Ne okumalı: Büyük Sorulara Kısa Cevaplar Stephen Hawking'in son kitabı

2024 Yazar: Malcolm Clapton | [email protected]. Son düzenleme: 2023-12-17 04:13

Büyük bilim adamının zamanda yolculuğun mümkün olup olmadığı konusundaki çalışmasından bir alıntı.

Uzayda bir noktadan diğerine hızla hareket etme yeteneği, zaman yolculuğuyla yakından ilgilidir. Daha önce de söylediğim gibi Einstein, bir uzay aracını ışık hızına yakın bir hıza çıkarmak için sonsuz güçlü jet itişinin gerekli olacağını gösterdi. Bu nedenle, makul bir zaman diliminde Galaksinin bir bölümünden diğerine geçmenin tek yolu, uzay-zamanı küçük bir tüp veya "solucan deliği" oluşturacak şekilde katlayabilmektir. Galaksinin iki parçasını birbirine bağlayabilir ve aralarındaki en kısa yol olarak hareket edebilir; ileri geri uçabilir ve yine de tüm arkadaşlarınızı canlı yakalayabilirsiniz. Bu tür "solucan delikleri", geleceğin uygarlığı için mevcut bir fırsat olarak ciddi şekilde değerlendirildi. Birkaç hafta içinde Galaksinin bir bölümünden diğerine geçmeyi başarırsanız, yola çıkmadan önce aynı anda başka bir "delikten" geri dönebilirsiniz. Ayrıca, her iki ucu da birbirine göre hareket ederse, hiçbir şey ileriye gitmenizi ve bir "solucan deliği" aracılığıyla geçmişe dönmenizi engelleyemez.

Bir "solucan deliği" yaratmak için uzay-zamanı sıradan maddenin onu büktüğü yönün tersine bükmek gerektiğini söyleyebiliriz. Sıradan madde, Dünya'nın yüzeyi gibi uzay-zamanı kendine doğru büker. Ancak bir "solucan deliği" yaratmak, bir eyerin yüzeyi gibi, uzay-zamanı ters yönde büken bir madde gerektirir. Aynı şey, evren zaten zaman yolculuğu yeteneklerine sahip olacak kadar kavisli olmadığı sürece, geçmişe yolculuk yapmak için uzay-zamanın diğer herhangi bir eğriliği için de geçerlidir. Sadece bu durumda negatif kütle ve negatif enerji yoğunluğuna sahip maddeye ihtiyacınız olacak.

Enerji para gibidir. Bankada pozitif bakiyeniz varsa parayı istediğiniz şekilde kullanabilirsiniz. Ancak, yakın zamana kadar değişmez kabul edilen klasik yasalara göre, enerji kullanılırken kredili mevduat hesabı yapılmasına izin verilmez.

Klasik yasalar, zaman yolculuğunu mümkün kılmak için evreni bükmemizi imkansız kılar. Ancak klasik yasalar kuantum teorisi tarafından çürütülür - genel görelilik teorisinden sonra ikinci, Evreni anlamamızdaki büyük entelektüel devrim. Kuantum teorisi daha esnektir ve bazı durumlarda kredili mevduata izin verir. Ancak, banka bize karşı yeterince nazik olmalıdır. Başka bir deyişle, kuantum teorisi, bazı yerlerde pozitif bir yoğunluk sağlarsanız, bazı yerlerde negatif enerji yoğunluğuna izin verir.

