Fizik Yasaları

Evrendeki düzenin anlamını kavramak için, öncelikle evrenin en temel fizik yasalarından biri olan, Termodinamiğin İkinci Kanunu'ndan söz etmek gerekir

Termodinamiğin İkinci Kanunu, evrende kendi haline, doğal şartlara bırakılan tüm sistemlerin, zamanla doğru orantılı olarak düzensizliğe, dağınıklığa ve bozulmaya doğru gideceğini söyler Aynı gerçek "Entropi Kanunu" olarak da ifade edilir Entropi, fizikte bir sistemin içerdiği düzensizliğin ölçüsüdür Bir sistemin düzenli, organize ve planlı bir yapıdan düzensiz, dağınık ve plansız bir hale geçmesi o sistemin entropisini artırır Bir sistemdeki düzensizlik ne kadar fazlaysa, o sistemin entropisi de o kadar yüksek demektir

Bu gerçek hepimizin yaşamları sırasında da yakından gözlemlediği bir durumdur Örneğin bir arabayı çöle ***ürüp bırakır ve aylar sonra durumunu kontrol ederseniz, elbette ki onun eskisinden daha gelişmiş, daha bakımlı bir hale gelmesini bekleyemezsiniz Aksine lastiklerinin patlamış, camlarının kırılmış, kaportasının paslanmış, motorunun çürümüş olduğunu görürsünüz Ya da evinizi "kendi haline" bırakırsanız, her geçen gün daha düzensizleştiğini, dağıldığını, tozlandığını görürsünüz Ancak bilinçli bir müdahale ile (yani evi temizleyip düzenleyerek) bu süreci geriye çevirebilirsiniz

Termodinamiğin İkinci Kanunu ya da diğer adıyla Entropi Kanunu, doğruluğu teorik ve deneysel olarak kesin biçimde kanıtlanmış bir kanundur Öyle ki yüzyılımızın en büyük bilimadamı kabul edilen Albert Einstein, bu kanunu "bütün bilimlerin birinci kanunu" olarak tanımlamıştır

İşin ilginç yanı ise, entropi kanununun, evrenin her türlü doğaüstü müdahaleye kapalı bir madde yığını olduğunu iddia eden materyalizmi kesin biçimde geçersiz kılmasıdır Çünkü evrende çok belirgin bir düzen vardır, ama evrenin kendi kanunları bu düzeni bozmaya yöneliktir Bundan iki sonuç çıkmaktadır:

1) Evren materyalistlerin iddia ettiği gibi sonsuzdan beri var olamaz Çünkü eğer böyle olsa, Termodinamiğin İkinci Kanunu, şimdiye kadar çoktan evrendeki entropiyi maksimum düzeye çıkarmış olurdu ve evren, hiçbir düzene sahip olmayan tekdüze (homojen) bir madde yığını haline gelirdi

2) Big Bang'in ardından evrenin hiçbir doğaüstü müdahale ve kontrol olmadan şekillendiği iddiası da geçersizdir Çünkü Big Bang'in ardından ortaya çıkan evren, sadece düzensizliğin hüküm sürdüğü bir evrendir Ama bu evrende giderek düzenlilik artmış ve evren bugünkü düzenli yapısına kavuşmuştur Bu, doğa kanunlarına (entropi yasasına) aykırı bir biçimde gerçekleştiğine göre, demek ki evren doğaüstü bir yaratılışla düzenlenmiştir

NOBEL ÖDÜLLÜ FİZİKÇİ MAX PLANCK: “Evrende kesin bir düzen hüküm sürmektedir

Bu düzen, ancak bilinçli bir düzenleme ile ortaya çıkmış olabilir”

Bu ikinci maddeyi bir örnekle açıklayalım Evreni, içinde yığınla taşlar ve kayalar olan dev bir mağara olarak düşünelim Bu mağarayı doğal şartlara bırakır ve milyarlarca yıl beklerseniz, ilk halinden bile daha düzensizleştiğini (taşların ufalandığını, birbirleriyle karışıp tekdüze ve şekilsiz bir yapı haline geldiklerini) görürsünüz Ama eğer milyarlarca yıl sonra mağaranın içinde bu taşlardan yapılmış ve ince ince işlenmiş heykeller bulursanız, bu düzenliliğin doğa kanunları ile açıklanamayacağına hemen karar verirsiniz Yapılabilecek tek açıklama, bu mağaranın bir "akıl" tarafından düzenlenmiş olduğudur

