Pulsatif Bir Evren Üzerine Bir Yazılımcının Düşünce Deneyi

Evrenin sonuyla ilgili ne zaman bir şey okusam, dönüp dolaşıp aynı soruya takılıyorum:

Ya Büyük Patlama aslında başlangıç değilse?

Sadece “Büyük Patlama'dan önce de bir şeyler vardı” anlamında söylemiyorum.

Aklımdaki biraz daha farklı.

Ya Büyük Patlama, çok daha büyük bir sürecin yalnızca bir aşamasıysa?

Ya evren genişliyor, inanılmaz büyük bir dönüm noktasına ulaşıyor, sonra büzülüyor, başka bir uç noktaya ulaşıyor ve tekrar genişliyorsa?

Ve ya bu daha önce de olduysa?

Belki bir kez.

Belki bin kez.

Belki o kadar çok kez oldu ki hangi Büyük Patlama'nın “ilk” olduğunu sormanın artık bir anlamı bile kalmıyor.

Ben fizikçi değilim. Yazılım geliştiricisiyim ve belli ki PHP uygulamalarımdan çok daha büyük şeyler olan uzay, zaman ve kozmoloji üzerine gereğinden fazla düşünmeyi seviyorum.

Dolayısıyla burada yeni bir fizik yasası ortaya attığımı iddia etmiyorum.

Buna daha çok, yazılımda bilmediğim bir sistemi anlamaya çalışırken yaklaştığım gibi yaklaşıyorum:

Mümkün olan en basit modeli kur, ne söylediğine bak, nerede bozulduğunu bul ve ardından daha iyi sorular sor.

Ve bir süredir kafama takılan model, bana büyük bir nabız atışı gibi görünüyor.

Büyük Patlama ilk olay olmak zorunda olmayabilir

Büyük Patlama'nın popüler anlatımı oldukça basittir:

Hiçbir şey.

Sonra patlama.

Sonra evren.

Gerçek kozmoloji ise bundan çok daha karmaşık.

Büyük Patlama modeli, evrenin geçmişte olağanüstü sıcak ve yoğun bir durumda bulunduğunu ve sonrasında genişlediğini anlatıyor. Denklemlerimizi geçmişe doğru götürdüğümüzde ise mevcut fizik anlayışımızın yetersiz kalmaya başladığı koşullara ulaşıyoruz.

Bu ayrım önemli.

Şunu söylemek:

“Gözlemleyebildiğimiz evren bir zamanlar olağanüstü sıcak ve yoğundu.”

ile şunu söylemek:

“O andan önce kesinlikle hiçbir şey olmadığını kanıtladık.”

aynı şey değil.

Ve fizikçiler onlarca yıldır farklı ihtimalleri araştırıyor.

Örneğin Paul Steinhardt ve Neil Turok, kozmik dönemlerin tekrar edebildiği; genişlemenin ardından büzülmenin ve sonunda başka bir “bang”in ortaya çıktığı döngüsel kozmoloji modelleri geliştirdiler.

Roger Penrose'un Conformal Cyclic Cosmology (CCC) modeli ise tamamen farklı bir yol izliyor. CCC'de klasik anlamda bir Büyük Çöküş olmak zorunda değil. Bunun yerine bir kozmik çağın — Penrose'un deyimiyle bir aeonun — inanılmaz uzak geleceği, matematiksel olarak bir sonraki çağın Büyük Patlama'sına bağlanıyor.

Daha yakın dönemlerde de Büyük Patlama'nın mutlak bir başlangıç değil, bir tür geçiş veya “bounce” olabileceği modeller araştırılmaya devam ediyor.

Dolayısıyla evrenin birden fazla kozmik dönemden geçmiş olabileceği fikri kesinlikle bana ait değil.

Ama bu modelleri okudukça bütün süreci biraz farklı hayal etmeye başladım.

Evreni inanılmaz yavaş atan bir nabız gibi düşünmeye başladım

Bir anlığına insan zaman ölçeğini unutalım.

Hatta jeolojik zamanı da unutalım.

