Kara Delikler Yeni Evrenler Yaratıyor mu?

Kara-delikler-yeni-evrenler-yaratıyor-muKanadalı fizikçi Lee Smolin’e göre her kara delik kendi içinde yeni bir evren doğuruyor. Bizim evrenden bakınca kara delik olarak gördüğümüz şey, varsa diğer taraftan bakınca ak delik; yani evren yaratan yepyeni bir büyük patlama olarak görünüyor. Yoksa kainatta evrenler doğal seçilimin karşılığı olan kozmolojik seçilimle mi oluşuyor?

Kara delik evrenler

Aslında her şey yaşadığımız evrenin neden hayata elverişli olduğu sorusundan çıkıyor. Sanki biri Dünya’da yaşamın ortaya çıkması için fizik yasalarına ince ayar yapmış gibi. Peki kara delikten doğan evrenler teorisi, hayatın akıllı tasarım yerine evrimle rastlantısal olarak ortaya çıktığını gösterebilir mi? Kozmolojide Kanada ekolü ve kara delik evrenler teorisini görelim.

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

Kara-delikler-yeni-evrenler-yaratıyor-mu

 

Yeni evrenler ve antropik ilke

Hayat neden var? Biyologların yaşamın cansız moleküllerden nasıl ortaya çıktığını gösteren abiyojenez teorisinin son versiyonunu Nick Lane’in kitabında ve Son Evrensel Ortak Ata (LUCA) yazısında bulabilirsiniz. Ancak, bu yazılar sadece hayatın Dünya’da nasıl ortaya çıktığıyla ilgili.

Bir de evrenin neden hayata elverişli olduğu sorusu var: Sanki birisi (tanrı, uzaylılar, yapay zeka vb.) Dünya’da yaşamın ortaya çıkması için fizik yasalarına ince ayar yapmış gibi. Öyle ki bu yasalarda yapılacak en küçük değişiklik bile yeryüzündeki hayatı yok ederdi. Neden öyle?

Sonuçta fizik yasalarının şiddeti ile menzilini belirleyen evrensel sabitleri (kozmolojik sabit, ince yapı sabiti vb.) kuantum fiziği, kozmoloji, hatta standart model denklemlerinden türetemiyoruz. Bunları doğada deney ve gözlemlerle ölçerek fiziğe elle ekliyoruz.

O zaman da antropik ilke uyarınca evren neden yaşama uygun sorusu çıkıyor. Bu konuyu son iki ayda işledim ve size bir okuma listesi veriyorum: Kainatta birden fazla evren var mı, evrende yalnız mıyız, sicim teorisindeki sicimler nedir, evren bilgisayar olsa ne kadar veri depolayabilir yazılarında hayat nasıl oluştu ve herkes nerede sorularının olası cevaplarını okuyabilirsiniz. Her kara delik yeni bir evren doğurur diyen kara delik evrenler teorisi de bu soruları yanıtlamaya çalışıyor:

İlgili yazı: Sicim Kuramı Neden Doğru Olabilir?

Kara-delikler-yeni-evrenler-yaratıyor-mu

 

Kara delikten evren olur mu?

Evrenin akıllı tasarımla oluşması fikrinin bir inanç meselesi olduğunu ve aynı zamanda, insanlığın bilim yaparak doğayı kendi aklıyla anlama şansını ortadan kaldırdığını evren bir simülasyon mu ve evren simülasyonu yapan kara delik bilgisayar yazılarında ele aldım. Bilimin bu sorulara henüz net bir yanıt veremediğini belirterek yine de sadece bilimin bunlara net yanıt verebileceğini ekledim.

Bugüne kadar bulduğumuz en iyi cevap da büyük patlamadan kalan kozmik mikrodalga artalan ışımasıyla (CMB) kanıtlanmış olan kozmik enflasyondan  türeyen çoklu evren teorisidir. Kısaca kainatta birçok evren varsa bunlardan birinin rastlantısal olarak yaşama uygun olması mümkündür.

