Faz Uzayı

[eLanuR]

Faz uzayı, boyut sayısı çok yüksek olan bir uzaydır ve bu çok boyutlu uzayda her bir nokta, araştırmaya konu olan sistemi meydana getiren parçacıkların o noktadaki konumlarını ve momentumlarını tanımlamaya yarar. Parçacıklar bu muazzam faz uzayı içinde bir arada bunmakta ve hareket etmektedir. Faz uzayı içinde bir nokta seçelim. Parçacıklardan oluşan sistem, zaman ilerledikçe kendi gelişimini sürdürürken, seçtiğimiz nokta da faz uzayında başka başka yönlere doğru kımıldamaktadır. Buna bağlı olarak da entropi sürekli artmaktadır.

Entropi ile esas olarak anlatılmak istenen şey, sistemin hallerini “kalburdan geçirerek” yani hangisi hangisidir bilemediklerinizi bir araya toplayarak guruplamanız gerektiğidir. Faz uzayının diyelim ki bu bölgesinde olanlarını bir yerde toplamalı,topladığınız bölgenin hacmini hesaplamalı, bulduğunuz hacmin logaritmasını almalı ve burada bulduğunuz sonucu da Boltzman sabiti diye bilinen sabitle çarpmalısınız. Böylelikle hesapladığınız şey entropidir. Termodinamiğin İkinci Yasas’nı bize söylediği şey ise entropinin artmakta olduğudur. Aslında size söylediği şey bir bakıma oldukça gülünçtür. Çünkü şunun şurasında söylediği tek şey, sistem hareketine ufak tefek bir kutucuktan yola çıkarak başlayacak olursa, gelişmek üzere serbest bırakıldığı anda, gitgide daha büyük kutucuklara doğru yol alacağıdır. Lakin bunun böyle olacağı besbellidir. Zira eğer probleme dikkatle bakacak olursanız, büyük baloncukların, kendilerine komşu küçük baloncuklardan bariz derecede daha büyük olduğunu görebilirsiniz. Yani büyük baloncuklardan birisini içine bir kez adımınızı attınız mı, tekrar daha küçük bir baloncuğun içine geçmek için hemen hemen hiçbir şansınız kalmayacaktır. Artık olan olmuştur. Sistem bir öncekinden gitgide daha büyük kutucuklara yönelmeyi sürdürerek faz uzayında dolanıp duracaktır. İşte İkinci Yasa’nın bize söyledikleri bundan ibaret. Yoksa değil mi?

Gerçekte bu, açıklamaya çalışılan şeyin sadece yarısıdır. Bundan başka bize, sistemin şu anki durumunu biliyorsak, gelecekte erişebileceği en olası durumunun bilebileceğimiz de bildirilmektedir. Ne var ki aynı akıl yürütmeyi ters yönde kullanmaya çalıştığımızda,tamamen yanlış bir yanıt elde etmekteyiz. Kadehin masanın kıyısında durmakta olduğunu varsayalım. Şu soruyu sorabiliriz: “Bu kadehin o konuma gelirken izlediği en olası yol acaba hangisidir?” Eğer az önce verdiğimiz akıl yürütmeyi bu kez ters yönde kullanacak olursanız, izlenen en olası yol hakkında şu kanıya varırsınız: Sistem, halının üzerindeki darmadağınık bir halden başladı,kendini toparlayıp halıdan ayrıldı ve bir bütün halinde masanın üzerine çıktı. Bunun doğru bir açıklama olmayacağı besbellidir. Doğru açıklama, onu oraya birisinin getirip koymuş olduğudur. Bu sebep ise başka bir sebepten doğmuştur. Bu böyle sürer gider. Uslamlama zinciri, geçmişte kalan gitgide daha düşük entropi halleri boyunca gerilere doğru uzanır. Entropinin geçmişe doğru artması gerektiğini ileri sürebilirsiniz. Bu ileri sürüşünüz, gözlemlerle taban tabana zıttır. Onun için entropi geçmişe gittikçe daha düşük değerlere uzanmaktadır.(s:61)

Geleceğe yöneldikçe, entropinin neden artışa geçtiği, gitgide genişleyen kutucuklara doğru sürüp giden bir hareket tarzıyla kolayca açıklanabilmektedir. Geçmişe doru neden azalmakta oluduğu ise büsbütün farklı bir sorundur. Geçmişte onu düşük seviyede tutan bir şeyler olmuş olmalıdır. Geçmişe doğru yöneldikçe entropi düşer, düşer, düşer ve en sonunda Büyük Patlama’ya ulaşırız.

Büyük patlama sırasında çok ama çok özel bir şeyler olmuş olmalıdır. Ancak bunun tam olarak ne olduğu tartışmaya açık bir konudur. Bundan önce aynı fikirde olmadığımı belirttiğim,ama pek çok insanın üzerinde ısrarla durdukları popüler bir kuram genişleyen evren kuramıdır. Bu kuramın ileri sürdüğü fikre göre,Evren’in büyük ölçekte bu derecede düzgün biçimli olmasının sebebini, gelişmesinin en erken evrelerinde aramak gereklidir. Evren’de, henüz doğmunun 10 üzeri -36.ncı saniyesinde iken, tam anlamıyla muazzam bir genişlemenin meydana geldiği sanılmaktadır.

10 -33 cm (evrenin ilk dönemi... 10 60 kat genişleyerek ... 10 27 cm (evreni yaklaşık büyüklüğü)

Ve Evren bu ilk evrelerinde nasıl görünürse görünsün, 10 üzeri 60 gibi dev bir oranda genişlediği takdirde göze düz bir yapıda görüneceği yönünde bir kanı vardır. Söz konusu kimselerin düz yapıdaki bir Evren’den hoşlanmalarının bir nedeni budur.

Oysa göründüğü kadarıyla, bu akıl yürütme kendinden bekleneni verememektedir. rastgele tayin edilen böylesi başlangıç koşullarında, olsa olsa dehşet bir karmaşa hüküm sürecektir. Böyle bir karmaşayı da hangi oranda genişletirseniz genişletin, karşılık aynen sürüp gidecektir. Hatta genişledikçe daha da berbat bir hal alacaktır...