

Boyut, a) diğer boyutların yanında yer alan ama onlardan bağımsız olan, b) fizik kurallarının aynı kaldığı ve c) bir tür yerellik gerektiren değerler alan her türlü sayı doğrusudur. Yerellik de örneğin, sayı doğrusundaki elemanların birbiriyle etkileşim kurmak için yan yana olmasının gerektiren bir durumdur (Oysa kuantum fiziğindeki dolanıklık uzaktan etkidir ve bu aykırılık fizikçileri şaşırtır).

Bu da evrendeki boyutları sayı doğrularını (çizgileri) çıta gibi birbirine çatarak nasıl üretebileceğimizi gösteriyor. Üç boyutlu küpü de yukarıdaki örnekte birbirine çattığımız ızgara yüzeylerinden ürettiğimizi hatırlayın. Holografik ilkede ise bunu Weyl simetrisi ile ölçek değişmezliği kullanarak ekstra boyutlar üreten sicim teorisi ile yapıyoruz. Peki nasıl yapıyoruz?

İlgili yazı: Kara Delikler Hawking Radyasyonu ile Nasıl Buharlaşır?

Leonard Susskind.

 

Sicim teorisinin kökeni

Sicim teorisinin 1970’lerde geliştirilen ilk versiyonunda amaç güçlü nükleer kuvveti simetriyle açıklamaktı. Fizikçiler bunu yapmak için proton ve nötronları oluşturup güçlü kuvvete tabi olan kuark çiftlerini (mezonlar) tek boyutlu titreşen enerji sicimleri olarak modellemeye çalıştılar.

Ölçek değişmezliği burada çok işe yaradı; çünkü sicimlerin boyunun uzaması veya kısalması, onların fiziksel özelliklerini ve onlardan türeyen fizik yasalarının evrenselliğini değiştirmiyordu. Kısacası sicim uzunluğunu enerjiye bölerek elde ettiğiniz değeri ayrı bir boyut olarak yazıyordunuz. Sicim teorisi ek uzay boyutlarını bu şekilde türetiyordu.

Ancak, sicim teorisyenleri güçlü kuvveti bu yaklaşımla açıklayamadılar.  Güçlü kuvvetin taşıyıcı parçacıkları olan gluon bozonlarının dalga fonksiyonunu, üç boyuttan ayrı olarak kendi ek boyutunda var olan tek boyutlu enerji sicimleri halinde yazmaya kalktığınız zaman sorun çıktı.  Öyle ki ortaya çıkan dalga fonksiyonu, teorik kütleçekim parçacığı olan gravitonun denklemiydi!

Bazı teknik nedenlerle bu da çok saçmaydı: Gravitonlar çok daha enerjik parçacıklardır ve mezonların düşük enerji seviyesinde var olamazlar. Bu ve sicim teorisinin ışıktan hızlı giden takyon gibi imkansız parçacıklar öngörmesi yüzünden güçlü kuvveti sicimlerle açıklamayı başaramadık.

İlgili yazı: Negatif Kütle ile Devridaim Makinesi Yapılır mı?

Gerard ‘t Hooft.

 

Holografik ilke ve graviton

Ancak, fizikçiler bu teoriyi denklemlerden doğal olarak ortaya çıkan gravitonu açıklamakta kullanabileceklerini gördüler.

Sonuç olarak ayrı bir teori olan kuantum renk dinamiği güçlü kuvveti açıkladı ve sicim teorisi de tüm fizik kuvvetlerini birleştiren çatı denklemi türetmek üzere, kuantum kütleçekim kuramı geliştirmeyi amaçlayan en umut verici her şeyin teorisi adayı olarak modifiye edildi. 

1990’lara geldiğimizde ise evrendeki parçacıkları açıklayan 5 ayrı süpersicim teorisi geliştirilmişti ve 1995 yılında Ed Witten, bunları M teorisi denilen çatı süpersicim teorisi altında birleştirdi. Witten, bunu görünüşte birbirinden farklı olan teorilerin ikilikler içerdiğini keşfederek yaptı:

Peki ikilik nedir?

