Çokluevren

Çoklu evren veya çoklu kâinat (İngilizce: multiverse), birbirinden farklı, gözlemlenebilir evrenlerin hipotezsel toplamı. Teleskop ile gözlemleyebildiğimiz bilinen evren yaklaşık 93 milyar ışık yılı genişliğindedir. Ancak bu evren, farazî çoklu evrenin çok küçük bir kısmına tekabül eder. Çoklu evren sonlu ve sonsuz var olan muhtemel evrenlerin hipotezsel bütünü olup bu evrenler var olan her şeyi - bütün mekân, zaman, madde ve enerji ile birlikte fizik kanunları ve fizikî değişimleri - kapsar. Bu evrenlere "alternatif evrenler" ya da "paralel evrenler" de denir.

Çoklu evren kavramına başlıca kozmoloji, kuantum mekaniği ve felsefede rastlanır. Çoklu evren kavramıyla genellikle bilinen gözlemlenebilir evrenin potansiyel farklı sürümleri ve dolayısıyla farklı tarihçeleri (geçmiş ve gelecekleri) kastedilir.

Modeller

Bir sınıflandırmaya göre, çoklu evreni meydana getiren evrenler birbirine bağlı olup belirli fizik ve matematik kuralları ile tanımlanmış çoklu bir sistemin parçasıdır. Bu modelde evrenlerin ortak bir kökeni olduğu ve birbirleri ile ilişkide oldukları varsayılır.

Tayfın diğer ucundaki tamamen ayrı modelde ise tüm muhtemel dünyalar aynı anda, eşit gerçeklik düzeyinde var olmaktadır. "Modal realizm" [sic] olarak bilinen bu görüş, ilk olarak 1970'lerde felsefede ortaya çıkmıştır. 1990'larda fizik ve matematikçiler tarafından bilinen evrenin matematiksel bir formâl sisteme denk olduğu ve matematiksel sistemlerdeki tüm sınıfların eşit düzeyde gerçek olduğu hipotezi ortaya atıldı. Birbirinden ayrı bu evrenler paralel evrenler veya ruhanî âlemler olarak da anılmaya başlandı. Bazıları, bu evrenlerin bilinen evrenle bağlantılı veya alakalı olduğuna inanır, ancak bu ilişkilerin nasıl gerçekleşiyor olabileceği konusunda bir açıklama getirilmez.

Çoklu evrenin yapısı, her evrenin tabiatını ve bu evrenler arasındaki ilişkiyi içerir. Çoklu evrenler astronomide, dinde, felsefede, fizikte, kozmolojide, kişi ötesi psikolojide, hayal ürünlerinde, özellikle bilimkurgu ve fantezide hipotez kurar. Bu bağlamlarda çoklu evrenlere "alternatif evrenler", "kuantum evrenler", "geçişimli boyutlar", "paralel boyutlar", "paralel dünyalar", "değişimli gerçeklikler", "değişimli zaman tüneli", "boyutsal düzlemler" v.s. de denir. "Çoklu evren" terimini ilk kez Amerikalı felsefeci ve psikolog William James, 1895 yılında farklı bir bağlamda kullanmıştır.

Çoklu evrenler hipotezi fizik camiasında çelişkili kaynaklara sahiptir. Fizikçiler çoklu evrenlerin olup olmadığı ve bilimsel araştırmalar için uygun bir konu olup olmadığı konusunda farklı düşüncelere sahipler. Çoklu evren hipotezlerinden bir tanesini destekleyen Alex Vilenkin, Andrei Linde, Brian Greene, David Deutsch, Laura Mersini-Houghton, Leonard Susskind, Max Tegmark, Michio Kaku, Neil deGrasse Tyron, Raj Pathria, Sean Carroll, Stephen Hawking ve Steven Weinberg'dir. Aksine, eleştirenler ve çoklu evren sorusunun bilimsel olmaktan çok felsefî olduğunu, bu sorunun yanlışlanamadığı için bilimsel olmadığını ya da sözde bilimsel olduğunu düşünen bilim insanları da vardır. Bunlar David Gross, George Ellis, Jim Baggott, Paul Davies ve Paul Steinhardt'tır.

Fizikteki hipotezler

Kategoriler

Brain Greene ve Max Tegmark, teorik olarak farklı çoklu evrenleri ve teorik olarak çoklu evrenleri kapsayan evren çeşitlerini kategorilere ayırdı.

