Bilim mi? Felsefe mi? Antropik İlke

Antropik ilke, insan yaşamını evrenin belirli bir koşulu olarak ele alırsak, bilim adamlarının bunu, evrenin beklenen özelliklerini, insan yaşamını yaratma ile tutarlı olarak elde etmek için başlangıç noktası olarak kullanabilir. Kozmolojide, özellikle evrenin belirgin ince ayarlarıyla uğraşmaya çalışırken önemli bir role sahip olan bir ilkedir.
Bilimin makroskopik, mikroskobik ve kozmolojik dünyaları anlamadaki başarısı, Evrenin herhangi bir özelliğinin tamamen bilimsel bir açıklamasını oluşturmanın mümkün olduğuna dair güçlü bir inanca yol açmıştır. Bununla birlikte, son 20 yılda fizik ve biyoloji anlayışımız, Evrenimize özgü bir özelliğe, zeki yaşamın varlığına ilişkin bir özelliğe dikkat çekti. Bu, hiçbir bilimsel teorinin insanlar için özel bir yere veya yöne başvurmaması gerektiği fikri olan Kopernik İlkesinden uyarı işaretleri gönderir.
Tüm Doğa yasalarının kendileriyle ilişkili belirli sabitleri vardır; yerçekimi sabiti, ışık hızı, elektrik yükü, elektronun kütlesi, Planck’ın kuantum mekaniğinden sabiti. Bazıları fiziksel kanunlardan türetilmiştir (örneğin ışık hızı, Maxwell denklemlerinden gelir). Bununla birlikte, çoğu için değerleri keyfi. Ortaya çıkan etkileşimler kökten farklı olsa da, sabitler farklı değerlere sahip olsaydı yasalar yine de işlerdi.

ANTROPİK İLKENİN KÖKENİ;
“Antropik ilke” ifadesi ilk olarak 1973’te Avustralyalı fizikçi Brandon Carter tarafından önerildi. Bunu, evrende herhangi bir ayrıcalıklı konumdan insanlığı indirgeyen olarak görülen Kopernik prensibinin aksine, Nicolaus Copernicus’un doğumunun 500. yıldönümünde önerdi.
Brandon Carter, insanların evrendeki merkezi bir pozisyonu olduğunu düşünmüyordu. Carter’ın aklında olan şey, kendi içinde tamamen indirgenmiş ve yalnızca insan yaşamının gerçeğinin bir kanıt olmadığıydı. Carter,“ Durumumuzun mutlaka merkezi olmamasına rağmen, bir dereceye kadar kaçınılmaz olarak ayrıcalıklıdır,” dedi. Bunu yaparak, Carter gerçekten Kopernik prensibinin asılsız bir sonucunu sorgulamaya çağırdı.
Kopernik’ten önce, standart bakış açısı, Dünya’nın evrenin geri kalanından çok farklı fiziksel yasalara uyan özel bir yer olmasıydı. Yeryüzü ‘nün temelde farklı olmadığına dair kararla, bunun tersini varsaymak çok doğaldı. (Evrenin tüm bölgeleri aynı.)
Elbette, insan varlığına izin vermeyen fiziksel özelliklere sahip birçok evren hayal edebiliyorduk. Örneğin, belki de evren, elektromanyetik itmenin güçlü nükleer etkileşimin çekiminden daha güçlü olması için oluşturulmuş olabilirdi?
Bu durumda, protonlar atomik çekirdeğe birleştirmek yerine birbirlerini iteceklerdi. Atomlar, bildiğimiz gibi, asla oluşmaz … ve böylece yaşam olmaz! (En azından bildiğimiz gibi)
Bilim evrenimizin böyle olmadığını nasıl açıklayabilir? Carter’a göre, soruyu sorabildiğimiz gerçek şu ki, bu evrende ya da bizim var olmamızı imkânsız kılan başka bir evrende olamayacağımız anlamına geliyor. Diğer evrenler oluşmuş olabilirdi, ama soruyu sormak için orada olmazdık.