İmkânsız bir gözlem noktasından evreni izleyebildiğimizi ve milyarlarca, trilyonlarca, belki çok daha fazla yılı birkaç saniyeye sıkıştırabildiğimizi düşünelim.

Galaksiler birbirinden uzaklaşıyor.

Uzay genişliyor.

Evren büyüyor.

Bir noktada genişleme bir geçiş noktasına ulaşıyor.

Sonra yön değişiyor.

Mesafeler azalmaya başlıyor.

Evren büzülüyor.

Bir minimum noktaya ulaşıyor.

Ve ardından:

Tekrar genişleme.

Eğer bu süreç tekrar tekrar yaşanıyorsa, evrenin tüm tarihi düz bir çizgiden çok bir dalgaya benzeyebilir.

Kabaca şöyle:

minimum          maksimum          minimum          maksimum
   ●----------------●----------------●----------------●
    \              / \              / \              /
     \            /   \            /   \            /
       genişleme          büzülme

Buna pulsatif evren demek benim için kullanışlı çünkü Büyük Patlama'yı zihnimde tamamen farklı bir yere koyuyor.

Büyük Patlama artık şu olmaktan çıkıyor:

BAŞLANGIÇ → evren → SON

ve şuna dönüşüyor:

... → büzülme → SIÇRAMA → genişleme → büzülme → SIÇRAMA → ...

Bu durumda “bang” artık mutlaka yaratılış anlamına gelmiyor.

Bir geçiş noktası oluyor.

Benim düşünce deneyimin merkezindeki fikir tam olarak bu.

Neden “pulsatif” diyorum?

Burada önemli bir ayrım yapmam gerekiyor.

Evrenin kelimenin gerçek anlamıyla bir pulsar gibi davrandığını söylemiyorum.

Astronomide pulsar, dönen bir nötron yıldızıdır ve yaydığı radyasyon bize son derece düzenli darbeler halinde ulaşabilir. Burada bahsettiğimiz fiziksel sistem tamamen farklı.

Ben kelimeyi sadece zihnimde oluşturduğu görüntü nedeniyle kullanıyorum:

Periyodiklik.

Tekrarlayan kozmik bir ritim.

Üstelik gerçek bir pulsarın aksine, burada hayal ettiğim periyot akıl almayacak kadar uzun.

Bir tam kozmik atım yüz milyarlarca, trilyonlarca veya bundan çok daha fazla yıl sürüyorsa, bir medeniyet tüm tarihi boyunca var olup yok olabilir ve yine de eğrinin yalnızca küçücük bir bölümünü gözlemleyebilir.

Şuna baktığınızı düşünün:

                         .
                      .
                   .
                .
             .
          .
       .

Ve bunun bir doğruya mı, çembere mi yoksa devasa bir dalgaya mı ait olduğunu anlamaya çalışıyorsunuz.

Sorun biraz buna benziyor.

Biz zamanın çok küçük bir penceresinde yaşıyoruz.

Bir yazılımcı olarak bunu çalıştırılabilir hale getirmek istedim

İşte beynimin fizik bölümünden çıkıp kod editörüne doğru yürüdüğü yer burası.

Doğrudan karmaşık kozmolojik denklemler yazmak yerine kendime daha basit bir soru sordum:

Bu fikri ifade eden yazabileceğim en küçük program nedir?

Evrenin göreli ölçeğini temsil eden bir değere ihtiyacımız var.

Adına scale diyelim.

Şunlara ihtiyacımız olsun:

  • minimum ölçek,

  • maksimuma ne kadar büyüyebileceği,

  • bir döngünün süresi,

  • zaman.

Sonra basit bir salınım oluşturabiliriz.

PHP ile:

<?php

function universeScale(
    float $time,
    float $minimumScale,
    float $amplitude,
    float $cycleDuration
): float {

    $omega = (2 * M_PI) / $cycleDuration;

    return $minimumScale
        + ($amplitude / 2)
        * (1 - cos($omega * $time));
}

Bu küçücük fonksiyon ilginç bir davranış oluşturuyor.

