Maddenin ve Evrenin Mahiyetini Açıklamada Gelinen Son Nokta… Sicim Teorisi * M Teorisi
Sicim teoremi; kuvvetli etkileşim, elektromanyetik etkileşim, zayıf etkileşim ve kütle çekim etkileşimi olmak üzere dört temel etkileşimden hareket edilerek bu etkileşimler için gerekli olan değiş tokuş bozonlarının, her bir etkileşim türü için farklı özellikleri ile ortak bir çatı altında toplanabileceği fikrinden yola çıkılarak oluşturulmuştur.
Teoremdeki temel fikir, var oluşun esas bileşenlerinin, rezonans frekanslarında titreşen ve Planck uzunluğunda olan (10–35mm civarı) sicimler olduğudur. Bu teoreme göre evrendeki her madde tek bir şeyden oluşuyor: Farklı rezonanslarda titreşen bu sicimler, evrendeki her şeyi meydana getiriyor. Bu teorem, evreni oluşturan en temel, bölünemeyecek kadar küçük bileşenlerinin nokta gibi parçacıklardan değil, titreşen minyatür keman tellerine benzeyen sonsuz küçük döngülerden oluştuğunu ileri sürmektedir.
Evreni açıklayan iki fizik teoriden birincisi olan, yıldızlar, galaksiler gibi çok büyük boyutlu maddeleri açıklayabilen, Einstein’ın görelilik teorisi ile ikincisi olan, atomlar gibi çok küçük boyuttaki maddeleri açıklayabilen Kuantum/parçacık teoremi birleştirilerek Sicim teoremi /M Teorisi ortaya konulmuş olup, bu teoremle fizik alemde ki her şeyin açıklamasına çalışılmaktadır.
Bu teorem, her ne kadar görelilik teoremi ile kuantum teoreminin birleştirilmesi ile ortaya konumuş olsa da, aynı zamanda büyük patlama teoremi ile de birbirini tamamlar mahiyettedir. Ki büyük patlama (Big bang) teoremi evrenin doğumunu, oluşumunu anlatırken, sicim teoremi de bu oluşumun elementlerini kapsamaktadır.
Atomun temel yapı taşları olan proton ve elektronu oluşturan alt parçacıklar, hızlandırıcı ve çarpıştırıcı laboratuarlarda yapılan deneylerse bulunmuşlardır. Ancak “bu parçacıkların altında hangi parçacıklar bulunmaktadır” ve “bunların yapı taşı nedir” sorularına cevap verilememiştir. İşte bu parçacıkları birbirinden farklı kılan sicim teorisine göre bunlar; 6 farklı boyut içeren ve değişik titreşimleriyle sicimsi parçacıklardır. Bu sicimler bir frekansta titreşip protonu, başka bir frekansta titreşip elektronu oluştururlar.
Kısacası bu teoreme göre madde, küçük sicimlerden/tellerden oluşmaktadır. Bu sicimler tıpkı bir keman teli ya da gitar teli gibi belli bir şekilde çekilirse belli bir frekans yaratılır, daha başka bir şeklide de başka frekanslar, başka notalar. Varlık, bu süper sicimlerin oluşturduğu küçük notalardan meydana gelmiştir ve fark ediyoruz ki; evren bir senfoni ve evrenin tüm fizik kanunları da bu süper sicimlerin/tellerin bir uyumudur
Bu teorem, teorik hesaplamalarla doğrulanmış olsa da şu ana kadar deneyle desteklenmiş değildir. Sicimler şimdiye kadar gözlenemedi; ancak, büyüklüğü matematiksel olarak hesaplanabiliyor. Bir sicimin bir atomun büyüklüğüne olan oranı, bir atomun bütün Güneş Sistemi’ne olan oranına eşit. Ayrıca, belirli bazı sicimlerin, kütle çekimine sahip olduğu ve sicimlerin, aynı zamanda kuvantlar oldukları da bilinenler arasında. Hawking, buradan yola çıkarak “kütle çekiminin kuantum teorisi”ni geliştirdi.
