Hiçlik nedir? Hiçbir şey diye bir şey var mıdır? Varsa neye benzer? Fizikçileri ve filozofları derinden etkileyen hiçlik meselesi sizin de aklınıza takıldıysa gelin bu yazımızda bilimde hiçliğin hangi anlamlara sahip olduğunu beraber inceleyelim.
Pencerenizin dışında bir ses duyduğunuzu hayal edin. Havlayan bir köpek veya bağıran bir çocuk olabileceğini düşünürsünüz. Ancak ayağa kalkıp baktığınızda, ne bir köpek ne de bir çocuk vardır. “Ah,” dersiniz, “orada hiçbir şey yok.”
Sık sık ” hiçbir şey yok” deriz. Ancak kastettiğimiz şey belirli bir şeye sahip olmadığımızdır. Dışarıya baktığınızda, orada birçok şey vardı – ağaçlar, evler, arabalar ve bisikletler belki – ancak aradığınız belirli şey orada değildi. Tamamen boş bir odaya bakıyor olsanız bile, orada hala bir şeyler olurdu. Her zaman hava vardır ve hava, hayatta kalmamızı sağlamak için solumamız gereken oksijen gibi moleküllerden oluşur .
Gördüğümüz, hissettiğimiz ve etkileşime girdiğimiz her şey en temelde atom altı parçacıklardan meydana gelmektedir. Tüm bu “şeyler” aynı fizik kurallarına uyarak uzay-zamanda var olurlar. Fakat siz, biz ve tüm bu “şeyler” sınırlı bir süre var olabiliyoruz. Bu durumda hiçliği nasıl düşünelim? İşte size dört seçenek.
1)”Hiçlik, Bir Şeylerin Var Olabilmesi İçin Ham Maddelerin Bulunmadığı Durumdur”
Elinizde galaksileri, yıldızları, gezegenleri ya da insanları inşa edebileceğiniz parçacıklar yoksa o halde bunların varlığından da söz edemezsiniz. Çünkü bildiğimiz ve etkileşime girdiğimiz her şey atom altı parçacıklardan meydana gelir. Bu nedenle atom altı parçacıklar evrenin ham maddeleridir diyebiliriz.
Günümüzde evrende normal maddenin anti-maddeye baskın olduğunu biliyoruz. Normal maddenin baskın olması sayesinde evrenin genişlemesini, yıldızların doğumunu ve ölümünü anlayabiliyoruz. Fizik yasalarının evrende eşit miktarda madde ve anti-maddenin oluşmasına izin verebildiği düşünülüyor. Buna karşın evrende böyle bir simetrinin aksine bir asimetri olması fizikçilerin çözemedikleri sorunlardan birisi. İşte burada hiçlik kelimesinin ilk anlamı bizi karşılıyor.
2010 yılında Fermilab’de yapılan deneylerde madde ve anti-madde arasındaki dengesizliğin sandığımızdan daha büyük olduğunu gördük. Öyle ki başlangıçtaki üretilen madde miktarı, anti-madde miktarından %1 daha fazlaydı.
İşte evrendeki maddenin yoktan var olduğunu duyduğunuzda kastedilen şey aslında budur. Madde ile anti-maddenin asimetrisinden doğan bu soruna baryogenez deniyor. Baryogenezi çözmek için birçok teori ortaya atılsa da, hala tam cevabı bilmiyoruz.
2) “Hiçlik, Bomboş Uzayın Boşluğudur”
Hiçliğe dair ilk tanım sizi tatmin etmemiş olabilir. Ne de olsa ilk tanımda hiçliği, bir şeylerin oluşması için ham maddenin olmaması olarak tanımladık. Ve görebileceğiniz gibi bu hiçlik tanımında hala “var olan bir şeyler” var.
Bu sefer hiçliğe ulaşabilmek için her şeyden kurtulmamız gerekecek. Bildiğimiz tüm maddelerin olmadığını hayal edelim. Hiçbir galaksi, yıldız, gezegen, canlı, atom ve atom altı parçacık olmasın. Sizce bu yolun sonunda ne elde ederdik?
Eğer bir şekilde tüm bunların hepsinden kurtulabilirsek elimizde geriye kalan tek şey bomboş uzay olurdu. Bazı bilim insanları hiçlik derken bu uzayın boşluğunu kastederler.
Fakat bu hiçlikte bile hala bir şeylerin var olduğunu söylemek lazım. Çünkü fizik yasaları hala oradadır ve bu da kuantum alanlarının da orada olduğu anlamına gelir. Kuantum alanları; elektromanyetik, kütle çekimi, Higgs ve nükleer kuvvetlerden kaynaklanan alanları içerir.
Boş uzayın boşluğunda bile genel görelilik tarafından yönetilen uzay-zaman oradadır. Ve belki de en önemlisi uzayın sıfır noktası enerjisi pozitif bir değerde hala oradadır. Bugün bu enerji kendisini bize karanlık enerji şeklinde gösteriyor. Hiçlikten çıkan bir evren işte budur! Bomboş uzayın boşluğunda bulunan fizik yasaları ve karanlık enerji, evrenimizin oluşmasına yol açmış gibi görünüyor.
