İstanbul Üniversitesi Fen Fakültesi Öğretim Üyesi Prof. Dr. Ekrem Aydıner “Kaotik Evren Teorisi”ni öneren makalesi ile dünyanın en önemli fizik dergilerinden biri olan NATURE tarafından yapılan Dünya Fizik Sıralaması’nda (Top 100 in Physics) ikinci sırada yer aldı.

Prof. Dr. Aydıner, dünya fizik camiasında yankı uyandıran makalesine ilişkin açıklamalarda bulundu.

“İnsanlık Tarihi Boyunca ‘Evren Nasıl Ortaya Çıktı?’ Sorusuna Yanıt Arandı”

Kaotik Evren Teorisi’nin alternatif kozmoloji modeli olarak ilk defa kendisi tarafından önerildiğini ifade eden Prof. Dr. Aydıner, “Tüm insanlık tarihi boyunca ‘Evren nasıl ortaya çıktı?’ sorusuna yanıt aranmıştır. Bu sorulara modern kozmoloji çeşitli yanıtlar vermeye çalışmıştır. Bu anlamda kozmolojide en önemli çalışmalardan biri Einstein’ın Genel Rölativite Teorisi’dir. Bu teori, modern kozmolojinin başlangıcını oluşturmuştur. Daha sonra yapılan çalışmalar, bu teori temel alınarak gerçekleştirilmiştir. Evrenin ortaya çıkışı ve dinamiğini izah etmek için pek çok model önerilmiştir. Fakat bu alanda yaygın olarak kabul edilen en önemli teori Büyük Patlama (Big Bang) teorisidir. Büyük patlama sözü fiziksel bir patlamaya karşılık gelmez. Bu uzay ve zamanın genişlemesini izah etmek için tercih edilen bir kavramdır. Bu teoriye göre evren bir tekil noktadan ortaya çıktı ve genişlemektedir. Bu teori deneysel veya gözlemsel sonuçlarla belli ölçülerde uyumlu olduğu için günümüzde yaygın olarak kabul edilmiştir. Fakat Büyük-Patlama teorisi dahil hiç bir model ya da teori şimdiye kadar Evren nasıl ortaya çıktı? Nasıl evrim geçiriyor gibi sorulara yanıt verememiştir. Nature-Scientific dergisinde yayınladığım Kaotik Evren Teorisi bu sorulara yanıt veren alternatif bir teoridir” dedi.

“Evrenin Tekil Bir Noktadan Ortaya Çıktığı Fikri Tartışmalı Bir Konudur”

Büyük patlama senaryosuna göre evrenin bilinmeyen bir tekillikten başladığını ifade eden Prof. Dr. Aydıner, “Ne yazık ki evrenin tekil noktadan başlıyor olmasına sadece fizik açısından değil felsefi açıdan da yanıt verilememektedir. Tekillik fizikte anlamlı bir ifadeye karşı gelmemektedir. Fizik tekillikten hoşlanmaz. Evrenin tekil bir noktadan ortaya çıktığı tartışmalı bir konudur. Evrendeki kozmik arka plan ışıması ve galaksilerin birbirinden uzaklaşıyor olması bizi böyle bir tekilliğin olması gerektiği fikrine götürebilir. Yani evren filmini geriye doğru sardığımızda başlangıçta bir tekilliğin olması gerektiği fikri ortaya çıkabilir. Bu akla yakın ve felsefi olarak da izahatı olan bir fikir olabilir. Fakat bu fikir hem fizik hem de felsefi açıdan daha derin komplikasyonlara sahiptir. Öte yandan, evrenin nasıl bir evrim geçirdiği ya da geçireceği konusu da çok önemli bir problemdir. Evet! Bugünkü gözlemsel veriler evrenin genişlediğini ortaya koymaktadır. Ancak, büyük patlama senaryosu içinde kalarak Evrenin tam olarak nasıl ve hangi dinamiğe uygun olarak evrim geçirdiği, bu evrimin gelecekte nasıl davranacağına ilişkin sorulara yanıt verilememektedir. Büyük patlama senaryosu evrenin tekil bir noktadan başladığı dışında bir şey söylememektedir” dedi.