Döngünün başlangıcında:

scale = minimum

Ardından:

minimum
   ↓
genişleme
   ↓
maksimum
   ↓
büzülme
   ↓
minimum

Ve süreç yeniden başlıyor.

Ya da yazılımcı diliyle:

while (true) {
    expand();
    reachMaximum();
    contract();
    bounce();
}

Tabii evren PHP ile çalışmıyor.

Muhtemelen böylesi hepimiz için daha iyi.

Ama birkaç satırlık bu kod, fikrin mantıksal yapısını şaşırtıcı derecede iyi anlatıyor.

Kod fizik değildir

Bence bütün bu yazının en önemli ayrımı burada.

Şunu yazmam:

cos($omega * $time)

evrenin neden genişlemeyi bırakıp geri döneceğini açıklamıyor.

Ben yalnızca araştırmak istediğim davranışı programa tarif etmiş oluyorum.

Bu ikisi çok farklı şeyler.

Şuna benziyor:

$apple->fall();

Bunu yazmak yerçekimini açıklamaz.

Sadece simülasyona elmanın ne yapması gerektiğini söylersiniz.

Gerçek bir kozmolojik model çok daha zor soruları cevaplamak zorunda.

Büzülmeyi ne başlatıyor?

Döngüler arasında entropiye ne oluyor?

Evrenin gerçek bir tekilliğe ulaşmasını ne engelliyor?

Kara deliklere ne oluyor?

Madde ve radyasyon ne hale geliyor?

Yeni genişlemeyi başlatan fiziksel mekanizma nedir?

Ve belki de en önemlisi:

Evren neden yön değiştirsin?

İşte benim basit modelimin modern kozmolojiyle doğrudan karşı karşıya geldiği yer burası.

Küçük bir problemimiz var: Evren şu anda hızlanarak genişliyor

Gözlemler kozmik genişlemenin şu anda hızlandığını gösteriyor.

Standart ΛCDM kozmoloji modelinde karanlık enerji yaklaşık olarak bir kozmolojik sabit gibi davranıyor.

Eğer bu durum sonsuza kadar böyle devam ederse, benim basit “genişle–büzül–tekrarla” fikrimin ciddi bir problemi var.

Evren geri dönmüyor.

Genişlemeye devam ediyor.

Ama burada ilginç bir ayrıntı var.

2025'te açıklanan DESI sonuçları, diğer kozmolojik gözlemlerle birlikte değerlendirildiğinde, karanlık enerjinin zaman içinde değişiyor olabileceğine dair ipuçlarını güçlendirdi.

Bu oldukça ilginç.

Ama dikkat:

Bu, karanlık enerjinin kesinlikle değiştiğinin keşfedildiği anlamına gelmiyor.

Ve kesinlikle:

“Evren gelecekte tekrar çökecek.”

anlamına da gelmiyor.

Yine de soruyu biraz daha ilginç hale getiriyor.

Eğer karanlık enerji zamanla değişebiliyorsa, evrenin çok uzak gelecekte nasıl davranacağı, kusursuz biçimde sabit bir Λ varsayımına kıyasla daha açık bir problem haline geliyor.

Benim düşünce deneyim ise bundan daha fazlasına ihtiyaç duyuyor:

karanlık enerji değişir
        ↓
hızlanan genişleme zamanla zayıflar
        ↓
bir mekanizma büzülmeye izin verir
        ↓
büzülme tekillik oluşturmayan minimum noktaya ulaşır
        ↓
sıçrama
        ↓
yeni genişleme

Şu anda bu okların tamamını kanıtlayan fiziğe sahip değilim.

Eksik olan bölüm tam olarak burası.

Ve bence bunu açıkça kabul etmek düşünce deneyini daha az değil, daha fazla ilginç hale getiriyor.

Entropiyi de birkaç satır kodla ortadan kaldıramıyorum

Başka bir problemimiz daha var.

Termodinamiğin ikinci yasası.

Entropi artma eğilimindedir.

