Evrenin İnce Ayarı - Paul Davies
''(...) Maddenin görece düşük yoğunlukta, seyrek tarzda, yıldızlar ve gaz bulutları biçiminde dağıldığı madde ve enerjinin şu anki dizilimi, görünüşe göre ancak başlangıç koşullarının çok özel bir biçimde seçilmesi sonucunda gerçekleşebilir. Roger Penrose bir kara delik evreninin a priori temelde çok daha olası olduğu bu koşullar altında gözlemlenen evrenin rastlantı eseri ortaya çıkma olasılığını hesaplamıştır. Tahmini 10 üzeri 10 üzeri 30 civarında bir rakamdır. (R. Penrose, "Singularities and time-asymmetry," General Relativity: An Einstein Centenary Survey (ed. S.W. Hawking ve W. Israel; Cambridge Üniversitesi Yayınlan 1979).
Tek sorun kara deliklerin yokluğu (veya en azından çoğunlukta olmamaları) da değildir. Evrenin büyük ölçekli yapısı ve hareketi de aynı ölçüde dikkat çekicidir. Evrenin birikmiş kütleçekimi genişlemesini kısıtlama yönünde etki etmekte ve zamanla hızının yavaşlamasına sebep olmaktadır. İlksel evrede genişleme bugünkünden çok daha hızlıydı. Dolayısıyla evrenin Büyük Patlamanın patlama şiddeti ile parçaları yeniden bir araya getirmeye çalışan kütleçekim kuvveti arasındaki rekabetin bir ürünü olduğunu söyleyebiliriz. Son yıllarda astrofizikçiler bu rekabetin ne kadar büyük bir dikkatle dengelendiğini fark etmeye başladılar. Büyük Patlama daha zayıf olsaydı evren bir süre sonra büyük bir çöküşle tekrar kendi üzerine düşerdi. Öte yandan daha güçlü olsaydı kozmik malzeme galaksilerin biçimlenemeyeceği kadar hızlı dağılırdı. Her iki durum da evrenin gözlemlenen yapısının patlamanın şiddeti ile kütleçekim gücünün hassas biçimde eşleşmesine son derece duyarlı bir biçimde bağlı olduğunu gösteriyor.
Ne kadar duyarlı olduğu hesaplamayla da açığa çıkarılmış durumdadır. Planck zamanı dediğimiz uzay ve zaman kavramlarının bir anlama sahip olduğu en erken an itibariyle (10 üzeri -43 saniye) eşleşme 10 üzeri 60'ta 1 basamak kesinliğindeydi. Bu, patlamanın şiddeti sadece 10 üzeri 60'ta 1 oranında farklılaşmış olsaydı şu an algıladığımız evrenin var olmayacağı anlamına gelmektedir. Bu sayılan anlamlandırmak için gözlemlenebilir evrenin diğer ucundaki, yirmi milyar ışık yılı uzaklıktaki iki buçuk santimlik bir hedefi vurmak istediğinizi varsayalım. Hedef alışınız bu aynı 10 üzeri 60'ta 1 kesinliğe sahip olmak zorundadır.'' (1)
''(...) Evrende şu anki fiziksel koşulların ilksel durumdaki çok küçük değişikliklere duyarlılığı çok büyük olacaktır. Örneğin protonlar bozunmuyorsa ilksel eşyönsüzlüğün çok küçük bir miktarı bile yaşamın ortaya çıkmasını olanaksız kılacak kadar büyük bir ısı üretebilir. Kozmik ardalan sıcaklığındaki yüz misli bir artış bile bildiğimiz hayat için bir felaket anlamına gelir.'' (2)
''(...) Freeman Dyson'm verdiği basit bir örneği ele alalım. Atomların çekirdeklerini bir arada tu tan şey 11. bölümde aktardığımız kuark ve gluonlardan çıkışını alan yeğin nükleer kuvvettir. Bu kuvvet olduğundan daha zayıf olsaydı atom çekirdekleri kararsızlaşacak ve parçalanacaktı. En basit bileşik çekirdek döteryumunkidir (ağır hidrojen) ve bir nötrona bağlanmış bir protondan oluşur. Bu çifti birbirine yeğin nükleer kuvvet yapıştırır ama bu bağlanma çok seyrek bir biçimdedir. Nükleer kuvvet sadece yüzde birkaç oranında daha zayıf olsaydı bu bağlantı kuantum bozulması gereğince kopardı. Ve bu çok çarpıcı bir sonuç doğururdu. Güneş ve hatta yıldızların çoğu parlamalarını sürdürmek için döteryumu bir nükleer tepkime zinciri içerisindeki bağlantı olarak kullanırlar. Döteryumu çıkarırsanız yıldızlar söner ya da ısılarını yaratmak için yeni bir nükleer yol bulur. Her iki durumda da yapılarında çarpıcı bir değişime gitmek zorunda kalırlar.