Genel itibari ile felsefede kullanılsa da antropik ilke, astrofizik ve kozmolojide de kendine yer bulmuştur. Ancak tabii ki bilimin bakış açısı daha farklıdır. İlke insan özelinde değil, bahsi geçen evrende yaşayan herhangi bir gözlemci varlık için geçerlidir. Literatürde 30’u aşkın antropik ilke yorumu olduğu tahmin edilmektedir ancak bu yazıda önde gelen bir kaçından bahsetmekle yetineceğim. 1974 yılında astronom Brandon Carter, zayıf ve güçlü olmak üzere iki farklı antropik ilke görüşü sunmuştur. Carter’ın bundan sonraki yorumlara temel teşkil eden görüşü şu şekildedir:

Zayıf Antropik İlke (Carter):

Eğer evrenimiz yaşama uygun olmasaydı, burada yaşayan gözlemciler olarak bu soruyu soramazdık.

Güçlü Antropik İlke (Carter):

Dünya ve insanlık için hiçbir özel ve ayrıcalıklı durum söz konusu değildir. Yaşamı destekleyen bir evrende yaşıyoruz. O zaman sadece yaşama uygun evrenler olasılık dahilindedir.

1986 yılında Antropik Kozmolojik İlke adlı kitaplarında, matematikçi John Barrow ve fizikçi Frank Tipler, Brandon Carter’ın görüşünden yola çıkıp zayıf ve güçlü antropik ilkeyi şu şekilde tanımlamışlardır:

Zayıf Antropik İlke (Barrow ve Tipler):

Tüm fiziksel ve kozmolojik miktarlarda gözlemlenen değerler eşit derecede makul değildir ancak gözlemler, değerlerin karbon bazlı yaşamın evrilebileceği ve evrenin bunun için yeteri kadar uzun süre var olabileceği şekilde sınırlandığını gösterir.

Güçlü Antropik İlke (Barrow ve Tipler):

Evren, tarihinin bir aşamasında, içinde yaşamın gelişmesine izin veren bu özelliklere sahip olmalıdır.

Carter’ın tersine Barrow ve Tipler ilkeyi gözlemci yerine karbon bazlı yaşam için sınırlandırmışlardır. Daha büyük başka bir farkları da zayıf antropik ilkeyi fiziksel sabitlere uygulamalarıdır. Ayrıca bu ikili güçlü antropik ilke için 3 farklı görüş daha belirtiyorlar:

1. Sadece gözlemcileri üretmek ve yaşamlarının devamını sağlamak amacıyla tasarlanmış bir evren mümkündür.

2. Evrenin var olabilmesi için gözlemci gereklidir.

3. Evrenimizin varlığı için bizimkinden ayrı başka evrenler topluluğu gerekmektedir.

Teistik Teori
Güçlü Antropik İlkenin daha da güçlü bir versiyonu olan bu teori, insanların var olmasına izin veren evren koşullarının Tanrı tarafından kasıtlı olarak yaratıldığını belirtir. Bu versiyonla Tanrı, evrenin var olmasına hükmetmiş ve O’nun suretinde insanın yaratılmasından sorumlu olan Kişi olarak “perdenin arkasına” yerleştirilmiştir. Pek çok bilimsel teorinin yaptığı gibi, Tanrı’nın var olduğunu inkar etmek yerine, bu ilke O’na bir yer açar. Tanrı fikrinin sağladığı bir sebebe ve düzene ihtiyaç duyan birçok insan için bu teori tek seçenektir. Burada insanlık için bir amaç verilmiştir; Bazı insanların düşünmeyi hoş bulmadığı “ilkel sızıntı” dan ortaya çıkmanın aksine, daha yüksek bir çağrı ve asil bir başlangıç. Belki de evreni insanlığın yararına yaratan bir Tanrı düşüncesi, bazı insanları kozmosun derinliklerinde ve enginliğinde güvende hissettiriyor; Bizimle birlikte olmak için nazik ve sevgi dolu bir Tanrı’nın var olduğuna inanmak rahatlatıcıdır.

