Etrafımızdaki her şey hatta siz ve biz bile bir zamanlar “hiçlik”tik; yani yoktuk. Bir şeylerin hiçlikten varlığa dönüşmesi oldukça tuhaf bir şeydir. İçinde bulunduğumuz bu evrende gördüğümüz kadarıyla her yerde bir şeyler var.
Gördüğümüz, hissettiğimiz ve etkileşime girdiğimiz her şey en temelde atom altı parçacıklardan meydana gelmektedir. Tüm bu “şeyler” aynı fizik kurallarına uyarak uzay-zamanda var olurlar. Fakat siz, biz ve tüm bu “şeyler” sınırlı bir süre var olabiliyoruz. Bu durumdan hiçbir şeyin var olmadığı bir noktanın olduğunu düşünmek normaldir. Ancak “hiçlik” ne demektir ki hiçliği düşünebilelim? Eğer hiçlik, bir şeylerin var olmamasıysa var olmayan bir şeyden var olan şeyler nasıl oluşuyor?
Fizikçileri ve filozofları derinden etkileyen bu hiçlik meselesi sizin de aklınıza takıldıysa gelin bu yazımızda bilimde hiçliğin hangi anlamlara sahip olduğunu beraber inceleyelim.
1)”Hiçlik, Bir Şeylerin Var Olabilmesi İçin Ham Maddelerin Bulunmadığı Durumdur”
Elinizde galaksileri, yıldızları, gezegenleri ya da insanları inşa edebileceğiniz parçacıklar yoksa o halde bunların varlığından da söz edemezsiniz. Çünkü bildiğimiz ve etkileşime girdiğimiz her şey atom altı parçacıklardan meydana gelir. Bu nedenle atom altı parçacıklar evrenin ham maddeleridir diyebiliriz.
Günümüzde evrende normal maddenin anti-maddeye baskın olduğunu biliyoruz. Normal maddenin baskın olması sayesinde evrenin genişlemesini, yıldızların doğumunu ve ölümünü anlayabiliyoruz. Fizik yasalarının evrende eşit miktarda madde ve anti-maddenin oluşmasına izin verebildiği düşünülüyor. Buna karşın evrende böyle bir simetrinin aksine bir asimetri olması fizikçilerin çözemedikleri sorunlardan birisi. İşte burada hiçlik kelimesinin ilk anlamı bizi karşılıyor.
2010 yılında Fermilab’de yapılan deneylerde madde ve anti-madde arasındaki dengesizliğin sandığımızdan daha büyük olduğunu gördük. Öyle ki başlangıçtaki üretilen madde miktarı, anti-madde miktarından %1 daha fazlaydı.
İşte evrendeki maddenin yoktan var olduğunu duyduğunuzda kastedilen şey aslında budur. Madde ile anti-maddenin asimetrisinden doğan bu soruna baryogenez deniyor. Baryogenezi çözmek için birçok teori ortaya atılsa da, hala tam cevabı bilmiyoruz.
2) “Hiçlik, Bomboş Uzayın Boşluğudur”
Hiçliğe dair ilk tanım sizi tatmin etmemiş olabilir. Ne de olsa ilk tanımda hiçliği, bir şeylerin oluşması için ham maddenin olmaması olarak tanımladık. Ve görebileceğiniz gibi bu hiçlik tanımında hala “var olan bir şeyler” var.
Bu sefer hiçliğe ulaşabilmek için her şeyden kurtulmamız gerekecek. Bildiğimiz tüm maddelerin olmadığını hayal edelim. Hiçbir galaksi, yıldız, gezegen, canlı, atom ve atom altı parçacık olmasın. Sizce bu yolun sonunda ne elde ederdik?
Eğer bir şekilde tüm bunların hepsinden kurtulabilirsek elimizde geriye kalan tek şey bomboş uzay olurdu. Evrende tanımlanabilir herhangi bir nicelik olmadan geriye kalan tek şey bomboş uzayın boşluğudur. Bazı bilim insanları hiçlik derken bu boş uzayın boşluğunu kastederler.
Fakat bu hiçlikte bile hala bir şeylerin var olduğunu söylemek lazım. Çünkü fizik yasaları hala oradadır ve bu da kuantum alanlarının da orada olduğu anlamına gelir. Kuantum alanları; elektromanyetik, kütle çekimi, Higgs ve nükleer kuvvetlerden kaynaklanan alanları içerir.
Boş uzayın boşluğunda bile genel görelilik tarafından yönetilen uzay-zaman oradadır. Ve belki de en önemlisi uzayın sıfır noktası enerjisi pozitif bir değerde hala oradadır. Bugün bu enerji kendisini bize karanlık enerji şeklinde gösteriyor. Hiçlikten çıkan bir evren işte budur! Bomboş uzayın boşluğunda bulunan fizik yasaları ve karanlık enerji, evrenimizin oluşmasına yol açmış gibi görünüyor.
