30 Ocak 2022

Holografik evren

Acaba 3 boyutlu olarak algıladığımız her şey 2 boyuta kaydedilmiş bir hologram olabilir mi? Yani, evrenimiz bir hologram olabilir mi?

Dünyamızın bir hologram olup olmadığı sorusunu ünlü fizikçi Stefan Hawking şöyle yanıtlıyordu: "Yaşamımız, Dünyalı olmayan ve akıllı yaratıklar tarafından oynanan bir bilgisayar oyunu olabilir; biz de bilgisayarlarla üretilmiş oyuncular olabiliriz. Belki de, sadece bakıp eğlendikleri hologramlarız." 

Biliyorsunuz, iki boyuta kaydedilmiş üç boyutlu bir cismin fotografik kaydı bir lazer ışını ile aydınlatıldığında cismin orijinal görüntüsünün üç boyutlu olarak yeniden oluşturulmasına "hologram" diyoruz. Bu anlamda, hologram sözcüğü hem kodlanmış malzemeyi hem de ortaya çıkan görüntüyü ifade eder.

Aynı televizyon ekranında bir filmi 3 boyutlu olarak izlediğimiz gibi; ancak gördüğümüz şey, 2 boyutlu bir ekrana yansıyan, iki boyutlu olarak kaydedilmiş görüntülerdir.

Acaba 3 boyutlu olarak algıladığımız her şey 2 boyuta kaydedilmiş bir hologram olabilir mi?

Yani, evrenimiz bir hologram olabilir mi?

Bilim insanları bunun olası olduğunu söylüyor.

Eğer öyleyse, bu bizim 3 boyutlu yaşamımızın bir yanılsama olduğu anlamına gelecektir. Yani üç boyutlu bir evrende yaşıyor gibi görünsek de, evrenimiz temelde iki boyutlu olabilir. 

Buna holografik ilke deniyor.

Holografik ilke

Holografik ilke, bir hacmin kendi yüzeyi üzerine kodlanmış bilgiyi ifade eden bir kuantum kütleçekimi ve sicim kuramı özelliğidir. Tartışmanın odağında ise kara delikler bulunuyor. Çünkü kara delikler, evrende hem relativistik hem de kuantum yasalarının bir arada olduğu tek yer.

Holografik İlke, ilk olarak 1990'lı yıllarda fizikçiler Gerard't Hooft ve Leonard Susskind tarafından ortaya atılmıştı. Ancak çıkış noktası daha önceki tartışmalara dayanıyor.

Tartışma, 1975 yılında Stephan Hawking'in kara delikler tarafından yutulan cisimlerin yok olabileceği tezini öne sürdüğünde başlamıştı. Hawking, kara deliklerin ışınım yaydığını ve bu şekilde kütle kaybettiğini söylüyordu. Işınım yayan kara delik zamanla küçülüyor ve bu da kara deliğin yavaş yavaş buharlaşıp yok olacağı anlamına geliyordu.

Hawking ışınımı

Hawking, ardından bilginin de yok olacağını ileri sürdü. Bu da yeni bir kavramdı. Bilgiyi ölçebilmek için ise klasik termodinamikte kullanılan entropi kavramına başvuruldu.

Burada bahsi geçen bilgi, maddenin kendine özgü özelliklerinin tümü olarak tanımlı olan "kuantum bilgi" oluyor; başka bir deyişle bir parçacığın hızı, konumu, spini ve enerjisi gibi ölçülebilen tüm fiziksel özelliklerinin karşılığı olmaktadır.

Biliyoruz ki, kara delikler evrenin en gizemli ve en özel oluşumlarıdır. Bir kara delik, olay ufku olarak adlandırılan bir sınırla çevrilidir ve olay ufku sınır çizgisini geçen tüm cisimler içeri çekilir ve orada kalırlar. Kaçma şansları yoktur, ışık bile kara deliğin çekim gücünden kurtulamaz.

Hawking'in dediği gibi kara deliklere düşen cisimler yok oluyorsa bilgi de yok oluyor demekti, ancak bu durum enerjinin korunumuna aykırıydı.

Sonra "Bekenstein bağıntısı" hatırlandı.

1972 yılında Jacob Bekenstein kara deliklerin entropisini, bir başka deyişle bilgi kapasitesini tanımlayan bir denklem üretmişti.

Bekenstein bağıntısına göre bir hacmin entropisi, yani hacmin içerdiği bilgi, kara deliğin olay ufkuyla sınırlı olan yüzey alanı ile orantılıydı.

Bu durumda, kara deliğe giren her şeyin kuantum bilgisi, iki boyuta kaydedilmiş oluyor ve Hawking ışıması ile kara delik küçülüp yok olsa bile bilgi kaybolmuyordu. Bu bir anlamda 3 boyutlu bilginin 2 boyut üzerine holografik olarak kodlanmış olduğu anlamına gelmekteydi.

Ayrıca bu öngörüler matematik ile desteklendi.

