Birbiri ile “dolanık” iki elektron. Uzayın neresinde olursa olsun. İsterseniz birini alıp ışık yılı uzağa götürüp bırakın. Aralarındaki “eşzamanlı” iletişim baki kalacaktır. Uzay-zamandan bağımsız bir şekilde, ışık hızını ve tüm limitleri çöpe atarak anında iletişim kurabilirler… Hatırladınız değil mi? Kuantum Dolanıklığı… Einstein’ın kabusu… Kendi deyimiyle, “mesafeler arası korkunç olay”… Ama gerçek. Evet. Kuantum dolanıklığı gerçekti ve Einstein kaybetmişti… Hatırlıyorsunuz biliyorum. Ama şimdi sıkı durun… İşleri biraz daha karıştıralım mı? Şimdi. Kuantum Dolanıklığı konusunda çok büyük bir hata yapıyor olabiliriz.
Newton’ın düştüğü hataya düşüyor olabiliriz. Zira “dolanıklık” dediğimizde, mesafeye odaklanıyoruz hep. “Nasıl anlık iletişim kurabilirler, bu bildiğimiz her şeye aykırı” diyoruz… Ve bildiğimiz şekilde çözmeye çalışıyoruz. Ama ya biz mesafeye, yani “uzaya” odaklanırken asıl cevap “zamandaysa”… Ya “mekandan bağımsız” birbirine dolanık parçacıklar “zamandan da bağımsızsa”? Kuantum evrenine tekrar hoş geldiniz… Önce gelin birlikte bir yolculuğa çıkalım. Yolda da bildiklerimizi bir tekrar hatırlayalım. Kozmik bir gezginiz. O gezegen, bu yıldız sistemi geziyoruz… Birden. Bir şeylerin ters gittiğini anlıyoruz.
Bir çukura doğru kaymaya başlıyoruz. Kaçmak istesek de olmuyor. Gittikçe de hızlanıyoruz. Bir noktada o kadar hızlanıyoruz ki zaman yavaşlamaya başlıyor. Ve inanılmaz ağırlaşıyoruz. Kimse bizi durduramaz artık. Bir kara deliğin eşiğindeyiz. Ama sorun şu. Tam eşiğinde, bizim yolculuğumuz bitiyor. Bitmek zorunda. En azından bildiğimiz kadarıyla. Zira onun ötesinde, olay ufkunun ötesinde ne oluyor, ne var orada bilmiyoruz. Kütleçekim desek. Bildiğimiz genel görelilik geçerliliğini yitiriyor orada. Orası kuantum mekaniğinin mahallesi. Çok büyük ile çok küçüğün birleştiği yer orası.
Bizim yıllardır uğraştığımız, anlamaya çalıştığımız o “birleşme” tam da orada. Her şeyin teorisi. Şimdi burayı hızlıca bir açalım. Bugün fizikte birbiri ile uyumsuz gibi görünen iki teori var. Biliyorsunuz. Makro ölçekte cisimlerin kütleçekimden nasıl etkilendiğini ve uzay ile zamanı birleştirerek bize 4 boyutlu bir evreni anlatan Einstein’ın Genel Göreliliği. Harika bir teori. Kusursuz çalışıyor. Nereye bakarsak bakalım kanıtlarını görüyoruz.
Ama bu “çok küçüklerin” evrenini anlatan kuantum mekaniği ile bir türlü örtüşmüyor. Atomlar ve atomaltı parçacıkların kendi kuralları var. 3 ayrı kuvvetle yönetilen. Elektromanyetik kuvvet, güçlü ve zayıf nükleer kuvvetler. Ama garip bir yer burası malum. Parçacıklar aynı anda her yerde olabiliyorlar… Dolanık olabiliyorlar. Belirsiz olabiliyorlar. Hızını buluyorsunuz, nerede oldukları belli değil. Nerede olduklarını buluyorsunuz hızlarını bilemiyorsunuz. Şey gibi. Arabanızın kaçla gittiğini biliyorsunuz ama nerede olduğunu bilemiyorsunuz. Birini çöpe atalım da diyemiyorsunuz. İki teori de kendi evrenlerinde gerçekten kusursuz çalışıyorlar…
Ama işte ikisinin de hesaba katılması gereken bir durum ortaya çıktığında, bir kara delik mesela, işte orada sorunlar başlıyor. Zira. Kara delikleri biliyoruz. Zaten var olabileceklerini genel görelilik teorisinin kendisi tahmin ediyordu. Ama bu dev kütleyi bir tekilliğe sığdırdığınızda da o zaman, kuantum devreye giriyor. Sorunu anlıyorsunuz sanırım. Büyük bir ikilem…
Bu ikilemi çözdüğünü iddia eden veya olası açıklama sunan sayısız teori çıktı zaman içinde. Hepsini daha önce kanalda konuştuk detaylıca ama özetlemek gerekirse biri “kuantum kütleçekimi” mesela. Bu teoriye göre kütleçekimin kendisi de elektromanyetik alan gibi başka bir alan aslında. Ve bu alanı yöneten de bir parçacık olmalı. Varsayımsal gravitondan bahsediyoruz. Gravitonları bulmak lazım önce buradan yürümek için. Ama çok zayıf bir etkileşim kurdukları için bulunması da imkansız olabilir deniyor.