3)”Hiçlik, Uzay-Zaman İçin Mümkün Olan En Düşük Enerjili Durumdur”
Bir önceki hiçlik tanımımızda uzayın sıfır noktası enerjisinden söz etmiştik. Her ne kadar bu enerjinin ismi sıfır noktası enerjisi olsa da değeri sıfır değildir. Uzayın sıfır noktası enerjisi pozitif bir değerdir. Bu değerin evrenin gerçek temel durumu olup olmadığını henüz bilmiyoruz. Evren şu ankinden daha düşük bir enerjiye sahip olabilir mi emin değiliz.
Fakat evrenin mevcut enerji durumundan daha düşük enerjili duruma geçmesi çok büyük bir felakete yol açardı. Bu felaket sonucunda foton, kocaman bir parçacığa dönüşürdü. Elektromanyetik kuvvet sadece kısa menzilde etkili olabilirdi. Ve hatta Güneş’ten bize gelen ışınlar artık Dünya’mıza ulaşamaz hale gelirdi.
Evrenden tüm maddeyi, enerjiyi, uzay-zaman eğriliğini ve dalgalanmaları atabilseydik nihai fiziksel hiçlik durumuna ulaşırdık. Mutlak minimum enerji olarak tanımlanan bu hiçlikten herhangi bir enerji ya da parçacık oluşması mümkün değildir. Ancak fark etmiş olabileceğiniz üzere bu hiçlikte de hala bir şeyler var olmaya devam ediyor. Çünkü uzay, zaman ve fizik kuralları bu hiçlikte de halen hüküm sürmektedir.
4)”Hiçlik, Ancak Tüm Evreni ve Onu Yöneten Yasaları Ortadan Kaldırdığımızda Ortaya Çıkabilir”
Önceki üç tanımdan sonra bu tanımda hiçlik derken hepimizin aklına gelen hiçliği tanımlamaya çalışacağız. Ancak bunun için uzayın, zamanın ve fiziğin dışına çıkmamız gerekecek. Hayal edebildiğimiz her şeyin var olmadığını düşünelim. Bırakın galaksileri, yıldızları hiçbir fizik kuralının olmadığı, uzayın olmadığı, zamanın olmadığını hayal edelim. Epey zor öyle değil mi?
Fizikçilere göre böyle bir hiçlikten söz etmek mantıklı değildir. Çünkü böylesi bir hiçliğe anlam veremeyiz. Uzayın, zamanın ve fiziğin olmadığı bir hiçliği hayal ettiğimizde bunların “bir şeyin içinde” var olduklarını ima etmiş oluyoruz. Bu nedenle şu anda bahsettiğimiz hiçlik, felsefi alanda anlamlıdır.
Sonuç Olarak;
Elimizdeki dört hiçlik tanımından “bence hiçlik budur” dediğiniz tanım bu olmuş olabilir. Ne yazık ki bu hiçlik tanımı bizi bazı sorularla baş başa bırakıyor:
- Konum için uzay ve an için zaman diye bir şey yokken uzay-zaman nasıl ortaya çıktı?
- Uzay yoksa bir şeyin evrenin dışında olduğunu ve zaman yoksa da bir şeylerin başlangıcı olduğunu nasıl hayal edeceğiz?
- Gerçekten hiçbir şeyin olmadığı bir hiçlikten fizik yasaları nasıl ortaya çıkabilir?
Her bir tanım kendi alanında doğrudur diyebiliriz. Burada dikkat etmemiz gereken, hiçlikten bahsedilirken hangi hiçlik olduğunu ayırt etmektir.
Kaynaklar ve İleri Okumalar
- The 4 fundamental meanings of “nothing” in science ; Bağlantı: The 4 fundamental meanings of “nothing” in science – Big Think ; Yayınlanma tarihi: 22 Aralık 2022
Size Bir Mesajımız Var!
Matematiksel, 2015 yılından beri yayında olan ve Türkiye’de matematiğe karşı duyulan önyargıyı azaltmak ve ilgiyi arttırmak amacıyla kurulmuş bir platformdur. Sitemizde, öncelikli olarak matematik ile ilgili yazılar yer almaktadır. Ancak bilimin bütünsel yapısı itibari ile diğer bilim dalları ile ilgili konular da ilerleyen yıllarda sitemize dahil edilmiştir. Bu sitenin tek kazancı sizlere göstermek zorunda kaldığımız reklamlardır. Yüksek okunurluk düzeyine sahip bir web sitesi barındırmak ne yazık ki günümüzde oldukça masraflıdır. Bu konuda bizi anlayacağınızı umuyoruz. Ayrıca yazımızı paylaşarak veya Patreon üzerinden ufak bir bağış yaparak da büyümemize destek olabilirsiniz. Matematik ile kalalım, bilim ile kalalım.
Matematiksel