Max Tegmark'ın dört seviyesi

Kozmolog Max Tegmark, bilinen görünür uzayı kategorilere ayırdı. Tegmark'ın sınıflandırmasına göre bu seviyeler bir sonraki seviyeyi anlamayı sağlarken önceki seviyeyi detaylandırır.

Seviye 1: Bizim kozmolojik ufkumuzun ötesi

Düzensiz şişme ile ilgili genel olarak tahmin edilen şey bütün başlangıç şartlarının gerçekleştiği Hubble hacmini kapsamak zorunda olan bir sonsuz uzaydır.

Bundan dolayı sonsuz bir uzayda aynı fizik kurallarına ve fizik sabitlerine sahip sonsuz sayıda evren olmak zorundadır. Bu gruplaşmalara mesela maddenin dağılımına göre neredeyse hepsi bizim Hubble hacmimizden farklı olmalıdır. Fakat sonsuz çoklukta oldukları için Hubble hacimleri aynı ve özdeştirler. Tegmark'ın tahminine göre özdeş bir hacim bizden 10^10^115 metre uzaktadır. Sonsuz uzay göz önüne alındığında aslında evrende bizimkine benzer Hubble hacimleri sonsuz sayıda olacaktır. Hubble hacmimizin özel ya da benzersiz olmadığı varsayılır, burada bu kozmolojik prensipleri doğrudan izler.

Seviye 2: Farklı fizikî sabitlere sahip evrenler

Kaotik şişme teorisine göre kozmik şişme teorisinin bir çeşidi, bir bütün olarak evren genişler ve bu durum sonsuza kadar devam edecek, fakat evrenin bâzı bölgelerinde genişleme durur ve kabarcıklar oluşur. Bu kabarcıklar ilk seviye embriyonik çoklu evrenlerdir. Linde ve Vanchurin, bunların sayısını 101.010.000.000 olarak hesaplamıştır.

Farklı kabarcıklarda örneğin farklı fizikî sabitler gibi farklı özellikler ile sonuçlanan farklı spontane simetri kırılmaları ile karşılaşabilirsiniz. Bu seviye aynı zamanda, John Archibald Wheeler adlı salınım evren teorisini ve Lee Smolin'in en bereketli evrenler kuramını içerir.

Seviye 3: Kuantum mekaniğinin çoklu evrenler yorumu

Hugh Everett'in birçok dünyalar yorumlaması (MWI) kuantum mekaniğinin birkaç ana yorumundan biridir. Kısaca kuantum mekaniğinin bir yönü belli gözlemlerin kesinlikle tahmin edilemez olmasıdır. Bunun yerine mümkün olan gözlemlerin bir sıra farklı olasılıkları vardır. MWI göre bu olası gözlemlerin her biri farklı bir evrene karşılık gelir. Bir kalıbın altı yüzü olduğunu farzedilir ve atışların sayısal sonucu gözlemlenebilir kuantum mekaniğinde karşılık bulur. Bu altı atış, altı farklı evrene karşılık gelmektedir. Tegmark, 3. seviye hacmin 1. ve 2.'den daha fazla olasılık içermediğini savunuyor. Aslında, aynı fizikî sabitlere sahip 3. seviye hacmindeki "bölen" tarafından oluşturulan bütün farklı "dünyalar" 1. seviye Hubble hacminde de bulunabilir. Tegmark, "Seviye 1 ile seviye 3 arasındaki tek fark, doppelgänger'inizin nerede olduğudur" diyor. Seviye 1'de üç boyutlu başka bir yerde yaşıyorlar. Seviye 3'te başka bir sonsuz boyutlu kuantum Hilbert uzayında yaşıyorlar. Benzer şekilde seviye 2'deki farklı fizikî sabitlere sahip bütün kabarcık evrenler "bölen" tarafından oluşturulan "dünya"ların etkisiyle spontane bir şekilde simetrik kırılmaya uğrayan seviye 3 kabarcık evrenler gibi bulunabilirler.

Seviye 4: En büyük topluluk

En büyük topluluk ya da matematiksel evren hipotezi, Tegmark'ın kendi bulduğu bir hipotezdir. Bu seviye, farklı matematiksel yapılar tarafından tarif edilebilir eşit gerçek bütün evrenleri dikkate alır. Tegmark, matematiği kullanarak bunun Her Şeyin Teorisi (TOE) olduğunu yazıyor. Örnek olarak matematikçiler, aralarında ilişki bulunan farklı türde dizi içeren bir TOE teorik modeli diyor ve genellikle bir model bulmak, sistem bulmaktan başka bir şey değildir diyor.

