FİZİĞİN EN UÇ NOKTALARI VE HERŞEYİN TEORİSİ (STRING THEORY)


Fizik tarihinin çalkantılı dönemine girildiğinde Einstein, kuantum mekaniğinin temelinde bulunan Heisenberg'in "belirsizlik" prensibini kabul etmiyordu. Allah'ın tabiatta yarattığı olayların tesadüfen meydana gelemeyeceğine, deterministik bir şekilde, önceden belirlenen bir plân çerçevesinde gerçekleşmesi gerektiğine inanıyordu. Bu konuda verdiği örnekler arasında birbirlerinin içinden geçen galaksiler, birbirlerine çarpmadan varlığını sürdüren yıldız sistemleri ve tabii ki tam sınırlı yaşam aralıklarında yaratılmış olan mucize gezegenimiz Dünya'nın atmosferik ve manyetik değerleri vardı.

Einstein; Podolsky ve Rosen'la beraber geliştirdikleri EPR çifti (Einstein-Podolsky-Rosen pair) teorisiyle aslında kuantum fiziğinin bir yanılgı olduğunu göstermeye çalışmıştı. Ondan yaklaşık 30 sene sonra Bell tarafından oluşturulan eşitsizlikle tabiattaki olayların bir plân, program ve düzen içinde, nasıl gerçekleştiğinin cevabı aranmaya başlandı. Ancak bu eşitsizliğin ortaya konmasından sonra yapılan bir deney, bu eşitsizliği doğrulamadı. Bell Eşitsizliği bu anlamda oldukça önemli bir yanlıştır. Bu yanlışlıkla çok şey öğrenildi. Yapılan deneyin sonuçlarıyla, Bell Eşitsizliği tutarlılık göstermiyordu. Ayrıca bu eşitsizliği oluşturan varsayımlar, doğada gözlenmiyor, sadece belirli bir çerçevede minimum bir tutarlılık gösteriyordu.

Bu eşitsizlikte kullanılan iki varsayımdan birincisi (lokalite); kâinatın farklı iki noktasında aynı anda meydana gelen iki olay birbirinden fizikî olarak bağımsızdır.

İkincisi (realizm) ise, tabiatta bulunan mikro-âleme ait bir parçacığın birtakım özelliklerini, (meselâ, momentum, konum gibi) öğrenmek istediğimizde o parçacığın bu özelliklerinin değerinin mutlak olduğuna inanmamızdır. Bu iki varsayım birlikte yerel gerçeklik (local realism) hipotezi olarak da bilinmektedir.

Fiziğin en uç noktalarından sicim teorisine (string theory) bu iki varsayım açısından bakabiliriz. Elimizde belli uzunlukta bir sicim olsun. Bu sicim tek başına hiçbir anlam ifade etmez. Fakat bundan yapılan gitar veya bağlama telini düşünelim. Bu sicimin farklı titreşimlerinden (vibrasyon) değişik notalar elde edilir. Titreşim olmadığı sürece, o sicimin hangi notayı ifade ettiği anlamsızdır; fakat bizim belirlediğimiz bir titreşim şekline göre, değişik notalar çıkartılabilmektedir. Veya kuantum mekanik ifadesiyle, biz bir şeyi ölçmek istediğimizde, aslında bir şekilde onunla temas kurup bu etkileşimin sonucu olarak ortaya bir şeyler çıkarır ve bu ölçtüğümüz değeri, o parçacığa atfederiz. Bu yüzden aynı teli kullanarak birçok notayı çıkartabiliriz; kuantum mekanik ifadesiyle, aynı parçacık için her ölçümde muhtemel sonuçlar kümesinden bir değer elde ederiz. Bu ise, mikro ve makro âlemi anlamaya çalışan insanın niyetinin önemine işaret eder. Çünkü araştırma yapan insanın niyeti ve bakış açısı, ölçümlere ve gözlemlere etki eder. Buna “Algıda seçicilik” denir. Kuantum mekaniğindeki ölçüm ile sicim örneğinin ayrıldığı nokta ise şudur: Sicimden çıkaracağımız notaları biz niyet ve algılarımız ışığında belirleyebiliriz; ama kuantum seviyesindeki parçacıklardan alacağımız sonuç ise, nisbeten belirsizdir. Sicimden herhangi bir nota çıkarmasak da o hâlâ bizim boyutumuzdadır , ama kuantum parçacıkla onun varlık seviyesinde doğrudan temas kurmadıkça onun ne olduğu, nerede olduğu, hangi boyut ve belki de zamanda olduğu konusunda kesin bir fikrimiz yoktur. Biz bilmesek de, her şeyin doğrusunu ancak Allah bilir.

