Çoklu evren (multiverse)

Çoklu evren (İngilizce "multiverse"), gözlemleyebildiğimiz evrenin, çok daha büyük bir bütünün yalnızca bir parçası olabileceği ya da bizimkinin yanında başka evrenlerin de bulunabileceği fikirlerinin ortak adıdır. Tek bir kuram değil, farklı kaynaklardan doğan bir fikirler ailesidir: kozmik şişme kuramı, sicim kuramı ve kuantum mekaniğinin bazı yorumları, birbirinden bağımsız yollardan çoklu evren benzeri sonuçlara ulaşır. Bu fikirlerin hiçbiri doğrudan gözlemle sınanmış değil ve bilimsel statüleri yoğun biçimde tartışılıyor. Bu yüzden bu sayfa konuyu kuramsal bir olasılık olarak ele alıyor.

"Multiverse" sözcüğünü ilk kullananlardan biri 1895'te William James'tir, ancak bugünkü kozmolojik anlamından farklı bir bağlamda.

Çoklu evren nereden çıkıyor?

Ebedî şişme ve kabarcık evrenler

Kozmik şişme kuramının pek çok sürümünde şişme her yerde aynı anda sona ermez. Kuantum dalgalanmaları nedeniyle bazı bölgeler şişmeyi sürdürürken başka bölgelerde şişme durur ve bu bölgeler kendi "büyük patlamalarıyla" genişleyen ayrı kabarcık evrenler oluşturur. Paul Steinhardt 1983'te bu "ebedî şişmenin" ilk örneğini verdi; Alexander Vilenkin aynı yıl bunun genel bir durum olduğunu gösterdi; Andrei Linde 1986'da kaotik şişme modelini yayımladı. Farklı kabarcıklarda simetriler farklı biçimde kırılabileceği için, fizik sabitleri kabarcıktan kabarcığa değişebilir. Alan Guth'un ifadesiyle "çoklu evrene yol açmayan şişme modelleri kurmak zordur." Şişme kuramı "Kozmik şişme kuramı" sayfasında anlatılıyor.

Sicim manzarası

Sicim kuramı tek bir evren öngörmek yerine, çok sayıda olası boşluk durumuna, yani her biri farklı fizik yasalarına sahip olası evren türlerine izin verir. Bunların sayısı için sıkça verilen alt sınır 10500'dür; sonradan 10272.000'e yükseltildi ve gerçek sayı daha da büyük olabilir. "Manzara" adını evrimsel biyolojideki "uyum manzarası" kavramından alan bu fikri kozmolojiye ilk Lee Smolin, sicim kuramı bağlamına ise Leonard Susskind taşıdı. Ebedî şişme ile birleştiğinde, bu olası evrenlerin her birinin bir yerde gerçekleştiği bir çoklu evren tablosu ortaya çıkar.

Çok dünyalar yorumu

Hugh Everett 1957'de Princeton'daki doktora çalışmasında kuantum mekaniği için "göreli durum" yorumunu önerdi. Bu yoruma göre evrenin dalga fonksiyonu hiçbir zaman çökmez; bir ölçümün olası her sonucu, birbiriyle iletişim kuramayan ayrı "dallarda" gerçekleşir. Bryce DeWitt 1970'lerde bu yorumu yaygınlaştırdı ve ona "çok dünyalar" adını verdi. Bu, kozmolojik çoklu evrenden farklı bir fikirdir ama sınıflandırmalarda genellikle birlikte anılır.

Çok dünyalar yorumu da tartışmalıdır. Eleştirmenler, Everett'in kuantum olasılık kuralını (Born kuralı) türetirken gerekçesiz varsayımlara dayandığını ve sonraki türetmelerin de uzlaşı sağlayamadığını belirtiyor. Dalların hangi temelde ayrıldığını belirleme sorunu ("tercih edilen taban") için önerilen çözüm olan eşevresizlik (decoherence) bazılarınca döngüsel bulunuyor. Birbiriyle iletişim kuramayan dalların yanlışlanamaz olduğu da sık dile getirilen bir itiraz. Roger Penrose ise yorumun kütleçekimi göz ardı ettiği için başarısız olduğunu savunuyor.

Sınıflandırmalar

Max Tegmark, 2003'te Scientific American'da yayımlanan "Paralel Evrenler" makalesinde çoklu evren fikirlerini dört düzeyde sınıflandırdı:

Düzey	Ne?	İlgili fikir
I	Evrenimizin, gözlenebilir sınırın ötesine uzanan devamı	Çok büyük ya da sonsuz uzay
II	Farklı fizik sabitlerine sahip evrenler	Ebedî şişme, kabarcık evrenler
III	Kuantum mekaniğinin dalları	Çok dünyalar yorumu
IV	"Nihai topluluk"	Tegmark'ın en geniş sınıfı

Brian Greene ise dokuz tür sayar: kapitone (yamalı), şişme, zar, döngüsel, manzara, kuantum, holografik, benzetilmiş (simülasyon) ve nihai çoklu evren.