Jürgen Schmidhuber, matemetiksel yapıların çok iyi tanımlanmadığını söylüyor ve yapıcı matematik ile nitelendirilebilecek tek evren temsillerinin olduğunu itiraf ediyor. Kurt Gödel sınırlamasından dolayı sonlu programlar tarafından birleşme zamanı tahmin edilemez olsa da durmayan (İngilizce: non-halting) programların sonlu bir zamana göre çıkış bitlerine göre evren temsillerini açıkça içeriyor. Ayrıca hesaplanabilir evrenlerin daha kısıtlı topluluğunu tartışıyor.

Brian Greene'nin dokuz türü

Amerikan teorik fizikçi ve dize kuramcısı Brian Greene, paralel evrenlerin dokuz türünü tartıştı:

Enflasyon

Enflasyonist evren, enflasyon alanlarını daraltan ve yeni evrenleri oluşturan çeşitli cepler oluşturur.

Halkalı

Halkalı çoklu evren, büyük patlamadan kaynaklı olarak çeşitli membranların çarpışmasını içerir. Evrenler zıplar ve zamanda geriye doğru gider, ta ki geri çekilip tekrar çarpışmalarına, eski içeriğin yok olup yenisinin oluşmasına kadar.

Holografik

Holografik evren, bir boşluk yüzey alanı bölgesinin hacminin teorisinden elde edilir.

Kapitone

Kapitone evren, sadece sonsuz evrende çalışır. Uzayın sonsuz miktarı ile mümkün olan her olay, sonsuz sayıda oluşacaktır. Ancak ışık hızı, bu aynı alanların farkında olmamızı engeller.

Kuantum

Olaylarda sapma meydana geldiğinde kuantum evren, aynı kuantum mekaniğinin birçok dünya yorumunda olduğu gibi yeni bir evren meydana getirir.

Landscape

Landscape evrenlerin sicim teorisindeki calabi-yau şekilleri olduğuna inanılır. Kuantum dalgalanmalar düşük enerjili şekillere düşer, çevre tarafından farklı kanunlar bir cep oluşturur.

Membran

Membran evrenler M-teorisini takip eder ve her birinin diğerleri ile var olan 3 boyutlu bran olduğu söylenir.

Nihâî

Nihâî evren, farklı fizik kanunları kapsamında mümkün olan her matematiksel evreni içerir.

Simüle

Simüle evren, tüm evrenlerin taklit karmaşık bilgisayar sistemleri üzerinde bulunmaktadır.

Döngüsel teoriler

Pek çok teoride kendi kendini döngüleyebilen sonsuz seri vardır.

M-teorisi

Biraz farklı türden bir evren, sicim teorisi ve daha yüksek boyutlu uzantısı, M-kuramı içinde öngörülmüştür. Bu teoriler, sırasıyla 10 veya 11 uzay-zaman boyutunun varlığını gerektirir. İlave 6 ya da 7 boyut ya da çok küçük bir ölçekte sıkıştırılabilir ya da evrenin sadece dinamik bir (3 + 1) boyutlu nesne olmasıdır. Mesela bir D-parçacık lokalize edilebilir. Bu "öteki evrenlerin" destek verebilecek diğer brane'ler olduğu ihtimalini açar. Bu "kuantum çoklu evrenler" de evrenlerin aksine, ancak her iki kavram aynı anda çalışabilir.

Bâzı senaryolar iki membran zarlarının çarpışması sonucu, bizim evren ile birlikte, büyük patlama oluşturulduğunu önerir.

Kara delik kozmolojisi

Bir kara delik kozmolojisi gözlemlenebilir evren daha büyük bir evrenin içinde muhtemelen birçok biri olarak, mevcut bir kara deliğin içi olduğu bir kozmolojik modeldir.

Antropik ilke

Diğer evrenler kavramı, kendi evrenimiz bunu tecrübe gibi bilinçli hayat için ince ayar nasıl görüyorsa bunu açıklamak için ileri sürülmüştür. Her biri farklı muhtemel fizik kanunlarını içeren, maddenin gelişimi ile ilgili soyut kavramların kanunlarla uyum içinde olduğu, astronomik yapıların, element çeşitliliğin, yıldızların ve gezegenlerin olduğu çok sayıda evren vardır. Zayıf insanî ilke, daha sonra gelişmiş bilinç ile hayat varlığını izin, (bilinçli varlıklar olarak) biz sadece ince ayarlanmış olması oldu, bu birkaç evrenin birinde var olacağı sonucuna uygulanabilir. Böylelikle hayatı anlamak gibi gerekli şartlara sahip olan çok küçük olasılıklı herhangi bir özel evren oluşabilir ve bu bizim varlığımızı tanıtmak için evrende koşulları bir açıklama olarak akıllı tasarımı gerektirmez.