Bell Eşitsizliği'ndeki birinci varsayım derinden düşünülüse, aslında Einstein'ın özel izafiyet teorisiyle bu varsayımın bağdaştığını görürüz. Çünkü, özel izafiyet teorisine göre tabiatta hiçbir şey ışık hızından daha hızlı değildir. Dolayısıyla kâinatın birbirinden çok uzakta bulunan iki noktasında meydana gelen iki farklı olayın birbiriyle alâkası olamayacağı akla yakın gözükmektedir. Yani, iki olayın birbirine bağımlı olabilmesi için mutlaka bir şekilde aralarında bir haberleşme olması gerekir. Bu haberleşme de ışık hızından daha hızlı gerçekleşemeyeceğinden bu iki noktada aynı anda gerçekleşen iki farklı olay birbirinden tamamen bağımsızdır. Peki ama aralarında haberleşmenin olmadığı birbirinden bağımsız sonsuz parçacık nasıl olur da 15 milyar senedir aralarında mükemmel bir haberleşme sistemi geliştirmiş olabilir?

Atomlar (zerreler) arasındaki bu haberleşme sistemi, İslâm'ın evren görüşündeki Levh-i Mahfuz'la bağlantılı olabilecek bir mahiyettedir.

Parçacıkların birbirleriyle devamlı olarak haberleşmelerini sağlayabilmek için iki ihtimal vardır:
Birincisi, parçacıkların aralarında geliştirmiş oldukları bir tür haberleşme (telepati gibi) metodu ile iletişim kurmalı ve bu iletişim sonsuz hızlı olmalı ki, aynı anda meydana gelen iki olay birbirleri ile gelecekte asla çelişki meydana getirmesin, uyum içerisinde olsun. Bir an için bu haberleşmenin sağlanamadığını düşünelim. Bu durumda kâinatın 15 milyar yıldır mükemmel bir uyum içinde, âdeta bütün parçacıkların birbirlerinden ve yaptıklarından haberi varmış gibi hareket etmeleri mümkün olabilir mi?

Örneğin,evrenin varoluşunu açıklayan ve yakın tarihimizde de yeniden ispatlanan Big Bang (Büyük Patlama) teorisini düşünelim. Bu patlama teorisine göre, zamanın çok kısa bir anında, çok miktarda enerji maddeye dönüşüyor ve bugünkü gezegenimizi, galaksileri meydana getiriyor. Bugünkü uzayın içinde ne varsa tamamı bu patlamanın sonrasında meydana geliyor. Bu patlamayla içinde bulunduğumuz kâinat yaratılıyor, genişliyor, genişledikçe oluşuyor, oluştukça genişliyor. Hattâ artan bir hızla genişliyor. Peki bu üstün düzen içinde başı boş olabilir miyiz? Parçacıklar, başlangıçtan beri, kâinatın bu genişlemesi veya Kur'an'ın ifadesiyle "göklerin yükseltilmesi" sırasında birbirleri ile haberleşme içindeler miydi? Kur'an'da şöyle bildiriliyor:

" Allah O'dur ki, gökleri dayanak olmaksızın yükseltti; onları görmektesiniz. Sonra arşa istiva etti ve güneş ile aya boyun eğdirdi, her biri adı konulmuş bir süreye kadar akıp gitmektedirler. Her işi evirip düzenler, ayetleri birer birer açıklar. Umulur ki, Rabbinize kavuşacağınıza kesin bilgiyle inanırsınız. " (Rad Suresi, 2)