Başka bir bakış açısı Lahs DiOsi veya Roger Penrose gibi isimlerle öne çıkan “kütleçekim” üstünlüğü yaklaşımıdır. Özetle kütleçekim en nihayetinde kuantum mekaniğini geçersiz kılar, kara delik gibi ekstrem koşullarda zaten kuantum mekaniğinden bahsedemeyiz der. Ve süperpozisyon gibi olguları da uzay-zamanın bükülmesine benzetir. Son olarak yine detaylıca konuştuğumuz sicim teorisi var. Kuarklardan da öte aslında her şeyin özünün “titreşen sicimler” olduğunu öne süren yaklaşım. En nihayetinde bu yaklaşımları test edebilecek yeteneklere sahip değiliz maalesef. O nedenle henüz sağlam bir teorimiz yok her şeyi birleştirecek.
Fakat. Kimi zaman sorular geliyor. Neden yeni dâhiler çıkmıyor. Neden eskisi gibi fizikçiler yok diye. Bunun kısa cevabı “artık o kadar çok var ki”… Artık bireysel değil, dâhilerden oluşan topluluklar var. Müthiş bir bilgi paylaşımı, kollektif bir çaba. Dünyanın dört bir yanında sürekli bahsettiğimiz dâhilerden çok daha fazla bilgi ve birikime sahip sayısız bilim insanı var. Bunu detaylıca konuşuruz ama bu isimlerden birisi, Sırp asıllı bir İngiliz kuantum fizikçi Vlatko Vedral bize başka bir ihtimal sunuyor. Düşünce tarzımızı tamamen değiştirecek bir olasılık. /
“Belli ki kuantum mekaniği ile genel göreliliği bu bakış açısı ile birleştirmek mümkün değil” diyor. Özellikle “zaman” konusunda büyük bir yanılgı içinde olabiliriz. Tarih boyunca her seferinde yanlış algılanmış bu olgu… Özel ve genel görelilik ile çözdüğümüzü düşündüğümüz “zaman” konusu… Ya “kuantum mekaniğinde zamana farklı bakmamız gerekiyorsa” diyor. Newton’ın yaptığı hata demiştik ya en başta. Benzer bir yanılgıdan bahsediyoruz.
Görelilikte zamanı, biliyoruz. Uzay zaman boyutunun ayrılmaz bir parçası. Hızınıza veya kütleçekime bağlı olarak zaman da bükülebiliyor, esneyebiliyor vs. Ama kuantum mekanikte zamana bakış açısı nasıl biliyor musunuz? Sabit. Evet. Tıpkı görelilik öncesi gibi. Ayrı olarak düşünülür. Hesaba katılmaz. Yeni bir terim türetebiliriz bu durumda. “Klasik kuantum fiziği”… Klasik kuantum fiziğinde etkileşimler haliyle belirli bir sıra ile hesaplanır.
Bunun yansımalarını da kuantum mekaniğinin denklemlerinde görüyoruz. Misal kuantum bilgisayarlarında kullanılan “qubitler” aynı anda hem 1 hem de 0 olabilen olgular. Ancak “qubitleri” zaman içinde kuantum parçacıklarının garip davranışlarını açıklayan ve ölçüm yaptığınızda hangi özelliğini göreceğinizi hesaplamanızı sağlayan Schrödinger denklemi ile açıklamaya çalışıyoruz.
Elimizdeki en iyi denklem de şu anda bu. Fakat Vedral bunun revize edilmesi gerekebileceğini düşünüyor. Bu konuda da işte “dolanıklığa” odaklanıyor. Ve diyor ki. İki parçacık sadece “uzayda” değil “zamanda da” birbirine dolanık olabilir. Yani bazı durumlarda bir türlü anlam veremediğimiz bir parçacık özelliğini gelecekteki bir parçacık etkiliyor olabilir diyor… İsterseniz videoyu durdurup biraz düşünün bunun üzerine. Zira müthiş kapılar açıyor bu ihtimal… Zaman dediğimiz şeyin “kuantum evreninde de” ayrı bir varlık olmadığı, bunun da ötesinde parçacıkların zamandan da bağımsız olabileceği anlamına geliyor…
Vlatko Vedral bu “olasılık” üzerine Joe Firzimons ve Johnathan Jones isimli bilim insanları ile birlikte 10 yılı aşkın süre çalışıyor… Ve birlikte geliştirmeye çalıştıkları modelde bir “kuantum cisminin” davranışını sadece belirli bir zamanda değil “uzay-zamanın” tamamında açıklanabileceğini söylüyorlar. Ama bu anlayacağınız üzere inanılmaz zor bir süreç. Schrödinger denkleminde misal hesaplamalar belirli bir zaman referans alınarak yapılıyor fakat bu modelde bir parçacığın nasıl etkileşime gireceğini hesaplamak için her yerde, her zamanda tüm olası noktaları dikkate alarak mümkün olan tüm olasılıkları hesaba katmanız gerekiyor.