Stephen Hawking, sicimlerle ilgili çok sayıda hesaplama yaptıktan sonra şu sonuca ulaştı: Evreni üç veya dört boyutlu kabul ettiğimiz sürece, geliştirilen “Kütle Çekiminin Kuantum Teorisi” bizi tek bir evren formülüne götürmemekteydi. Hawking, çözümü, çok boyutlu alanlarda aradı. Bu nedenle de sicimde takılıp kalmadı ve hesaplar yaparak, sicimlerden çok boyutlu kuantlar elde etti. Bunlara “membran” adını verdi ve daha da kısaltarak “bran” olarak kullandı. Bu bran’lar, birden fazla boyutta varlık gösteriyorlardı.
Hesaplamalarına devam ederek bir sınıra ulaştı: Evrende on bir boyut vardı. Hawking bütün o boyutları algılayamama nedenini şöyle açıklıyor: Büyük Patlama’nın ardından, zaman boyutu ile üç tane uzaysal (uzunluk, genişlik, yükseklik) boyut açılarak kozmik büyüklüğe dönüştü. Kalan yedi boyut, konumlarını değiştirmeden, yani sicim kadar bir alanı kaplayacak büyüklükte, bir gonca gibi sarılı olarak kaldılar. Bu bilim adamına göre, böyle yedi boyutlu bir yumak, evrenin her noktasında mevcut.
Sicim teorisi, yapılan çalışmalar sonucunda önce “Süper Sicim Teorisi” adını almış,daha sonra kaydedilen gelişmeler üzerine “Her şeyin teorisi” olarak anılmaya başlanmıştır. Her şeyin teorisi demek; atom altı parçacıklardan atomlara, kara deliklerden büyük patlamaya kadar her şeyi matematiksel olarak izah edebilen bir teorem demektir. Süper 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 küçük sicimlerden ibarettir.
Hawking’in Süper-Sicim yani Mebran teorisinde, 11 boyutlu membranlardan oluşan evrenleri göz önünde canlandırmak için dilimlenmiş ekmek misali parelel evrenlerin olduğunu belirtmektedir. Bu ekmeğin her dilimi bir evrendir. Bu evrenler bir araya gelerek bir multiverse oluştururlar. Bu evrenler evreninde, membranların bir yerlerinden çarpışması da muhtemeldir, demektedir “M Theory”nin sonuçlarının bir yorumuna göre evrenimizin bulunduğu membran ile diğer bir evrenin bulunduğu membranın çarpışması nedeni ile “Big Bang” olmuş ve bildiğimiz evren meydana gelmiştir, demektedir. Eğer Hawking haklıysa, daha pek çok olgu, paralel evren teorisiyle açıklanabilecek.
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 de tamamen matematiksel temellere dayanıyor.
Kuran-ı Kerim’de sözü edilen yedi katmanlı gökten kasıt, bu parelel evrenler olsa gerektir.
Süper Sicim Teorisi/Her Şeyin Teorisi/M Teorisi’nin iki boyutu vardır: Birincisi; Sistem Teorisi boyutu, ikincisi de İnformasyon İşleme Teorisi boyutu. Bu yüzden onu, her iki zeminde de kendine özgü bir dille tanımlamak, ifade etmek gerekmektedir.
1) Bu evrende var olan her şey, kendi içinde bir AB sistemi iken, aynı anda, sistem merkezinde temsil olunan varlığıyla, bir başka AB sisteminin içinde A ya da B olarak da yer alır, var olur (buradaki A ve B rasgele-sembolik ifadelerdir). “Bir şey”in, ya da “her şey”in anatomisi.
2) Her sistem, ya da her varlık, “dışardan” (çevreden) gelen madde-enerjiyi-informasyonu kendi içindeki bilgiyle değerlendirerek işlerken, dışardan gelen bu etkiye karşı bir cevap reaksiyon olarak var olur; bu informasyona kaynak teşkil eden nesneyle birlikte oluşturulan bir AB sisteminin içinde, bu sistemin bir parçası şeklinde izafi bir gerçeklik olarak ortaya çıkar.
Kısacası Süper Sicim/M teoremi/Herşeyin teoremi, bütün parçacıklar ve kuvvet taşıyıcıları (elektronlar, kuarklar, fotonlar, gravitonlar, vs), Planck sabiti çapındaki boyutlara sahip sicimlerden oluştuğunu, Uçları halka şeklinde açık veya kapalı olabilen bu sicimlerin farklı titreşimler oluşturduğunu ifade etmektedir. Teorinin en cazip yönü, dört temel kuvveti ve onlarca temel parçacığı basit bir sicimin titreşimleri ve hareketleri cinsinden ifade edebilmesidir. Fizikle ilgili olanlar, bunun ne kadar büyük bir kolaylık olduğunu bilir.