Bir an için bütün parçacıkların tesadüfen hareket ettiğini ve düzenin olmadığını düşünelim. Bu durum, bu parçacıkların birbirini dinlemediği ve aralarında haberleşme olmadığı anlamına gelir. Yani hiçbir parçacık birbirinin durumunu ne biliyor, ne de tedbir alıyor. Peki nasıl bir sonuç beklenir? Oysa anne karnında nasıl dünyaya geldiğimizi, dokuların birbirinden habersiz gelişip farklılaşmasını düşündüğümüzde evrenin hiçbir noktasında tesadüfe yer olmadığını görürüz. Yüce Allah Kuran'da yaratılışı şöyle bildirmektedir:

" O Allah ki, yaratandır, (en güzel bir biçimde) kusursuzca var edendir, 'şekil ve suret' verendir. En güzel isimler O'nundur. Göklerde ve yerde olanların tümü O'nu tesbih etmektedir. O, Aziz, Hakimdir." (Haşr Suresi, 24)

“...Yerde ve gökte zerre ağırlığınca hiçbir şey Rabbinden uzakta (saklı) kalmaz. Bunun daha küçüğü de, daha büyüğü de yoktur ki, apaçık bir kitapta (kayıtlı) olmasın.” (Yunus Suresi, 61) Ayetinde de bundan 1400 yıl önce bildirildiği gibi, ağırlığı olmayan mikro partiküllerin her biri Allah katında kontrol altındadır ve bu üstün düzen, Allah'ın hakimiyeti altında akıp gitmektedir.

STRİNG THEORY (SİCİM TEORİSİ) NEDİR?

 

String Teorisi son 10 yılda sağlanan gelişmeler sonucunda Super String ( Super Sicim ) Teorisi adını almıştır.
 
Son 5 senede kaydedilen gelişmeler üzerine de Theory Of Everything yani Her Şeyin Teorisi olarak anılmaya başlanmıştır.

Her Şeyin Teorisi, atom altı parçacıklardan atomlara, kara deliklerden Büyük Patlamaya kadar her şeyi izah edebilen teoridir. 20.ci yüzyılın değil 21.ci yüzyılın en heyecan verici teorisi olarak kabul edilen Super Sicim Teorisi, bugün atom altı parçacıklar arasındaki etkileşimden kara deliklerin fiziğine kadar her şeyi matematiksel olarak açıklayabilmektedir.

Bu devrim yaratan teori, fizikçilerin maddenin en küçük parçası olarak buldukları elektron ve quarkların aslında küresel parçacık şeklinde değil, titreşen-dönen viril şeklindeki küçük sicimlerden meydana geldiklerini fark etmesiyle başlamıştır.

Fizikçilerin belirttiğine göre kainatın temel parçaları elektronlar, nötronlar, kuarklardır. Bunlar tıpkı bir lisanın alfabesi gibidir, daha ötesi yoktur. Sicim teorisi ise bunun aksini iddia ediyor. Sicim teorisine göre bu parçacıkları da incelersek, günümüzün teknolojik kapasitesinin üzerinde kesinlikle incelersek,  tek boyutlu, minicik, titreşen, danseden, salınan halkalar buluruz. Fizikçiler bunlara ‘sicim’ ‘string’ diyorlar.

Örneğin, bir elmayı bileşenlerine ayırdığınız zaman atomlar, elektronlar, nötronlar, protonlar, kuarklar ve son olarak string yani sicimler gelir.

Böylece quantum fiziği ile izafiyet teorisi arasındaki uyumsuzluk bir kez daha ortaya çıkar çünkü her ikisi aynı anda doğru olması imkansızdır. String teorinin savunucuları, bunun teorik fiziğin ‘Gordiyon Düğümü’ nü çözdüğüne inanıyorlar.