Kuantum teorisi, belirsizlik ilkesine dayandığı için negatif enerji yoğunluğuna izin verir. Ve bir parçacığın konumu ve hızı gibi bazı özelliklerin aynı anda tam olarak ölçülen değerlere sahip olamayacağını savunuyor. Parçacığın konumu ne kadar doğru belirlenirse, hızı hakkındaki belirsizlik o kadar yüksek olur ve bunun tersi de geçerlidir. Belirsizlik ilkesi alanlar için de geçerlidir - örneğin bir elektromanyetik veya yerçekimi alanı için. Boş alan olduğunu düşündüğümüz yerde bile bu alanların boş bir değere sahip olamayacağını savunuyor. Gerçek şu ki, değerleri sıfıra eşitse, bu, sıfıra eşit iyi tanımlanmış bir konuma ve sıfıra eşit iyi tanımlanmış bir hıza sahip olmaları gerektiği anlamına gelir. Bu da belirsizlik ilkesine aykırıdır. Bu, alanların bir miktar minimum dalgalanmaya sahip olması gerektiği anlamına gelir. Aniden ortaya çıkan, ayrılan, sonra tekrar birleşen ve yok olan, karşılıklı olarak yok olan parçacık ve antiparçacık çiftleri şeklindeki sözde vakum dalgalanmalarını hayal edebiliriz.

Bu tür parçacık çiftleri - antiparçacıklar sanal olarak kabul edilir, çünkü bir parçacık detektörü kullanılarak doğrudan tespit edilemezler. Ancak dolaylı bir etki gözlemlenebilir. Bunun için sözde Casimir etkisi kullanılır. Birbirinden kısa bir mesafede bulunan iki paralel metal plakayı hayal etmeye çalışın. Plakalar, sanal parçacıklar ve karşı parçacıklar için ayna görevi görür. Bu, plakalar arasındaki boşluğun bir organ borusu gibi göründüğü, yalnızca belirli bir rezonans frekansındaki ışık dalgalarını ilettiği anlamına gelir. Sonuç olarak, plakalar arasında, bu dalgalanmaların herhangi bir dalga boyuna sahip olabileceği, arkalarında olandan farklı olarak, belirli miktarda kuantum dalgalanmalarının meydana geldiği ortaya çıkıyor. Plakalar ve dışarıdaki sanal parçacıkların sayısındaki fark, plakaların bir tarafta diğerinden daha fazla basınç altında olduğu anlamına gelir. Plakaları birbirine yaklaştıran küçük bir kuvvet ortaya çıkar. Bu kuvvet deneysel olarak ölçülebilir. Yani sanal parçacıklar gerçekte var olurlar ve gerçek bir etkiye sahiptirler.

Plakalar arasında daha az sanal parçacık veya bir boşlukta kuantum dalgalanmaları olduğundan, enerji yoğunluğu da burada çevreleyen alana göre daha düşüktür. Ancak plakalardan çok uzaktaki boş uzayın enerji yoğunluğu sıfıra eşit olmalıdır. Aksi takdirde uzay-zaman eğrilecek ve Evren tamamen düz olmayacaktır. Bu, plakalar arasındaki alandaki enerji yoğunluğunun negatif olması gerektiği anlamına gelir.

Deneysel olarak kanıtlanmış ışık sapması, uzay-zamanın eğri olduğunu gösterir ve Casimir etkisi, eğriliğin negatif olabileceğini doğrular. Ve bilim ve teknoloji geliştikçe, geçmişe yolculuk yapabilmek için "solucan delikleri" yaratabilecek veya uzay ve zamanı başka bir şekilde bükebilecekmişiz gibi görünebilir. Ancak bu durumda kaçınılmaz olarak bir takım sorular ve sorunlar ortaya çıkmaktadır.

Örneğin: gelecekte zaman yolculuğu mümkün olacaksa, neden gelecekten kimse bize dönüp bunu nasıl yapacağımızı söylemedi.