Burada da tanıdık bir yaklaşım çıkıyor karşımıza aslında. Tıpkı görelilikte her şeyin “gözlemciye” göre hesaplandığı gibi burada da, “yeni kuantum fiziğinde de” zaman göreli hale geliyor. Gözlemci devreye giriyor yine. Ve örneğin uzay-zamanda dolanık parçacıklar arasında bize “anlık” gelen etkileşimin anlık olmayabileceği anlamına geliyor. Fakat hangisinin daha önce veya belki de gelecekte olduğunu, bilmemiz çok zor.
Bu modellerini bu arada ilk kez 2015 yılında bir makale olarak yayımladılar ve daha sonra sonuncusu geçtiğimiz yıl olmak üzere yaptıkları deneylerle de bu modelin çalıştığını kanıtladılar. Evet. Bu model standart kuantum fiziği denklemleri ile eşit derecede doğru ve hassas çalışıyor. Fakat henüz yolun çok başındalar ve elbette kanıtlamaları gereken çok önemli bir detay var. Bu model ile “kuantum mekaniği ve genel göreliliği” birleştirebilecekler mi? İşte bunun cevabı yeni getirdikleri “zaman” bakış açısı ile belki de bu modelden çıkabilir. Bunun için de başta yaptığımız yolculuğa dönüp kara deliğin merkezine devam etmemiz lazım.
Burada genel göreliliğin iflas etmesinin temel nedeni sonsuz kütle anlamına gelen “tekillikte” uzay ve zamanın birbirinden ayrılamaz hale gelmesidir. Ama işte bu modelle burada da bir “belirsizlik” söz konusu olabilir diyorlar. Asıl odaklanmamız gereken de bu belirsizlik. Zira uzayda iki olay arasındaki mesafeyi ne kadar hassas ölçerseniz zamanda o kadar kayma yaşıyorsunuz. Fakat bu konuyu tekillik gibi bir ortamda incelemek için önce bunu modellememiz gerekiyor. Şu anki teknolojimiz ise henüz buna müsait değil. Yeterli “çözünürlüğe” sahip değiliz. Fakat buna ulaşmak çok da uzun sürmeyecek gibi de görünüyor.
Yani tüm evreni modellemekten bahsederken aslında belki de tek ihtiyacımız sadece bir kara deliği modellemektir. Kim bilir… Buraya kadar yeterince beynimizi zorlamadıysak bu çalışmanın açtığı başka bir çılgın kapıdan bahsedip zirvede bırakalım… Kuantum zaman yolculuğu… Evet. “Kapalı zaman döngüleri” diye bir olgu var. Uzay zaman inanılmaz büküldüğünde kendi üzerine kapanması sonucu oluşan varsayımsal tüneller. Bu tüneller yine varsayımsal olarak geçmişe de açılabilir. Göreliliğe göre bu mümkün bu arada. Ama kuantum mekaniği bunun imkansız olduğunu söylüyor.
Birbirine dolanık iki parçacık düşünün. Birinin de bu varsayımsal tünelden geçtiğini. Bu durumda bu parçacığın bir kopyası oluşacak ve biri yaşlı biri genç iki parçacık ve tünelden geçmeyen bir parçacık olmak üzere 3 parçacık olacak elimizde. Bu iki yaşlı ve genç parçacık geçmeyen parçacıkla dolanık hale gelmek durumunda haliyle. Ama dedik ya. Kuantum mekaniği buna izin vermiyor. Fakat Vlatko Vedral’ın modeline göre bu genç ve yaşlı parçacıklar da “zamansal” olarak birbirine dolanık hale geliyor. Ve geçmişe seyahatin mümkün olduğu bir model duruyor karşımızda…
Yani özetle bu “yeni kuantum fiziği” eğer bir şekilde kanıtlanırsa hem kara deliklerin merkezinde neler olup bittiğini modelleyebilir, bu sayede kuantum mekaniği ile genel göreliliği birleştirebilir ve üstüne bir de “geçmişe yolculuğu” bile keşfedebiliriz… Gerçek olamayacak kadar güzel geliyor kulağa değil mi… Bir hayal… Ama her şey de bir hayalle başlamıyor mu? Bilmiyorum…