Kanıt arayışı

2010 civarında Stephen M. Feeney gibi bilim insanları, Wilkinson Mikrodalga Yönlülük Sondası (WMAP) verilerini analiz etti ve bizim evrenin uzak geçmişte diğer (paralel) evrenler ile çarpıştığı düşüncesine ön deliller bulmak için çalıştığını iddia etti. Ancak WMAP, gelen ve WMAP daha çözünürlüğü üç defa daha yüksek olan Planck uydusu, verilerin daha kapsamlı bir analiz etti böyle bir kabarcık evren çarpışma istatistiksel olarak anlamlı bir kanıt bulamadı. Buna ek olarak, bizim diğer evrenlerin herhangi bir çekimi dair herhangi bir kanıt yoktur.

Tartışma

Bilimsel olmayan iddialar

Kendisine ait 2003 yılında New York Times'ta yayınlanan görüşlerine göre İngilizce: A Brief History of the Multiverse kitabının yazarı ve kozmolog olan Paul Davies, çoklu evren teorilerinin bilim dışı olduğu ile ilgili argümanlar sundu:

"Bir başlangıç için nasıl diğer evrenlerin varlığı test edilecek? Emin olmak için bütün kozmolojistler, teleskoplarımıç ötesinde yalan evrenin bâzı bölgeler olduğunu kabul ediyorum, ama bir yerde bu ve evrenlerin sonsuz sayıda olması fikrinin arasındaki kaygan yamaç, inandırıcılığın bir sınırına dayanmakta. Aşırı çoklu evren açıklamaları teolojik tartışmaları yapılıyor. Evren teorisi ilmî bir dil kullanmış olabilir, ama özünde bu bir inanç olup benzer bir sıçramayı gerektirir (Paul Davies, İngilizce: A Brief History of the Multiverse).

Ağustos 2011 yılında George Ellis tarafından yazılan yazı popüler bir ifadeyle kozmik enflasyonun bilim olmadığını ifade ederek bunun sadece dengeli bir eleştirisini sunar. Buna göre çoklu evren teorileri, genellikle ispat edilemeyen ilmî bir felsefeden ileri gidemez. Aynı şekilde kozmik enflasyon evrenin çok uzakta var olduğu söyleniyor. O erken etkileşim, herhangi bir delil bulunamadığından olacak, pek muhtemel olduğunu, ancak çok uzakta olacağını yazar. Birçok teorisyen için empirik test edilebilirlik veya yanlışlanabilirlik eksikliğinin büyük bir endişe teşkil etmediğini savunuyor.

Konuya Occam'ın usturası ile yaklaşım

Savunucuları ve eleştirmenler, Occam'ın usturasının nasıl uygulanacağı konusunda hemfikirler. Eleştirmenler, sadece bizim Occam'ın usturasına aykırı görünüyor derler. Açıklamak için de gözlenemeyen evrenleri uygulamada sınırsız sayıda varsaymak mümkündür diyorlar. Buna karşılık taraftarları Kolmogorov karmaşıklığı açısından önerilen çoklu evren yerine tek, kendine has evrenin daha kolay olduğunu savunuyorlar.

Mesela evren savunucusu Max Tegmark şöyle diyor:

Bütün bir topluluğunu genellikle kendi üyelerinden birine göre çok daha basittir. Bu ilke, algoritmik bilgi içeriği kavramını kullanılarak daha resmî olarak ifade edilebilir. Bir sıra algoritmik bilgi içeriği, kabaca, çıktı olarak bu sayıyı üretecek kısa bilgisayar programının uzunluğu konuşmaktadır. Örneğin, tüm tamsayılar kümesi düşünün. Tüm bir set mi yoksa sadece bir sayı mı daha basittir? Safça, tek bir numara basit, ama bir tek numara derece uzun olabilir oysa tüm seti, oldukça önemsiz bir bilgisayar programı tarafından oluşturulmuş olabilir düşünebilir. Bu nedenle, bütün set aslında basittir ... Benzer şekilde, üst düzey çokluevrenler daha basittir. Seviye 1'e gitmek için başlangıç koşullarını yol etmek gerekir, seviye iki çıkmak için fiziksel sabitleri özelleştirmek gerekir ve seviye dört için her şeyi özelleştirmek gerekir. Dört çoklu evren düzeylerinde ortak bir özelliği basitlik olduğunu ve tartışmasız en şık teori varsayılan olarak paralel evrenlerin içerir. Bu evrenlerin varlığını inkâr etmek, bir deneysel desteklenmeyen süreçleri ekleyerek teoriyi zorlaştırmak gerekiyor ve ad hoc postülatları: sonlu uzay, dalga fonksiyonu çöküşü ve ontolojik asimetri. Yargılarımız bu sebepten dolayı müsrifçe ve kaba geliyor: pek çok dünya ve pek çok kelime. Belki de yavaş yavaş evrenimizin garip şekillerde kullanılmış olduğunu ve çekiciliğinin bir parçası olma tuhaflığı bulacaksınız.

