Aşina olduğumuz uzay zaman gerçekliğin altında saklı bir
hologram olabileceğine dair teorik keşif 20 yüzyılın sonlarındaki en önemli en
şaşırtıcı ve etkileri en geniş fizik keşiflerinden biri fizikçiler bu
hologramın biçimi konusunda fikir birliğine varmış değil ama sadece hologram
fikri bile teorik fiziği ciddi anlamda değiştiren sonuçların yolunu açtı
fizikçiler onlarca yıl boyunca genel görelilik ile kuantum teori sini bir araya
getirmenin yolunu aradı holografinin keşfi tam da aradıkları şeydi holografi
kütle çekimiyle kuantum teorisinin suyla ateş gibi değil de yin ile yang gibi
olabileceğini gösteriyordu yine aynı fiziksel gerçekliğin birbirinden çok
farklı ama birbirini tamamlayan iki tarifi olabilirlerdi.
Holografiye göre fiziksel sistemler aynı anda hem kütle çekimsel hem de kuantum
nitelikte olabilir ama bunun için farklı boyutta olmaları gerekir. Holografinin
getirdiği bakış açısının değişik iş de bu.
Belki de genişleyen evrenimizin tamamı
hologramdır Hawking’in evren’e dair son teorisi buydu. Bildiğimiz hologramlar
da bu yüzeyi yansıtılan ışıktan uzayın üçüncü boyutu ortaya çıkar ancak evrenin
bir hologram olduğu fikrinde holografik olarak kodlanan şey zaman olabilir yani
evrenin “evrimi” holografik bir yanı yansıma olabilir.
Hawking zamanın holografik bir yansıma olarak
ortaya çıktığına dair son düşünceleri disk benzeri bir görselde ile özetleniyor.
dıştaki çember çok sayıda dolanık kubitten oluşan zamansız bir hologramı temsil
ediyor genişleyen evrenin evriminin bundan ortaya çıktığı düşünülüyor. Diskin
merkezinde evrenin kökeni yer alıyor evren buradan dışarıya radyal yön denen
doğrultuda genişliyor. Sanki dolanık
kubitler üzerinde çalışarak evreni
ortaya çıkaran bir kod var ortaya çıkan bu süreci ise biz zamanın akışı
olarak algılıyoruz. Dıştaki hologramı daha uzaktan bakarak yani bir resimden
uzaklaşıp, resmin genelini görmeye çalışır gibi bakarak zamandan geriye diskin
iç kısmına doğru ilerleyebiliriz, ancak sonunda bitler tükenir. Evrene
holografik bakışta zamanın kökeni işte bu olurdu. Eğer bu doğruysa büyük
patlamadan önce hiçbir şey olmayabilir çünkü holografik olarak ortaya çıkan
geçmiş daha da geriye uzanmaz bu to teorik öngörüler kanıtlanırsa evrenin
kökenine son derece radikal bir yorum getirecekler.
Büyük patlamanın 1930 larda keşfedilmesinden
beri zamanın nasıl ortaya çıktığı bir muammaydı Hawking de dahil olmak üzere
fizikçiler geleneksel olarak dünyanın başlangıcına nedensel bir açıklama
getirmeye çalıştı ancak evrenin bir hologram olduğu fikir epey farklı bir bakış
sunuyor büyük patlamaya yaklaşıldığında klasik fizik çöker holografide ise
büyük patlama yalnızca zamanın başlangıcının değil bildiğimiz fizik yasalarını
da ortaya çıkışının da işaret ediyor.
Kara delikler, Einstein’ın
genel görelilik teorisinde öngörülen dipsiz ve boş çukurlar olmanın aksine,
kendi geçmişlerine dair muazzam miktarda bilgiyi mikroskobik yapılarında
saklayan evrenin en verimli sabit diskleridir. 1970'lerde Jacob Bekenstein
ve Stephen Hawking tarafından tasarlanan düşünce deneyleriyle keşfedilen bu
durum, modern fizikte kara deliklerin aslında birer hologram gibi
davrandığını gösteren "Holografik Evren" tanımının temelini
oluşturur.
