Yeni bir çalışma, solucan deliklerinin tünel olmadığını ve Büyük Patlama'nın aslında bir "sekme" (bounce) olduğunu ortaya koyuyor

Yeni bir çalışma, solucan deliklerinin tünel olmadığını ve Büyük Patlama'nın aslında bir "sekme" (bounce) olduğunu ortaya koyuyor

Onlarca yıldır solucan delikleri; galaksileri, hatta zamanın kendisini aşmamıza olanak tanıyabilecek gizemli tüneller olarak varsayıldı. Peki ya bu tablo tamamen yanlışsa? Yeni bir çalışma, fiziğin en ünlü "solucan deliği" fikirlerinden birinin, aslında hiçbir zaman seyahatle ilgili olmadığını öne sürüyor.

Bunun yerine, söz konusu fikir, zamanın kendisinin gizli bir aynası olabilir. Çalışmanın yazarları, Albert Einstein tarafından yaklaşık 90 yıl önce ortaya atılan bir kavramı yeniden ele alarak; kütleçekimini kuantum mekaniğiyle uzlaştırmanın —ve muhtemelen Büyük Patlama'nın gerçekte ne olduğunu yeniden düşünmenin— yeni bir yolunu önerdiler.

Araştırmacılar, fiziğin en derin ve çözülememiş sorunlarından biri olan Einstein'ın kütleçekim kuramını, kuantum mekaniğiyle birleştirmeye çalıştılar. Bu iki kuramsal çerçeve, kendi başlarına son derece iyi işliyor; ancak kara deliklerin içi veya evrenin doğuş anı gibi uç noktalara taşındıklarında birbiriyle çelişiyorlar.

Yeni çalışma, çözümün, "Einstein-Rosen köprüsü" adı verilen ve uzun süre yanlış anlaşılan bir fikrin içinde, herkesin gözü önünde saklanıyor olabileceğini savunuyor.

Einstein-Rosen köprüsünün ilginç hikâyesi

1935 yılında Albert Einstein ve Nathan Rosen'ın aklında ne solucan delikleri ne de kozmik otoyollar vardı. Onlar, parçacıkların ve kütleçekiminin birlikte nasıl tanımlandığına dair bir sorunu çözmeye çalışıyorlardı.

Onların tasarladığı "köprü", uzay-zamanın birbirinin tamamen simetriği olan iki kopyasını birbirine bağlayan matematiksel bir yapıydı. Bu yapı, fizik denklemlerinin tutarlılığını korumak amacıyla tasarlanmıştı; içinden herhangi bir şeyin geçmesine izin vermek için değil.

Onlarca yıl sonra fizikçiler, bu fikri yeniden adlandırarak "solucan deliği" ismini verdiler ve onu, uzayın birbirinden uzak bölgeleri arasında uzanan bir tünel olarak hayal ettiler. Ancak yapılan detaylı hesaplamalar, bu tür tünellerin, içlerinden geçilmesine olanak tanımayacak kadar hızlı bir şekilde çöktüğünü gösterdi. Dolayısıyla, standart genel görelilik kuramı çerçevesinde bakıldığında, Einstein-Rosen köprüleri kararsız ve gözlemlenemez yapılardır.

Buna rağmen, solucan deliği imgesi hem popüler kültürde hem de spekülatif fizik alanında kendine özgü bir yaşam alanı buldu. Yeni çalışma, Einstein ve Rosen'ın üzerinde çalıştığı o orijinal soruna geri dönüyor ve bu sorunu, kuantum kuramının modern fikirlerini —özellikle de zamanın en küçük ölçeklerde nasıl işlediğine dair anlayışı— kullanarak yeniden yorumluyor.

Çalışmanın yazarları, "Einstein-Rosen (ER) köprülerine dair bu yeni anlayış, klasik solucan delikleriyle ilişkili değildir; aksine orijinal ER bilmecesini ele almakta ve eğimli uzay-zamanda kuantum alan kuramının (QFTCS) bütünlüklü bir tanımını sunma vaadini taşımaktadır," ifadelerine yer veriyor. Solucan Delikleri Tünel Değildir

En temel fizik yasalarının çoğu, zamanın ileri mi yoksa geri mi aktığını önemsemez. Denklemlerde zamanın yönünü tersine çevirseniz bile, denklemler işlemeye devam eder. Bu simetri genellikle göz ardı edilir; zira gündelik hayatta zamanın tek bir yönde ilerlediği açıkça görülmektedir.