Dolayısıyla her evren bütün entropisini yanında taşıyarak çöküp yeniden başlıyorsa, her döngünün kusursuz ve temiz bir “reset” olması beklenemez.

Bu, döngüsel kozmoloji modellerinin uzun zamandır uğraştığı temel problemlerden biri.

Farklı modeller bunu farklı şekillerde çözmeye çalışıyor.

Örneğin Steinhardt ve Turok'un döngüsel yaklaşımında uzun süren hızlandırılmış genişleme, bir sonraki döngünün koşullarının hazırlanmasında rol oynuyor.

Penrose'un CCC modeli ise problemi tamamen farklı bir yoldan ele alıyor. Klasik anlamda çöküş ve sıçrama yerine, bir kozmik çağın inanılmaz uzak geleceğini konformal geometri aracılığıyla bir sonraki çağın başlangıcına bağlıyor.

Benim küçük PHP döngüm ise hile yapıyor:

while (true) {
    expand();
    contract();
}

Doğanın böyle bir lüksü yok.

Bu fikrin ciddi bir fizik modeline dönüşebilmesi için entropi sorununa da cevap vermesi gerekiyor.

Peki ben tam olarak ne öneriyorum?

Evrenin nasıl çalıştığını keşfettiğimi değil.

Mevcut döngüsel kozmoloji modellerinin yanlış olduğunu hiç değil.

Ve kesinlikle bir yazılım geliştiricinin yazdığı cos() fonksiyonunun genel göreliliğin yerini aldığını söylemiyorum.

Benim düşündüğüm şey çok daha mütevazı:

Gözlemlediğimiz evrenin genişlemesi, olağanüstü uzun süreli ve tekrarlayan kozmik bir sürecin yalnızca tek bir aşaması olabilir. Bu durumda Büyük Patlama benzeri olaylar, mutlak yaratılış anları değil, kozmik döngüler arasındaki geçiş noktaları olabilir.

Ben bu süreci bir atım olarak hayal ediyorum.

Genişleme atımın bir tarafı.

Büzülme diğer tarafı.

Sıçrama ikisini birbirine bağlıyor.

Ve gözlemleyebildiğimiz tüm kozmik tarih, devasa bir dalganın yalnızca küçücük bir bölümünde gerçekleşiyor olabilir.

En basit kavramsal haliyle:

Universe {
    previousCycle();
    contract();
    bounce();       // Büyük Patlama dediğimiz şey bu olabilir mi?
    expand();       // şu anda bulunduğumuz dönem
    reachMaximum();
    contract();
    nextCycle();
}

bounce() fonksiyonunun yanındaki soru işareti bilinçli.

Çünkü bilmediğim kısım tam olarak orası.

Belki de hiçbir zaman “ilk” Büyük Patlama olmadı

Beni bu fikirde en çok düşündüren bölüm burası.

Diyelim ki döngünün gerçekten bir başlangıcı yok.

O zaman:

“Büyük Patlama'dan önce ne vardı?”

sorusunun bir cevabı olur.

Başka bir kozmik dönem.

Peki ondan önce?

Yine başka bir dönem.

Ve ondan önce?

Yine.

... Döngü -2
       ↓
     sıçrama
       ↓
    Döngü -1
       ↓
     sıçrama
       ↓
   BİZİM EVREN
       ↓
     sıçrama
       ↓
    Döngü +1 ...

Bu durumda ayrıcalıklı bir Büyük Patlama olmazdı.

Bizimki yalnızca arkamızda kalan Büyük Patlama olurdu.

Ve eğer gelecekte başka bir Büyük Patlama gerçekleşecekse, o da hiçlikten yeni bir şey yaratılması anlamına gelmezdi.

Zaten devam eden bir şeyin sonraki hali olurdu.

Son yıllardaki araştırmalar soruyu daha da eğlenceli hale getiriyor

Bu fikri sonunda yazıya dökmek istememin nedenlerinden biri, modern kozmolojinin basit:

“Büyük Patlama = mutlak başlangıç”

resmini giderek daha yetersiz hissettirmesi.

Döngüsel modeller onlarca yıldır var.

