Sicim Teorisi, Herşeyin Teorisi Mi? – Bölüm 2. Serimizin ilk bölümünde kuramsal fiziğin 4 problemini ele almıştık. Bu bölümde ise , bir birleştirici kuramın nasıl niteliklere sahip olması gerektiğine daha doğrusu bize ne gibi artılar katacağını göreceğiz.
Yazıya başlamadan önce son olarak şunu da belirtmek istiyorum: Fizikte her şey birbiriyle bağlantılı olduğu için yazılarda bazen ek bilgilerle konudan biraz sapabiliyor, keskin dönüşler yapmak zorunda kalabiliyoruz. Bu sebeple kafanız karıştığı anda , biraz düşünüp olayı mantığınıza oturtmaya çalışmanız önemle rica olunur. Keyifli okumalar dileriz.
İlk bölümü okumak için tıkla: Sicim Teorisi, Herşeyin Teorisi Mi?
Yapılan Hatalar , Elde Edilecek Başarının Habercisidir !
Bir zamanlar , kimyacılar ısının tıpkı madde gibi bir şey olduğunu düşünmüşlerdi. Buna “ flojiston “ adını verdiler. Kimyacıların hedefi , ısı ve maddeyi birleştirerek o zamanlar cevaplayamadıkları sorulara mantıklı açıklamalar getirebilmekti. Ancak biliyoruz ki bu yaklaşım yanlıştı. Madde ve ısının birleştirilmesi için doğru önerme: Isının maddeyi oluşturan atomların rastgele hareketinin “enerjisi” olduğudur.
Fizik tarihinde de birçok birleştirme önerisi yanlış çıkmıştır. Sanırım bunlardan en ünlüsü, ışığın ve sesin temelde aynı şey olduğu önerisidir. Bu öneriye göre her iki olgu da madde içindeki titreşimlerdir. Ses hava içindeki titreşimler olduğundan, ışığında ‘esir’ ya da ‘eter’ adı verilen yeni bir madde türü içindeki titreşimler olduğu öne sürülmüştü.
Yani evren , eter denilen görünmez madde ile doluydu. Ancak biliyoruz ki bu öneri de yanlıştır. Michelson – Morley deneyi ile bunun yanlış olduğunu göstermiş olduk.
İlgili makale: Tarihteki En Ünlü Başarısız Deney: Michelson – Morley Deneyi
Nötrino
Bir birleşik kuram örneği olmasa da bir örnek daha vermek gerekirse , Fizikçiler belirli bazı kuramsal ve matematiksel sonuçlara anlam verebilmek için görünmeyen bir parçacık olarak nötrino adını verdikleri bir parçacık öne sürdüler.
Görünmemesini mantıklı bir şekilde açıklayabilmek için de bu parçacığın etkileşimlerinin son derece zayıf olduğunu varsaymak zorunda kalmışlardı. Bu doğru bir yaklaşımdı ve yıllar sonra yapılan deneyler de varlıkları ispatlanmış oldu. Gerçekten de etkileşimleri son derece zayıftı.
Görüyoruz ki , bazen(!) iyi bir kuramı çöpe atmamak ya da fizikte bizi ileri taşıyacak bir birleştirici kuram için daha önce hiç öngörülmemiş şeyler öngörmek akılcı olabiliyor. Ancak buradaki en önemli husus “bazen”.
Bilim insanları son 30-40 yıldır sicim kuramı üzerine çalışmakta. Bu birleşik kuram adayı süpersimetri , fazladan uzay boyutları , ilmekler ( sicimler ) öngörüyor. Peki bu öngörülerden hangilerinin yanlış hangilerinin doğru olduğunu nasıl anlayabiliriz ?
Kuramsal fizikçi Lee Smolin bunun için üç ölçüt olduğunu söylüyor : Şaşkınlık, Yeni Kavrayışlar ( Örneğin : Alan Guth’un şişme kuramı big bang teorisinin eksikleri kapatmakla kalmaz , aynı zamanda matematiksel denklemlerinden çoklu evren teorisi fikri ortaya çıkar. ) ve deneysel olarak doğrulanmış öngörüler.
Lee Smolin günümüzde birleştirme için yapılan öngörüleri değerlendirirken arayacağımız özelliklerin bunlar olacağını söylüyor. O zaman bu ölçütleri ispatlanmış bir birleştirici kuramda test edelim.
İlk Birleşik Kuram, Elektromanyetizma
Fizik tarihindeki ilk birleşik kuram , 19. Yüzyılın ortalarında James Clerk Maxwell adlı İskoç fizikçi tarafından keşfedilmiştir. Maxwell elektrik ve manyetik alanları betimleyen denklemleri bir araya getirmeye çalıştığında denklemlerin biçimlerinde rahatsız edici bir asimetri keşfetmişti. Denklemleri sırf “estetik” gerekçelerle daha simetrik yapmak için değiştirdi.
İlgili fizikçi hakkında: Muhtemelen duymadığınız en önemli fizikçi: James Clerk Maxwell
Daha sonrasında yeni denklemlerin , elektrik ve manyetik alanlar boyunca gitmesi gereken dalgaların varlığını öngördüğünü keşfetti. Maxwell bu dalgaların hızlarını hesapladığında , bu hızın ışık hızına eşit olduğunu bulmuştu . Yani kısaca Maxwell : Işığın, elektrik yüklerinin ve mıknatısların aralarındaki kuvvetleri taşıyan alanlar boyunca yayılan bir “ dalga “ olduğunu keşfetmişti.
Ama arkadaşım hani “ bir birleşik kuram şaşkınlık yaratıyordu? Yeni öngörüler ve yeni gelişmeler sağlıyordu “ diye düşünüyor olabilirsiniz. Lütfen okumaya devam edin .
Size nasıl görüyoruz? Sorusunu açıklamak istiyorum.
Güneşten ya da yapay kaynaklardan gelen elektromanyetik dalgalar cisimlere çarpar ve cisimlerin içindeki atomların içindeki elektronları hızlandırmaya başlar. Hızlanan elektronlar da durmadan elektromanyetik dalga yayar. Örneğin: Ampullerin içindeki tungsten elektrik sayesinde ısınır ve içinde hızlanan elektronlar elektromanyetik dalga yaymaya başlar.
Görünen ışığın taşıdığı enerji retinamızdaki konik hücreleri uyarınca, içlerindeki elektronlar da elektromanyetik dalga yaymaya başlar. Oluşan elektrik alanı moleküllerimizdeki elektronları hızlandırır ve bir elektrik sinyali sinirler sayesinde beyne taşınır. Sinyali alan beyindeki nöronlar da bunu görüntüye dönüştürür. Işık, sinir sistemimizin görüntüye dönüştürdüğü elektromanyetik dalgalardır! Bu örnek şaşkınlık olayını umarım net bir şekilde açıklıyordur.
İlgili makale: Işık Nedir? Işığın Tarihi Hakkında Bilgi
Elektromanyetizma kuramının bize getirdiği yeni kavrayışlara örnek vermek gerekirse : Heinrich Hertz 1888 yılında elektromanyetik spektrumun kızılötesi tarafında düşük enerjili radyo dalgalarını ve mikrodalgaları keşfetmiştir. Bu durum Maxwell’in teorisinde olduğu gibi dalgaların ışık hızında gittiğini doğrulamıştır. Max Planck elektromanyetik dalgaların sürekli değil , “ kuanta” adını verdiği enerji paketçikleri şeklinde salındığını öngörerek kuantum fiziğinin temellerini atmış oldu.
İlgili makale: Kuantum Nedir? Kuantum hakkında bilinmeyenler
Son Olarak
Verdiğim bu örnekler bir teorinin daha doğrusu bir birleşik kuramın bize nasıl etki edeceğini göstermek içindi. Biliyorum, iki bölümdür başlıkta sicim teorisi yazıyor ama bu konu hakkında pek bir bilgi vermedim. İşin doğrusu bu konu hızlı hızlı anlatılıp geçilecek bir konu değil.
- Daha çok, uzaylılar var mı ?
- Paralel evrenler var mı ?
- Veya zamanda yolculuk mümkün mü ?
Gibi konuların sizlerde daha çok heyecan ve merak uyandırdığının farkındayım. Ancak sizi temin ederim ki bu teori eğer bir gün tamamlanabilirse fizik tarihindeki devrim niteliği taşıyan sayılı keşiflerden biri olacaktır. Kitap Tavsiyesi : Leonard Susskind – Kozmik Manzara ( Bölüm 7) , Lee Smolin- Fiziğin Krizi , Lee Smolin – Evrenin Yaşamı ( Bölüm 4 ve 5 ) ve Steven S. Gubser – Sicim Teorisi Hakkında Küçük Bir Kitap
Son olarak bizimle kalın , BİLİMLE kalın. Bir sonraki bölümde görüşmek üzere.
Not: Makale ile ilgili görüş önerilerinizi ve varsa taleplerinizi bekliyorum.
Yazan: Alper Kirlioğlu
Elinize sağlık. Verdiğiniz bilgiler gerçekten okunup anlaşılabilirliği bakımından oldukça yeterli. Herkesin okuyup anlayabileceği yazılar yazıp üstüne de ilgi ve odağımızı dağıtmadan, resmiyetten uzak ve samimi bir dille yazılar yazmanız takdire şayan. Yazılarınızın devamını merakla ve bir o kadar heyecanla bekliyorum. Umarım okuduğunuz bölüm sizin ileride daha büyük işler başarmanıza olanak sağlar. Yeni bir Einstein’ mı doğuyor sorularına artık ” Evet ! ” demenin sizce de vakti gelmedi mi? 🙂
Her şeyi olabildiğince basit yapın ama sade değil.
-Albert Einstein