Matematikte ikilikler, iki ayrı teorinin ölçek değişmezliği simetrisi ile birbirine dönüştürülmesini sağlar ve sürpriz! Bunu holografik ilkeyle yaparsınız söz konusu teorileri, bunların hologramlarını çıkararak birbirine dönüştürürsünüz. Sicimlerin boyunu uzatıp kısaltarak enerji seviyelerini değiştirip bunları farklı teorilere dönüştürmek ikiliklere iyi bir örnektir. Dolayısıyla ikilikleri İtalyancadan Türkçeye çeviri yapmak gibi düşünebilirsiniz.

İlgili yazı: Uydumuz Ay ve Gaz Devi Jüpiter Nasıl Oluştu?

 

Holografik evren ve en garip ikilik

Artık işin tekniğine giriyoruz. Bu nedenle şimdiye dek gördüklerimizi özetleyerek devam edelim. Aslında üç temel şey gördük:

1) Holografik ilkenin ne olduğunu, 2) kara delik entropisi örneğiyle holografik ilkenin nasıl çalıştığını ve 3) Ed Witten’ın farklı sicim teorilerini M teorisi altında birleştirmek için holografik ilkeyi nasıl kullandığını anlattık. Şimdi sıra holografik ilkeyle evrenin hologramını çıkarmaya geldi. Bu da bizi aklınızda tutun dediğim Juan Maldacena’ya geri getiriyor: 

Maldacena M teorisindeki sicimleri aldı, bunlara  AdS/CFT karşılıklılığı denilen ikilik (çeviri) kurallarını uyguladı ve M teorisindeki sicimleri zar katmanları olarak yeniden ifade etti (bir matematik dili olan sicimleri zar diline çevirdi). Şimdi diyeceksiniz ki “Ama hocam, daha geçen yazıda (M)embrane Teorisi’nin  zar teorisi olduğunu söylemiştiniz.”

Evet, ama M teorisi ile bizim evrenimizin veya başka bir olası evrenin hologramını çıkaramayız. M teorisi sadece süpersicim teorilerini birleştirdi. Maldacena ise M teorisini evreninin hologramını çıkarmakta kullandı. Hangi evrenin hologramını çıkardığı ise bu bölümün özüdür.  

Kısacası Maldacena M teorisini teorik fizik değil, kozmoloji teorisi olarak yeniden yazdı. Bunun için de evreni oluşturan büyük patlamayı M teorisinden türetmesi gerekiyordu. Böylece 1997 yılında (M)embrane Teorisi’’ni Mem(brane) teorisi olarak yeniden yazdı ve zar kozmolojisini üretti (brane cosmology). Bu da evrenin ilk somut holografik tanımı oldu. Peki hangi evrenin?

İlgili yazı: Jüpiter Çevresinde 12 Yeni Uydu Bulundu

Evren bir hologram olsa da hayat gerçektir ve bu bir avuntu değildir. Özbenliğinizi sevin ve kendinize, hayata inanın.

 

Bizim evren mi, başka evren mi?

Büyük patlamanın zar kozmolojisine göre nasıl oluştuğunu ayrı bir yazıda anlatacağım; ama zar kozmolojisiyle ilgili bir ipucu verebilirim: Dedik ki bir evrenin hologramını çıkarmak için doğru boyut sayısını ve doğru şekilli yüzeyi bulmanız gerekir.

Maldacena da evrenin hologramını çıkarmak için M teorisindeki bulunan en az 10500 zar arasında  (kozmik manzara) o evreni tanımlayacak doğru zarı seçti (Bu zar da uygun kuantum alan teorisinin -CFT- analitik geometrideki ifadesidir ve işte bu yüzden evrenin hologramıdır).

Daha net söylersek, Maldacena sicim teorisinin içerdiği sonsuz sayıda (?) olası fizik yasası arasından kuantum fiziğini cımbızla çekip çıkardı. Bildiğimiz ve umarım sevdiğimiz kuantum fiziğini sicim teorisinden çıkaran ilk bilim insanı oldu. Ancak, bu holografik ilke için yeterli değildir; çünkü yine sonsuz sayıda (?) kuantum alan kuramı olabilir.