Gerçi uzayda nefes alamadığımız için evrenin yaşama ne kadar uygun olduğu da tartışmalı; ama ne demek istediğimi anladınız. En azından Dünya’da hayat var. Öyleyse tek yapmamız gereken kainatta birden fazla evren olabileceğini göstermek. Evet, kozmik enflasyon kanıtlandı; ama kainatta çok veya sonsuz sayıda evren olduğu önermesi henüz kanıtlanmadı.

Peki kainatta birden fazla evren olduğunu gösteren başka bir teori geliştirebilir miyiz? İşte Amerikalıların başını çektiği kozmik enflasyon ekolünün karşısında, Kanada ekolünden Lee Smolin ve meslektaşları yer alıyor. Fizikte genel kabul görmeyen kara delikten doğan evrenler teorisi alternatif bir çoklu evren kuramıdır. Biz de bu yazıda kara delik evrenler olup olmadığını göreceğiz.

İlgili yazı: Kodlama İçin En Gerekli 16 Programlama Dili

 

Akıllı tasarım ve sicim kuramı

Lee Smolin, Platonik bulduğu ve daha ziyade ideal matematik ekolü olarak gördüğü sicim kuramını sevmiyor. Bunun nedenlerini önceki yazıda ima ettim ve bundan sonraki yazıda sicim kuramının neden yanlış olabileceğini yazacağım. Ancak, Smolin’in mecazi anlamda sicim teorisyenleriyle kanlı bıçaklı olduğunu söyleyebilirim. İki grup birbirinden nefret ediyor desek yeridir.

Yine de bilim ego, kariyer basamaklarını yükselme ve şöhret olma arzusuyla işlemez. Bilim kanıt ister ki biz de deney ve gözlemler yoluyla kanıt toplarız. Öyleyse kara delik evrenler teorisinin doğru veya yanlış olduğunu gösteren kanıtlar var mı?

Yapay zeka ile termodinamik yasalarını analiz ederek optimizasyon problemleri çözdüğümüz zaman ve kuantum köpükle uzay-zamanı termodinamikten türetmeye çalıştığımızda evrimin, termodinamiğin doğal bir sonucu olduğunu görüyoruz. Nitekim termodinamik yasalarını optimize ederseniz minimum enerji ile maksimum düzen yaratan canlı organizmalar ortaya çıkıyor (Hatta evrenin en azından kendi simülasyonunu yapan bir bilgisayar olduğu fikri de buradan çıkıyor).

Amerikan asıllı olmakla birlikte kozmolojide Kanada ekolünden gelen Lee Smolin; Perimeter Teorik Fizik Enstitüsü’nde öğretim üyesi ve Waterloo Üniversitesi’nde yardımcı fizik profesörü olup Toronto Üniversitesi felsefe bölümü mezunudur. Termodinamik ve evrim arasındaki ilişkiden esinlenen Smolin, kozmolojik doğal seçilim modeline dayalı kara delik evrenler kozmoloji teorisini geliştirdi:

İlgili yazı: Düz Dünya Teorisini Çürüten 12 Kanıt

Kara-delikler-yeni-evrenler-yaratıyor-mu

 

Kara delik evrenler teorisi nedir?

Yeni oluşan kara delikler, merkezindeki tekillikte (aslında yarı tekillikte) yeni bir büyük patlama tetikleyerek kendi içinde yepyeni bir evren oluşturuyor. Bizim evrenimizde kara delik olarak görünen şey, diğer taraftaki evrende ak delik, yani büyük patlama olarak görülüyor.

Bebek evrenler de kendi kara deliklerini oluşturuyor ve bunlar da yepyeni evrenler yaratıyor. Böylece kainatta matruşka bebekler gibi evren içinde evren doğuyor. Tabii yalnızca kara delik oluşturan evrenler yeni evren yaratabiliyor. Böylece bir anlamda sadece onların soyu devam ediyor. Smolin’in kozmolojik seçilime dayalı kara delik evrenler teorisi özetle budur.