Bizi karanlıkta tutmak için iyi nedenler olsa bile, kimsenin ortaya çıkıp biz zavallı geri kalmış köylülere zaman yolculuğunun sırrını açıklamak istemediğine inanmak, doğası gereği zordur. Elbette bazıları, gelecekten gelen konukların bizi zaten ziyaret ettiğini iddia ediyor - UFO'larda uçuyorlar ve hükümetler, konukların yanlarında taşıdıkları bilimsel bilgiyi kullanmak için bu gerçekleri örtbas etmek için dev bir komploya giriyor. Tek bir şey söyleyebilirim: Eğer hükümetler bir şeyler saklıyorsa, uzaylılardan aldıkları faydalı bilgileri yine de kullanamıyorlar. "Komplo teorisi" konusunda çok şüpheciyim ve "karışıklık teorisi"ni daha makul buluyorum. UFO raporları, birbiriyle çeliştiği için yalnızca uzaylılarla ilgili olamaz. Ancak bu gözlemlerin bazılarının yalnızca hata veya halüsinasyon olduğunu kabul edersek, öyle olduklarını kabul etmek, gelecekten veya Galaksinin başka bir bölümünden gelen konuklar tarafından ziyaret edildiğimize inanmaktan daha mantıklı değil mi? Bu misafirler gerçekten Dünya'yı kolonileştirmek veya bizi bir tür tehlikeye karşı uyarmak istiyorlarsa, son derece etkisizdirler.

Gelecekten gelen misafirlerle hiç tanışmadığımız gerçeğiyle zaman yolculuğu fikrini uzlaştırmanın bir yolu var. Böyle bir seyahatin ancak gelecekte mümkün olacağını söyleyebiliriz. Geçmişimizin uzay-zamanı sabittir çünkü onu gözlemledik ve zamanda geriye gidebilmemiz için yeterince kavisli olmadığını gördük. Ve gelecek açık, bu yüzden bir gün uzay-zamanı bükmeyi öğreneceğiz ve zamanda yolculuk yapma fırsatını elde edeceğiz. Ancak uzay-zamanı ancak gelecekte bükebileceğimiz için ondan günümüze ve hatta daha öncesine dönemeyeceğiz.

Böyle bir resim, neden gelecekten bir turist akını yaşamadığımızı açıklayabilir. Ama yine de birçok paradoksa yer bırakıyor. Bir uzay gemisinde uçma ve uçuş başlamadan önce geri dönme fırsatı olduğunu varsayalım. Fırlatma sahasında bir roketi patlatmanızı ne önleyecek ve böylece kendiniz için böyle bir uçuş olasılığını dışlayacak? Daha az paradoksal olmayan başka versiyonlar da var: örneğin, zamanda geriye gitmek ve siz doğmadan önce ebeveynlerinizi öldürmek. Bunun iki olası çözümü var.

Tutarlı bir tarihsel yaklaşım diyeceğim bir şey. Bu durumda, fiziksel denklemler için tutarlı bir çözüm bulunabilir - uzay-zaman geçmişe seyahat etmenin mümkün olduğu ölçüde eğri olmasına rağmen. Bu açıdan bakıldığında, geçmişe dönmediyseniz ve fırlatma rampasını havaya uçurmadıysanız, geçmişe yolculuk için bir roket hazırlayamazsınız. Bu sıralı bir resim, ancak tamamen kararlı olduğumuzu söylüyor: düşüncelerimizi değiştiremiyoruz. Bu özgür irade için çok fazla.

Alternatif tarih yaklaşımı dediğim başka bir çözüm. Fizikçi David Deutsch tarafından desteklendi ve muhtemelen Geleceğe Dönüş'ün yaratıcıları tarafından kastedildi. Bu yaklaşımla, alternatif bir tarihte roketin fırlatılmasından önce gelecekten geri dönüş olmayacak ve buna göre onu patlatma fırsatı olmayacak. Ancak gezgin gelecekten döndüğünde kendini başka bir alternatif tarihte bulur. İçinde insan ırkı bir uzay gemisi inşa etmek için inanılmaz çabalar sarf eder, ancak Galaksinin başka bir bölümünden yola çıkmadan önce benzer bir gemi ortaya çıkar ve inşa edileni yok eder.

David Deutsch, fizikçi Richard Feynman tarafından ortaya atılan geçmişlerin çoğulluğu kavramına alternatif bir tarihsel yaklaşımı tercih ediyor. Onun fikri, kuantum teorisine göre evrenin benzersiz ve benzersiz bir geçmişi olmadığıdır.