3)”Hiçlik, Uzay-Zaman İçin Mümkün Olan En Düşük Enerjili Durumdur”
Bir önceki hiçlik tanımımızda uzayın sıfır noktası enerjisinden söz etmiştik. Her ne kadar bu enerjinin ismi sıfır noktası enerjisi olsa da değeri sıfır değildir. Uzayın sıfır noktası enerjisi pozitif bir değerdir. Bu değerin evrenin gerçek temel durumu olup olmadığını henüz bilmiyoruz. Evren şu ankinden daha düşük bir enerjiye sahip olabilir mi emin değiliz.
Fakat evrenin mevcut enerji durumundan daha düşük enerjili duruma geçmesi çok büyük bir felakete yol açardı. Bu felaket sonucunda foton, kocaman bir parçacığa dönüşürdü. Elektromanyetik kuvvet sadece kısa menzilde etkili olabilirdi. Ve hatta Güneş’ten bize gelen ışınlar artık Dünya’mıza ulaşamaz hale gelirdi.
Evrenden tüm maddeyi, enerjiyi, uzay-zaman eğriliğini ve dalgalanmaları atabilseydik nihai fiziksel hiçlik durumuna ulaşırdık. Mutlak minimum enerji olarak tanımlanan bu hiçlikten herhangi bir enerji ya da parçacık oluşması mümkün değildir. Ancak fark etmiş olabileceğiniz üzere bu hiçlikte de hala bir şeyler var olmaya devam ediyor. Çünkü uzay, zaman ve fizik kuralları bu hiçlikte de halen hüküm sürmektedir.
4)”Hiçlik, Ancak Tüm Evreni ve Onu Yöneten Yasaları Ortadan Kaldırdığımızda Ortaya Çıkabilir”
Önceki üç tanımdan sonra bu tanımda hiçlik derken hepimizin aklına gelen hiçliği tanımlamaya çalışacağız. Ancak bunun için uzayın, zamanın ve fiziğin dışına çıkmamız gerekecek. Hayal edebildiğimiz her şeyin var olmadığını düşünelim. Bırakın galaksileri, yıldızları hiçbir fizik kuralının olmadığı, uzayın olmadığı, zamanın olmadığını hayal edelim. Epey zor öyle değil mi?
Fizikçilere göre böyle bir hiçlikten söz etmek mantıklı değildir. Çünkü böylesi bir hiçliğe anlam veremeyiz. Uzayın, zamanın ve fiziğin olmadığı bir hiçliği hayal ettiğimizde bunların “bir şeyin içinde” var olduklarını ima etmiş oluyoruz. Bu nedenle şu anda bahsettiğimiz hiçlik, felsefi alanda anlamlıdır.
Sonuç Olarak;
Elimizdeki dört hiçlik tanımından “bence hiçlik budur” dediğiniz tanım bu olmuş olabilir. Ne yazık ki bu hiçlik tanımı bizi bazı sorularla baş başa bırakıyor:
- Konum için uzay ve an için zaman diye bir şey yokken uzay-zaman nasıl ortaya çıktı?
- Uzay yoksa bir şeyin evrenin dışında olduğunu ve zaman yoksa da bir şeylerin başlangıcı olduğunu nasıl hayal edeceğiz?
- Gerçekten hiçbir şeyin olmadığı bir hiçlikten fizik yasaları nasıl ortaya çıkabilir?
Her bir tanım kendi alanında doğrudur diyebiliriz. Burada dikkat etmemiz gereken, hiçlikten bahsedilirken hangi hiçlik olduğunu ayırt etmektir.
Kaynaklar ve İleri Okumalar
- The 4 fundamental meanings of “nothing” in science ; Bağlantı: The 4 fundamental meanings of “nothing” in science – Big Think ; Yayınlanma tarihi: 22 Aralık 2022
- Curious Kids: is there such a thing as nothing? Kaynak site: Conversation. Yayınlanma tarihi: 17 Ocak 2023. Bağlantı: Curious Kids: is there such a thing as nothing?
Size Bir Mesajımız Var!
Matematiksel, matematiğe karşı duyulan önyargıyı azaltmak ve ilgiyi arttırmak amacıyla kurulmuş bir platformdur. Sitemizde, öncelikli olarak matematik ile ilgili yazılar yer almaktadır. Ancak, bilimin bütünsel yapısı itibari ile diğer bilim dalları ile ilgili konular da ilerleyen yıllarda sitemize dahil edilmiştir. Bu sitenin tek kazancı sizlere göstermek zorunda kaldığımız reklamlardır. Yüksek okunurluk düzeyine sahip bir web sitesi barındırmak ne yazık ki günümüzde oldukça masraflıdır. Bu konuda bizi anlayacağınızı umuyoruz. Ayrıca, yazımızı paylaşarak da büyümemize destek olabilirsiniz. Matematik ile kalalım, bilim ile kalalım.
Matematiksel