İnsancı ilke bağlantısı

Çoklu evren fikrinin çekiciliğinin önemli bir kısmı, evrenimizin fizik sabitlerinin yaşama "ince ayarlı" görünmesiyle ilgilidir. Örneğin kozmolojik sabit çok daha büyük olsaydı galaksiler oluşamazdı. Farklı yasalara sahip çok sayıda evren varsa, bazılarında yaşam mümkün olacak ve gözlemciler zorunlu olarak bunlardan birinde bulunacaktır. Buna zayıf insancı (antropik) ilke denir. Steven Weinberg 1987'de bu akıl yürütmeyle kozmolojik sabitin küçük ama sıfır olmayan bir değer alması gerektiğini savunmuştu. Bu bağlantı "Kozmolojik sabit sorunu" sayfasında da ele alınıyor.

Sınanabilir mi?

Çoklu evren fikrinin en büyük sorunu sınanabilirliktir: başka evrenler tanımı gereği gözlem alanımızın dışındadır. Yine de bazı dolaylı testler önerildi. En bilineni, başka bir kabarcık evrenle geçmişte yaşanmış bir "çarpışmanın" kozmik mikrodalga arka planda iz bırakabileceği fikridir. 2010-2011 civarında Stephen Feeney ve arkadaşları WMAP verilerinde böyle çarpışmaların izlerini bulduklarını öne sürdü. Ancak WMAP ve Planck verileriyle yapılan sonraki bir analiz, kabarcık çarpışmalarına ya da başka evrenlerin kütleçekimsel etkisine dair istatistiksel olarak anlamlı bir kanıt bulamadı.

Eleştiriler

Çoklu evren fikri, bilim insanları arasında en çok tartışılan konulardan biridir:

• Bilim mi, metafizik mi? George Ellis 2011'de, çoklu evrenin kanıt elde etmenin olası görünmeyeceği kadar uzakta olduğunu ve deneysel değil metafizik sorular doğurduğunu yazdı.
• Keyfîlik: Paul Davies 2003'te, görülmeyen evrenlere başvurmanın "görülmeyen bir Yaratıcı'ya başvurmak kadar keyfî" olduğunu savundu.
• Sınanamazlık: Ebedî şişmenin öncülerinden Paul Steinhardt, her şeyin bir yerde gerçekleştiği bir çoklu evrenin şişmeyi sınanamaz kıldığını ve kuramı bilimsel olarak başarısız saydığını belirtiyor. Sabine Hossenfelder, David Gross ve Roger Penrose da şüpheciler arasında anılıyor. Gross, sicim manzarasına dayalı insancı akıl yürütmeyi bilimsel olmayabilecek, yanlışlanamaz ya da erken bir fikir olarak nitelendirdi.
• Olasılık sorunu: Sonsuz sayıda evren varsa, herhangi bir sonucun "ne kadar olası" olduğunu hesaplamak için sonsuz kümeleri karşılaştırmak gerekir ("ölçü sorunu"); sicim manzarasında da hangi boşluk durumlarının ne sıklıkla oluştuğu büyük ölçüde bilinmiyor.

Savunucular ise çoklu evrenin keyfî bir varsayım değil, şişme ve sicim kuramı gibi başka nedenlerle ciddiye alınan kuramların doğal bir sonucu olduğunu vurguluyor. Guth ve Linde bu görüşün önde gelen temsilcileri arasında. Stephen Hawking ve Thomas Hertog ise 2018'deki "Ebedî şişmeden düzgün bir çıkış?" başlıklı çalışmalarında sonsuz bir çoklu evrene gerek olmadığını, kuramlarının "makul ölçüde düzgün ve küresel olarak sonlu" evrenler öngördüğünü savundu.

Kısaca

• Çoklu evren tek bir kuram değil; şişme, sicim kuramı ve kuantum mekaniğinden doğan fikirler ailesidir.
• Ebedî şişme farklı fizik sabitlerine sahip olabilecek kabarcık evrenler öngörür.
• Sicim manzarası en az 10500 olası boşluk durumu içerir.
• Tegmark çoklu evren fikirlerini dört düzeyde, Greene dokuz türde sınıflandırdı.
• KMA'da kabarcık çarpışması izleri arandı; anlamlı bir iz bulunamadı.
• Ellis, Steinhardt, Davies ve başkaları fikrin bilimsel statüsünü sorguluyor.

Kaynaklar: Wikipedia — Multiverse, Wikipedia — Eternal inflation, Wikipedia — String theory landscape, Wikipedia — Many-worlds interpretation, Wikipedia — Cosmological constant