İşte evrende hüküm süren düzen de, bizlere evrene hakim olan üstün bir Aklın varlığını gösterir Nobel ödüllü ünlü Alman fizikçi Max Planck, evrendeki bu düzeni şöyle açıklar:

Özetlemek gerekirse, pozitif bilimler tarafından doğanın dev yapısı hakkında bize öğretilen her şey, kesin bir düzenin hüküm sürdüğünü göstermektedir—bu insan zihninden bağımsız bir düzendir Algılarımızla tanımlayabildiğimiz kadarıyla, bu düzen ancak amaçlı bir düzenleme sayesinde ortaya çıkmış olabilir Dolayısıyla evrenin bilinçli bir düzene sahip olduğuna dair açık kanıt vardır

Max Planck'ın Mayıs 937 tarihli tebliğinden; A Barth, The Creation, 1968, s 144

Evrenin sonsuzdan beri var olduğunu ve hiçbir biçimde düzenlenmediğini savunan materyalizm, evrendeki büyük denge ve düzen karşısında büyük bir açmazdadır Paul Davies, bunu şöyle ifade eder:

Evrende nereye bakarsak bakalım, en uzaktaki galaksilerden atomun derinliklerine kadar, bir düzenle karşılaşırız Bu düzenli, özel evrenin merkezinde "bilgi" kavramı yatmaktadır Yüksek derecede özelleşmiş olan ve organize edilmiş bir düzenleme sergileyen bir sistem, tarif edilebilmek için çok yoğun bir bilgi gerektirir Ya da bir başka deyişle bu sistem yoğun bir "bilgi" içermektedir

Bu durumda çok merak uyandırıcı bir soru ile karşı karşıya geliriz Eğer bilgi ve düzen, sürekli olarak yok olmaya yönelik doğal bir eğilime sahiplerse, Dünya'yı çok özel bir yer kılan bütün o bilgi ilk başta nereden gelmiştir? Evren, zembereği yavaş yavaş boşalan bir saate benzemektedir Öyleyse ilk başta nasıl kurulmuştur?

Paul Davies, "Chance or Choice: Is the Universe an Accident?", New Scientist, vol 80, 1978, s 506

Einstein ise, evrendeki söz konusu düzenin "beklenmedik" bir şey olduğunu ve aslında bir "mucize" sayılması gerektiğini şöyle açıklamıştır:

Açıkçası, a priori (önkabul) olarak, Dünya'nın, ancak bizim onu düzenleyici aklımızla düzenlediğimiz takdirde kanunlu (düzenli) hale gelebileceğini beklememiz gerekir Bu, bir lisandaki kelimelerin alfabetik dizilimi gibi bir düzen olacaktır Ama maddesel Dünya'da, a priori olarak beklemememiz gereken çok yüksek seviyede bir düzen vardır Bu bir "mucize"dir ve bilgimizin gelişmesine paralel olarak daha da güçlenmektedir

Albert Einstein, Lettres á Maurice Solovine, 1956, s 114-115

Uzun yıllar önce dünyada yaşam yoktu Daha da öncesinde dünya yoktu Güneş yoktu, Yıldızlar, galaksiler yoktu Zaman ve uzay yoktu Evren yoktu Yalnız fizik yasaları vardı Her şey bir anda o yasaların hükmettiği false vacuum için de ortaya çıktı ve her şey kendini çıkaran fizik yasalarına boyun eğdi

Evrenin başlangıç öyküsü aslında fizik yasalarının zaferinin destanıdır Fizik yasalarının maddenin varlığından soyutlanması, evreni yoktan var etme şansına sahip olan yegane koşuldur Fizik yasaları olmasaydı evren de olmazdı Fizik yasaları olmasaydı enerji maddeye dönüşemez, madde oluşamaz, galaksiler, dünya ve canlılar ortaya çıkamazlardı Fizik yasaları olmasaydı evren insan aklında bilince kavuşamaz ve kendi görkemini yakından izleyemezdi Bu muhteşem evren varlığını fizik yasalarına borçludur

Evrende mevcut bütün fizik yasaları, evren öncesi dönemde de vardılar Hiç bir şey yoktan var olmadı Madde yoktu, enerji yoktu

Şimdi de yok! Hala yok!