“Büyük Patlama Teorisindeki Komplikasyonları Çözmek İçin Yeni Fiziğe Yeni Bir Teoriye İhtiyaç Var”

Prof. Dr. Aydıner, “Sorun sadece tekillik sorunu değildir. Büyük-Patlama senaryosu evrenin yani uzay-zamanın genişlediğini iler sürmektedir. Peki, evren genişlemeye devam edecek mi? Sonsuza kadar mı genişleyecek? Tekrar kütle çekim etkisine girerek kendi üzerine kapanacak mı? Tekrar tekilliğe dönecek mi? Büyük bir çöküş meydana gelecek mi? Evrenin sonu ne olacak? Bu temel sorular henüz yanıtlanabilmiş değildir. Büyük-Patlama senaryosu bu sorulara da yanıt verememektedir. Bu soruların yanıtsız kalması bu senaryonun eksik, yetersiz olduğunu göstermektedir. Bunlar teoride çok ciddi komplikasyonlara işaret etmektedir. Büyük Patlama Teorisindeki Komplikasyonları çözmek için yeni fiziğe yeni bir teoriye ihtiyaç vardır” şeklinde konuştu.

“Paradigma Değişimi Zorunlu Hale Gelmiştir”

Evrende galaksilerin nasıl ortaya çıktığı ve evrenin geniş ölçekli organizasyonunun nasıl meydana geldiği problemlerini de Büyük-Patlama senaryosu içerisinde izah etmenin mümkün olmadığına dikkat çeken Prof. Dr. Aydıner, “Büyük patlama teorisi galaksilerin nasıl ortaya çıktını izah eden bir model değildir. Aynı zamanda galaksilerin oluşumuna bir mekanizma sunabilen bir teoriye, modele ihtiyaç olduğu açıktır. Bu bakımdan yeni modellere de alan açmak gerekir. Kozmolojinin büyük patlama vesayetinden kurtulması gerekir. Bunun için bir paradigma değişimi zorunlu hale gelmiştir” ifadelerinde bulundu.

“İçinde Yaşadığımız Evren Sadece Maddeden Oluşmamaktadır”

Yaklaşık beş yıldır üzerinde çalıştığı model hakkında açıklamalarda bulunan Prof. Dr. Aydıner, “İçinde yaşadığımız evren sadece maddeden oluşmamaktadır. Madde, karanlık madde ve karanlık enerjiden oluşmaktadır. Karanlık enerji evrenin %71.4’ünü oluşturmaktadır. Karanlık madde ise evrenin aşağı yukarı %24’ünü oluşturmaktadır. Bizim içinde bildiğimiz madde bileşeni %4.6’sını oluşturmaktadır. Kütle çekim teorisini temel alan bir kozmoloji modeli ve bunun üzerine inşa edilen ‘Büyük Patlama’ senaryosuyla Evrenin nasıl ortaya çıktığını, dinamiğini ve evrimini anlamak mümkün değildir. Fakat ne yazık ki mevcut paradigma bunun üzerine kuruludur. Doğru bir model oluşturmak için evreni oluşturan karanlık madde, karanlık enerji gibi bileşenleri ve bu bileşenlerin evren dinamiği üzerine etkilerini de ele almak gerekmektedir. Literatürde bu etkileri dikkate alan pek çok makale vardır. Hatta karanlık enerji ve karanlık madde etkileşimlerini de dikkate alan çalışmalarda mevcuttur. Bunlar bir takım kozmoloji problemlerini çözmek için önerilen modelledir. Öte yandan; bu tür etkileşimler deneysel olarak da gözlenmeye çalışılmaktadır. Ben bu etkileşim fikrini bir adım ileriye taşıdım. Karanlık madde, karanlık enerji, madde bileşenleri kendi aralarında etkileşirse nasıl bir dinamik ortaya çıkar buna yanıt aramaya çalıştım. Çalışmamda, bu üç bileşenin kendi aralarında etkileşmeleri halinde ortaya kaotik bir dinamiğin çıkacağını gösterdim. Bu klasik fizikte ki gibi üç cisim problemine benzemektedir. Üç cisim problemi her zaman kaosa yol açar” dedi.