Teorinin en sıra dışı özelliği, sicimlerin titreşim ve salınımlarını ifade edebilmek için tam 10 boyuta ihtiyaç duyulmasıdır. Zaman için bir ve uzay için dokuz boyutta hareket eden bu cisimler, dört boyutlu uzay zamanımızda noktasal parçacıkları ve bu parçacıklar arasındaki etkileşimleri oluşturmaktadır. Gözlemleyebildiğimiz dört boyutun dışında kalan boyutların kendi üzerine kıvrıldığı ve çok ufak kaldıkları için fark edilmedikleri düşünülmektedir.
Süpersicimler seviyesinde inanılmaz bir kargaşa, bir yuvarlanma ve köpürme ve sürekli bir değişim var. Austin Texas Üniversitesi’nden John Wheeler şunları söylüyor: “Uzay, üzerinden uçan pilota dümdüz görünen ama içine düşen bahtsız kelebek için feci bir keşmekeş olan bir okyanusa benziyor. Daha yakından bakıldıkça daha fazla hareketlilik gösteriyor, yapının içine girildiğindeyse her yer sicimler ve deliklerden oluşuyor.” Einstein’in genel görelilik kuramı da, bu köpüğümsü özelliğin bütün uzayda bulunmasını zorunlu kılıyor.
İlgili olarak şu videoları izleyebilirsiniz:
https://www.youtube.com/watch?v=YtdE662eY_M ,
https://www.youtube.com/watch?v=1k76uLq-Rwc ,
Sicim teorisi ile daha bir anlam kazanmaya başlayan teori ise, “Her şeyin Teorisi.” (Bunun için de ayrıntılı bir yazı hazırladım. Bkz: The Theory of Everything) Kâinattaki tüm parçacıkları ve etkileşimleri bir çatı altında toplayacak Her şeyin Teorisi (Theory of Everything), Einstein’dan beri tüm fizikçilerin en büyük hayalini oluşturuyor aslında. Çünkü maddeyi, vakumu ve evrenin başlangıcını daha iyi anlayabilmek için fizik dünyası öteden beri böylesi kuşatıcı bir çatı teoriye ihtiyaç duyuyordu. İşte Süpersicim Teorisi, dev fizik problemlerini izah yeteneğiyle bu konuda ümit veriyor.
Günümüzde hareketleri belli bir uzay zaman çatısı altında yaklaşımlarla formüllendirilmeye çalışılan süper sicim teorisi, sağlam bir zemine oturtulabilirse, “uzay zaman”ın ne olduğu ve nasıl ortaya çıktığı, dolayısıyla “uzayın dokusu”, “Esîr maddesi”nin yapı ve mahiyeti hakkında daha doyurucu bilgilere ulaşabileceğiz.
Süpersicim teorisi sadece Esîr konusunda değil, kâinatın yaratılış sırlarını da izah etmeye aday. Mevcut fizik teorilerine göre, kâinat, “yalancı vakum”dan “gerçek vakum“ durumuna bir kuantum sıçramasıyla yaratıldı. Astrofizikçiler, yaptıkları hesaplamalarla kâinatın toplam enerjisinin yaklaşık sıfır olduğu iddiasında. Bu, gayet mâkûl bir iddia. Çünkü gerçekten de kütle ve hareket enerjilerinden meydana gelen pozitif enerjinin, çekim gücünün oluşturduğu negatif enerji ile hemen hemen aynı büyüklüğü göstermesi gerekir.
Gerçekten de Esîri anlayabilmemiz için en güzel benzetme, akıcılığı ve her yere nüfuz kabiliyetidir. Bu kabiliyet, canlılığın oluşum ve idamesindeki hayati görevleri son derece anlaşılır kılmaktadır. Şu halde, ruh ve enerji bedenimizle bizim Esîr deryası içinde yüzdüğümüzü söyleyebiliriz. Hayat enerjimizi Esîr deryası içinden alıyoruz, ama denizdeki balıklar gibi o deryadan bir haberimiz yok.
A.K