Her Kara Deliğin İçinde Yeni Bir Evren Var! Evrenimiz bir kara deliğin içinde var olabilir. Bu garip gelebilir, ama aslında evrenin nasıl başladığı ve bugün gözlemlediğimiz şeyin en iyi açıklaması olabilir. Bu, son birkaç on yıl içinde kendim de dahil olmak üzere küçük bir grup fizikçi tarafından keşfedilen bir teori.
Standart büyük patlama teorisinde, evrenin görünüşte imkansız bir “tekillik” olarak başladığını, gözlemlediğimiz şeye göre noktasal parçacıklar, sonrasında atomlar, peşinden makro yapılar ile oluştuğuna dair çözülmemiş sorular var.
Son on yılda uzay-zaman dokusunun süper hızlı bir şekilde genişlemesi olan enflasyon teorisi, erken evrendeki madde konsantrasyonundaki hafif topakların neden galaksiler ve gökada kümeleri gibi büyük göksel bedenlere birleştiği gibi birçok önemli ayrıntıyı dolduruyor.
Enflasyon Teorisi‘Patlamadan hemen sonra uzayın üstsel genişlemesiyle ilgili bir teoridir. Enflasyona maruz kalınan çağ büyük patlamadan 10⁻³⁶ saniye sonra 10⁻³³ ile 10⁻³² saniyeleri arasında sürdü.
Ancak bu teoriler büyük soruları çözümsüz bırakıyor.
Örneğin: Büyük patlamaya ne neden oldu?
- Enflasyonun sona ermesine ne sebep oldu?
- Ya da AndreiLinde’nin dediği gibi enflasyon her zaman evrenin başka noktalarında devam eden bir süreç mi ?
- Görünüşe göre evrenin genişlemesini hızlandırmasına neden olan gizemli karanlık enerjinin kaynağı nedir?
Evrenimizin tamamen bir kara delik içinde yer aldığı fikri, bu sorunlara ve daha pek çok şeye cevap vermektedir. Evrenimizdeki fiziksel olarak imkansız tekillikler kavramını ortadan kaldırır. Ve fizikte iki merkezi teoriden faydalanır.
Genel görelilik
Birincisi genel görelilik, modern yer çekimi teorisi. Evreni en büyük ölçekte tanımlamaktadır.
Evrendeki herhangi bir olay, uzay ve zamanda meydana gelir. Güneş gibi devasa bir nesne, bir tuval üzerine oturan bir bowling topu gibi, uzay-zamanı şekil değiştirmeye zorlar. Güneş’in çekimsel göçmesi, Dünya’nın ve yörüngesindeki diğer gezegenlerin hareketini değiştirir. Güneşin gezegenleri çekmesi bize yer çekimi kuvveti olarak görünür.
İkincisi, evreni atom seviyesi gibi en küçük ölçeklerde tanımlayan kuantum mekaniğidir. Bununla birlikte, kuantum mekaniği ve genel görelilik şu an için ayrı teorilerdir; fizikçiler, kara deliklerdeki atom altı parçacıkların davranışı da dahil olmak üzere önemli olayları yeterince tanımlamak için ikisini başarılı bir şekilde tek bir “kuantum yer çekimi” teorisinde birleştirmeye çalışıyorlar.
( Bu birleştirmenin sebeplerinden biri : Genel Görelilik evrensel kütle çekim yasası olarak kabul görse de , bu teori tekillik dediğimiz uzay-zaman bükülmesinin sonsuz kabul edildiği noktalarda işlevini yitirmektedir.)
1960’ların Einstein – Cartan-Sciama – Kibble yerçekimi teorisi olarak adlandırılan genel göreliliğin uyarlanması, kuantum mekaniğinin etkilerini dikkate alır. Sadece kuantum kütle çekimine bir adım atmakla kalmaz, aynı zamanda evrenin alternatif bir resmine de yol açar. Genel göreliliğin bu varyasyonu, spin olarak bilinen önemli bir kuantum özelliğini içerir.
Bükülme
Atomlar ve elektronlar gibi parçacıklar spin veya buz üzerinde dönen bir patenci ile benzer iç açısal momentuma sahiptir. Bu resimde, parçacıklardaki spinler uzay-zaman ile etkileşime girer ve ona “bükülme” adı verilen bir özellik kazandırdığını görüyorsunuz. Bükülmeyi anlamak için, uzay zamanını iki boyutlu bir tuval olarak değil, esnek, tek boyutlu bir çubuk olarak hayal edin. Çubuğun eğilmesi, kıvrımlı uzay-zamana karşılık gelir ve çubuğun bükülmesi, uzay-zamanın şekil değiştirmesine karşılık gelir.
Bir çubuk inceyse, bükebilirsiniz, ancak bükülmüş olup olmadığını görmek zordur. Uzay-zamandaki bükülme , erken evrende ya da kara deliklerde farkedilmeksizin, sadece anlamlı olacaktır. Bu aşırı ortamlarda, uzay-zamandaki şekil değişikliği , uzay-zaman eğriliğinden gelen çekim kuvvetine karşı koyan itici bir güç olarak kendini gösterir.