Başlangıçta yalnız soyut bir kavram olan ve somut maddeyi manüple etmek gücüne sahip olmasına rağmen, sahipsiz bir ruh ve uyruksuz bir kral olan fizik yasaları vardı Ve o yasalar bir gün kral oldu, evrene hükmetti Bu yazı bu oluşumun kısa öyküsüdür

Fizik yasaları bugün ne iseler, Big Bang öncesinde de o idiler Değişmediler Madde ve enerji yoktan var olmadığı gibi, yok da olmuyordu Belirsizlik ilkesi bütün netliği ile belirli ve egemen idi Termodinamik yasaları üzerinde etki yapacağı enerjiyi aramakla meşguldü

False vacuum nasıl bir şeydi? Bu terimde vacuum, en düşük olabilecek bir enerji düzeyini simgelemektedir False ise geçici anlamına gelmektedir False vacuum öyle bir şeydir ki hem geçicidir, hem de mümkün olabileceği kadar düşük bir enerji düzeyidir

Hiçbirşeyliğe de hükmeden fizik yasaları enerji tutumunu yakından denetliyorlardı Hiç bir şey yoktan var olamıyordu Ama bu hiç bir şey yoktu anlamına gelmemeli Fizik yasaları vardı ya! Bi de sürekli olarak, sıcak ve aysız ağustos gecelerini aydınlatan ateş böcekleri gibi yanıp sönen, virtual particle’lar vardı Yani zimni veya yalancı zerreler Hala var olan bu zerreler fizik yasalarına harfiyen uyuyorlardı Çünkü hiçbirşeylikte bile fizik yasaları kraldı

Yalancı zerreler karşıtları ile birlikte doğadan enerji borç alarak ortaya çıkıyorlar ve 10^-21 saniye yaşadıktan sonra, karşıtları ile nötralize ediliyorlar ve aldıkları borcu doğaya iade ederek, yok oluyorlardı Enerji tutumu yasasına saygı gösteriyordu bu yalancı zerreler Borçlarını vermemezlik etmiyorlardı Yalancı lakabı ile anılmalarına rağmen doğa bankasının sadık ve dürüst müşterisiydiler Ta ki belirsizlik ilkesinin kendini diğer fizik yasalarına kabul ettirme çabası, hiçbirşeyliğe bir an için hükmetmeye karar verinceye kadar

Yalancı zerrelerin borç alma ve onu geri ödeme oyununu büyük bir zevkle oynadıkları anlardan biriydi Hiçbirşeylik derin bir sessizliğe gömülmüştü Kenarda köşede bir yerlerde, yeni bir zimni zerre karşıtı ile birlikte doğmuş ve doğadan borç aldığı enerji ile ne yapacağını düşünüyordu Onu iade etmesine biraz daha zaman vardı Hiç de borcunu ödemeyecek bir yalancıya benzemiyordu Çünkü o zamana kadar, yalancı da olsalar bütün virtual zerreler, aldıkları borçları büyük bir sadaketle doğaya geri ödemişlerdi Doğanın kuşkulanması için bir neden yoktu

İşte tam bu sırada fizik yasalarının en kaprislilerinden, en sinsi ve hınzırlarından biri olan Heisenberg’in belirsizlik yasasının ahı tuttu Zimni zerre çok kısa bir an var olup, borcunu doğaya ödeyerek yok olacağına, belirsizlik kuralına uydu ve genişlemeye başladı Zaman, Big Bang’in 10^-37 saniyesini vuruyordu Zimni zerre doğadan borç almıştı 10^-25 sm çapında, bir protondan yüz milyar kere küçük olan yapısında, doğadan borç aldığı enerjinin yardımı ile kısa ömrünü sürdürmeye çalışıyordu Negatif enerji doluydu Küçüklüğüne rağmen sahip olduğu enerji büyüktü Belirsizlik ilkesi tarafından manüple edilmeseydi, borcunu doğaya hemen iade edecek ve enerji tasarruf yasasına uyacaktı Ama belirsizlik ilkesi buna olanak vermemiş, hiçbirşeylik içinde false vacuum denen, off shore bankasını kurmuştu bile Artık çok geçti Big Bang süreci başlamıştı False vacuum’a genişlemekten başka bir yol görünmüyordu Ve genişledi geçici vacuum Ne olduysa işte bu genişleme sırasında oldu Ama yine de fizik yasalarına isyan edilmedi Kanunsuzluğa baş vurulmadı

False vacuum her hangi bir vaküm değildir Çok özel bir vacuum dur Bu özelliğin nedeni içindeki basıncın hem büyük, hem de negatif olmasıdır Heisenberg’in belirsizlik ilkesine hürmet ederek ortaya çıkan ve bir zimni zerre olan false vacuum, Big Bang’in 10^-37 ile 10^-34 saniyeleri arasında sessizliğini bozmuş ve yıllarca, genişlemekte olan evrende yankılar yapan, muhteşem bir gürültüyle genişlemiştir Ama bu ne müthiş bir genişlemedir Bu süreç sırasında ışık hızı geçilmiştir Bir protondan 100 milyar kere küçük olan false vacuum bu inanılmayacak kadar kısa süre içinde 1 sm çapına ulaşmıştırFalse vacuum daha sonraki genişlemesine ışık hızı ile devam etmiştir