“Evrenin Dinamiğini Tasvir Edebilecek En Yalın Denklemleri Elde Etmiş Olduk”

Prof. Dr. Aydıner şunları kaydetti: “Araştırmacılar evreni oluşturan her bir bileşeni araştırıyor ve dinamik üzerindeki etkisini anlamaya çalışıyorlardı. Fakat bu üç bileşen arasındaki etkileşimi dikkate almıyordu. Oysa bu bileşenler arası etkileşim kaçınılmazdır ve yeni fizik buradan ortaya çıkacaktır. Ben bu teoriyi geliştirirken biyolojik türler arasındaki yaşamsal rekabeti model olarak aldım. Bildiğiniz gibi biyolojik türler arasında bir rekabet vardır. Bu rekabet bir beslenme ve yaşamını sürdürme rekabetidir. Örneğin bir adada tilkiler ve tavşanlar olduğunu düşünelim. Tilkiler tavşanları yiyerek yaşamlarını sürdürürler. Tilkiler tavşanları tüketirler bunun sonucunda tavşanların sayısı azalır. Fakat bu durumda tilkilerin besin kaynağı azalmış olur. Sayıları artan fakat besin kaynağı kalmayan tilkiler beslenemezler ve doğal olarak sayıları azalmaya başlar. Bunun tersine tilkilerin baskısından kurtulan tavşanların sayısı artar. Bu örnekte olduğu gibi tilki ve tavşanların sayısının zaman içerisinde nasıl değiştiğine bakarsanız bu sayıların ilginç bir şekilde osilasyon yaptığını görürsünüz. Bunu matematiksel olarak tavsir etmek isterseniz bunu Logistic map veya Lotka-Voltera denklemleri ile yapabilirsiniz. Açıkçası ben kaotik evren teorisinin temellerini biyolojik türlerin rekabetine bakarak modelledim. Çünkü karanlık enerji, karanlık madde ve bildiğimiz normal madde gibi bileşenlerin etkileşimlerini modellediğimde Lotka-Volterra tipi diferansiyel denklemler ile ifade edilebileceğini gösterdim. Bu şahane bir fikirdi. Bu yalnızca evren dinamiği ile biyolojik sistemlerin dinamiği arasında bağ kurmakla kalmıyor aynı zamanda evrenin dinamiğini temsil edebilecek en yalın diferansiyel denklemleri de ortaya koyuyordu. Tarihte ilk kez evrenin dinamiğini tasvir edebilecek en yalın denklemleri elde etmiş olduk. Fakat öte yandan biyolojide kullanılan denklemler kaosa yol açmamaktadır. Benim evren dinamiğini temsil eden denklemlerim kaosa yol açmaktadır. Bu çok ilginç ve çok önemli bir bulgudur.”

“Kaotik Evren Teorisi Yeni Fiziğin Aydınlatma Fişeğidir”

Prof. Aydıner, “Evreni oluşturan karanlık enerji ve karanlık maddenin var olduğunu biliyoruz. Fakat bu konuların fiziği halen anlaşılmamıştır. Bu konuda yoğun araştırmalar yapılmaktadır. Bunları hipotetik şeyler diye kestirip atamayız. Yok sayamayız. Madde evrende neden yalnız olsun ki? Madde tek başına Evren dinamiğini açıklamak için yeterli değildir. Karanlık madde, karanlık enerji adayları bunların fiziksel orijinleri araştırma konusudur ve gününün birinde hem bu adaylar hem de aralarındaki etkileşimler aydınlatılacaktır. Yeni fizik buradan çıkacaktır. Bu bakımdan Kaotik Evren Teorisi yeni fiziğin aydınlatma fişeğidir” dedi

“Evrenimiz Tekillikten Önce De Vardı”

