Yeni Teori Evrenimizde Tek Boyutlu Zaman Olmasının Sebebini Açıklıyor

Yüzden fazla yıl önce, öncü bir düşünür uzay ve zamanı anlama biçimimizi değiştirdi.

Bunların, üç uzay boyutu ve bir zaman boyutundan oluşan, evreni saran bir kumaş içinde iç içe geçtiğini söyledi.

Bu artık ünlü vizyonerin adı? Tabii ki bıyıklı Hermann Minkowski, Albert Einstein’ın matematik öğretmeni.

Ve hayır, Einstein’ı geçiremedi; Einstein daha sonra bu düz “Minkowski uzay-zamanına” yerçekimini ekleyip eğri bir uzay-zamanı “doğurdu.”

Aslında söylenebilir ki Einstein, Hermann’ı geçirdi; çünkü Einstein, Hermann’ın düşünce biçimini başta “gereksiz bilgi lüksü” olarak niteledi.

Ama neden evren üç uzay boyutu ve bir zaman boyutuna sahip? Tuhaf yeni bir matematiksel teori sürpriz bir olasılık sunuyor:

Bunun nedeni, evreni oluşturan bulmaca parçaları ya da LEGO’lar (hatta K’NEX) gibi görünmez yapı taşları.

Sırbistan’daki Belgrad Üniversitesi’nden üç fizikçinin, henüz hakem değerlendirmesinden geçmemiş bir ön basım makalesini arXiv’e yüklediği çalışmada, sanal dört boyutlu üçgenlerden farklı kozmolojik geometriler simüle ederek üç uzay boyutu ve bir zaman boyutundan oluşan tanıdık karışımın ortaya çıkıp çıkamayacağını inceledi.

Cevap evet, kesinlikle. Bir nevi.

Yazarlar, fizik yasaları gibi karmaşık gerçek-evren komplikasyonlarından kaçınarak, zaten kendisi de gizemli ve tartışmalı olan kuantum yerçekiminin oyuncak modelini kullanarak bazı karmaşık kozmolojik mekanizmaları inceledi.

Bu çerçeve, kart evi gibi dört boyuttan sıfır boyuta küçelenen, son derece küçük bir evren modeli sundu.

Üç boyutlu tetrahedronlardan oluşan, bunlar da iki boyutlu üçgenlerden, onlar da bir boyutlu kenarlardan, kenarlar da sıfır boyutlu köşelerden birleşerek oluşan dört boyutlu 4-simplis’lerle başladı.

Dünyayı taşıyan kaplumbağalar hakkındaki ünlü söze benzer biçimde, sonsuza kadar simpis’lerle devam ediyor!

Dört boyutlu bir simpis yapı taşı. (Djordjevic et al., arXiv, 2026)

Araştırmacılar ardından bu parçaların kenar uzunluklarını rastgele belirledi; en küçük değeri, fiziksel anlayışımızın çöktüğü ölçek olan Planck uzunluğu olan 10-35 metre olarak ayarladı.

Bu ölçeğin üst sınırı, Evren’in pürüzsüz bir süreklilik gibi davranıp da sivri sarp bir yapboz parçaları puzzle’ı gibi davranmaya başladığı noktadır.

Büyük Hadron Çarpıştırıcısı ve LIGO-Virgo yerçekimi dalgaları ağından gelen gözlemler boyut aralığını belirlemeye yardımcı oluyor: tüm Evren’in boyutu olan yaklaşık 1026 metreden 10-20 metrelik bir ölçeğe kadar.

Bu nedenle herhangi bir pürüzlülük, atomun boyutundan çok daha aşağı bir ölçekte ortaya çıkacak; ki bu bile görünür olmaya hiç yakın değil.

Araştırmacılar ayrıca yaklaşık 100.000 basit ten oluşan, üç farklı topoloji veya kozmik manzara, üç farklı konfigürasyonda inceledi.

İlk olarak, sınırı olan dört boyutlu bir top.

İkinci olarak, kendi üzerine dolandığı için sınırı olmayan dört boyutlu bir küre.

Ve üçüncü olarak, kontrol olarak kullanılan 100.000 tane dağınık yapboz parçası gibi, bağlantısız bir dört boyutlu basitler kümesi.

Son olarak araştırmacılar parçaların tüm kenarlarını ya uzaysal – fiziksel mesafelere benzer, reel sayılar kullanılarak temsil edilen – ya da zamansal – zaman aralıklarına benzer, hayali sayılar kullanılarak temsil edilen – ya da her ikisinin bir kombinasyonu olarak ele aldı.

Toplamda, nihai veri havuzları bu çeşitli basit tabanlı simülasyonların 20 milyarın üzerinde değerlendirmesini içeriyordu.

Böylece, dört boyutlu bir “Evren” ortaya çıktı mı?

İnanılmazı, evet. Karıştırdığınızda rastgele belirlenmiş bir sürü yapboz parçasını, karmaşık kozmik dinamikleri ve kuvvetleri eleyip geometrik olarak birleşmelerine izin verdiğinizde, araştırmacıların bu boyutlara atadığı matematiksel imzaya göre zaman-uzayın üç uzamsal boyut ve bir zamansal boyut içeren bir yapıda organize olduğu zamanın yaklaşık %85’inde böyle oluyor.

Bazı diğer tuş konfigürasyonları da ortaya çıkıyor.

Denemelerin yaklaşık %6’sı Öklid imzası veriyor: dört uzamsal boyut ve hiç zaman olmayan, donmuş bir Evren.

Ve ilginç bir şekilde, denemelerin yaklaşık yüzde 8’i, iki uzay ve iki zaman boyutuna sahip bir bölünmüş Evren üretti.

Bununla birlikte, bu yalnızca kenar uzunluklarını uzaysal olarak ele aldığınızda ortaya çıkıyor.

Bunları zamansal ya da karışık olarak ele almak, gerçeklik olarak algıladığımız Minkowski tarzı Evren yerine, iki ya da üç zaman boyutuna sahip imzalar üretiyor.

Bu da büyük sürprizlerden birini ortaya koydu: Hem uzamsal hem de zamansal kenarların gerekli olması düşünülürdü.

Oysa bu modelde yalnızca uzamsal kenarlar yeterliydi: Uzunlukları uyuşmayan kenarlar, çoğu zaman ancak içine bir zaman yönü dahil eden bir geometride birleşebiliyor.

Tıpkı şaşırtıcı olduğu kadar, topolojinin de önemli olmadığı görüldü; Evren’in küresel şeklinin bir top, küre ya da belki de yalnızca dağınık bir bulmaca parçaları yığını olması arasında çok az fark vardı, bu da uzay ile zaman arasındaki ayrılığın yerel olarak belirlendiğine işaret ediyor olabilir. Ya da topolojik farkların görünmez olduğuna ya da yeterli bulmaca parçasıyla ortalamaya düştüğüne.

Gelecek araştırmalar, fiziksel yasalar ve çeşitli şekiller gibi dinamikleri dahil ederek araştırmacıların sonuç olarak şunu test etmeyi öngördüğü konuyu derinleştirebilir: “uzay-zaman imzası nihayetinde kuantum geometrisinin ortaya çıkan bir özelliği olarak anlaşılabilir mi.”

Araştırma, henüz hakem değerlendirmesinden geçmemiş olmakla birlikte arXiv’de ön baskı olarak erişilebilir.

Bu makale Fiona MacDonald tarafından doğrulandı ve Fiona MacDonald tarafından düzenlendi. Sürecimize gurur duysak da, yalnızca insanız. Bir hata fark ederseniz, lütfen bize bildirin.