Genel göreliliğin standart versiyonunda olduğu gibi, çok büyük yıldızlar kara deliklere çöküyor (uzayın hiçbir şeyin, hatta ışığın bile kaçamayacağı bölgeler.)
İşte evrenimizin başlangıç anlarında ki bükülmenin nasıl sonuçlanmış olabileceği. Başlangıçta, kavisli uzaydan gelen çekimsel çekim, bükülmedeki itici kuvvetlerinin üstesinden gelir ve maddeyi daha küçük alan bölgelerine daraltmaya hizmet eder.
Ancak nihayetinde bükülme çok güçlü hale gelir ve maddenin sonsuz yoğunluk noktasına sıkışmasını önler; madde son derece büyük fakat sonlu bir yoğunluğa erişecektir. Enerji kütleye dönüştürülebildiğinden, bu son derece yoğun durumdaki son derece yüksek yerçekimi enerjisi, yoğun bir parçacık üretimine neden olacak ve kara deliğin içindeki kütleyi büyük ölçüde artıracaktır.
Dönen parçacık sayısındaki artış, daha yüksek uzay-zaman torsiyonuna yol açacaktır.
İtici bükülme
İtici bükülme çökmeyi durduracak ve dışarıya doğru sıkıştırılmış bir plaj topu gibi “büyük bir sıçrama” yaratacaktır. Böyle büyük bir sıçramadan sonra hızlı geri tepme, genişleyen evrenimize yol açan şey olabilir. Bu geri tepmenin sonucu, evrenin şekli, geometrisi ve kütle dağılımı gözlemleriyle eşleşir.
Buna karşılık, burulma mekanizması şaşırtıcı bir senaryo önerir: her kara delik içeride yeni bir bebek evreni üretecektir. Bu doğruysa, evrenimizdeki ilk madde başka bir yerden geldi. Yani kendi evrenimiz, başka bir evrende bulunan bir kara deliğin içi olabilir. Kozmostaki kara deliklerin içinde neler olup bittiğini göremediğimiz gibi, ana evrendeki hiçbir gözlemci bizimkilerde neler olduğunu göremedi.
Maddenin “olay ufku” olarak adlandırılan kara deliğin sınırı boyunca hareketi, yalnızca bir yönde gerçekleşir ve ileriye doğru hareket olarak algıladığımız bir zaman yönü sağlar. Bu nedenle evrenimizdeki zaman oku, burulma yoluyla ana evrenden miras alınacaktır.
Burulma ayrıca evrendeki madde ve antimadde arasındaki gözlenen dengesizliği de açıklayabilir. Burulma nedeniyle, madde bilinen elektronlara ve kuarklara, antimadde de evrendeki maddenin büyük bir kısmını oluşturan gizemli, görünmez bir madde biçimine dönüşür.
Son olarak
Son olarak, burulma, tüm alana nüfuz eden ve evrenin genişleme oranını artıran gizemli bir enerji biçimi olan “karanlık enerjinin” kaynağı olabilir. Burulmalı geometri doğal olarak bir “kozmolojik sabit”, karanlık enerjiyi açıklamanın en basit yolu olan bir çeşit eklenmiş dış kuvvet üretir. Böylece, evrenin gözlenen hızlanan genişlemesi burulma için en güçlü kanıt olabilir.
Burulma bu nedenle her kara deliğin içinin yeni bir evren haline geldiği bir senaryo için teorik bir temel sağlar. Aynı zamanda mevcut yerçekimi ve kozmoloji teorisinin birkaç ana problemine bir çare olarak görünmektedir. Fizikçilerin hala Einstein-Cartan-Sciama-Kibble teorisini kuantum mekaniği ile tam bir kuantum yerçekimi teorisine birleştirmeleri gerekiyor.
Bazı önemli soruları çözerken, kendine özgü yeni soruları gündeme getiriyor. Örneğin;
Ana evren ve kendi evrenimizin içinde bulunduğu kara delik hakkında ne biliyoruz?
Kaç tane üst evren katmanımız olabilir?
Evrenimizin bir kara delikte yaşadığını nasıl test edebiliriz?
Son soru potansiyel olarak araştırılabilir.
Tüm yıldızlar ve dolayısıyla kara delikler döndüğünden, evrenimiz ana kara deliğin dönme eksenini “tercih edilen bir yön” olarak miras alacaktı. Evrenin bir yarım küresinde daha fazla sarmal gökadanın “solak” veya saat yönünde döndüğünü, diğer yarım kürede daha “sağ elle” veya saat yönünün tersine döndüğünü gösteren 15.000’den fazla gök ada üzerinde yapılan araştırmalardan yakın zamanda bildirilen bazı kanıtlar var. Her durumda, uzay-zaman geometrisine burulmanın dahil edilmesinin başarılı bir kozmoloji teorisine doğru doğru bir adım olduğuna inanıyorum.
(NikodemPoplawski, Connecticut’taki New Haven Üniversitesi’nde teorik bir fizikçi.)
NikodemPoplawski “tüpte kasırga” gösteriyor. Üst şişe bir kara deliği sembolize eder, bağlı boyunlar bir solucan deliğini temsil eder ve alt şişe solucan deliğinin yeni oluşturulmuş diğer tarafında büyüyen evreni sembolize eder.