Penrose tamamen farklı bir döngüsel evren modeli geliştirdi.

Bounce kozmolojileri araştırılmaya devam ediyor.

Hatta yakın dönem çalışmalarında, genişleyen evrenimizin daha önce gerçekleşmiş kütleçekimsel bir çöküşten veya kara delik benzeri bir ana yapıdan ortaya çıkmış olabileceği senaryolar bile inceleniyor.

Bunların hiçbiri benim kafamdaki modeli kanıtlamıyor.

Hatta bu modeller kendi aralarında bile aynı şeyi söylemiyor.

Bazıları birbirinden ciddi biçimde farklı.

Ama hepsi bana kozmolojinin sevdiğim bir özelliğini hatırlatıyor:

“Öncesinde ne vardı?” hâlâ bilimsel olarak ilginç bir soru.

Ve henüz nihai cevabımız yok.

Bunu bir düşünce deneyinden daha fazlası yapmak için ne gerekir?

Projeyi bundan sonra götürmek istediğim yer tam olarak burası.

Benim PHP fonksiyonum bir şekil tanımlıyor:

scale(time)

Fiziğin ise bu şeklin neden ortaya çıktığını açıklaması gerekiyor.

Şunu söylemek yerine:

$scale = pulse($time);

bir gün buna daha yakın bir şey kurmamız gerekiyor:

$state = evolveUniverse(
    matter: $matter,
    radiation: $radiation,
    darkEnergy: $darkEnergy,
    curvature: $curvature,
    entropy: $entropy,
    gravity: $gravity
);

$scale = $state->scale;

Ve asıl ilginç test o zaman başlıyor:

Biz pulsasyonu özellikle kodlamadan, pulsasyon kendiliğinden ortaya çıkıyor mu?

İşte bu tamamen farklı bir deney olurdu.

Fiziksel olarak savunulabilir kurallar altında simüle edilen evren kendiliğinden genişliyor, yavaşlıyor, yön değiştiriyor, büzülüyor, tekillikten kaçınıyor ve yeniden genişliyorsa...

O zaman üzerinde çok daha ciddi çalışılması gereken bir şeyimiz olur.

Çıkmıyorsa?

O da güzel.

Kodun sevdiğim özelliklerinden biri bu.

Güzel fikirlere pek saygısı yoktur.

Eninde sonunda onları çalıştırmanız gerekir.

Şimdilik cevaptan çok soruyu seviyorum

Evrenin gerçekten pulsatif olup olmadığını bilmiyorum.

Bugünkü gözlemler de böyle olduğunu göstermiyor.

Ve mevcut döngüsel kozmoloji modellerinin arkasında, burada yazdığım birkaç satırlık kavramsal simülasyondan çok daha ileri onlarca yıllık matematik var.

Ama zaten bunu yazmak istememin asıl nedeni bu değildi.

Benim için ilginç olan farkındalık çok daha basitti:

Büyük Patlama'yı zihnimde hep zaman çizgisinin sol ucuna koymuşum.

Sonra onu ortaya taşıdım.

Öncesi ←──── BÜYÜK PATLAMA ────→ Sonrası

Bunu yaptığınız anda şaşırtıcı miktarda yeni soru ortaya çıkıyor.

Belki Büyük Patlama gerçekten başlangıçtı.

Belki bir sıçramaydı.

Belki Penrose'un kozmik çağları gerçeğe daha yakın.

Belki evren sonsuza kadar genişleyecek ve hiçbir zaman tekrar büzülmeyecek.

Ya da belki gözlemleyebildiğimiz tüm evren şu anda, tamamlanması insanlığın hiçbir zaman göremeyeceği kadar uzun süren devasa bir kozmik atımın neredeyse fark edilemeyecek kadar küçük bir bölümünden geçiyor.

Cevabı bilmiyorum.

Elimde birkaç satır PHP'ye sığabilecek kadar küçük bir model var.

Ve o birkaç satırın doğru yöne bakıp bakmadığını hayatım boyunca merak edebileceğim kadar büyük bir evren.