Kaotik Evren Teorisi hakkındaki açıklamalarına devam eden Prof. Dr. Aydıner, “Büyük patlama senaryosu evren tekil bir noktadan başladı ve genişliyor diyor. Yani sadece ortaya çıkan ve genişleyen bir evren fazı öneriyor. Kaotik Evren Teorisi ise büyük patlama senaryosununu bütünüyle dışlamıyor büyük patlama senaryosunda olduğu gibi bir genişlemenin mümkün olduğunu söylüyor fakat tekilliğe izin vermiyor. Yani evren ne olduğu tanımlanamayan bir tekillikten ortaya çıkmadı. Tekillik gibi görünen gerçek şey şu anki evrenimiz ile bundan önceki evrenimiz arasında bir geçiş kanalını oluşturmaktadır. Bu anlamda kaotik evren teorisi bizim evrenimizin öncesinin olduğunu ortaya koymaktadır. Etkileşim denklemleri böyle bir dinamik senaryo sunuyor bize. Anlaşılması için biraz daha açarsak tam olarak şöyle bir resim var elimizde: şu an yaşadığımız evren önceki evrenin devamı niteliğindedir. Evren yani uzay-zaman tekilliğe doğru büzüldü ama hiçbir zaman fiziksel olmayan bir tekilliğe ulaşmadan tekrar genişlemeye başladı. Halen de genişlemeye devam ediyor. Karanlık enerjinin baskın olduğu rejimdeyiz. Karanlık enerji evreni genişletiyor. Fakat karanlık madde, karanlık enerji ve madde arasındaki etkileşimler nedeniyle bu rejim sonsuza kadar devam etmeyecek, giderek maddenin ya da karanlık maddenin baskın olduğu rejime doğru evrim geçirecek, bu durumda evren büzülmeye, daralmaya başlayacak ve sanki tekilliğe doğru gidecek. Fakat hiçbir zaman tekilliğe ulaşamayacak çünkü yavaş yavaş karanlık enerji evreni genişleterek arkadan gelen yeni bir evrenin doğumuna neden olacaktır. Böyle bakarsak evrenimiz adeta zaman içinde ard arda kaotik osilasyon yapan evrenlerden oluşmaktadır. Bu durumda tekillik problemi çözülüyor. Dahası ‘büyük çöküş’ veya sonsuza kadar genişleme problemi de çözülüyor. Kaotik evren teorisi bu bakımdan en temel kozmoloji sorunlarını çözüyor. Öte yandan kaotik evren teorisi yeni bir evren dinamiği perspektifi sunuyor” şeklinde konuştu.

“Galaksilerin Oluşumuna Işık Tutuyor”

Prof. Dr. Aydıner, “Evrenin geniş ölçekli formasyonu, galaksilerin ortaya çıkışı gibi ciddi soruları yanıtını büyük patlama modelinde bulamazsınız. Kaotik evren teorisi yerel etkileşimlere izin veriyor. Yani karanlık madde, karanlık enerji ve maddenin yerel etkleşimleri galaksi formasyonlarının ortaya çıkışına bir mekanizma sunuyor. Galaksilerin oluşumuna ışık tutuyor. Öte yandan geniş ölçekli dağılımın da neden fraktal olacağına ilişkin de bir ipucu veriyor” dedi.

“Model, Deney ve Gözlem ile Tutarlı”

Kaotik evren modelinin matematiksel olarak basit bir yapıya dayandığını belirten Prof. Dr. Aydıner, “Çözümleri ise deney ve gözlemden elde edilen parametre değerleri kullanılarak elde ediliyor. Her ne kadar karanlık enerji ve karanlık madde deneysel olarak elde edilememiş olsa da modelin çözümleri bilinen deney ve gözlem aralığında kaldığından karanlık enerji ve karanlık maddenin dinamik üzerinde etkilerini temsil ettiğini düşünüyorum. Öte yandan kaotik evren teorisinin dolayımlı olarak sayılamayacak kanıtı vardır. Kaotik evren teorisi mikro kozmosdan makro kozmosa tüm dinamiğin altında kaos olduğunu söylüyor ve bunu olası en temel makro denklemler ile tasvir ediyor. Böylesine bir kaotik dinamiğin geometrik tasviri olan fraktal yapıları her yerde görebilirsiniz. Tüm evren mikro-kozmosdan makro kozmosa fraktal yapıdan oluşmaktadır. Bu kaotik evren teorisinin doğruluğunun en açık en dışlanamaz kanıtıdır” ifadelerinde bulundu.

