Büyük patlama yerine, bazı fizikçiler evrenimizin başka bir evrenin sözleşmesini takiben büyük bir sıçrayıştan gelmiş olabileceğini öne sürdüler – ancak kuantum teorisi bunu dışlayabilir
Kozmos başka bir evrenden büyük bir sıçrama mı ortaya çıktı?
Evrenimiz genişliyor, sonra tekrar tekrar bir tür büyük patlama yaşayarak küçük bir noktaya geri dönüyor olabilir mi? Muhtemelen hayır, fizik yasalarının böyle bir döngüsel evreni yasakladığını savunan bir matematiksel analize göre.
Döngüsel bir evrenin hayatında önemli bir an, bilinen evrenin başlangıcı olarak büyük patlamaya bir alternatif olan büyük sıçrama. Big Bang, tekillik ile başlar – madde ve enerji o kadar yoğun bir noktaya sahiptir ki, yerçekimi onları anladığımız gibi fizik yasalarını atlatacak kadar güçlü hale gelir – ardından sonsuz bir dış genişleme. Ancak evren büyük bir sıçrama ile başlarsa, başlangıç olarak düşündüğümüz şeyin ötesine bakabilir ve bugün yaşadığımız genişleyen evrene geri dönmeden önce inanılmaz derecede yoğun bir nokta oluşturmak için sözleşme yapan başka bir evren görebiliriz.
Bu nedenle, zamanın tekillikle başlayıp başlamaması gerektiği sorusu, kozmosumuzun tarihini ve kaderini belirlemek için merkezidir. Eğer büyük sıçrama evrenimizin başlangıcı olsaydı, geleceğimizin bir parçası olabilir. Bunun mümkün olup olmadığına dair ilk ipucu, Oxford Üniversitesi’ndeki Roger Penrose’un genel göreliliğin – en iyi yerçekimi teorimiz – her zaman bozulduğunu kanıtladığı ilk ipucu. Yerçekiminin uzay-zamanın kumaşını kıracak kadar güçlü olduğu kara delikler inceliyordu. Penrose bunun kaçınılmaz olduğunu gösterdi: Yerçekimi aşırı güçlü hale geldiğinde, tekilliklerden kaçınılamaz.
Şimdi, Berkeley Kaliforniya Üniversitesi’ndeki Raphael Bousso, bu bulguyu güçlendirmek için önemli bir bileşen ekledi. Analizi evrenin kuantumunu açıklar.
Penrose’un çalışmaları kuantum teorisini içermiyordu ve Bousso, Cambridge Üniversitesi’nde Aron Wall tarafından öncülük eden geçmiş hesaplamaların sadece çok zayıf bir yerçekimi olarak kabul edildiğini söylüyor. Bousso’nun analizi yerçekimi gücünü kısıtlamıyor ve döngüsel evrenleri “kategorik olarak dışladığını” söylüyor. Ona göre, çalışmaları Big Bang’deki tekilliğin kaçınılmaz olduğunu kanıtlıyor.
Hindistan’daki Tata Temel Araştırma Enstitüsü’nden Onkar Parrikar, “Bu, bence, orijinal teoremin Penrose tarafından çok önemli bir genellemesi ve Wall tarafından genişletilmesi” diyor.
Colorado Üniversitesi Boulder’daki Chris Akers, bunun önümüzdeki çalışmalardan daha “daha kuantum fiziği” için geçerli olduğu için ileriye doğru büyük bir adım olduğunu söylüyor. Yeni çalışmanın büyük sıçrama modellerini “daha sıkı bir noktaya” koyduğunu söylüyor.
Bousso’nun hesaplamaları, kara delikler içindeki ve çevresindeki entropinin davranışını tanımlamak için standart ikinci yasayı genişleten genelleştirilmiş ikinci termodinamiğe dayanmaktadır. Maryland’deki Johns Hopkins Üniversitesi Surjeet Rajendran, bu genelleştirilmiş versiyonun henüz kesin olarak kanıtlanmadığını söylüyor.
2018’de Rajendran ve meslektaşları, Bousso’s gibi teoremlerin kısıtlamalarını dolaşan zıplayan bir evrenin matematiksel bir modelini inşa ettiler. Bununla birlikte, modelleri şimdiye kadar gözlemlediğimizden daha fazla uzay-zaman boyutu içeriyordu, bu da bununla ilgili birkaç soruyu açık bıraktı.
Akers, “Kozmik tarihimizi anlamak tartışmasız en önemli bilimsel çabalardan biri ve büyük sıçrama gibi alternatif senaryoların dikkatle düşünülmesi gerekiyor” diyor.
Cambridge Üniversitesi’ndeki Jackson Fliss, kozmik senaryoları zıplarken, genellikle evrenin yoğun bir noktadan uzaklaşmasına yardımcı olan kuantum etkileri olduğunu söylüyor. Bu senaryoların dışlanması, kuantum yerçekiminin nasıl olduğu anlayışımızı arttırır ve belirlememize yardımcı olabilir “Kara deliklerin veya büyük patlamaların iç mekanlarını tamamen tanımlamak için kuantum yerçekimine gerçekten ihtiyacımız varsa” diyor.
Rajendran, evrenimizin kozmik bir sıçrama yaşayıp yaşamadığını belirlemenin en kesin yolunun yerçekimi dalgalarının gözlemleri olacağını söylüyor. Uzay-zamandaki bu dalgalanmalar sıçramanın imzalarını taşıyabilir, ancak şu anda yerçekimi dalga dedektörlerine erişilemeyen frekanslarda olacaktır. Gelecek nesiller dedektörler bu frekansları seçebilir, ancak Trump yönetimi tarafından önerilen bütçe kesintileri nedeniyle ABD’deki dedektörlere planlanan yükseltmelerin bazılarının gerçekleşip gerçekleşmeyeceği belirsizdir.
“Bu bir soru, yeterince büyük (tespit için) bir sinyal üretecek kadar nazik ve bilim adamlarının bu deneyleri inşa etmesine izin verecek kadar mevcut dünya mı?” diyor Rajendran.