Termodinamik Evren :
19. yüzyılın başında ünlü bir fizikçi olan Boltzmann, Evren’in termodinamik dengeden neden bu kadar uzak olduğunu merak etti. Yıldızlar parlar, hayat vardır, bunların hepsi dengede olmayan şeylerdir. Örneğin, buzdolabınız dengede değil (bu, ihtiyacınız olan buz küpleri için güzel). Duvardan çıkarın ve birkaç gün içinde oda ile dengede olacaktır (buz erir). Şimdi, Evren uzay ve zamanda sonsuzsa (değil), o zaman Boltzmann, bugünkü koşulların dengeden önemli bir sapma göstermesinin son derece olası olmadığını düşündü.
Bu nedenle dengesiz bir Evren, bizim gibi gözlemcilerin varlığı için bir gereklilik gibi görünüyor. Sonsuz bir Evrende, termodinamik dengeden her zaman küçük sapmalar yaratacak istatistiksel dalgalanmalar olacaktır. Prensipte nadir de olsa büyük geziler mümkündür. Sonsuz bir evrende, bir yerlerde her zaman astronomik olarak büyük bölgeler olacaktır ve bu bölgeler, yalnızca tesadüfen, biyolojik organizmaların ortaya çıkışını desteklemek için dengeden yeterli ayrılma sergileyenlerdir. Hipoteze göre, bizimki böyle (son derece nadir) bir bölgedir.
Boltzmann’ın orijinal argümanı tatmin edici değildir, çünkü insan gözlemcilerin varlığı, evrenin Hubble boyutunda bir denge olmayan bölgesini gerektirmez. Yalnızca bir güneş sistemi bölgesi yeterli olabilirdi ve bu çok daha küçük ölçekte bir dalgalanma, kozmik ölçekli bir dalgalanmadan çok daha muhtemeldir. Ancak bugün, Boltzmann’ın sonsuz eski ve tekdüze bir evren varsayımı gözden düşmüştür. Yine de, temel akıl yürütmesi hala enflasyonist büyük patlama kozmolojisi bağlamında uygulanabilir.

Megaverse :
Antropik ilke, tüm kozmolojik modellerimizin, gözlemlerin sonuçlarını felsefi bir ilkeyle artırarak inşa edildiğini gösterir. Örneğin, Kopernik ilkesi (şimdi kozmolojik ilke olarak bilinir), Evren’in gözlemlediğimiz kısmının özel veya ayrıcalıklı olmadığını, ancak bütünün temsilcisi olduğunu belirtir. Bundan, Evrenin evrimi hakkında çok şey çıkarıyoruz (örneğin genişliyoruz) ve erken Evrenin koşullarını (tüm unsurların nereden geldiği gibi soruların cevaplarını geliştirdiğimiz yer) tahmin ediyoruz.
Ancak antropik ilke, kozmoloji bilimimizdeki gözlemlerimizin zorunlu olarak gözlemci seçimi etkilerini içerdiği şeklindeki kritik bir kusuru gün ışığına çıkarır. En büyük ve kaçınılmaz seçim etkisi, zaman ve uzaydaki konumumuzun gözlemcilerin varlığıyla tutarlı olması gerektiğidir (kulağa kuantum mekaniği gibi geliyor, ancak bu biraz farklıdır). Örneğin, evrenin ilk birkaç saniyesini gözlemlemek için burada değiliz çünkü o dönemlerde yaşamın oluşması imkansızdı.
Bu şekilde, gözlemlediğimiz Evrenin gözlemcilerin varlığıyla tutarlı olması gerektiği belirtilirken, antropik ilke basitçe bir totoloji gibi geliyor (yani 2 = 2). Bununla birlikte, Evrenin ve Doğa yasalarının zorunlu olarak gözlemlediğimiz formu, yani bunun mümkün olan tek Evren olmadığını varsaydığına dair zımni varsayımı bir kenara bırakırsak, antropik ilke anlam olarak önemsiz hale gelir. Enflasyon, şimdiye kadarki mutlak ve evrensel fizik kanunlarının daha çok yerel tüzükler gibi olmasına izin verir, sadece bizim özel kozmik yamamızda geçerli.
Bu nasıl olur? Yine, Evrenin bir zamanlar oldukça küçük, kuantum küçük olduğunu hatırlayın. Fiziksel sabitler, simetri kırma mekanizmaları aracılığıyla değerlerini alır. Bu nedenle, gözlemlenen değerleri, Evren bölgemizin erken Evren’de geri dönüş yolunda olduğu belirli kuantum durumunu yansıtır. Farklı kozmik bölgelerde farklı bölgeler farklı şekilde kırılmış olabilir. Bu, bugün gözlemlediğimiz Hubble hacminden çok daha büyük ölçeklerde alan yapısı adı verilen şeyi üretir. Bu, farklı fiziksel yasalar sergileyen başka alanların veya başka evrenlerin (baloncukların) var olduğu anlamına gelir. Tüm bu tür “ evrenler ” topluluğu Çoklu Evren olarak adlandırılır.
İlk olarak 1973’te fizikçi Brandon Carter tarafından söylenen bu iki ifade, sırasıyla Zayıf Antropik İlke ve Güçlü Antropik İlke olarak biliniyor. Basitçe, sahip olduğu temel parametrelere, sabitlere ve yasalara sahip olan bu Evrende var olduğumuzu not ederler. Ve bizim varlığımız, Evrenin bizim gibi yaratıkların onun içinde var olmasına izin verdiğinin kanıtıdır.