Dahası yeni evrenlerin fizik yasaları az çok farklı oluyor. Smolin bunları da mutasyon olarak yorumluyor. Bu sayede her seferinde kara delik oluşturmaya daha yatkın evrenler oluşacağını ve en yatkın evrenlerin de en çok sayıda evren doğuracağını söylüyor. Böylelikle mutasyon kavramıyla kozmolojik seçilimi eşleştiriyor.

Elbette kara delikler genellikle süpernova halinde patlayan veya direkt kendi içine çöken yıldızlardan oluştuğu için, kara delik doğurmaya elverişli evrenlerin hayata elverişli olması da (Smolin’e göre) kaçınılmaz oluyor. İlk bakışta bu mantıklı görünüyor. Peki gerçekten öyle mi?

İlgili yazı: İnternetinizi Uçuracak En İyi 10 Modem

 

Kara delikler nasıl evren yaratıyor?

Kütle enerjiye denktir, kara deliklerin merkezinde yerçekiminin sonsuza yaklaştığı tekillik de büyük patlama enerji değerlerini üretir. Böylece kara delikler uzay-zamanı delerek yeni bir evren yaratıp bunu balon gibi şişirebilir.

Tıpkı musluğun ağzından kopan bir su damlası gibi, her yeni evren ebeveyn evrenden kopup uzaklaşacak ve oluştuğu andan itibaren asla ana evrenle temas etmeyecektir. Sonuçta kara deliğe düşen geri çıkamaz ve kara deliğin içinde gerçekleşen olaylar bizim evrenimizi etkileyemez.

Ayrıca termodinamik optimizasyon problemlerini çözmek, minimum enerji kullanıp minimum entropi üreterek en uzun ömürlü fiziksel sistemler yaratmak demektir (canlı türleri) ve evrende maksimum entropiye sahip cisimler de kara deliklerdir. Dediğim gibi mantıklı görünüyor.

Ancak, elimizde kara deliklerin içinde olup bitenleri anlamamızı sağlayacak bir kuantum kütleçekim kuramı yok. Bu yüzden Smolin’e verebileceğimiz sadece iki cevap var: 1) Güzel hikaye, tekrar anlat kardeşim ve 2) Kanıtın var mı? Tekrar anlat kardeşim demeyi ukalalık olarak görüyorum. Doğrusu, teorinin yanlış olduğunu göstermeye çalışmaktır; çünkü bilimsel teoriler yanlışlanabilir olmalıdır. Yanlış çıkarsa reddederiz ve buna rağmen doğru çıkarsa tabii ki kabul ederiz!

İlgili yazı: Atomları dünya gözüyle görmek

 

Kara delikler evren yaratır mı?

Smolin’in kara delik kozmolojisini laboratuarda kara delik yaratıp test edecek halimiz yok. Zaten içine giren, cevabı bulsa bile dışarı çıkamıyor. Her ne kadar evrenimizin bizi var eden fizik yasalarına karşı çıkmak mantıksız olsa da kara delikleri işte bu yüzden sevmiyorum. Her şeyi kendine saklıyorlar. 🙁

Öte yandan, kara delik evrenler teorisi için uzayı gözlemleyerek dolaylı kanıtlar arayabiliriz ki sırayla gidecek olursak ilk sormamız gereken soru şudur: Kara delikler evren yaratır mı? Elimizde kanıtlanmış bir kuantum kütleçekim kuramı olmadığı için bunu yanıtlayamıyoruz. “Belki” diyecek kadar ise pek az sebebimiz var. Yine de bu fikir Smolin’e değil, onun danışmanı Bryce deWitt’e aittir:

Büyük sekme

Buna göre, kara deliklerin merkezinde sonsuz küçüklükte boyutsuz noktalar olan ve bu yüzden de yerçekiminin sonsuza ulaşmasına yol açan tekillikler yoktur. Evet, her şey yarı tekilliklerin (?) muazzam basınç ve yüksek sıcaklığında yok olur (evren bile). Oysa madde ve enerji tekilliğe düşmeden önce büyük sekme ile geri sekerek uzayı tekrar şişirip yepyeni bir evren yaratır. Yeni evren yaratır; çünkü yeni evren kara deliğin dışına çıkamaz, ama ondan kopup bağımsızlığını ilan edebilir.