Bu genişleme yalancı zerrenin fizik yasalarına olan isyanıdır Tabii onu da kendi türüne münhasır bir yasa olarak kabul etmek zorundayız Bu aslında itici-çekici gücü barındıran bir zerredir Ve zimni zerreyi çok kısa bir zaman diliminde, ışık hızından da hızlı bir hareketle genişletmiştir False vacuum borcunu doğaya ödeyemeden genişlemiştir

False vacuum’un enerjisinin negatif ve büyük olduğundan bahsetmiştik Bu false vacuum ile ilgili bir niteliktir False vacuum’un normal vakümdan bir farkı daha vardır

Yalnız bir girişi olan silindir içinde bir piston düşünün Pistonun kolunu çekince silindirin içindeki basıncın negatif olacağını dikkate alın Pistonun içinde ne varsa o seyrekleşecektir Yani dilüe olacaktır Çünkü daha geniş bir hacme dağılacaktır

False vacuum böyle değildir Genişlemesi sırasında enerjisi kolaylıkla seyrekleşemeyecek ve enerji yoğunluğu değişemeyecektir

Bu bir fizik yasasıdır

Ancak hiç bir şey yoktan var olamayacağı için enerji de yoktan var olamaz Bu genişleme sırasında yoğunluğu değişmediği için giderek artan enerji karşıtı ile birlikte çoğalmalıdır Ki doğanın enerji tutumu yasaları görevlerini yapsınlar

Doğa bunu nasıl sağlamıştır?

Genişleme süreci içinde olan false vacuum da enerji yoğunluğu değişemediği için, enerjisi artmak zorundadır Ancak Einstein’ın genel görelilik kuramına göre bu enerji artması etrafında çekim alanı oluşturacaktır

Bu enerji pozitif ise, çekici güç ortaya çıkacaktır Enerjinin, false vacuum’da olduğu gibi, negatif olması durumunda ise, itici güç kendini gösterecektir Ortaya çıkan bu itici güç false vacuum’u, Big Bang’in 10^-37 ile 10^-34 saniyeleri arasında, aniden genişletecektir Bir yandan enerji maddeye dönüşmektedir Öte yandan Big Bang genişlemektedir Kaynakwh webhatticom: Fizik Yasaları

Bu genişleme sürecinde artan enerjinin fizik yasalarını ihlal etmemesi için, onunla birlikte zıt bir gücün varlığına gereksinim vardır Bu güç çekim gücüdür Bu genişleme sırasında enerji maddeye dönüşmüş ve madde daha sonra oluşan uzayın içine dağılmıştır Evrende mevcut bu madde ve enerji ile onlara karşı ortaya çıkan çekim gücü birlikte, sıfırdır Başka bir deyişle evrendeki toplam enerji sıfırdır Madde ve enerji kadar çekim gücü de vardır Çekim gücü negatif olup, ikisinin toplamı sıfırdır

Evrenin ortaya çıkışı sırasında fizik yasaları yakından izlenmiş ve ihlal edilmemişlerdir

Enerji karşılıksız oluşmamıştır

Fizik yasalarına göre false vacuum içinde enerji yoğunluğu düşemediği için ortaya çıkan enerjinin karşılığı vardır ve karşılığı ile birlikte miktarı sıfırdır

Enerji tutumu yasası ihlal edilmemiştir

Madde yoktan var olmamıştır

Karşılığı ile birlikte bazı fizik yasalarını tatmin etmek üzere ortaya çıkmış ve bu genişleme süreci sırasında etrafa dağılmış ve evren oluşmuştur

Evrende mevcut enerji yok edilemez Ancak başka bir enerji türüne çevrilebilir Çekim gücü negatiftir ve miktarı evrende mevcut enerji ve madde kadardır

Evreni oluşturan güç fizik yasalarıdır…

Bundan daha muhteşem bir oluşum düşünebiliyor musunuz?

