Büyük Patlama’yı izleyen biri mi vardı?

İki hafta önce bu köşede bu soruyu ortaya çıkaran büyük tartışmayı, Albert Einstein ve Niels Bohr arasındaki tartışmayı yazmıştım.
O yazı çıktıktan sonra, tam olarak 2 Şubat 2015’te ünlü Nature Physics dergisinde yayınlanan bir önemli bilimsel makale, benim köşemde özetlemeye çalıştığım tartışmayı bir kez daha fizik dünyasının gündemine taşıdı. Hem de ne taşımak.
‘Kuantum mekaniği’ adı verilen ve bugün gündelik hayatımızın neredeyse her anında kullandığımız bilimin kalbinde, ‘Kuantum Dalga Fonksiyonu’ adı verilen bir dizi denklem yatar.
Avusturyalı büyük fizikçi Erwin Schrödinger tarafından ilk ortaya atıldığı 1926 yılından beri, yani neredeyse 100 yıldır ‘Kuantum Dalga Fonksiyonu’ tartışmalarında iki temel görüş var: Birinci görüş, ki Schrödinger de bu görüşte, ‘Kuantum Dalga Fonksiyonu’nun bir soyutlama, matematiksel bir araç olduğunu söyler. İkinci görüş ise ‘Kuantum Dalga Fonksiyonu’nun ‘objektif gerçeklik’in bir parçası, en azından onu temsil eden bir şey olduğunu.
‘Kuantum Dalga Fonksiyonu’ bize bir gözlemci gözlem yapana kadar atomaltı parçacıkların (mesela fotonun) ‘kuantum durum’unu önceden bilemeyeceğimizi söyler. Yani, diyelim foton, biz gözleyene kadar olası polarizasyonlarının hepsinde birdendir ama ne zaman ki biz onu gözleriz o zaman o foton dikey veya yatay veya çapraz polarizasyonlarından birinde olur, diğer ihtimaller çöker. Bu diğer olasılıkların elimine olması haline ‘kuantum dalga fonksiyonunun çökmesi’ adı veriliyor.
Schrödinger’in kendisi, ‘kuantum dalga fonksiyonu’nu objektif gerçekliğin parçası veya temsili olarak gösterenlerle biraz da dalga geçmek için meşhur düşünce deneyini ortaya atmıştı; mutlaka duymuşsunuzdur, hani kedinin gözlem yapılana kadar aynı anda hem ölü hem hayatta olduğu deneyi.
Albert Einstein de aynı görüşteydi, ‘Siz ona bakmazken Ay’ın sahiden var olmadığına mı inanıyorsunuz’ diye sormuştu.
Bu eski ve sonuçsuz tartışmaya zaman için çok sayıda önemli katkı yapıldı. İlginçtir, kuantum mekaniğini ‘tamamlanmamış’ bulan ve onun ‘objektif gerçeklik’in eksik bir tarifi olduğunu düşünen Einstein, teorinin çelişkilerini ortaya koyayım derken yaptığı bir düşünce deneyiyle kuantum mekaniğinin en ilginç fenomenlerinden birini ortaya koymuştu: Kuantum dolanıklığı.
Buna göre birbiriyle ‘dolanık’ iki parçacık, aralarındaki mesafe ne olursa olsun birbirlerini etkiliyordu. Einstein’ın bu eleştirisinin haklı olduğuna inanan bir başka büyük (ve kadri yeterince bilinmemiş) fizikçi olan John Bell, Einstein’ın bu ‘dolanıklık’ının test edilmesinin bir yolunu buldu. Yıllar sonra yapılan deney dolanıklıkın gerçek olduğunu ortaya koydu.
Şimdi de, Schrödinger’in ‘Kuantum Dalga Fonksiyonu’nun bir deneyle test edildiği haberi geldi, tam olarak 2 Şubat günü yayınlanan bir makaleyle. Fotonların polarizasyonu üzerinden yapılan deneyin sonuçları, Schrödinger’in hiç de istemediği bir sonucu veriyor: Kuantum Dalga Fonksiyonu’nun objektif gerçeğin bir parçası olması fikri ağırlık kazanıyor. Yani Schrödinger’in kedisinin sahiden de aynı anda hem canlı hem ölü olma olasılığı belirgin biçimde daha muhtemel.
Peki o zaman yazının en başında sorduğum soru ne olacak? Yani bir ‘objektif gerçeklik’ yok mu? Atomaltı parçacıklar biri onları gözlemezse olası bütün pozisyonlarını aynı anda yaşıyorsa, biz bakmazken sahiden Ay orada olmayabilir mi?
Ama bir dakika hemen oraya gitmeyin, hemen ümitsizliğe kapılmayın:
Evrenimizin bir ‘Büyük Patlama’ ile ortaya çıktığını biliyoruz. ‘Büyük Patlama’dan öncesini bilmiyoruz ama yine de o ‘önce’de atomların olmadığını, ortada enerji, plazma ve sadece bazı kuantum dalgalanmaları olduğunu ‘biliyoruz.’
Peki ama Büyük Patlama anında hangi gözlemci oraya baktı ki, diğer bütün ‘kuantum durum’ları veya ‘kuantum dalga fonksiyonu’ çöktü, bizi (ve koca evreni) ortaya çıkaran ‘durum’ gerçek oldu?
Bu soruyu daha düşünmeden ‘Tanrı vardı, o gözlüyordu’ cevabını verenler çıkacaktır; bu cevabı şimdilik bir kenara bırakalım ve yeniden soralım: Evrende bizden bağımsız objektif gerçeklik var mı, yok mu?