Teleoloji, doğadaki bazı süreçlerin bir hedefe veya sonuca yönelik olduğu fikridir. Bugün, teleolojinin nedensellik hakkında antika düşünmenin bir kalıntısı olduğu ve modern bilimle uyumlu olmadığı, çünkü temelde test edilemez olduğu için yaygın olarak iddia edilmektedir.
Bence, bu tür iddialar modern fiziği dikkate alamıyor. Kuantum teorisi karmaşık bir nedensellik kavramını içerir ve doğal olarak nihai koşulları içerebilir. Bununla birlikte, dış ajanlar tarafından uygulanmayan son koşullarla çalışmak için, tüm evrenin bir kuantum sistemi olarak ele alındığı kuantum kozmolojisi alanına taşınmamız gerekir.
Bu konuyu göz önünde bulundurarak, kuantum kozmolojisinde nihai koşulları inceledim. Bu tür koşullara sahip kozmolojilerin genellikle hızlandırılmış genişleme olan bir evreni öngördüğünü buldum. Kozmik ivme, köklü bir gerçektir ve aynı zamanda modern kozmolojinin en şaşırtıcı özelliklerinden biridir.
Açıklaması yeni fizik hakkında tartışmalı varsayımlar gerektirir: ya çok küçük ama sıfır olmayan bir kozmolojik sabit, egzotik bir madde (karanlık enerji) veya yerçekimi teorimize radikal bir değişiklik. Son kuantum kozmolojik durumunun varsayımı, yeni bir fizik gerektirmeyen yeni bir açıklama sağlar.
Newton’dan bu yana, fizikte zaman evrimi bir başlangıç değeri problemi olarak anlaşılmıştır. Bu, sistemdeki tüm parçacıkların başlangıç pozisyonlarını ve momentalarını tanımladığımız anlamına gelir ve daha sonra herhangi bir gelecekte (veya geçmişte) pozisyonları elde etmek için Newton’un hareket denklemlerini çözeriz.
Aynı şey bir istisna dışında göreceli teoriler için de geçerlidir: genel göreliliğin kozmolojik tekillikleri. Kozmolojide, hareket denklemlerinin geçmişe doğru çözümü, sonlu bir zamandan sonra, Big Bang tekilliğinde aniden durur. Tekillikte hiçbir şey tanımlanamadığından, tam anlamıyla zaman içinde gelişecek bir başlangıç durumu yoktur.
Kuantum kozmoloji araştırması için önemli bir motivasyon, tekillikleri kuantum etkileri yoluyla çözmektir. Ancak kuantum teorisi kendi sorun torbasını getiriyor. Kuantum durumunun zaman evrimi, klasik fiziğin nedensel evriminden çok farklıdır, çünkü kuantum durumları bireysel kuantum sistemlerinin özelliklerini ifade etmez.
Kuantum teorisinin çoğu yorumunda, kuantum durumu sadece olasılık defter tutma için bilgilendirici bir nesnedir. Ayrıca, kuantum olasılıkları hem başlangıç hem de son kuantum durumu ile fiziksel bir sistemi tanımlayan doğal bir genellemeye sahiptir.
Bu genelleme deneysel olarak iyi doğrulanmıştır ve birçok uygulama bulmuştur. Deneylerde, son durumlar seçim sonrası uygulanır, yani, yalnızca belirli bir nihai durumu karşılayan deneyin çalışmasını tutarız.
Kuantum kozmolojisinde, evreni tek, kapalı bir kuantum sistemi olarak ele alıyoruz, bu nedenle herhangi bir başlangıç veya nihai durum temel olasılık ödevinin bir bileşeni olarak görülmelidir. Evrenin nasıl başladığını ve nasıl bittiğini düzelten doğa yasalarıdır.
Kuantum kozmolojisi üzerindeki çalışmaların çoğunluğu bir başlangıç durumu belirlemeye odaklanmakta ve nihai bir devlet olasılığını görmezden gelmektedir. Dikkate değer bir istisna, Steven Hawking’in 1980’lerde yaptığı araştırmalardı ve bu da Big Bang’deki başlangıç koşullarını tamamen yansıtan büyük bir krema için son koşullar önerdi.
Termodinamik zaman okunun kozmolojik genişleme okuyla çakıştığını göstermek istedi. Bu işe yaramadı ve sonunda, 1990’ların sonlarında kozmik ivmenin keşfi, büyük bir kırışmaya sahip kozmolojileri mantıksız hale getirdi.
Analizim, mikroskobik kuantum süreçlerinin ortalaması alınarak elde edilen hem başlangıç hem de son koşullarla kuantum olasılıklarının “deterministik sınırının” türetilmesinden başladı. Sadece başlangıç koşullarımız varsa, deterministik sınır, klasik fizik denklemlerini, örneğin Newton yasalarını verir.
Kuantum nihai koşullarının varlığında karşılık gelen denklemleri türettim. Bu denklemler yenidir, ancak yine de klasik fiziğin matematiği ile ifade edilebilirler ve altta yatan kuantum teorisinin özelliklerinden büyük ölçüde bağımsızdırlar. İkinci sonuç hem şanslı hem de beklenmediktir: yüksek spekülatif kuantum yerçekimi teorilerine atıfta bulunmadan belirli kozmolojik tahminler sağlar. Bu bulgular dergide yayınlandı Fiziksel İnceleme D.
Teleolojik kuantum kozmolojilerinin deterministik sınırının (yani, hem başlangıç hem de son koşullara sahip kuantum kozmolojik modeller) genel olarak hızlandırılmış genişleme geçiren bir evreni tanımladığı ortaya çıkıyor.
Evren, yakın zamanda yapılan gözlemlerle uyumlu olarak, hızlandırıcı olmayan bir dönemden hızlandırıcı bir çağa geçer. Kozmolojik sabit, karanlık enerji veya değiştirilmiş yerçekimi gerekmez. Kozmik ivme, yalnızca kuantum düzeyinde nihai koşulların uygulanmasıyla üretilir. Bu anlamda, kozmik ivme gerçek bir makroskopik kuantum etkisidir.
Teleolojik kuantum kozmolojisinin kozmik hızlanmanın alternatif hesaplarına karşı gözlemsel olarak nasıl bir araya geldiğini görmek için daha fazla araştırmaya ihtiyaç vardır. Mevcut analizin bir sınırlaması, deterministik sınırın büyük patlamanın yakınında çalışmamasıdır.
Erken evreni araştırmak için tam kuantum açıklamasına ihtiyacımız var. Basitleştirilmiş bir model bile erken evrendeki kozmolojik homojenliği analiz etmemizi ve böylece kozmik mikrodalga arka planının ve primordial yerçekimi dalgalarının gözlemleriyle bağlantı kurmamızı sağlayacaktır.
Bu hikaye, araştırmacıların yayınlanmış araştırma makalelerinden bulguları rapor edebilecekleri Science X iletişim kutusunun bir parçasıdır. Science X iletişim kutusu ve nasıl katılacağınız hakkında bilgi için bu sayfayı ziyaret edin.