Marifet bizim evrenimizde geçerli olan kuantum fiziğini sicim teorisinden türetmektir. Bu da iki şey gerektirir: 1) Doğru kuantum fiziğini türeteceksiniz ve 2) Bizim evrenimizin büyük patlamayla nasıl oluştuğunu hem sicim teorisinde hem de kuantum fiziğinde göstereceksiniz. Sicim teorisiyle kuantum fiziğini evlendirip bizim evreni doğurmak için holografik ilkeyi kullanacaksınız.

Bu müthiş bir çabadır!

Eskiden olsa Maldacena’yı kendini tanrı ilan etti diye kazıkta yakardık. Neyse ki en azından Dünya’nın bazı bölgelerinde artık fizikçilere zarar vermiyoruz. Biz de Maldacena’nın ne yaptığını üstüne basa basa vurguladığımıza göre artık zar kozmolojisindeki zarların ne olduğuna bakabiliriz:

İlgili yazı: Satürn Halkaları Neden Hızla Yok Oluyor?

 

Holografik zarlar

Zar katmanı derken sicim teorisindeki sicimlerin, bu zarlara yapışkan bantlar gibi bağlı olduğunu düşünün. Sicimler farklı parçacıkları oluşturuyor ve zarlara bağlı olduğu için, en azından graviton dışındaki sicimler bulundukları evrene bağlı kalıyor (buna aşağıda geleceğiz).

Böylece bir evrenin fizik yasaları başka bir evrene sızmıyor. Aksi takdirde birbiriyle temas eden iki evren birbirini yok ederdi ki sicim teorisyenleri bu tür kozmik çarpışmaların yeni büyük patlamalar oluşturacağını söylüyor.

Öte yandan, kapalı halka sicimlerden oluşan graviton parçacıkları kimseye zarar vermeden evrenler arasında seyahat edebiliyor. Gravitonun interkozmik yolculuklarını ayrı başlıkta yazacağım. Ancak, önce Maldacena’nın holografik dönüşümlerini görelim:  

İlgili yazı: Halka Kuantum Kütleçekim Kuramı Nedir?

 

Evren doğurma teorisi

Maldacena, kuantum kütleçekim kuramı yoluyla tüm evreni tek denklemle açıklayacak her şeyin teorisini geliştirmek için yaşadığımız evreni bir hologram olarak tanımlamayı denedi. Oysa bu kimsenin bilmediği yepyeni bir alandı. Dolayısıyla önce alıştırma yapmaya karar verdi ve bu amaçla 4 boyutlu deneysel bir uzay tasarladı (4B hiperküp benzeri bu uzayı bir kutu gibi düşünün).

Sonra kutunun içine 3B zar tabakaları koyup bunları kağıt gibi üst üste dizdi. Öyle ki bunlar üç uzay boyutu içeren; ama içinde yerçekimi olmayan ve dolayısıyla zaman akmayan düzlemlerdi. Bu zarlar bizim evrenimize hiç benzemiyordu; ama bağımsız birer evren dilimiydi (kozmik kağıt yaprakları). 

Hatta Maldacena, bu zarların tıpkı yaşadığımız evrendeki gibi düz olduğunu göstermeyi de başardı! Evet, zar kozmolojisindeki evren dilimleri kağıt gibi düzdür. Çok boyutlu uzayda fotokopi kağıdı gibi üst üste binen komşu evrenler ise elimizle uzanıp dokunacağımız kadar yakındır; ama biz üç uzay boyutunun dışına çıkamadığımız için bu evrenlere ulaşamayız.