“Kaotik Evren Teorisi Yeni Problemlere Yol Açmıştır”

Kaotik evren modeli basit yapısına rağmen güçlü ve anlaşılır şeyler söylediğine dikkat çeken Prof. Dr. Aydıner, “Kozmolojide ve fizikte yeni bir alan açma potansiyeli çok yüksektir. Bununla birlikte yeni soru ve tartışmalara yol açmaktadır. En önemlisi, karanlık madde ve karanlık enerji fiziğinin anlaşılması gerekmektedir. Bunlar arasındaki etkileşimleri gözlemek fiziğin en ilgi çekici keşiflerinden birisi olacaktır. Bunlar teorinin doğrulanması bakımından çok önemlidir. Bu model ve ardından gelecek keşiflerin parçacık fiziğinin standart modeli, parçacık fiziğinin temel parçacıklarının ortaya çıkışı ve onların kendi aralarında ilişkilerin yeniden yorumlanması konusunda çeşitli açık problemler ortaya koymaktadır” şeklinde konuştu.

“Bu Çalışmayla Bir Teori Ortaya Çıkarmış Durumdayız”

Prof. Dr. Aydıner, Kaotik Evren Teorisi ile ilgili çalışmasını Nature Scientific Reports dergisine gönderdiğini belirterek, “Dergi hakemleri, bu çalışmanın kozmoloji ve fizikte alternatif bir model olacağını ve fizikte ve kozmolojide yeni bir alan açacağını söyleyerek bu çalışmamı yayınlamayı uygun gördüler. Gerçekten de Kaotik Evren Teorisi’nin alternatif ve gerçeğe uygun bir senaryo olduğu konusu pek çok tartışmada vurgulandı. Konuyla ilgili daha derinlikli araştırmalar yapıyoruz. Fakat bir teorinin benimsenmesi zaman isteyen bir iştir. Çalışmanın duyurulması bir organizasyon ve maliyet gerektirir. Böyle durumlarda basın ve medya kanallarının üniversitenin ve devletin desteği çok önemlidir. Bir çalışma bir paradigma değişimini zorlayacak kadar önemli ve dikkate değer ise oturmuş teori veya modellerin baskısını kırmak çok zordur. Paradigma değişikliği bilimde çok zordur. Belirli bir kritik eşiğe ulaşıncaya kadar modelin yaygın olarak benimsenmesi imkânsız gibi bir şeydir. Bunlar bizim açımızdan dezavantaj oluşturmaktadır. Fakat artık ok yaydan çıkmıştır. Ne kadar sürerse sürsün paradigma değişimi gerçekleşecektir” dedi.

“Model Dünyada Yankı Uyandırdı”

Bir teori ortaya koymanın, bir makale yazmaktan çok farklı bir durum olduğuna dikkat çeken Prof. Dr. Aydıner, “Teori ortaya koymak çok zor bir olaydır. Önemli bir iş yapmak için temel problemler üzerinde yoğunlaşmak gerekir. Bu çalışmada bunu yaptık. Ortaya bir teori koyduk. Yapmış olduğum çalışma Nature Scientific Reports da yayınlandı ve Nature’da en çok okunan ilk 100 makale içerisinde ikinci sırada yer aldı. Bu sıralama çalışmanın dünya fizik camiasında ilgi odağı olduğu ve takip edildiğini göstermektedir. Bu büyük bir başarıdır. Ayrıca bu sadece benim adıma bir başarı değil aynı zamanda İstanbul Üniversitesi adına da önemli bir başarıdır. Nature dünyanın en önemli ve en saygın fizik dergilerini yayınlamaktadır. Böyle bir dergide ilk 100 makale içerisinde ikinci sıraya yer almış olmak bu makaledeki önermelerin ve bu makalede ortaya konulan teorinin dünya fizik camiasında ne ölçüde dikkat çektiğini ortaya koymaktadır” ifadelerinde bulundu.

“Araştırmalarımız Sürmektedir”

Çalışmalarını kozmoloji, parçacık fiziği yoğun madde fiziği, düşük sıcaklık fiziği, kaos teorisi, kuantum hesaplama ve kuantum teknolojileri, kompleks sistemler gibi konular üzerine yoğunlaştıran Prof. Dr. Aydıner “Ciddi fizik yapmak için temel problemlere odaklanmak gerekmektedir. Doktora öğrencilerimi bu perspektifte yetiştiriyorum. Çok başarılı doktora öğrencilerim ve doktora sonrası araştırmacılarımdan oluşan küçük bir çalışma grubum var. Hem Kaotik Evren Teorisi hem de diğer temel problemler üzerinde araştırmalarımız sürmektedir“ şeklinde konuştu.

İÜ Basın ve Halkla İlişkiler Müdürlüğü