Hiçbir şey evreni nasıl yok edemez

Hiçbir şey kavramı bir zamanlar 1000 yıllık bir savaşa yol açmadı, bugün karanlık enerjiyi açıklayabilir ve hiçliğin evreni yok etme potansiyeline bile sahip, fizikçi açıklıyor Antonio Padilla

Aşağıda, Lost In Space-Time Bültenimizden bir alıntıdır. Her ay, evrenin köşesinden büyüleyici fikirler hakkında bilgi vermek için klavyeyi bir fizikçiye veya matematikçiye teslim ediyoruz. Uzay zamanında Kayıp için kaydolabilirsiniz.

Çoğumuz zaman zaman hiçbir şeyden şikayet ediyoruz. Buzdolabını açtığınızda olduğu gibi, boş rafları görün ve iç çekiş, “Yiyecek hiçbir şey yok”-yarım yenmiş bir yoğurt ve şüpheli görünümlü bir marul olmasına rağmen.

Tabii ki, bu hiçbir şeyin oldukça öznel bir şekli. Düşünebileceğimiz iki daha kesin tanım var. Birincisi, küçük harf n ile hiçbir şey yoktur. Bir şeyle başladığınızda ve her şeyi götürdüğünüzde elde ettiğiniz şey budur: yoğurt, marul, buzdolabındaki hava molekülleri ve daha fazlası. Ama bir sermaye N ile de hiçbir şey yok. Bu çok daha mutlak. Buzdolabını boşalttığınızda elde ettiğiniz şey bu değil. Gerçek bir şey asla bir şey olamazdı ve asla bir şey olamaz. Sadece değil. Eğer böyle bir şey varsa – ve nasıl olduğunu hayal etmek zor – o zaman biz de dahil olmak üzere her şeyin bağlantısı kesilmesi gerekiyor.

Fizikçiler olarak, küçük bir n ile daha az hiçbir şeyle bağlanabileceğimiz şeylerle daha fazla ilgileniyoruz. Bu boşluk bir zamanlar 1000 yılı aşan bir savaşı tetikledi. Çatışma, MÖ 5. yüzyılda, özellikle Leucippus ve öğrencisi Demokritus’ta eski Yunan filozofları ile başladı. Maddenin, sonsuz bir boşlukta – hiçbir şeyde – küçük bölünmez parçalardan veya “atomlardan” oluştuğunu önerdiler.

Aristoteles’in daha sonra yok etmeye kararlı olduğu bir felsefeydi. Maddenin, Dünya, Hava, Ateş ve Suyun dört temel unsuru arasında sonsuza dek değişen sürekli bir sıvı, genişleyen ve büzülme olduğuna inanıyordu. Dört elementten oluşan karasal katmanlar ve Aether olarak bilinen beşinci elementten yapılmış göksel katmanlarla eşan merkezli kürelere bölünmüş bir evren modelini inşa etti. Göksel kürelerin her biri daha büyük komşusu tarafından hareket ettirildi: Merkür tarafından taşındı, Merkür tarafından Venüs tarafından Merkür vb. Aristoteles’e göre, bu son katman, maddi dünyanın ötesinde, “ana taşıyıcı” tarafından Tanrı tarafından hareket ettirildi.

Modelini Tanrı’nın varlığına bağlarken, Aristoteles, özellikle Thomas Aquinas gibi ortaçağ Hıristiyan filozoflarının kalbindeki atomistler üzerinde zafer kazandı. Atomist felsefe bir sapkınlık haline geldi. Boşluğu kucaklamak, Tanrı’nın yokluğunu kucaklamak, kötülüğü kucaklamaktı. Doğu filozofları çok farklı bir görüş aldı. Birçok doğu dininde, boşluk bir aydınlanma kaynağıdır. Örneğin Buddha’nın fark ettiği söylendi ŚnyatA, Boşluğun boşluğu, kendini tüm acı ve sefaletten kurtarır. Maneviyatlarının kalbinde hiçbir şey olmadan, Doğu matematikçileri, hiçbir şeyin sayısal temsili olan Zero gibi radikal yeni fikirler geliştirmekten korkmuyorlardı. Bu fikirler Batı’da şiddetle reddedildi. 1299’da Floransa yetkilileri, sahtekarlığı önlemek için Hindu-Arap rakamlarının, özellikle sıfırın kullanımını yasaklayacak kadar ileri gitti. Sonuçta, hesaplarınıza birkaç sıfır eklemek onları çok daha sağlıklı gösterebilir.

