Evrenimiz özünde kararsız olabilir. Uzay-zaman boşluğu hızla yeni bir zemin durumu oluşturabilir ve bu da evrenin mekaniğinde feci bir değişikliğe yol açabilir.
Ya da olmayabilir. Sicim teorisinden türetilen yeni bir kavrama göre, kozmosumuz bilim insanlarının daha önce hayal ettiğinden daha istikrarlı olabilir.
Büyük Patlama Sonrası Evrenimiz
Evren, Büyük Patlama’dan sonraki ilk mikrosaniyeler içinde bir dizi ciddi faz değişimine maruz kalmıştır. Bir noktada, doğanın dört temel kuvveti – yerçekimi, elektromanyetizma, güçlü nükleer kuvvet ve zayıf nükleer kuvvet – tek bir kuvvette birleşti. Bu kuvvetin türü ya da doğası fizikçiler tarafından bilinmemektedir, ancak kısa ömürlü olduğu bilinmektedir.
İlk başta, kozmos soğuyup genişledikçe yerçekimi diğer üçünden ayrıldı. Daha sonra güçlü nükleer kuvvet bağımsızlığını kazandı. Zayıf nükleer kuvvet ve elektromanyetizma ayrılan son iki kuvvet oldu. Bu iki kuvveti (geçici olarak) yeniden birleştirmek için gereken enerji, kozmosun ilk zamanlarındaki koşulları taklit edebilen en büyük parçacık hızlandırıcılarımızda elde edilebilmektedir.
O zamandan beri her şey oldukça istikrarlı. Doğanın dört temel kuvveti değişmemiştir. Çekirdekleri, atomları ve molekülleri yaratmak için temel parçacıklar bir araya geldi. Sonunda yıldızlar oluştu ve küllerinden gezegenler ortaya çıktı. Büyük Patlama’nın ilk birkaç mikrosaniyesiyle kıyaslandığında, son 13,8 milyar yıl son derece ilginç geçmiştir.
Bununla birlikte, evrenin uzun yaşı nedeniyle istikrarlı görünmesi sadece bir yanılsama olabilir. Evrenin erken dönemlerinde meydana gelen her faz değişikliği gerçekliği tamamen değiştirmiş, önceki düzeni ortadan kaldırmış ve yerine yeni kuvvetler ve parçacıklar getirmiştir.
Araştırmacılar Higgs bozonunun kütlesini ölçerek uzay-zaman boşluğunun şu andaki kararlılığını değerlendirebilirler. Higgs bozonu tüm uzay ve zamana nüfuz eden son derece önemli bir parçacıktır. Çok sayıda temel parçacığa kütle kazandırmasının yanı sıra, zayıf nükleer kuvvet ile elektromanyetik kuvvet arasında bir kama görevi görür.
Başka bir deyişle, Higgs erken, sıcak, yoğun kozmosta bir arka plan kuvvetiydi ve iki kuvvetin birleşmesine izin veriyordu. Ancak, kozmos soğuduğunda Higgs güçlendi ve ikisini birbirinden ayırdı. (Doğanın diğer kuvvetlerini hangi mekanizmanın böldüğü hala güncel fizik araştırmalarının konusudur).
Kozmos kararsız olamaz, aksi takdirde uzun zaman önce yeni bir gerçekliğe göç etmiş olurdu. Bununla birlikte, Higgs’in kütlesi kozmosun tamamen kararlı mı yoksa sadece metastabil mi olduğunu ortaya çıkarabilir, bu da bir şey rastgele bir faz kaymasını tetikleyene kadar şu an için kararlı olduğunu gösterir.
Higgs kütlesinin en son ölçümlerine göre evren metastabil görünüyor ve her an aniden yeni bir faz geçişine girebilir.
Uzay-zaman vakumunun yeni bir temel durumuna faz geçişinin felaket olacağını söylemek hafif kalır. Faz geçişi tesadüfi bir kuantum dalgalanması nedeniyle rastgele bir zamanda meydana gelebilir. Daha sonra bir sabun köpüğü gibi dışarıya doğru yayılacaktır. Yaşam ve evren baloncuğun dışında her zamanki gibi devam edecektir. Ancak baloncuğun içinde tamamen farklı bir dizi fiziksel kural ortaya çıkacaktır.
Eğer faz kayması üzerimizden geçerse basitçe… yok oluruz çünkü tüm varlığımız doğa yasalarının istikrarına bağlıdır. Buna kuvvetlerin konfigürasyonu ve bilinen parçacıklar topluluğu üzerinden şimdilik yanıt arıyoruz.
Ya da yok olmayız. Sonuçta, tüm bunlar oldukça spekülatif fizik. Yazının ön baskı deposu arXiv’e yeni yüklenen yeni bir makale ise biraz daha iyimser bir tablo sunuyor.
Fizik anlayışımızda eksiklikler var. Higgs üzerine yapılan araştırmalar sayesinde elektromanyetik ve zayıf nükleer kuvvetlerin nasıl etkileştiğini biliyoruz. Ancak güçlü nükleer kuvvetin diğer nükleer kuvvetlerle etkileşimi tutarlı ve birleşik bir teorinin konusu değil. Dahası, doğanın kapsamlı bir kuantum tanımında yerçekimini de içeren tam bir birleşik kuvveti anlamaktan çok uzağız.
Ancak tüm kuvvetleri tek bir çerçevede bütünleştirme girişimlerinden biri sicim teorisidir. Sicim teorisine göre, evrenimizin yapı taşları aslında bir grup küçük, titreşen sicimdir.
Bazıları sicim teorisinin asla tamamlanamayacağını iddia etse de, akademisyenlerin evreni yok edebilecek faz geçişinin mekaniği gibi zorlu konuları incelemek için araçlar yaratmalarını sağlıyor.
Yeni araştırmanın yazarları, sicim teorisinin yerel olmayan etkilere izin veren bir varyantını incelediler; bu, aralarındaki mesafeye rağmen uzayın bir bölgesindeki sicimlerin uzayın başka bir bölgesindeki sicimleri anında etkiliyor gibi görünebileceği anlamına geliyor.
Araştırmacılar, sicim teorisinin bu yorumundaki yerel olmayan etkilerin, genişledikçe kabarcık duvarını yumuşatma eğiliminde olduğunu keşfettiler. Bazı durumlarda kabarcık duvarı o kadar gerildi ki tamamen parçalandı. Başka bir deyişle, eğer gerçekliğimiz gerçekten metastabil olsaydı ve rastgele bir faz geçişine uğrasaydı, kozmosun temel sicim fiziği faz değişiminin tüm evreni yutmasını engelleyecekti; kabarcık mikroskobik ölçeklerden daha fazla büyüme şansı bulamadan patlayacaktı.
Bu hala çok teorik bir fizik olsa bile, en azından evrenin altında yatan ilkeleri anlamaya çalışırken bize biraz teselli sağlayabilir.
Kaynak: space