Maldacena bir şey daha yaptı: 4B uzayda üst üste dizilen ve üzerindeki daireler içinde farklı gözlemlenebilir evrenler içeren bu kozmik zarlara bağlı sicimlerde ölçek değişmezliği olduğunu da gösterdi. Böylece M teorisini zar kozmolojisine çevirip zarlardaki sicimleri birer hologram olarak ifade etti. Maldacena henüz yaşadığımız evrenin hologramını çıkaramamıştı ama evrenlerin hologramını çıkarma tekniğini geliştirdiğini düşünüyordu:

Kara delikler ve uzay-zamanın yapısı

 

Holografik ilke ve evren zarları

Örneğin, evrenimiz bu zarlardan biri olsaydı şimdiki zaman 3+1=4B zarın 3B yüzeyi olacaktı. Gerçi 4B uzay-zaman zarları teorinin en yeni versiyonunda eklenmiştir. Yine de Maldacena sadece üç uzay boyutlu evrenler içeren ilk sürümde bile ilginç bir şey keşfetti:

Evrenimizde geçerli olan evrensel sabitleri zarlara elle eklediğiniz zaman, bu zar katmanları kendi aralarında fiziksel etkileşim kurarak 4B Minkowski uzay-zamanlarına dönüşüyordu (Einstein’ın yerçekimini tanımlayan genel görelilik teorisi Minkowski uzay-zamanından türetilmiştir).

Özetle Maldacena ilk versiyona dikkatli bakınca bu teoriden zamanın akışını ve yerçekimini de türetebileceğini gördü. Belki de bunu kullanarak evrenin hologramını çıkarabilirdi:

İlgili yazı: Kara Delikler Yeni Evrenler Yaratıyor mu?

 

Holografik ilke ve kuantum dünyası

Evet, holografik ilke Maldacena’nın kuantum fiziğini sicim teorisinden türetmesini sağladı. Ancak, Maldacena’nın zar kozmolojisi ilk başta tam kapsamlı bir sicim teorisi değildi. Sadece görelilik ile kuantum fiziğini holografik projeksiyon yoluyla geometrik (holografik) olarak birbirine bağlayan bir kuantum alan kuramıydı. Süpersimetri özellikleri eklenmiş bir Yang-Mills teorisiydi.

Bir Yang-Mills teorisi olarak uyumlu alan kuramı (CFT) sınıfına da giriyordu. Dolayısıyla holografik projeksiyon ızgarasındaki fizik yasaları zum yapılsa da değişmeden kalarak ölçek değişmezliği içeriyordu. Oysa Maldacena’nın evrenin hologramını çıkarması için AdS/CFT karşılıklılığı üretmesi gerekiyordu. Biz işin CFT tarafını gördük ve sıra AdS tarafını anlatmaya geldi. Öyle ki AdS ve CFT’yi bir madalyonun iki yüzü olarak görebilirsiniz:

İlgili yazı: Nadir Dünya Hipotezi: Evrende yalnız mıyız?

 

Holografik ilke ve AdS

Bunu anlamak için M teorisine kısaca geri dönelim. Bu teoride uzay 10 boyutludur ve evren (uzay-zaman toplamda 11 boyut içerir). Öte yandan bildiğimiz üç boyut dışındaki 7 ek boyut mikroskobik ölçeklidir; yani göremeyeceğimiz ve içinde hareket edemeyeceğimiz kadar küçüktür. Dahası sicim teorisi henüz kanıtlanmadı; ancak kanıtlansa bile evrende sadece bildiğimiz üç boyut gözle görülecek kadar büyük olacaktır. Maldacena 3B uzayı 10B M teorisinden türetmek zorundaydı.

Bunun için de makroskobik boyut sayısını üçe indirmesi gerekiyordu; ama teorisinin ilk versiyonunda sadece 3B yerçekimsiz evren dilimlerini, zamanı da içeren 4B süper uzay kutusunda birleştirmeyi başarmıştı. Buna karşın evrenimiz diğer evrenlerle etkileşime girmeden de zamanın aktığı bir zardır. En azından zar kozmolojisinde evreni böyle göstermek gerekir.

Özetle Maldacena, zamanla birlikte 3+1=4 boyutlu olan ve kütleçekim kuvveti ile yerçekimine tabi olan bildiğimiz evreni zar kozmolojisinden üretmeye çalıştı; ama maalesef başaramadı. Bunun yerine, 4 uzay boyutu ve 1 zaman boyutu içeren yeni bir evren dilimi, evren zarı üretti. Evet, bu zarda kütleçekim kuvveti ve dolayısıyla kuantum kütleçekim kuramı vardı. Öte yandan, bu zar 4+1=5 boyutlu bir anti-de Sitter (AdS) uzayında yer alan at eyeri şekilli hiperbolik bir evrendi.