Thomas Aquinas, 13. yüzyılın başlarında Aristotle’ın fikirlerini savunurken, Floransa kararnamesi sırasında, antik Yunan’ın Batı felsefesi üzerindeki tutuşu zaten saldırı altındaydı. 1277’de Bishop étienne tempier, Tanrı’nın cevabın açık olduğu gökleri hareket ettirmesinin mümkün olup olmadığını sordu: Tanrı her şeyi yapabilirdi. Ve yine de, Aristoteles bunun mümkün olmadığını savunmuştu, çünkü göklerin taşınması bir boşluk bırakacaktı ve bu yasaklandı. Timpier için, Aristoteles ve sapkınlıktan suçlu olan takipçileriydi. Tanrı kesinlikle bir boşluk veya boşluk yaratabilir ve böylece kutsanmıştı. Sıfır gelince, Batı dünyasında Katolik Kilisesi’nin piskoposlarından değil, muhasebecilerden de affedildi. Çift girişli defter tutma icat ettiler ve Zero kitapları dengelemede önemli bir araç haline geldi.

17. yüzyılda, bir boşluk yaratabilen sadece Tanrı değildi. Fizikçiler Evangelista Torricelli ve Blaise Pascal da onu bir Merkür barometresi kullanarak yönetmişlerdi. Ama gerçekten hiçbir şey yaratmadılar mı?

20. yüzyılın başlarında kuantum mekaniğinin ortaya çıkmasıyla, cevabın yankılanan bir “hayır” olduğunu öğrendik. Kuantum bir dünyada, bir parçacığın nerede olduğunu veya ne kadar hızlı hareket ettiğini kesin doğrulukla söyleyemezsiniz. Her zaman bir kuantum kıpır kıpır vardır.

Aynı şey boşluk için de geçerlidir. Sessiz, boş bir yer olarak hayal edebilirsiniz, ancak yine de kuantum kıpır kıpır. Bu durumda, varoluşa girip çıkan sanal parçacıkların kıpır kıpır. Vakumu iter ve çekerler, boşluk ve zaman şeklini bükmek için yeterli enerji verirler. Birçok gökbilimci, ölçümlerin önerdiği gibi, evrenin neden sürekli artan bir oranda genişlediğini açıklamak için kullanılan bir kavramın-gerçekten boş alanın enerjisi olduğuna inanıyor. Boşluktan gelen bu enerji, evrensel bir boşluğa doğru ilerlerken hızlandırılmış kozmik genişlemeyi yönlendiriyor, daha hızlı ve daha hızlı büyüyor.

Yani, hiçbir şey boşluk değilse, o zaman hiçbir şey yok? Fiziksel alemimizde bile var olabilir mi? 1982’de fizikçi ve Fields madalyası Ed Witten cevabı buldu. Bir boşluk veya boşluktan çok daha agresif olan korkunç yeni bir şey keşfetti. Kendini, tam anlamıyla hiçbir şeyin ortaya çıkamayacağı ve evreni içten dışa yiyemeyeceği bir uzay-zaman istikrarsızlığı olarak ortaya koydu. Bu sadece boş alan değil. Uzayın kendisinin olmamasıdır. Evinizde hiçbir şey görünmeyecek olsaydı, boş bir deliğin arkasında bırakmazdı – aynı zamanda deliği de siler. Her şeyi gerektirir: TV’niz, kanepeniz ve hatta bir zamanlar işgal ettikleri alan. Bu yıkım hayaleti hızla yayılacaktı, alanın kendisinin vazgeçtiği ve kaybolduğu kaçak bir istikrarsızlık.

Hiçbir şey tarafından yutulmayan alan ve zaman olasılığı ile fizikçilerin Witten’in ne bulduğunu daha iyi anlamaya çalışmaları şaşırtıcı değildir. 2011 yılında Princeton Üniversitesi’ndeki iki akademisyen olan Adam Brown ve Alex Dahlen’e, hiçbir şey hakkında düşünmenin beklenmedik yeni bir yolunu keşfetmeye yönlendirdi: sonsuz olumsuz eğriliğe sahip bir boşluk olarak. Bir boşluğun, alan ve zaman şeklini bükebilecek enerjiyi nasıl depolayabileceğini zaten görmüştük. Enerji pozitif olduğunda, pozitif eğrilik ve hızlandırılmış bir oranda genişleyen bir evren elde edersiniz. Enerji negatif olduğunda, negatif eğrilik ve başlangıçta kendi üzerine çökmeden önce genişleyen bir evren elde edersiniz, kıyamet bir kriz haline gelir. Brown ve Dahlen, uzay-zaman zamanını negatif ama sonlu bir miktar büken negatif enerji boşluğu ile dolu kabarcıklar hayal etti. Kabarcık içindeki eğriliği daha büyük ve daha büyük negatif değerlere yükselttikçe, fiziğin Witten’in gördüklerine yaklaştığını ve daha yakın olduğunu fark ettiler. Witten’in hiçbir şey balonunun negatif sonsuzluğa kavisli bir vakum uzay-zaman balonu olarak anlaşılabileceği sonucuna vardılar.