Bu basit, apaçık gerçekler aslında çok fazla ağırlık taşıyor. Bize, Evrenimizin, içinde akıllı bir gözlemcinin muhtemelen evrimleşmiş olabileceği özelliklerle var olduğunu söyler. Bu, zeki yaşamla bağdaşmayan özelliklerin, onu gözlemleyecek hiç kimsenin var olmayacağı gerekçesiyle Evrenimizi tanımlayamayan özelliklerle tamamen çelişir. Evreni gözlemlemek için burada olmamız – aktif olarak gözlemleme eyleminde bulunmamız – Evrenin varlığımızı kabul edecek şekilde bağlandığı anlamına gelir. Antropik İlkenin özü budur.

Kozmologlar antropik ilkeye genelde evrenin özellikleri ve kanunları üzerinde çalışırken başvururlar. Bu bağlamda evrenin nihai teoremi üzerinde çalışan fizikçilerden biri olan Stephen Hawkingden bir alıntı yapmanın yerinde olacağını düşünüyorum. Hawking, evreni tanımlayan nihai bir kuramın şu üç özelliğe sahip olması gerektiğini belirtiyor: Dört boyutlu, kütle çekimi içeren ve herhangi bir sonsuz çıkarma olmadan sonlu olan. Ve şöyle devam eder. Antropik ilkeye başvurmaksızın birinci ve ikinci özellikleri açıklamak zordur. Birinci ve üçüncü özellikleri sağlayan ama kütle çekimi içermeyen tutarlı bir kuramın olabileceği görülüyor. Ancak böyle bir evrende, karmaşık yapıların gelişimi için büyük olasılıkla zorunlu olan, maddenin büyük kümeler halinde bir araya toplanmasını sağlayacak çekim kuvvetleri yeterli olmayacaktır. Uzay-zaman neden dört boyutlu olmalı? sorusu, normal olarak fiziğin alanı dışında olduğu düşünülen bir sorudur. Bununla birlikte onun için de uygun bir antropik ilke tezi vardır. İkisi uzay ve biri zaman olmak üzere üç uzay-zaman boyutunun herhangi bir karmaşık organizma için yetersiz olduğu açıktır. Öte yandan eğer üçten fazla uzay boyutu olsaydı, gezegenlerin Güneş etrafındaki veya elektronların çekirdek etrafındaki yörüngeleri kararsız olacak ve içeriye doğru sarmallar çizmeye eğilim gösterecekti. Geriye birden fazla zaman boyutunun bulunması olasılığı kalıyor ama böyle bir evreni imgelemenin çok zor olduğunu düşünüyorum

Antropik ilke tanımı ve kullanımının bu denli farklı sonuçlar yaratması, konunun öznel yorumlara çok açık olmasından kaynaklanıyor gibi görünüyor. İnsan, kendisiyle direkt ilgili bahsi geçen ilke gibi başlıklarda çokça kusurlu sezgilerine ve egosuna yeniliyor. Bir bakıma hala bütün yıldızların dünyamız etrafında döndüğü yanılgısındayız.