Einstein’ın zamanında tabiattaki güçlü ve zayıf kuvvetler henüz keşfedilmemişti ama Einstein en azından başka iki gücün varlığını buldu: yerçekimi ve elektromanyetizma. Einstein tabiatın bu kadar ölçüsüz bir tasarıma dayandığını kabul etmiyordu. Bu yüzden de 30 yıl boyunca bu iki kuvveti tek büyük bir prensip altında birleştirecek bir ‘birleşik alan teorisi’ ni araştırmıştı. Bu yüzden de fiziğin esas alanlarından uzaklaştı.  1940’ların başında bir arkadaşına şöyle yazmıştı: “ Çorap giymemekle tanınan ve özel günlerde ortaya çıkartılan antika, yaşlı, yalnız biri oldum! “

Einstein kendi zamanın çok ilerisindeydi. Yarım asırdan uzun bir süre sonra, onun birleşik teorisi çağdaş fiziğin ‘Kutsal Kase’si haline geldi. Ve büyük bir grup matematikçi ve fizikçi sicim teorisinin buna cevap olacağına inanıyorlar. Her şey mikroskobik düzeyde titreşen sicimlerden oluşan tek bir prensibe dayanmaktadır.

Bir Keman düşünün, nasıl kemanın gerili telleri çeşitli tansiyonlarda titreşip farklı müziksel notalar çıkarıyorsa, Super Sicim Teorisine göre de ; doğa'da görülen atom altı parçacıklar, farklı gerilim altında, farklı frekansta titreşen ve farklı titreşmekten dolayı çevresinde farklı rezonans yaratan (çok çok çok küçük) sicimlerden ibarettir. Yani değişik rezonanslarda titreşen sicimler farklı parçacıklar meydana getirmektedir. Bugün atomun en küçük parçacıkları olarak bilinen kuark ve lepton' lar 10-16cm. boyunda küçük kürelerdir.

String Teorisi' nde belirtilen, titreşerek dönen sicimler ise 10-33cm. uzunluğun da olan iplikçiklerdir.  Kozmos' da mevcut bütün maddeler (kuark ve lepton'lar dahil), farklı frekansta titreşen ve farklı rezonanslar yaratan, bu sicimlerin birleşmesinden meydana gelmektedir. Ve tüm uzay-zaman bu sicimlerle doludur. Tüm evren ise 10 farklı boyutta titreşen sicimlerden oluşmaktadır

Yani bu teori tüm kozmosu 10 boyutta devinen sicimlerle izah etmektedir.

 


 Bizim görebildiğimiz Dünya’mız ve kozmosumuz, 3 uzay boyutu ve 1 zaman boyutundan ibaret olup 4 boyutludur. Dünya' mız diğer 6 boyutu algılayamamakta ve görememektedir. 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 Kozmos' un aslında iç içe olduğunu matematik olarak açıklayabilmektedirler.

10 Boyutun iç içe olmasına rağmen diğer 6 boyut, bizim algılama ve ölçme imkanlarımızla tespit edilememektedir. Farklı rezonanslarda titreşen bir keman teli çok farklı notalar yaratmaktadır. Farklı notalar, aynı anda - aynı yerdedir ancak bizim kulaklarımız sadece duyabildiği notaları duymakta diğerlerini fark etmemektedir.

Her Şeyin Teorisi olarak adlandırılan Super Sicim Teorisi, Bugün hiç bir teorinin başaramadığı şekilde Mikro Kozmos' dan Makro Kozmos' a kadar bütün olayları matematiksel olarak izah edebilmektedir.Ancak Teorinin temeli olan 10-33cm boyundaki sicimleri, halen dünyada mevcut hiçbir hızlandırıcının tespit etmesine olanak yoktur. Mevcut hızlandırıcıların milyon kez daha büyüklerinin yapılması gerekmektedir.