Brown ve Dahlen’in bakış açısı “holografik prensip” ile desteklenmektedir. Bu, evrenimizin bir projeksiyon, daha düşük boyutlu bir sınırda kodlanmış üç boyutlu bir gerçeklik gibi olabileceği fikridir. Bunu iki farklı dil olarak düşünmeyi seviyorum: Bir yandan, yığının üç boyutlu diline sahibim; Öte yandan, düşük boyutlu sınırın dili. Her iki dil de çok farklı bir şekilde de olsa aynı fiziksel olayları tanımlayabilir. Olduğu gibi, toplu dilini konuşmaya daha çok alışkınız, ama bu sadece bir seçim. Sınırın dilini konuşmayı seçebiliriz ve bu, İspanyol babamın Liverpool’daki evinden İspanyolca konuşmayı seçtiğinden daha garip olmaz.

Peki bunun sonsuz olumsuz eğrilik kabarcıkları ile ne ilgisi var? Holografik prensip en iyi olumsuz kavisli uzay zamanları için anlaşılır. Bu durumda, toplu ve sınır dilleri ile ilgili uygun bir sözlüğe sahibiz. Ama işte hiçbir şey gelmiyor. Sınır dilindeki kelime sayısının yığın eğriliğine bağlı olduğu ortaya çıkıyor. Bu eğrilik negatif sonsuzluğa doğru düştükçe, kelime sayısı sıfıra gider! Sınır dili tamamen kaybolur ve hiçbir şey bırakmazsınız. Brown ve Dahlen haklıydı.

Sonsuz negatif eğrilik boşluğu kullanmak, evrenin hiçbir şeyden nasıl doğduğunu veya hiçbir şey olarak sonuçlanabileceğini düşünmek için yeni yollar açabilir. Bu sadece düşünmek isteyebileceğimiz bir şey değil – düşünmemiz gereken bir şey. Görüyorsunuz, tıpkı Witten’in mümkün olmadığını gösterdiği gibi, Harvard’dan bir ekip bunun kaçınılmaz olduğunu gösterdi.

Fizikçiler Jake McNamara ve Cumrun Vafa, kuantum yerçekimi manzarasında ada olmadığını savundular. Bu, mantıklı olan tüm kuantum yerçekimi teorilerini içeren manzara. Bazıları vahşi ve harika ve etrafımızda gördüğümüz evrenle ortak hiçbir yanı yok, ama en azından mantıklı olarak tutarlı. Diyelim ki manzaraya ulaştığınızı ve en sevdiğiniz kuantum yerçekimi teorisini alıp benimkini alıyorum. Daha sonra McNamara ve Vafa, ikisi arasında dinamik olarak geçiş yapmanın bir yolu olması gerektiğini söylüyorlar. Bu geçişler bazen kuantum yerçekimi dünyanızı benimkinden ayıran bir portal olan bir duvardan geçerek meydana gelebilir.

Ama daha fazlası ya da belki daha az var. Kuantum yerçekiminin tüm süslü teorilerine ek olarak, hepsinin en basit kuantum yerçekimi teorisi vardır: hiçbir şeyi tanımlamayan teori. Bu önemsiz teori McNamara ve Vafa’nın manzarasının bir parçası olduğundan, her zaman hiçbir şeye gidip gelmenin bir yolu olmalıdır. Hiçbir şey fiziğin geri kalanından kesilmiş bir ada değil. Tam orada, bulmamızı bekliyor.

Bazıları tarafından korkulan ve başkaları tarafından ibadet edilen, artık hiçbir şeyin kaçınılmaz olmadığını biliyoruz. Binlerce yıl boyunca perili, banka hesabınızı kirletti ve bir gün kahvaltı için evreni yiyecektir.

Endişelenmeli miyiz?

Yoksa sadece hiçbir şey mi?