İlgili yazı: Yapay Zeka Nedir ve Nasıl Çalışır?

Kara-delikler-yeni-evrenler-yaratıyor-mu

 

Yeni doğan bebek evrenler

Büyük sekme teorisi ilk başta döngüsel evren kozmolojisinde yer alıyordu. Buna göre evrenimiz bir kara delikten doğdu ve genişledi. Uzak gelecekte ise içinde madde ve enerjinin yerçekimi genişlemeyi yavaşlatıp durduracak.

Sonra evren kara delik olarak kendi içine çöküp yok olacak ve büyük sekmeyle genişleyip farklı bir evren olarak küllerinden yeniden doğacak. Tıpkı bir zincirin halkaları gibi döngüsel evrenler silsilesi böyle sürüp gidecek. Evrenimiz ezelden beri büzülüp genişleyen ebedi bir oluşumdur. Peki bu bir teori mi?

İlgili yazı: Renk Körlüğünü Düzelten Gözlük EnChroma

 

Yoksa evrensel metafizik mi?

Asıl buna güzel hikaye kardeşim, tekrar anlat demek lazım; çünkü evrenin karanlık enerji yüzünden sonsuza dek genişleyeceğini ve asla kara delik halinde çöküp büyük sekme ile kendini sıfırlayarak tekrar oluşmayacağını biliyoruz.

Fizikçi John Archibald Wheeler işte bu yüzden büyük sekmeyi kara deliklere uyarladı ve dedi ki evren çökmeyecek. Ancak, kara deliklere düşen madde yarı tekilliğe çökerek büyük sekme ile genişleyip her kara delikte başka evren yaratabilir. Kara delikler yaşadığımız evrenin fizik yasalarını silecek kadar yüksek enerji ürettiği için yeni evrenlerin fiziği de farklı olacaktır.

Şimdi diyeceksiniz ki “Ama hocam, o zaman kara delik kozmolojisini Smolin icat etmedi!” Doğru ama o geliştirdi: Sadece uygun kara delikler yaratan evrenler kozmolojik seçilimle hayatta kalıp kendi bebek evrenlerini üretirler dedi. Bu doğruysa kozmoloji evrim teorisine bağlanacaktır.

İlgili yazı: 18 Ayda Nasıl 24 Kilo Verdim?

Kara-delikler-yeni-evrenler-yaratıyor-mu

 

Peki bağlanır mı?

Bunun için bilimsel düşünce ile hayal gücü arasındaki farka değinelim. Biz hocalar ve bizden önce büyüklerimiz, yıllardır Türkiye’de bilimsel okuryazarlığı geliştirmek için çabalıyoruz. Bazı okurlar ise özellikle Facebook’ta, bence evren şöyle böyle oluştu diyor.

O an bir fikir uyduruyor, bunun tutarlı (felsefe-matematik) ve geçerli (deneysel bilim) geçerli olup olmadığına bakmadan hemen fikrine inanıyor. Oysa bu boş inançtır ve disiplinsiz zihinler hurafe kaynağıdır. Nereden biliyorsunuz? Bunun yerine önce öğrenmeyi öğrenip, eğitimin önemini kavrayıp, düzgün düşünmeyi öğrenip sonra da mevcut fiziği öğrenerek bilimsel teoriler geliştirmek gerekiyor.

Ardından bu teorileri deney ve gözlemlerle kanıtlarsak doğru kabul ederiz. Kara delik evrenler teorisini de bu açıdan analiz edelim. İlk olarak kavramları birbirine karıştırmamak gerekiyor: Evrim ile termodinamik arasında bağ olduğunu biliyoruz; ama bunu kesin denklemlerle göstermedik.

İlgili yazı: Büyük Yırtılma Evreni Nasıl Yok Edecek?

