EVRENİN BİR HOLOGRAM OLDUĞUNA DAİR STEPHEN HAWKING İLE YAPILAN TARTIŞMA

String teorisini savunanlar, daha fazla boyut ekleyerek daha seçkin bir evren tanımı yapabileceklerine inanıyorlar. Bazı teorisyenler ise, bir eksit boyut ile evreni gözlemlemenin yolunu bulduklarını düşünüyorlar.

Bu çalışma kara deliklerin yapısı konusunda Stephen Hawking ile çok büyük bir tartışmaya yol açtı. Tartışma, olay ufkunun hologram olarak davrandığı farkedildiğinde sona erdi; ki bu hologramda içine çekilen materyalin bilgisi bulunmaktaydı. (OLAY UFKU: Işık ve maddenin artık kaçamadığı bölgeyi sınırlayan kuşağa “olay ufku” adı verilir. Olay ufku, herhangi bir fiziksel incelemede bulunamadığımız bir uzay parçasıdır.)

Aynı matematik yoluyla, evrendeki herhangi bir nokta tanımlanabilir. Bu da demektir ki, tüm evrenin içeriği dev bir hologram olarak gözlemlenebilir. Kendisini kuşatan iki boyutlu herhangi bir şeklin yüzeyinde yeralan bir hologramdır bu.

Bu yaz düzenlenen Dünya Bilim Festivali’ndeki panelin esas konusu buydu. Festivalde, bu fikrin nasıl oluştuğu, bir bütün olarak evrene nasıl uygulanabileceği ve gelişimde nasıl rol oynadıkları anlatılmaktadır.

Stephen Hawking, karadelik içindeyken maddeye ne olduğunu anlatmaya başladığında tartışmaları da başlatmış oldu. Hawking şunları iddia etti: Kuantum mekaniğine göre, kara deliğe giren bir parçacıcığın kuantum durum bilgisi de kendisiyle beraber kara deliğe girer. Bu durum, kara deliğin Hawking radyasyonu denilen radyasyonla kaynamaya başlayıp olay ufkunun dışarısında ayrı bir parçacık yaratırken, içerisindekini yok etmesine kadar bir problem teşkil etmez. Bu süreç, kara delikten kaçabilen parçacığın, deliğin içinde kalan parçacığın kuantum durumuyla bağlantısı olmadığını göstermektedir. Sonuç olarak, bilgi yok olmaktadır. İşte panelde tartışmaya yol açan konu da budur.

Kuantum mekaniği söz konusu olduğunda, durum bilgisi asla yok olmaz. Bu sadece bir gözlem de değildir. Panelin katılımcılarından Leonard Susskind’e göre bilginin yok olması paradoks oluşturmaktadır. Çok küçük görünmesine rağmen, yavaş yavaş yayılacak ve sonunda da bildiğimizi

sandığımız herşeyde tutarsızlıklar oluşmasına neden olacaktır. Susskind, bilgi kaybolursa, fizik hakkında bildiğimiz herşeyin altüst olacağını söylüyor.

Ama malesef Hawking’de tam olarak bunu iddia etmektedir. Nobel ödüllü Gerard’t Hooft “Hawking, kuantum teorisini, teorinin kendisiyle hiç uyuşmayan bir sonuç elde etmek için kullandı. Yine de bu çok kötü birşey değil. Bir paradoks yarattı ve paradokslar fizikçileri çok mutlu eder” dedi.

Susskind ” Söylediklerinde neyin yanlış olduğunu anlamak ve bunu Hawking’in de anlamasını sağlamak çok zordu” dedi.

Tartışmalar gittikçe büyüdü. Paneldeki bir diğer fizikçi Herman Verlinde, tartışılanlar hakkında Hawking’in bir görüşü olduğu anlaşıldığında ortamın sessizleştiğini ve Hawking bir görüşe “saçma” dediyse, bunun o kişinin tartışmayı kaybettiği anlamına geldiğini söyledi.

‘t Hooft, anlaşmazlığın nasıl çözüldüğünü açıkladı. Kara deliğin içine çekilen bilginin ne kadar olduğunu hesaplamak mümkündür. Bunu bulduktan sonra, toplam miktar, bilginin muhafaza edildiği yer olduğu söylenen olay ufkunun yüzey alanı ile ilişkilendirilebilinir.  Fakat olay ufku iki boyutlu bir yüzey olduğu için, bilgi normal madde içinde depolanamaz; bunun yerine olay ufku, içinden
madde geçerken bilgiyi tutan bir hologram yaratır. Bu madde Hawking radyasyonu olarak geri çıkarken, bilgi yeniden depolanır.