Bir kara deliğin (solda) bitlerle ifadesi ve bilginin sanal bir ekrana holografik olarak yansıtıldığı
holografik evrenin (sağda) şematik gösterimi

Holografik evren modeli

Holografik ilke, yalnızca kara deliklerin değil, tüm cisimlerin entropisinin hacimle değil, yüzey alanıyla orantılı olduğunu söylüyor. Dolayısıyla evren için, yüzeyine kodlanmış bilgiyle biçimlenmiş bir hologram demek mümkün. Yani, 4 boyutlu (üç uzay boyutu ve zaman) olarak algıladığımız gerçekliğimiz, gerçekte belki de 3 boyutlu (iki uzay boyutu ve zaman ) bir yüzeye kodlanmış hologram olabilir.

Uçuk bir fikir gibi görünebilir, ancak bu yaklaşımın doğru olduğu varsayımı altında kara deliklerin doğasının anlaşılması, kütlesel çekim ile kuantum mekaniğinin uzlaştırılması gibi iki büyük fizik probleminin çözümünün mümkün olduğu belirtiliyor. 

Şimdi, bilim insanları gözlemsel kanıt peşindeler.

Kozmosun akıl almaz büyük hızlarda genişlediği erken evrende, araştırmacılar evrenin neden birdenbire bu kadar hızlı genişlediğine açıklama getirmekte zorlanmışlardı. Ancak belirli koşullar altında, örneğin daha düşük boyutlu bir evren modelinin bu hızlı genişlemeye uyum sağlayabileceğini belirtiyorlar. 

Bu öngörü, evrenin holografik olarak başlayıp ardından 3 boyutlu bir yapıya dönüşebileceği anlamına mı geliyor?

Bilim insanları bu amaçla dikkatlerini erken evrene çevirdiler.

Büyük Patlama Kuramı, 13,8 milyar yıl önce şiddetli genişlemenin bir sonucu olarak evrende yayılan bir tür kozmik radyasyon kalıntısı bulabileceğimizi öngörmüştü ve 1960'larda, bu öngörü doğrulanmıştı: Kozmik mikrodalga arka plan ışıması (CMRB) olarak adlandırılan bu fosil radyasyonun, evrenin ilk evresine ait bilgiler içerdiği düşünülüyor.

Biliyoruz ki, o anda evren uzay-zaman kuantum salınımları ile doludur ve bu salınımlar evrendeki galaksilerin düzensiz dağılımının temel sorumlusudur. Dolayısıyla bilim insanları, şimdilerde bu kozmik radyasyon kalıntısında erken dönemde evrenin holografik yapısına ait gözlemsel kanıtlar arıyorlar. 

Bulguların holografik evren modelini destekler nitelikte olduğu ve standart kozmoloji modeliyle de uyumlu olduğu belirtiliyor.

Antik dönemde, gökyüzünün Dünya'yı yukarıdan çevreleyen saydam bir kubbe olduğu ve yıldızların da bu yüzeye yerleştirilmiş pırıltılı cisimler olduğu; gerçeklik algısının ise bu yüzeyin gözdeki yansıması olduğu düşünülürmüş.

Holgrafik ilke de bir anlamda bu düşünceyi anımsatıyor ve evrenin bir hologram olabileceğini ileri sürüyor. Ve bazı bilim insanları da bu görüşte.

Görünen o ki, algılamakta olduğumuz gerçekliğimizin, gerçekte hâlâ ne olduğunu tam olarak anlayabilmiş değiliz.



Kaynakça

https://magazine.scienceconnected.org/2021/05/holograms-can-touch-feel/

http://physicsbuzz.physicscentral.com/2019/05/is-universe-hologram-future-telescopes.html

https://www.vox.com/2015/6/29/8847863/holographic-principle-universe-theory-physics

https://www.scientificamerican.com/article/information-in-the-holographic-univ/

https://www.space.com/39510-are-we-living-in-a-hologram.html

https://theness.com/neurologicablog/index.php/testing-the-holographic-universe

Yazarın Diğer Yazıları

Uzayda niye akıllı bir yaşama rastlamıyoruz?

Bilgisayarlar teknolojik aşamaya ulaştığında, işleme kapasitelerini nasıl artıracaklarını da öğrenecekler, gelişmeleri daha da hızlanacak ve artık kontrol tümüyle kendilerinde olacaktır. Bu yeni zekâ, ölümsüz olacak ve evrenin her yanına yayılabilecek

Uzayın keşfinde robotik astronotlar dönemi

Öyle görünüyor ki yapay zekâ, insanın yakın gezegenleri kolonize etme tutkusunu tetikleyecek ve bu amacın gerçekleşmesinde insanın önemli bir müttefiki olacak. Tüm bunlar olanaksız bir hayal ürünü gibi görünse de unutmayalım, bugün yaşamakta olduklarımızı daha önce kim hayal edebilirdi ki?

Yapay zekâ duraklatılmalı mı?

Yapay zekâ, yaşamımızı ve çalışma tasarımlarımızı değiştirdi ve değiştirmeye de devam edecek, görünüyor. Peki neden yapay zekâyı geliştirme çalışmalarını duraklatmalıyız?

"
"