Princeton'dan kozmolojist Paul Steinhardt evren teorisine karşı olduğunu dile getirmek için 2014 Yıllık Kenar Soru'yu kullandı:

Yaygın soyut fizik ve kozmoloji geri çekilmeli: bu düşünceye göre bizler fizik kanunlarının ve rastgele bir yamadan diğer yamaya değişiklik gösteren uzayın özelliklerine sahip bir evrende yaşıyoruz. Bu görüşe göre gözlemlenebilir evrenimizde kanunlar ve özellikleri açıklanamaz ya da tahmin edilemez, çünkü şansa bağlıdırlar. Bu tabloya göre çok uzaktaki farklı uzay bölgelerinde farklı kanunlar ve özellikler görülür. Bütün çok evren boyunca sonsuz sayıda farklı yama vardır. Bu yamalar arasındaki ilişkiyi Alan Guth'un sözleriyle açıklarsak "olacak her şey olabilir - ve sonsuz defa olacaktır". Böylelikle bunu "her şeyin teorisi" olarak açıklıyorum. Herhangi bir gözlem ya da gözlemlerin kombinasyonu her şeyin teorisi ile bir tutulabilir. Hiçbir gözlem ya da gözlemin kombinasyonu bunu yalanlayamaz. Teorinin tahrif edilemez olmasını taraftarları, eğlence olarak görüyor. Bu çürütülemez fikrin normal bilimin sınırlarının ötesinde olması diğerlerini öfkelendiriyor. Fakat birkaç kişi dışında herkes, bazıları gönülsüz olsa da "hiçbir şeyin" teorisini kabul etmişlerdir. Bilimsel dergilerin kâğıtları ciddî bir şekilde hiçbir şeyin teorisi ile dolu. Ne oluyor? (İngilizce: Paul Steinhardt, "Theories of Anything", edge.com')

Steinhardt, bâzı teorilerin başarısız olsalar bile kazanç sağladıkları için desteklendiğini iddia ediyor. Mesela enflasyon ve sicim teorisi. Steinhardt, çok güçlü bir şekilde karşı çıktığı bilimsel değerlerin tekrar tanımlandığını görmek istiyor.

Hiçbir şeyin teorisi kullanılabilir, çünkü hiçbir ihtimalin dışında değil ve yanlışlanamıyor. (Pek çok yerde muhtemel sonuçları tartışılıyor, fakat onlar sadece olasılıklar, kesinlik içermiyorlar. Böylece teori hiçbir şeyi riske atmıyor. (Paul Steinhardt, İngilizce: "Theories of Anything", edge.com')

Felsefe ve mantıktaki hipotezler

Kurgusal gerçekçilik

Bu görüşe göre kurgu olduğu için kurgusal karakterler de var. Aynı duygulara sahip, felsefî konularda ayrışan kurgusal varlıklar var. İnsanlar, pazartesi günleri, sayılar ve gezegenler gibi.

Modal gerçekçilik

Muhtemel dünya ihtimâlleri, faraziye ifadeleri ve benzer şeyleri açıklayan bir yoldur ve David Lewis gibi bâzı filozoflar, bütün muhtemel dünyaların var olduğuna inanıyor ve sadece gerçek dünyadaki (modal gerçekçilik olarak bilinen bir pozisyon) gibi gerçektirler.

Trans-Dünya kimliği

Bir metafizikî düşünce olarak çoklu evren şeması ortaya çıkabilir. Bu şemanın bir evrenin sonsuz sayıdaki aynı kopyası olduğu ve bu düşüncenin muhtemel farklı dünyalarda aynı cismi oluşturduğu farz ediliyor. Meslektaşı David Lewis'in teorisine göre cisimler, benzerden ziyade özdeş olarak kabul edilmelidir.