Susskind bunun ne kadar mantıksız olduğunu anlattı. Bildiğimiz hologramlar, ancak içinden ışık geçtiği anda yorum yapabileceğimiz bilgi haline dönüşen girişim desenlerini içlerinde barındırırlar. Mikro seviyede, ilgili bilgi parçacıkları çok uzaklara dağılabilirler ve hangi parçacıkta neyin kodlandığını anlamak imkansızdır.
Olay ufkuna gelince de, bu parçacıklar son derece küçüktür. Plank ölçeğinde büyüklükleri 1.6 x 10-35  metredir. ‘t Hooft ” bu parçalar o kadar küçüktür ki, makul bir hacim içerisinde şaşırtıcı miktarda bilgi muhafaza edebilirsiniz.- O kadar ki, bir kara deliğin içine çekilen tüm bilgiyi tanımlayabilirsiniz-”dedi.
Susskind: ” Bunun bedeli de, bilginin “içinden çıkılmaz şekilde ” bozulmasıdır.” dedi.

KARA DELİKTEN EVRENE

Berkeley’den Raphael Bousso, tüm bu fikirlerin yayılarak evreni bir bütün olarak nasıl kuşattıklarını anlattı. Karadelik ve olay ufkundan kurtulabilirseniz, bir yüzeyin muhafaza edebileceği bilgi miktarını tanımlayan matematik aynı şekilde işleyebilir.( Bu çok da şaşırtıcı değildir. Evrenin çoğu, bir kara deliğin içinden çok daha az yoğunluktadır.) Bu evrende, uzayda bir yer kaplayan herhangi bir yüzey, o alanın içerdiklerini
tanımlayabilme kapasitesine sahiptir. Matematik o kadar iyi işlemektedir ki, bu tıpkı bir “tuzak” gibi görünmektedir. En azından ona göre.

Verlinde, evren skalasında nesnelerin hacimleriyle ölçeklendirildiğinin altını çizdi. Dolayısıyla nesnelerin hacimlerinin tanımını, yüzey alanı ölçeklendirmesiyle yapmak son derece mantıksızdır. Verlinde, pek çok kişinin bu fikri kabullenememesinin nedenlerinden birinin bu mantıksızlık olduğunu düşünüyor.

En temel fikir ele alındığında, – Evrenin hologram kullanılarak tanımlanabiliyor olması- panel oldukça tekdüze geçmişti. Susskind bu konuda bir anlaşma sağlandığını düşünüyordu. Ama temel prensiplerin dışına çıktığınızda, herkes kendi fikrini öne sürüyordu ve bu panel boyunca böyle devam etti. Örneğin Bousso, holografik ilkenin “kuantum yerçekiminin bileti” olduğunu düşünüyordu.
“Nesneler aynı şekilde yerçekimi yoluyla etkileşim halindedirler ve holografik ilke bunun nedeni hakkında açıklamalar sunabilir“  dedi. (Bunun nasıl olduğu hakkında fikri vardıysa bile herhangi bir açıklama da bulunmadı.) Verlinde de aynı fikirde gibi görünüyordu. Plank ölçeğine yakın nesnelerde, yerçekimi ortaya çıkmaktaydı.

Fakat ‘t Hooft holografik ilkenin, yerçekiminin kuantum yapısından çok daha fazlasını çözmesini umut ediyordu. Ona göre, kuantum mekaniğinin altında çok önemli birşeyler yatmaktaydı. Holografik ilke bir bilmecenin parçasıydı. Çünkü bozulmalar 3 boyutta gerçekleşirken; iki boyutlu bozuma uğramış bir resme yayılmaktaydı ve bu arada da evrenin ışık hızı limitine de uymaktaydı. Bu durum ona göre çok
önemli bir şeylerin göstergesiydi ve Hooft bunun kuantum mekaniklerinin olasılık dünyasına göre değilde, biraz daha sebep-sonuç ilkelerine göre oluştuğunu görmeyi diliyordu. Plank ölçeğine yakın bir yerlerde, rastgele olmayan bir dünya umut ediyordu. Paneldeki hiçkimse bu beklentiden heyecan duymadı.

Tartışmada, String Teorisiyle ilgili problemli konulardan birinin ele alınmaması büyük bir eksiklikti: Matematik çok iyi işleyebilir ve dünyaya daha pratik bir açıdan bakmayı sağlayabilir ama gerçek- fiziksel evrende herhangi bir şeyle bağlantılı mıdır? Hiç kimse bu soruyu ele almaya kalkışmadı. Yine de panel, özel bir durumu ele alarak -maddenin kara delikte kayboluşunu- başlangıç olarak evrene farklı bir açıdan bakmayı sağladı. Daha sonrasında ise Stephen Hawking  yanlış bir fikir üzere olduğu konusunda ikna edildi.

Kaynak : http://arstechnica.com/science/news/2011/07/how-an-
argument -with-hawking-suggested-the-universe-is-a-hologram.ars