Nükleer kuvvet biraz daha yeğin olsaydı yine aynı vahamette sonuçlar doğardı. Bu durumda iki elektronun karşılıklı elektrik itkilerini yenmesi ve birbirleriyle birleşmesi mümkün olurdu. Büyük Patlama sırasında protonlar nötronlara göre çok daha boldu. İlksel malzeme soğuduğunda nötronlar birleşecek protonlar aradılar. Ortaya çıkan döteryum kısa süre sonra başka sentezlerden geçerek helyum elementini oluşturdu. Fakat eşleşmeyen protonlardan arta kalanlar zarar görmeden kalarak yıldızların hammaddesini oluşturdular. Bu protonlar çiftler şeklinde birbirine yapışabilseydi her çiftin bir üyesi bir nötrona bozunacak ve di-protonu döteryuma ve oradan da helyuma dönüştürecekti. Dolayısıyla nükleer kuvvetin yüzde birkaç oranında daha yeğin olduğu bir evrende Büyük Patlamadan geriye hemen hemen hiç hidrojen kalmamış olacaktı. Ne güneş gibi kararlı yıldızlar ne de sıvı su var olabilecekti. Nükleer kuvvetin sahip olduğu yeğinliğe neden sahip olduğunu bilmesek de, buna sahip olmasaydı evren tamamen başka bir biçimde olacaktı. Yaşamın var olup olmayacağı da şüphelidir.
Çok sayıda bilim insanını etkileyen esas şey, temel sabitlerin değerlerindeki değişikliklerin fiziksel dünyanın yapısını değiştirmesinden ziyade gözlemlenen yapının bu tip değişikliklere bu derece duyarlı olmasıdır. Kuvvetlerin yeğinliklerindeki çok küçük bir kayma yapıda devasa bir değişiklik doğurmaktadır.
Bir diğer örnek olarak maddedeki elektromanyetik ve kütleçekim kuvvetlerinin göreli yeğinliklerini ele alalım. Her iki kuvvet de yıldızların yapısını şekillendirmede temel bir rol oynar. Yıldızları kütleçekim bir arada tutar ve kütleçekim kuvvetinin yeğinliği yıldızların içerisindeki basınç gibi şeylerin belirlenmesine yardımcı olur. Öte yandan enerji yıldızlardan dışarıya elektromanyetik ışıma yoluyla akar. Bu iki kuvvetin karşılıklı etkileşimi karmaşıktır ama oldukça iyi anlaşılmıştır. Ağır yıldızlar daha parlak ve sıcak olur ve çekirdeklerinde yaratılan enerjinin yüzeye ışık ve ısı ışıması formunda taşınmasında zorluk yaşamazlar. Öte yandan h afif yıldızlar daha soğuktur ve iç yapıları enerjilerini sadece ışıma yoluyla yeterli bir hızda elden çıkartamaz: Konveksiyon yardıma koşmak zorundadır ve bu yüzey katmanlarının pişmesine sebep olur.
Bu iki yıldız türü (sıcak ve radyoaktif veya soğuk ve konvektif) mavi devler ve kırmızı cüceler olarak adlandırılır. Yıldız kütleleri içerisinde çok dar bir aralığı oluşturmaktadırlar. Yıldızların içerisindeki kuvvet dengeleri öyle bir şekilde oluşmuştur ki neredeyse bütün yıldızlar mavi devler ile kırmızı cüceler arasındaki bu çok dar aralık içerisinde yer almaktadır. Ancak Brandon Carter'ın da işaret ettiği gibi bu mutlu tesadüf tamamen doğanın temel sabitleri arasındaki fevkalade bir sayısal çakışmanın sonucudur. Kütleçe kim kuvvetinin yeğinliğinde sadece 10 üzeri 40'ta 1 oranındaki bir değişiklik bu sayısal çakışmayı geçersiz kılmak için yeterlidir. Böyle olsaydı evrendeki bütün yıldızlar ya mavi dev ya da kırmızı cüce olurdu. Ne güneş gibi yıldızlar ne de büyük olasılıkla güneş tipi yıldızlara varlığını borçlu olan herhangi bir yaşam formu var olabilirdi.'' (3)
(1) Paul Davies, Tanrı ve Yeni Fizik, ss.236
(2) Paul Davies, Tanrı ve Yeni Fizik, ss.242
(3) Paul Davies, Tanrı ve Yeni Fizik, ss.247-249