Evrenin En Güçlü Sabit
Diskleri
Kara deliklerin bilgi depolama
kapasitesi tek kelimeyle akıl almaz boyutlardadır. Örneğin, Samanyolu
Galaksisi'nin merkezindeki devasa Sagittarius A* kara deliği, en az 10^{80}
gigabaytlık veriye eş değer miktarda bilgi depolayabilir. Küresel teknoloji
devi Google'ın tüm veri merkezlerindeki veri yığınının tamamı, bir protondan
bile daha küçük bir kara deliğin içine zahmetsizce sığabilir.
Holografik İlke ve "İç
Hacim" Çelişkisi
Klasik dünyamızda, örneğin bir
kütüphanedeki bilgi kapasitesini tahmin etmek için sadece duvarlardaki
kitapları değil, iç hacimdeki tüm raflardaki kitapları saymak gerekir; yani
bilgi kapasitesi hacme bağlıdır. Ancak kara deliklerde fizik kuralları bambaşka
işler:
- Hawking'in
geliştirdiği formüle göre kara deliklerin entropisi (yani içerdikleri
bilgi miktarı), iç hacimleriyle değil, olay ufuklarının yüzey alanıyla
orantılı olarak büyür.
- Bu
olay ufku yüzeyi, her bir kenarı 1 Planck uzunluğunda (10^{-33} cm)
olan küçücük hücrelerden oluşan bir ızgara şeklinde modellendiğinde,
her bir kuantum durumu 1 bitlik bilgi taşır.
- Olay
ufkundaki her bir bit, kara deliğin evrimi ve mikro yapısı hakkındaki tek
bir "evet-hayır" sorusunun yanıtıdır ve bunların toplamı kara
deliğe dair bilinen her şeyi oluşturur.
- Bu
durum, kuantum düzeyinde bakıldığında kara deliklerin aslında üç
boyutlu bir iç kısmının olmadığını, bilginin iki boyutlu yüzeyde
depolandığı birer hologram olduğunu ortaya koyar.
Entropi Kanunu ve Kara
Deliklerin Birleşmesi
Fiziksel sistemlerdeki
düzensizlik seviyesini belirten entropi, yüksek olduğunda sistemsel
düzensizliği, düşük olduğunda ise yüksek düzeyde düzeni simgeler (tıpkı bir
ofisin veya yatak odasının zamanla dağılmaya meyilli olması gibi). Kara
deliklerde ise entropinin doğrudan bir ölçüsü olan olay ufku alanının Hawking'e
göre yalnızca büyümesi ve asla küçülmemesi gerekir.
İki kara delik çarpışıp
birleştiğinde karmaşık fiziksel süreçler yaşanır:
- Birleşme
esnasında kütle çekimi dalgaları patlamasıyla enerji kaybedilir.
- Yeni
oluşan kara deliğin kendi ekseni etrafındaki dönüş hızı artabilir ve
Einstein'ın genel görelilik teorisine göre bu dönüş hızı artışı aslında
yüzey alanını daraltma eğilimindedir.
- Ancak
Hawking'in teorisi, tüm bu çelişkili faktörlerin birleşiminin bile toplam
yüzey alanını her koşulda artırmak zorunda olduğunu ve daima daha
büyük bir kara delik meydana getireceğini savunmuştur.
Evrenin Seslerini Dinlemek ve
Tarihi Kanıt
Stephen Hawking'in bu devrim
niteliğindeki teorisi, 2025'in ortalarında gerçekleşen tarihi bir
gözlemle ilk kez doğrulanmıştır. Birleşen iki kara delikten yayılan son derece
güçlü kütle çekimi dalgalarının hassas bir şekilde analiz edilmesiyle
Hawking'in teorisinin doğruluğu kanıtlanmıştır. Bu kütle çekim dalgalarının
keşfi, insanlığın evreni anlama yolculuğunda adeta yeni bir duyu
geliştirdiğini göstermektedir; artık sadece teleskoplarla uzaklara
bakmıyor, kütle çekimsel dalgalarla evrenin seslerini de dinliyoruz.