Aslında Big Bang bir hilkat garibesidir… Yani büyük patlama… Ama başlangıç bir patlama olamaz Çünkü her patlama kaotik ve rastgele bir olaydır Big Bang sonu ortaya çıkan evrenin başlangıcı böyle olsaydı, günümüzde yapılan gözlemlerle bağdaşmayacaktı Bu yüzden en azından bazı çevrelerde, Big Bang teriminin yerini genişleme terimi aldı… Ama Big Bang’den kurtulmanın mümkün olacağını sanmıyorum Çünkü bu terim bütün dillere girmiş ve yerleşmiştir Kuram efsaneleşmiştir

Hem genişleme terimi Big Bang kadar dikkat çekici ve olağan üstü değildir Bayağı bir kelimedir Ne ifade ettiği bile belli değildir Ardından uzun açıklamalar yapmak gerekmektedir Big Bang ise açıklamak bile istemez Terimin kendisinden ne demek istediği anlaşılmaktadır Herşey bir anda ol deyince ol daki gibi, bir patlama ile veya onun gibi, aniden ortaya çıkmaktadır Biz bilimsel olmak zorunda olduğumuz için genişleme terimini de Big Bang terimi ile birlikte kullanacağız Aslında genişleme Big Bang ile sinonim değildir Onun bir öğesidir

Big Bang’in başlangıcının neden düzenli bir genişleme olması gerektiğini açıklamadan, genişleme kuramını anlamaya olanak yoktur Big Bang terimi ilk kullanıldığı 1960’lı yıllardan beri görkemini korumaktadır Ancak daha sonraki yıllarda yapılan bazı gözlemler bu kuramın yeterli olmadığını ortaya koymuştur

Uzayı her kenarı 300 milyon ışık yılı olan küplere ayıran astronomlar ilginç bir durumla karşı karşıya kalmışlardır Bilim adamları teker teker inceledikleri bu küplerde, kütle ve galaksi yoğunluğu ve ışık verimi gibi değerlerin birbirlerine çok yakın olduğunu gözlemlemişlerdir Evrende büyük ölçüde ilginç bir üniformite vardır COBE uydusu ile yapılan araştırmalar sonunda, kozmik zemindeki radyasyonun hemen aynı ısıda olduğu saptanmıştır Daha doğrusu zemin radyasyonundaki aberasyon yalnız yüzbinde bir dir Bu son derece küçük bir sapmadır ve başka bir şüreçle açıklanabilir… Evrenin sesli başlangıcı bu anomaliden sorumlu olabilir Ses dalgaları ortaya çıkan ilk madde ve radyasyonun dağılımını etkilemiş olabilir

Bu rastgele bir patlama olsaydı, zemin radyasyonunun çok daha büyük bir anomali göstermesi gerekecekti Big Bang’in ilk 300 bin yılı onun opak dönemi olarak bilinir Bu şekilde ortaya çıkan evrende uzay yoktur Müthiş bir ısı vardır Fotonlar hareket edememektedir Bu ısının 3000 santigrad dereceye düşmesi için aradan 300 bin yılın geçmesi gerekmiştir Bu süre sonunda düşen ısı atomun öğelerinin bir araya gelmesine izin vermiş, ilk elementler olan Hidrojen, Helyum, Lityum ve Berilyum sentez edilmiş, evren şeffaflaşmıştır Kozmik zemin radyasyonu işte bu opak evrendeki manzarayı yansıtmaktadır Bu evrendeki ısı aberasyonu yanız yüzbinde bir dir Evrende bugün gözlemlediğimiz üniformite işte bu homojeniteden kalmadır Evren opak döneminde bu kadar üniform olmasaydı, daha sonra yapılan gözlemlerdeki üniformiteyi açıklamak mümkün olmayabilirdi

1960’lı yılların Big Bang kuramı bu ısı üniformitesini yeterince açıklayamıyordu Aslında uzun zaman rahatsız edilmeyen her ısı dağılımı, zamanla üniform olma eğilimi gösterir Ama bu üniformite Big Bang ile bağdaşmıyordu Çünkü Big Bang o kadar büyük bir hızla vuku bulmuştu ki, evrendeki ısının homojen olması için aradan yeterli zaman geçmemişti Bu nedenden dolayı Big Bang kuramını başka bir kuramla, tabiri caizse, zenginleştirmek, daha kabul edilir çağdaş ve bilimsel bir kılıfa sokarak yeniden takdim etmek gerekmekteydi Genişleme kuramının Big Bang kuramına eklenmesinin nedeni budur Ayrıca başka sorunlar da vardı Ufuk sorunu (horizan problem), düzlük sorunu(flatnes) gibi Tabii kritik yoğunluk, açık ve kapalı evren gibi terimlere de değinmemiz gerekecek