 

Kara delik evrenler ve evrim

Evrimin temeli olan genetik mutasyon ile her kara deliğin, kuantum fiziğindeki belirsizlik ilkesi nedeniyle fizik yasaları farklı olan yeni bir evren doğurması aynı şey değildir; çünkü fizikte genetik mutasyonun ne olduğu bellidir. 1) Kuantum belirsizlik sebebiyle DNA’da rastgele kopyalama hataları olabilir (gerçi DNA kendini olabildiğince onarır ve düzeltir. Peki kara delikler bunu yapıyor mu?). 2) Morötesi ışınlar ve diğer radyasyon kaynakları, hatta beslenme biçimi vb. mutasyonlara yol açabilir.

Peki kara delikten doğan evrenlerde ne tür bir süreç mutasyona yol açıyor? Kuantum belirsizlikten çıkan rastgele fizik yasalarını mutasyon olarak açıklamak vahşi hayal gücünden başka bir şey değildir. En azından şimdilik öyle ve biz kuantum kütleçekim kuramı geliştirene kadar da öyle olacak.

Yine de öyle oldu diyelim. Diyelim ki kara delikler kozmolojik seçilimle yeni evrenler doğuruyor. Peki bu evrendeki kara deliklere bakarak kara delik evrenler teorisini kanıtlayabilir miyiz?

İlgili yazı: Her Parçacıkta Başka Bir Evren Var mı?

 

Kara delik salgını

Bizim evrenimizde kara delikler nasıl oluşuyor? Sonuçta kainatta birden fazla evren varsa bile biz bunları görmedik ve dolayısıyla ancak bizim evrenimiz için konuşabiliriz. Gözlemlenebilir evrende ise kara delikler çöken veya patlayan yıldızlardan oluşuyor dedik. Öyleyse sorunun cevabı astrofizikte yatıyor. Bu evrende yıldızlar nasıl oluşuyor?

Smolin haklıysa evrenimiz yaşama uygun olduğu için aynı zamanda kara delik üretmeye de uygundur. Gerçekten öyle! Evrenimiz kara deliklerle dolu. Öte yandan, evrenimiz kozmolojik yepyeni evrenler doğurmak için maksimum sayıda kara delik oluşturacak şekilde optimize edilmiş midir?

Evrenin kara deliklere uygun olması yetmez. Yeni evrenler oluşturmaya uygun kara delikler doğurma optimizasyonu yapmış olması da gerekiyor. Bu açıdan, fizik yasalarımızın kara delik üretecek büyük kütleli yıldızları doğurmak üzere optimize edildiğini söyleyebiliriz. Bunun için yıldızların nasıl oluştuğunu kısaca görelim.

İlgili yazı: Evrenin En Büyük Yıldızı UY Scuti mi?

Kara-delikler-yeni-evrenler-yaratıyor-mu

Kara deliklerin tersi ak delikler yeni evren doğruyor mu?

 

Bebek evrenler ve yeni yıldızlar

Yıldızlar kendi yerçekimi altında içine çökerek topaklanan ve merkezinde nükleer füzyon başlatarak yıldızları tutuşturacak sıcaklıkla basınca erişen gaz bulutlarından (bulutsular diyelim) oluşur. Bunun için de galaksideki hidrojen ve helyum bulutlarını mutlak sıfırın az üstüne kadar soğutmak gerekir.

Oysa uzaydaki gaz bulutları ısı ve ışık saçan yıldızlar nedeniyle genellikle -73 derece sıcaklıktadır. Bu bizim için soğuk; ama bulutun yıldız halinde çökmesini önleyecek kadar sıcaktır. Uzayda soğuk hava olmadığı için gaz bulutları radyasyonla kolay ısınır fakar o kadar kolay soğumaz.