Hiperbolik evren nedir?

Fizikte kozmik kriz çıktı yazısında anlattığım gibi, bu tür hiperbolik evrenlere açık evrenler de denir. Bu evrenler sonsuza dek genişler ve hatta gittikçe daha hızlı genişler. Örneğin, birbirine paralel olan iki doğru 20 milyar ışık yılı gibi uzak mesafelerde birbirinden uzaklaşmaya başlar. Sonuç olarak hiperbolik eşek semeri evrenlerde bir üçgenin iç açılarının toplamı 180 dereceden büyüktür. Öyleyse ana fikrimize ve ana sorumuza geri dönelim: Evren içi boş bir hologram mı? 

İlgili yazı: Antropik ilke: Kainatta birden fazla evren var mı?

 

Bilmiyoruz

Neden derseniz; çünkü yaşadığımız evrenin 5B anti-de Sitter uzayı olmadığını biliyoruz. Bu evrende gözle görülecek kadar büyük olan sadece üç boyut var. Ayrıca gözlemlenebilir evren görebildiğimiz kadarıyla kağıt gibi düzdür. AdS gibi at eyeri şekilli hiperbolik evren değildir. İşte bu yüzden holografik evren tasarımı kara delik entropisini anlamamıza yardım eden bir matematik aracıdır.

Ancak, bizim evrenimizi tanımlamayı başaramayan eksik bir fizik modelidir. Ne zaman ki Maldacena bizim evrenimizi zar kozmolojisinden türetir, işte o zaman sicim teorisinden bizim kuantum alan kuramımızın nasıl çıktığını görürüz. Ancak o zaman M teorisini kanıtlayabiliriz.

Maldacena 4 uzay boyutlu bir evrenin hologram olabileceğini gösterdi; ama bizim evrenimizin de bir hologram olduğunu gösteremedi. Dolayısıyla evren içi boş bir hologram mı sorusunun iki yanıtı var: 1) Bizzat matematikteki boyut tanımından yola çıkarsak evren içi boş bir hologram olsa bile bu durum evrenin gerçek olmadığını göstermez. Evren hologram olsa da somut ve gerçektir; yani kendinizi önemsiz, yüzeysel ve değersiz bir hayalet olarak düşünmenize gerek yok.

2) Evren bir hologram olmayabilir; ama evrendeki fizik yasalarını holografik ilke ifade edebiliriz. Bu biraz da Türkçedeki “yaşadığım durumu anlatmaya kelimeler yetersiz kalıyor” ifadesi gibidir. Belki yaşadığınız durumu tümüyle sözlere dökemezsiniz; ama kısmen sözle anlatabilirsiniz. Öyleyse fizik bilimi fiziksel gerçekliğin dili olmayabilir; ama gerçekliği en iyi ifade eden dil bildiğimiz fiziktir.

İlgili yazı: Yapay Zeka ile İnsan Zekası Arasındaki 10 Fark Nedir?

 

Yapacak bir şey yok

Bunlar da bizi matematik evrensel bir dil mi sorusuna getiriyor: Matematik olası bütün evrenleri açıklamamızı sağlayan bir meta dil olarak kesinlikle evrensel olabilir. Hatta bu doğruysa sadece evrensel değil evren ötesi en genel dil olacaktır. Öte yandan, bu evrenin matematiğini henüz çözemediğimizi de görüyoruz. Bütün bunlar da bizi hayatın anlamı nedir sorusuna getiriyor.

Sicim teorisi henüz kanıtlanmadı, evrenin büyük patlamayla nasıl oluştuğunu tam olarak bilmiyoruz ve evrenin hologram olduğundan emin değiliz. Bu nedenle bütün kozmoloji yazıları dönüp dolaşım bilim ve özellikle de fizik felsefesine gelecektir. Yine de en azından artık Maldacena’nın evren hologramı çıkarırken AdS/CFT karşılıklılığını nasıl kullandığını gördük. Holografik ilkenin evren modelleyen versiyonuna AdS/CFT karşılıklılığı denir. Peki bunları neden anlattım? 