Araştırmacılar, mikroskobik düzeyde —özellikle de kara deliklerin yakınında veya aşırı kozmik ortamlarda— zamanın bu tek yönlü kavranışının eksik olduğunu öne sürmektedir. Bunun yerine, tam bir kuantum betimlemesi iki bileşeni içermelidir: birinde zaman ileri doğru akar, diğerinde ise ayna benzeri bir biçimde geriye doğru ilerler.

Bu bakış açısına göre Einstein–Rosen köprüsü, uzay-zaman içinde açılmış bir tünel değildir. O, zamanın bu iki zıt oku arasındaki matematiksel bir bağlantıdır. Bu yeniden yorumlama, güçlü sonuçları da beraberinde getirmektedir.

Çalışmanın yazarları, "Bu matematiksel köprüler, yalnızca ER (Einstein–Rosen) vizyonunu korumakla kalmıyor, aynı zamanda eğimli uzay-zamandaki 'tekilliği' (unitarity) de yeniden tesis ediyor," diye eklediler.

Örneğin, fizikteki en büyük bilmecelerden biri, kara delik bilgi paradoksudur. 1970'lerde Stephen Hawking, kara deliklerin radyasyon yaydığını ve nihayetinde buharlaşarak, içlerine düşen her şeye dair tüm bilgiyi görünüşte yok edebileceğini ortaya koydu. Bu durum, bilginin her zaman korunması gerektiğini savunan kuantum mekaniğinin temel bir kuralını ihlal etmektedir.

Söz konusu paradoks, fizikçilerin kara delikleri genellikle zamanın yalnızca tek bir yönünü kullanarak betimlemelerinden kaynaklanmaktadır. Yeni çerçeveye göre bilgi, olay ufkunda yok olmamaktadır. Bunun yerine, kuantum durumunun ayna benzeri ve zamanı tersine işleyen bileşeni boyunca evrilmeye devam etmektedir.

Bizim bakış açımızdan bilgi kaybolmuş gibi görünür; ancak temel düzeyde hiçbir şey yitirilmemiştir. Kuantum mekaniğinin yasaları; egzotik maddeye veya Einstein'ın kuramında radikal değişikliklere gerek duyulmaksızın, bütünselliğini korumaya devam eder.

Bunun kara delikleri, Büyük Patlama'yı ve evrenin kendisini nasıl etkilediği

Eğer bu tablo doğruysa, bunun doğuracağı sonuçlar kara deliklerin çok ötesine uzanmaktadır. Örneğin, aynı zaman-ayna yapısı tüm evren için de geçerli olabilir. Büyük Patlama, zamanın mutlak başlangıcı değil; her biri zıt zaman oklarına sahip, büzülen bir evren ile genişleyen bir evren arasındaki bir geçiş olan kuantumsal bir "sıçrama" (bounce) olmuş olabilir.

Bu senaryoda, evrenimiz, daha önceki bir kozmosta oluşmuş bir kara deliğin içi olabilir. Söz konusu bölge çökerken, kuantum etkileri nihai bir tekilliğin oluşmasını engellemiş; böylece uzay-zamanın geri sekip yeniden genişlemesine yol açmıştır.

Sıçrama öncesi evrene ait bazı izler —tıpkı küçük kara delikler gibi— varlığını sürdürmüş ve kendi kozmik genişlememiz içerisinde yeniden ortaya çıkmış olabilir. İlginçtir ki, bu tür kalıntılar, şu anda "karanlık madde" olarak adlandırdığımız olgunun bir kısmını açıklamaya yardımcı olabilir.

Bununla birlikte, bu fikir şimdilik teorik düzeyde kalmaktadır. Bu fikir; bilim kurgu filmlerindeki solucan deliklerini, ışıktan hızlı seyahati veya zaman makinelerini öngörmemektedir. Bu fikri test edebilmek için; kuantum kuramı, kozmoloji ve kara delikler ile erken evrene dair gözlemler arasında bağlantı kurmaya yarayacak yeni yöntemlere ihtiyaç duyulacaktır.

Araştırmacılar şu anda; söz konusu tabloyu doğrulayabilecek —veya yanlışlayabilecek— daha net gözlemsel izleri tespit etmeyi ve bu fikrin matematiksel çerçevesini daha da hassaslaştırmayı hedeflemektedir.

Kaynak: IE