Özellikle de yıldızların ham maddesi en hafif elementler olan hidrojen ve helyum gazı olduğu için bu böyledir. Tabii ağır elementler bulutun soğumasını kolaylaştırır; ama bunlar da yıldızlararası gaz ve toz bulutlarında çok az bulunur. Yine de bulutsular termal etkilerden ziyade kimyasal etkilerle soğurlar:

Özellikle de uzayda göreli bol bulunan ve ağır olan karbonmonoksit gazı bulutların soğumasını kolaylaştırır. 60 karbon atomundan oluşan Bucky küreleri de hayatın yapıtaşı olan karbonun gezegenlere ulaşmasını kolaylaştırır. Tabii yaşam için evrendeki fizik yasalarının karbon, oksijen ve dolayısıyla su üretmeyi kolaylaştırması gerekir ki bu açıdan ince ayar var gibi görünüyor. Ancak, kara delikler hayata uygun orta boy yıldızlar yerine dev yıldızlardan türüyor. Şimdi bu çelişkiye bakalım:

İlgili yazı: Karanlık Sıvı Evreni Açıklayabilir mi?

Yeteri kadar büyük bir süper kütleli kara delik bir yıldızı bile parçalamadan yutabilir (ışığın çarpılma etkisi resimde yok sayılmıştır).

 

Kara delikler için hayat şart mı?

Bir an için evrenin hayata elverişli yıldızlar yerine, büyük kütleli dev yıldızlar yarattığını düşünelim. Peki bu Smolin’in hayata dost kara delik evrenler kozmolojisini bozar mı? Aslında hayır. Büyük yıldızlar az sayıda kara delik yaratır ve bunlar da içinde az sayıda yeni evren doğurur. Bu yüzden, ancak hayata uygun yıldızlar yaratan evrenlerin kara delik optimizasyonu yaptığını söyleyebiliriz.

Bunu da karanlık enerjinin (kozmolojik sabit) uzayı genişleterek gazları seyreltmesi ve kara delik oluşumunu yavaşlatıp büyük kara delik sayısını azaltmasına borçluyuz. Ancak, evrende kara delik oluşturmanın farklı yolları var. Bunlardan biri de yıldızların direkt kara delik olarak çökmesidir; ama bu en yaygın yöntem olsaydı uzayda hiç yaşam oluşmayacaktı.

Sonuçta yaşam ağır elementler oluşuyor ve bunlar da ancak patlayarak yok olan yıldızlarda sentezleniyor. Tabii süpernova patlamaları ağır elementleri uzaya saçarak Dünya benzeri gezegenlerin oluşmasını sağlıyor (Hayat için karbon ve silisyum dengesinin ne kadar hassas olduğunu görmek için Bkz. Elmas Gezegenler). Peki evrenimiz süpernova üretmek için optimize olmuş mudur?

İlgili yazı: Yaşadığımız Evren Nasıl Yok Olacak?

Kara-delikler-yeni-evrenler-yaratıyor-mu

 

Evrenler için süpernovalar

Evet, öyle görünüyor; çünkü evrende kara delik oluşturmanın en yaygın yolu süpernova halinde patlayan yıldızlardır. Ancak bir de evrenin yaşı var. Evrenimiz entropinin zamanla maksimuma ulaşacak olması nedeniyle uzak gelecekte ölebilir.

Hatta 105000 yıl içinde boşluktaki rastgele kuantum salınımları kara delikler oluşturabilir ki zamanla kara delik sayısı ölü yıldız sayısını geçecektir. Oysa bu çok nadir görülen bir süreç ve tümüyle şans işidir. Öyleyse bir evrende kara delik üretimini uzak gelecekte artırmanın en iyi yolu daha baştan çok büyük bir evren oluşturmaktır!

En çok kara delik üreten evrenler ise karanlık enerji ile en hızlı genişleyen ve dev boyutlara ulaşan evrenlerdir; ama bunların içinde madde yıldızlar ve gezegenler halinde topaklanmaz. Dolayısıyla bu evrenler hayat doğuramaz. Öyleyse bu nokta, Smolin’in yeni evrenler doğurmaya uygun sayıda kara delik üreten evrenler, aynı zamanda yaşama en elverişli evrenlerdir teorisini çürütüyor gibi:

İlgili yazı: Standart Mumlar ile Evrenin Genişlemesini Ölçüyoruz

Eta Carinae yıldızı veya yıldızları hipernova olarak patlayacak.