Neredeyse 300 yıl önce Isaac Newton, elma ağacından bir elmanın düştüğünü görünce, buna bir gücün sebep olduğunu düşünerek, yerçekimi yasasını bulmuştu. Yerçekimi, sadece elmayı değil, gezegenleri, Ay’ı, yıldızları da etkileyen güçtü. Ama Newton’un bilmediği bir şey vardı,  yerçekimi nasıl çalışıyordu? Bunu anlayamamıştı.
 Newton’dan asırlar sonra genç bir fizikçi olan Einstein’ın da bir rüyası vardı: Evrendeki tüm fizik yasalarını tek bir teoride birleştirmek. Kainatın yasalarını basit, tek bir teoriyle çözmek. Einstein’ın bu  rüyasını tamamlamaya ömrü yetmedi ama quantum fizikçileri bunu bulduklarını söylüyorlar.

Evrenin sırrını çözebilmek için büyük şeyleri (galaksiler, gezegenler, yıldızlar) yöneten güçlerle, küçük şeyleri(atomlar, elektronlar, nötronlar) yöneten güçleri birleştirmek gerekiyordu. Yani büyük şeylerin dünyası ile küçük şeylerin dünyasını bir araya getirmek. İşte burada devreye quantum fiziği giriyor. Quantum fiziği bildiğimiz evren yasalarını o kadar değiştiriyor ki, adeta şoke oluyorsunuz. Çünkü küçük şeylerin dünyası bildiğimiz geometrik, düzenli evren yasalarına benzemiyor, sağ-sol, yukarı-aşağı, saatler,hiçbir şey bildiğimiz dünya yasaları gibi değil.  
 Quantum fiziğine göre, her şey tüm evrendeki her şey, en küçük parçadan, en büyük yıldızlara kadar her şey, minnacık, titreşen, minik enerji sicimlerden (strings) oluşuyor. Bu sicimler birbirleriyle birleşip, ayrılabiliyorlar, tıpkı bir çellonun farklı notalar veren telleri gibi, bu sicimler de farklı şekilde titreşiyorlar, yani tüm evren bir orkestra gibi...Einstein’in çözmeye çalıştığı 200 yıllık denklemlerin altında sicime benzer cisimler vardı. Yalnız Einstein’in karşı olduğu bir nokta quantum evreninde her şeyin rastlantılara bağlı olmasıydı, Einstein bunu “Tanrı zar atmaz” diyerek belirtti.

 Bu teorinin aksayan önemli bir özelliği gözle görülememesi, kanıtlanamaması, o yüzden de quantum fiziği bir bilim mi, felsefe mi sorusunu akla getiriyor. Quantum fiziğinin en ünlü fizikçisi  Wittin, beş ayrı string teorisini tek bir teoride (M- teorisi) birleştirerek bulmacayı çözdü. Wittin’e göre evren sadece makarna benzeri sicimlerden değil, (membrane) denilen zar gibi tabakalardan oluşuyor. Hatta big-bang yani büyük patlamanın da bu tabakların birbiriyle çarpışmasından oluştuğunu söylüyor. Bu tür çarpışmalar şu anda da var oluyor ve gelecekte de var olacak…
 Bu arada Amerika’da ve Fransa’da iki laboratuarda atomları parçalamak ve quantum evrenini çözmeye yarayacak deneyler yapılmakta, her iki laboratuar birbirleriyle yarışıyorlar, bakalım önce hangisi bir kanıt bulacak? Bazı bilim adamları  paralel evrenler, süpersimetriler gibi alışmadığımız şeylerden oluşan quantum evrenine, yani string teorisine, M teorisine inanmıyorlar. Kimin haklı olduğunu zaman gösterecek.


 


Sicim teorisine göre, gözlemlenebilen tüm cisimler, doğanın güçlü ve zayıf kuvvetleri, elektromanyetizma ve yerçekimi titreşen sicimlerin değişik yansımalarıdır. Tıpkı bir çellonun veya piyanonun değişik frekanslarda titreşmesi gibi. Yalnız sicimler müzik üretmiyorlar, elektron başka bir tonda titreşirken, kuark başka bir tonda titreşiyor. 

Böylece fizik tarihinde ilk kez kainatın nasıl yapıldığını açıklayabilecek temel bir çerçeve bulunmuş oldu. Bu yüzden de sicim teorisi 'her şeyin teorisi' ‘Theory of Eerything’ (TOE ) veya Son, final teori olarak adlandırılıyor.