Evrende her biri kendi olasılık derecesine sahip tüm olası hikayeler vardır.

Ortadoğu'da istikrarlı bir barışın olduğu bir hikaye olasılığı olmalı, ancak böyle bir hikayenin olasılığı büyük olasılıkla düşük.

Bazı hikayelerde, roketler gibi nesnelerin geçmişlerine dönebilmeleri için uzay-zaman çarpıtılır. Ancak her hikaye, yalnızca kavisli uzay-zamanı değil, aynı zamanda içindeki tüm nesneleri de tanımlayan, ayrılmaz ve kendi kendine yeterlidir. Bu nedenle, dönen roket başka bir alternatif tarihe giremez. Kendi içinde tutarlı olması gereken aynı hikayede kalır. Ve ben, Deutsch'un aksine, çoğul hikaye fikrinin alternatif bir tarihsel yaklaşımdan ziyade tutarlı bir tarihsel yaklaşım lehine çalıştığına inanıyorum.

Görünüşe göre, tutarlı tarihsel tablodan vazgeçecek durumda değiliz. Bununla birlikte, uzay-zamanın kavisli olduğu ve böylece makroskobik ölçeğin ötesinde zaman yolculuğunun mümkün olduğu hikayelerin çok küçük bir olasılığı varsa, bu determinizm ve özgür irade konularını ele almayabilir. Ben buna kronoloji güvenliği hipotezi diyorum: fizik yasaları makroskopik düzeyde zaman yolculuğunu önlemek için tasarlanmıştır.

Görünüşe göre uzay-zaman, geçmişe seyahate izin verecek kadar neredeyse kavisliyse, sanal parçacıklar kapalı yörüngeler boyunca hareket eden neredeyse gerçek parçacıklar haline gelebilir. Sanal parçacıkların yoğunluğu ve enerjileri önemli ölçüde artar, bu da bu tür hikayelerin olasılığının çok küçük olduğu anlamına gelir. Bu, tarihçiler için dünyayı korumaya çalışan bir kronolojik koruma kurumunun faaliyetlerine benzer hale gelmesine rağmen. Ancak uzay ve zamanın eğriliği teması henüz emekleme aşamasındadır. Genel görelilik ve kuantum teorisini birleştirmek için büyük umutlarımız olan M-teorisi olarak bilinen birleştirici bir sicim teorisine göre, uzay-zaman, deneyimlediğimiz dört değil on bir boyuta sahip olmalıdır.

Sonuç olarak, bu on bir boyutun yedisi, fark etmeyeceğimiz kadar küçük bir alana toplanmıştır. Öte yandan, kalan dört boyut pratik olarak düzdür ve uzay-zaman dediğimiz şeyi temsil eder. Eğer bu resim doğruysa, o zaman dört düz boyutu kalan yedi yüksek eğimli veya çarpık boyutla bir şekilde birleştirmek mümkün olmalıdır. Bundan ne çıkacak, henüz bilmiyoruz. Ama fırsatlar heyecan verici.

Sonuç olarak şunları söyleyeceğim.

Modern konseptlerimiz, hızlı uzay yolculuğu ve geçmişe dönüş olasılığını dışlamaz. Bu çok büyük mantıksal sorunlar yaratabilir, bu yüzden umalım ki insanları zamanda geriye gitmekten ve ebeveynlerini öldürmekten alıkoyacak bir tür Kronoloji Güvenlik Yasası vardır.

Ancak bilim kurgu hayranları üzülmemeli. M-teorisi umut verir.

Dünyaca ünlü fizikçi Stephen Hawking'in, herkesi ilgilendiren en önemli konuları özetlediği ve konuştuğu bir kitap vasiyeti olan son çalışması.

İnsanlık yaşayacak mı? Uzayda bu kadar aktif mi olmalıyız? Tanrı var mı? Bunlar, tarihin en büyük beyinlerinden birinin son kitabında yanıtladığı sorulardan sadece birkaçı.