 

Lee Smolin buna karşı çıkıyor

Aslında haklı olarak karşı çıkıyor ve bu sebepleri kısaca sıralayalım:

  • Evren termodinamik olarak ölünce zamanın akışı da durabilir. Bu da kara deliklerin ancak yıldız doğuran genç ve dinamik evrenlerde oluşabileceğini gösterir.
  • Evrenin ölümünden sonra sonsuz zaman geçecekse soğuk boşlukta fizik yasaları farklı olan evrenler de rastlantıyla kendiliğinden ortaya çıkabilir. Bu da kara delikleri ölü evrenlerden çok canlı evrenlerin yaratacağını gösterir.

Öyleyse Smolin doğru söylüyor

Yeni evrenleri en çok kara delik evrenler yaratır ve kara delik evrenler genellikle yaşama daha uygundur. Öyleyse bizim kara delik evrende yaşıyor olma şansımız da çok yüksektir! Ugh! Bu hiç de iyi olmadı; çünkü Smolin kara delik evren teorisini antropik ilkeden kurtulmak için geliştirmişti.

Hani uzayda çok sayıda evren varsa yaşadığımız evren tesadüfen hayata elverişlidir argümanı var ya; hani fiziksel süreçler yerine işi tesadüfe bırakıyor diye bilim insanlarının sevmediği argüman… İşte kara delik evrenler teorisi dönüp dolaşıp o argümana dayanıyor ve bu yüzden sorunu çözmüyor. 🙁

İlgili yazı: Antimadde Evreni Neden Yok Etmedi?

Kara-delikler-yeni-evrenler-yaratıyor-mu

 

Kara delik evrenleri test edelim

Buraya dek kara delik evrenler teorisinin artılarını ve eksilerini gördük. Özellikle de antropik ilke sorununu çözmediğini gösterdik. Peki her şeye rağmen doğru olabilir mi? Bunun için Lee Smolin’in test edilebilir öngörülerde bulunması gerekiyor ve ilgili teori en kolay kara deliklerle test edilir.

Kara delik evrenler teorisi uyarınca uzayda hayata elverişli yeni evren yaratacak kara delik sayısını hesaplarsınız. Yeni evrenler doğurmaya uygun kara delikler yaratması gereken bir evren, yaşamı boyunca en çok hangi boy kara delikleri üretmelidir? Büyük kara delikleri mi, küçük kara delikleri mi?

Kara deliklerin genellikle yıldızların çökmesiyle oluşmasından yola çıkan Smolin (ki evrenin yaşama uygunluk için mutlaka yıldız içermesi lazım), optimum kara delik halinde çökme kütlesini 2 Güneş kütlesi olarak hesaplıyor. Peki bu sayıya nereden varıyor?

İlgili yazı: Evrende Oluşan İlk Molekül Bulundu

 

Nötron yıldızları ile

Nötron yıldızları kara delik olmasına ramak kalmış, ama kara delik olmamış süper yoğun ölü yıldız çekirdekleridir. Bunların merkezindeki yüksek basınç nötronları bile parçalayarak kuarklarına ayırır. Kuarklar daha küçük oldukları için süper yoğun nötron yıldızlarının iyice çökmesini ve çapının 9 km’ye kadar inmesini sağlar.

Öte yandan, kuarklar da yüksek basınç altında garip kuark denilen bir parçacık türüne dönüşebilir. Bunlar da en küçük ve çok sıkışan kuarklar olup nötron yıldızının normalde nispeten hafif olmasına rağmen aşırı büzülerek kara delik halinde çökmesini kolaylaştırabilir.

Smolin’in kara delik evrenler teorisi doğruysa, evrenimizin garip kuarklardan oluşan garip nötron yıldızları üretmek için optimize olması gerekiyor. Bu durumda evrendeki en ağır nötron yıldızı 2 Güneş kütlesinde olmalı. Nitekim teorik olarak nötron yıldızları 1,4 ila 3 Güneş kütlesinde olur ve daha ağır olanları da kara delik halinde çöker. Peki bunu nasıl ölçeriz?

Tabii ki teleskoplarla

Nitekim ölçtük; ama 2,17 Güneş kütlesinde bir nötron yıldızı bulduk. İyi de bu kara delik evrenler teorisini çürütüyor mu, kanıtlıyor mu? Yazık ki ikisini de yapmıyor; çünkü elimizde süper ağır nötron yıldızlarını test edecek kuantum kütleçekim kuramı yok. Belki yıldızın ağırlığını yanlış ölçtük. Belki sandığımızdan hafif veya ağır… Ayrıca nötron yıldızlarının çekirdeğinde kuark-gluon plazması olduğundan, kuark yıldızlarından ve nötron yıldızlarında garip kuarklar oluşacağından da emin değiliz.

İlgili yazı: Evrendeki En Bol Su Formu Süperiyonik Sıcak Buz

 

Bu yüzden havanda su dövüyoruz

Tek söyleyebileceğimiz şey, Lee Smolin’in her kara delik kendi içinde yeni bir evren doğurur önermesiyle özetleyebileceğimiz kara delik evrenler teorisinin henüz kanıtlanmamış olduğudur. Bu teori sicim teorisinden daha gerçekçi görünmüyor. Hatta sicim teorisi daha gerçekçi görünüyor olabilir. Ancak buraya kişisel itirazımı eklemek istiyorum:

Şu ana dek kanıt yokluğu ve antropik ilke kısır döngüsü yüzünden Smolin’in yanılıyor olabileceğini gösterdik. Oysa bir de yıldız oluşumu ile hayat arasındaki kimyasal element ilişkisi var. Evrende bol miktarda kara delik oluşturacak bol miktarda yıldız oluşması için, bu yıldızlardaki ağır elementlerin yaşamın yapıtaşı olan karbon, oksijen, kalsiyum, silisyum, azot vb. olması şart değildir!

Sonuçta evrendeki yıldızlar bor ve berilyum gibi yaşamla alakasız elementlerin yardımıyla da oluşabilirdi. Dahası kainatta birden fazla evren varsa bunlar da daha çok bor ve berilyum katkılı yıldızlar içeriyor olabilir. Bu yüzden kozmolojik seçilim uyarınca kara delik evrenler aynı zamanda hayata en uygun evrenlerdir diyemeyiz.

İlgili yazı: İlkin Karanlık Madde Evrenden Eski Olabilir mi?

Kara-delikler-yeni-evrenler-yaratıyor-mu

 

Yeni evrenler için sonsöz

Lee Smolin’in kara delik evrenler teorisini şimdilik ne yanlışlayabilir ne de doğrulayabiliriz. Bu yüzden de kara delik kozmolojisi henüz bir bilimsel teori değildir. Peki Evren’de Gezilecek En Garip 5 Yer nerede ve yazımızın baş aktörü olan kara delikler bile uzak gelecekte neden buharlaşıyor?

Sahi, kainatta birden fazla gözlemlenebilir evren varsa, fizik yasaları bizden farklı olan en yakın komşu evren ne kadar uzakta? Onu da şimdi okuyabilir ve kara delik evrenlerle halka kuantum kütleçekim arasındaki ilişkiye bakabilirsiniz.

Yılbaşı yaklaşırken kış soğuklarını hissetmeye başladığımız şu günlerde hepinize bol enerji ve sevgili öğrencilerime de sınavlarında başarılar dilerim.

Evren doğuran kara delikler


1Black Hole Universe: Construction and Analysis of Initial Data
2Black holes in the quantum universe
3Black hole formation in the early universe
4Entropic considerations on the Universe and Universe-Black Hole Systems
5The fate of black hole singularities and the parameters of the standard models of particle physics and cosmology

3 Comments

Add a Comment

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir