Fizik Hypatia Arşivi Kuantum Mekaniği

Sicim Teorisi

Sicim teorisi, parçacık fiziğinde, kuantum mekaniği ile Einstein’in genel görelilik kuramını birleştiren bir teori. “Sicim” adı, klasik yaklaşımda “sıfır boyutlu noktalar” şeklinde tarif edilen atomaltı parçacıkların, aslında “bir boyutlu ve ipliksi varlıklar” olabileceği varsayımına dayanır.

Sicim Teorisi - görelilik - kuantum

Evrende madde olarak bildiğimiz her şey atomlardan meydana gelir… Atomlar çekirdekte proton nötron ve yörüngede elektronlardan oluşur -ki biz bir zamana kadar burasının sıfır noktası olduğunu düşünüyorduk.

Atomaltı parçacıklarının da başka atomaltı parçacıklardan oluştuğu ve bunlara bosonlar, quarklar, gulyonlar gibi isimler vermemiz yakın zamanlara dayanıyor…

Sicim Teorisi

Bu atomaltı parçacıklarının da atomaltı parçacıkları artık sıfır noktamızı temsil ediyorlardı ama evren modelimizi açıklarken matematiksel formuller de hesaplamalarda hatalara yol açıyor, evrenin standart modelini açıklayamıyordu. Bir teori imdadımıza yetişti ve her şeyi açıklamaya aday oldu o da sicim teorisidir.

Atomu oluşturan parçacıkları oluşturan parçacıkları oluşturan parçalar tel benzeri bir boyutlu sicimlerden oluşmalıydı ve bunlar o kadar ufaktır ki bir karıncayı sicim sayarsak oluşturduğu atom samanyolu galaksisinin ta kendisidir.

Sicimler titreştikçe rezonanslar yaydıkça madde oluşuyor. Evren, Dünya, insan, bildiğimiz her şey bu inanılmaz küçük tellerden oluşur… Sicim teorisi kullanılarak evrenin varlığı açıklanmaya çalışınca matematik formülleri mükemmele yakın çalışıyor.

Sicim Teorisi - atom altı parçacık

Fizikçilerin karmaşık teorileri, içinden çıkılmaz denklemleri anlamak gibi yetenekleri olsa da, aslında onlar basitliği severler. Gerçekliğin, temelde basit olduğunu kabul ederler. İşte bu yüzden parçacık fiziğinin standart modelinden memnun değiller. Bu model, elektronlardan kuarklara, muonlara evrendeki her şeyi oluşturan 57 farklı parçacığın özelliklerini ve birbirleriyle etkileşimini açıklıyor.

Fizikçi Joe Lykken, “Evrenin en temel parçasının 57 çeşit olması çok gülünç.” diyor. Daha temel bir gerçeklik arayışı, fizikçileri sicim teorisini kabul etmeye yönlendirdi.

Lykken’in dediğine göre sicimler, “aşırı derecede karmaşık olan fiziği, tek bir kağıda sığacak kadar basit denklemlere indirgeyebilir.”

Bu teorinin alışılmışın dışında bir özelliği –bazılarına göre bir dezavantajı– var: En az dokuz uzaysal boyut gerektirmesi. Bunlardan altısını ise üç  ve zamanı da sayarsak 4 boyutlu bir dünyada yaşayan bizler algılayamıyoruz.

Fizikçiler, Büyük Patlama sırasında 10 boyutun meydana geldiğini ancak 6 boyutun yoğunlaşarak kıvrıldığını, diğer 4 boyutun genişleyerek Bizim algıladığımız KOZMOS’ un ortaya çıktığını ve 10 boyutlu kozmosun aslında iç içe olduğunu matematiksel olarak açıklayabilmektedirler. 10 boyutun iç içe olmasına rağmen diğer 6 boyut, bizim algılama ve ölçme imkanlarımızla tespit edilememektedir.

Sicim Teorisi - evrim

“Hey Şeyin Teorisi” olarak adlandırılan Süper Sicim Teorisi, bugün hiçbir teorinin başaramadığı şekilde MİKRO KOZMOS’dan MAKRO KOZMOS’a kadar bütün olayları matematiksel olarak izah edebilmektedir. Ancak teorinin temeli olan 10–33 cm boyundaki sicim’leri, halen dünyada mevcut hiçbir hızlandırıcının tespit etmesine olanak yoktur. Mevcut hızlandırıcıların milyon kez daha büyüklerinin yapılması gerekmektedir.

Sicim denilen yapı taşlarını gözlemlememiz neredeyse imkânsız olduğu ve dolayısıyla bu teori büyük ihtimalle hiçbir zaman test edilemeyeceği için, şu an fizikçilerin en çok tartıştıkları konulardan biri de, bu kuramın, fiziksel bir kuram mı yoksa yalnızca felsefi bir teori mi olduğudur.

“Evrenin en anlaşılmaz yanı, anlaşılabilir olmasıdır.” (Albert Einstein)

Aslında “Evren neden var oldu?”, asıl sorumuz bu. Şimdi ben size bu anlattıklarımı ve henüz anlatmadıklarımı daha anlaşılır ve basit bir dille aktarmaya çalışırsam eğer, direkt olarak bu soruyu sormam mantıklı olur: “Evren neden/nasıl var oldu?”

Sicim Teorisi gibi birçok teori bunu arıyor ve araştırmacılar, bu sorunun yanıtını “Her Şeyin Teorisi” adını verdikleri bir evren formülüyle yanıtlamayı umuyorlar. Yani bu teori sadece bir teori değil, birçok teorinin ortak paydada buluşmuş hali gibi görülebilir.

Her şey, madde, enerji, atomlar bildiğimiz her şey minik tellerden iplikçiklerden oluşuyor ve oluşturdukları her şeyin farklı olmasının nedeni mesela enerji ve maddenin bu tellerin titreşimlerinin farklı olması ve bu yapı evrenle bağlantı halinde. Biz sadece bu titreşimlerin 4 boyutunu algılayabiliyoruz. 3 boyutlu uzay ve zamanı. Bunun dışında matematiksel olarak 6 boyut daha var ve bu sonsuz sayıda telinde bir araya gelmesiyle sonsuz sayıda evren oluşuyor ve bu sonsuz sayıdaki evrenlerin de hepsi burada! Biz bunu göremiyoruz duyamıyoruz işitemiyoruz bizim algılarımız yanlızca 4 boyutlu dünyayı algılıyabiliyor.

  1. boyuta kadar incelendiğinde matematik formülleri bunu karşılayabiliyor ve mükemmele yakın tutarlılık gösteriyor. 12. boyutta iki farklı zaman oluşuyor fakat 13 üncü boyutta evren gerçekten istikrarsızlaşıyor üzerinde matematiğin çalışması için olanak kalmıyor bütün hesaplamalar tutarsızlaşıyor bu yüzden bazı bilim insanları 12. boyutu sınır olarak kabul ediyor ama onda bile iki zaman var!

İngiliz astrofizik uzmanı Stephen Hawking, bulgularıyla, içinde eşizlerimizin bulunduğu fantastik bir “hiper uzay”ın kapılarını açıyor. Şu sırada, siz bu yazıyı okurken, paralel evrenlerdeki eşizleriniz de bu yazıyı okuyor olabilirler. Paralel evren teorisine göre, biz burada yaşantımızı sürdürürken diğer evrenlerde başka ihtimaller dâhilinde var olabiliriz. Paralel evrenlerle aramızda sadece saydam bir zar var. Yaşadığımız evrenin ilk ve tek evren olmadığı gerçeği ile karşı karşıya bulunmaktayız. Bu teori tamamen matematiksel temellere dayanıyor.

Sicim Teorisi

Stephen Hawking: “Görülebilir evrenimizin dışında, iç içe geçmiş ve eşizlerimizin bulunduğu, görülemeyen sonsuz sayıda evrenler var.” demektedir. Hawking, evrenin var oluşunu açıklamak amacıyla yıllardır üstünde çalışılan “Her Şeyin Teorisi”nin formülünü oluşturmayı başardı ve buna “M-teorisi” adını verdi. Buradaki “M” (magic, mysterios, mother); büyülü, esrarengiz ya da her şeyin anası olarak değerlendirilebilir.

Teori mükemmel biçimde tanımlanmış durumda; ne var ki sizin de gördüğünüz gibi bu teori sanki 22. yüzyıla aitmiş de yanlışlıkla 20. yüzyıla gelivermiş gibi. Zaten tamamen şans eseri, iki genç fizikçi tarafından bir matematik kitabının sayfaları arasında gidip gelirken keşfedilmiştir. Teori, o kadar mükemmel ve güçlü ki, 20. yüzyıl içerisinde çözülememiştir. Sorun şu ki 21. yüzyıl matematiği de henüz keşfedilmemiştir.

Hawking’in teorisiyle yaşamımız, dünyalı olmayan yaratıklar tarafından oynanan bir bilgisayar oyunu, biz de bilgisayarlarla üretilmiş oyuncular olabiliriz. Belki de, sadece bakıp eğlendikleri hologramlarız!

hologram oyun teorisi

Doğa ve dünyada sabit ve değişmez hiçbir şey yoktur. Doğadaki değişim ve dönüşümlerin nedeni; canlı cansız tüm varlıkların “hücreler”, hücrelerin moleküller, moleküllerin atomlar, atomların ise, enerji ile maddenin iç-içe olduğu, kuant denilen temel yapı taşlarından oluşmalarıdır.

Her şey içlerindeki bir başka öğe tarafından oluşturulduğundan ve en temeldeki öğe ise sürekli değişken ve akışkan yani aktif ve canlı olduğundan, halkanın en son ürünleri olan doğa ve dünyamızın nesnelerinin de sürekli bir değişim ve dönüşüm içinde olması kaçınılmazdır. Bu nedenle “zaman” denilen değişim ve dönüşüm göstergesi ortaya çıkar ve doğadaki her şeyde bir değişim ve dönüşüm yani evrim meydana gelir ve bireysel ömürler bu evrimin sadece küçük birer adımıdırlar. Kısacası insan ömrü gibi bir süre tek başına çok da ciddiye alınması gereken bir şey değildir. Bedenimizde bizi hayatta tutmak için saniyede binlerce kere ölen ve yerine yenisinin gelmesini sağlayarak bizim canlılığımızı devam ettiren hücreler vardır. Bu açıdan bakarsak eğer; biz de evrenin hücreleri gibiyiz!

Uygarlık, Einstein denklemlerinden yararlanarak zamanda yolculuğa, paralel evrenleri araştırmaya hazırlanmaktadır. Dünyanın önde gelen üniversitelerinde, 20 yıl önce bir fantezi gibi görünen olgular birer birer kurgudan bilim haline gelmektedir.
Sicim Teorisi - boyutlar
Einstein: “Tanrının evreni nasıl yarattığını anlamak istiyorum” demiştir. Bugün bilim, tanrının evreni nasıl yarattığını anlama çabasını sürdürmektedir. Denildiği gibi:

“Yetkin insan olabilmek yolunda yürüyen akil birey, evrene ve insana mikro kozmik açıdan bakarken, aynı anda makro kozmosu da görebileceği bir hologramı, zihninde yaratabilmelidir.”