İlgili yazı: Evren Neden Var? Nötrinolar ve Leptonlar Açıklayabilir

Holografik-ilke-evren-iki-boyutlu-bir-hologram-mı

 

Holografik ilke ve evrenin kökeni

Hayatın anlamına dair 5 bilimsel cevap yazısında bu sorunun kısmi yanıtlarını bulabilirsiniz. Ancak, her ne kadar bir Platoncu olmasam da şu noktayı görmezden gelmek çok zor: Maldacena evrenin bir hologram olabileceğine dair çok güçlü bir matematiksel konjonktür geliştirdi. Yaşadığımız evrenin sicim teorisinden nasıl türeyebileceğini gösteren ilk ve tek modeli tasarladı. 

Üç boyutlu yerçekimini ve zamanı, iki boyutlu yerçekimsiz bir hologram üzerinde ifade edebileceğimiz gösterdi. Bizim evrenimiz için geçerli olmasa da insan türünün ilk tam kapsamlı kuantum kütleçekim kuramını geliştirdi. Hatta uzayı termodinamikten türetme konusunda kritik adımlar attı. Bu kadar çok matematiksel bağıntı bir rastlantı gibi gelmiyor. Bu işin içinde bir iş var.

Bilim insanları bu sorunun yanıtını da bulacaktır. Örneğin, Hawking kara deliklerin içinde uzay-zamanın yer değiştirmesinden (zamanın üç boyutlu bir hacim ve uzayın tek boyutlu bir çizgiye dönüşmesinden) yola çıkarak büyük patlamayı sanal uzay-zamandan türeten bir model geliştirdi. Gelecek bölümlerde Hawking’in sınır yok önermesini detaylı olarak yazacağım.

Hatta hiçbir fizikçinin inanmadığı çılgın teorileriyle aynı anda hem Obi Wan Kenobi, hem Gandalf hem de Witcher olmayı başararak hiçbir kategoriye sığmayan tarihin ilk ultra-mega fizikçisi Sör Roger Penrose’un, ilkin kara delikler aslında eski evrenlerden kalmadır teorisini de anlatacağım. Nitekim genel kabul görmeyen kuantum bilinç teorisini yazmıştım. 

İlgili yazı: Gök Kancası ile Uzaya Sapan Taşı Gibi Yük Fırlatın

Holografik-ilke-evren-iki-boyutlu-bir-hologram-mı

 

Holografik ilke için sonsöz

Ancak, yazının başına ve kökenine geri dönersek her şey kara delik enformasyon paradoksuyla başladı; ama üçüncü bir enformasyon paradoksu daha var. O da sicim teorisi doğru olsa bile, kara delik yüzeyindeki enformasyonu silen kuantum ateş duvarıdır. Siz de bunu şimdi okuyabilir ve Leonard Susskind’in paradoksu çözmek için geliştirdiği tam dolanıklık aslında mikro solucandeliğidir önermesine de hemen bakabilirsiniz (eski bir yazım).

Tabii evrenin nasıl oluştuğunu bir türlü açıklayamamızdan yola çıkarak, evren uzaylıların geliştirdiği keyfi bir bilgisayar simülasyonudur varsayımını da doğru kabul edebilirsiniz. Dünya görüşünüzü belirlemek size kalmış; ama ben her zaman için açık fikirli olun derim. Sonuçta bu sorunun hiç aklımıza gelmeyen sürpriz bir yanıtı olabilir. Gökkuşağının öbür ucunda görüşmek üzere.

Susskind holografik evreni anlatıyor


1The Large N Limit of Superconformal Field Theories and Supergravity
2The World as a Hologram
3Simple holographic models of black hole evaporation (pdf)
4Three-Dimensional Gravity Revisited
5Computational Complexity and Black Hole Horizons
6The quantum black hole as a theoretical lab, a pedagogical treatment of a new approach
7The holographic principle (pdf)
8String Theory: A Framework for Quantum Gravity and Various Applications

Add a Comment

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir