bilim

Sicim Kuramı Nedir? (Kurzgesagt) | Video

 

Kurzgesagt ekibi bu videolarında, her şeyin kuramına giden yolda, kuantum mekaniği ile kütleçekimini birleştirmeye en yakın sistem olan Sicim Kuramı’nı inceliyor.

 

İyi seyirler…

 

-oo-

 

Evrenin temel özellikleri nedir?

Bu soruya cevap verebilmek için insanlar, kendice cevaplar üretti. Tutan hikayeleri tuttu, tutmayanları attı. Ancak öğrendikçe işler daha ilginç ve karmaşık bir hal aldı. Bazıları öyle yerlere geldi ki, ne hakkında olduklarını anlamak bile güç, örnek: Sicim Kuramı. Her şeyin özelliğini anlatan çok ünlü, tartışmalı ve çoğunlukla yanlış anlaşılmış bir hikaye.

Niye peki böyle bir hikaye geliştirdik. Bahsettiği doğru mu, yoksa kenera atmamız gereken bi fikir mi?

Evrenin özelliklerini anlayabilmek için, çok çok derinlere baktık ve gördüklerimize hayran kaldık. Tozlar arasındaki inanılmaz manzaralar, değişik mahlukatlar müzesi, karmaşık protein robotları, temelleri çok daha küçük şeyler; atomlardan bile… Onların geriye kalan son katman sandık. Ta ki onları çok sert bir şekilde çarpıştırıp bölünmelerini sağlayana kadar. Ancak şimdi bir soruna çattık. Artık o kadar küçük şeylerle karşı karşıyayız ki gözlemleyemiyoruz.

Düşünün biraz, Gözlemlemek nedir? bir şeyi görebilmek için, ışığa ihtiyacımız var bir elektromanyetik dalgaya… Bu dalga bir yüzeyden seker ve göze gelir; dalga çarğtığı cisim hakkında bilgi taşır, bunu da beynin yorumlar ve şekiller oluşturur. Yani bir şeyi yansıması olmadan göremezsiniz. Görmek dokunmak gibidir. pasif olarak değil aktif bir şekilde yapılır. Bu bir çok şey için sorun oluşturmaz.

Ancak parçacıklar çok çok küçükler. O kadar küçük ki görmek için kullandığımız elektromanyetik dalgalar, onlara dokunmak için çok büyükler. Görülebilir ışık onları es geçer gider. Bunu daha küçük elektromanyetik dalgalar yaratarak çözebiliriz.

Ancak daha fazla dalga daha fazla enerjilidir Yani yüksek enerjili dalgalar ile parçacıklara dokunduğumuzda, dalga parçacığı değiştirir. Değişmiş bir parçacığı gördüğümüzden de tam olarak onu ölçemeyiz. Bu olay o kadar önemli ki bir ismi bile var: Heisenberg Belirsizlik İlkesi, kuantum mekanizmasının temeli.

Peki, bir parçacık nasıl gözükür, özellikleri nelerdir?

Bilmiyoruz. Çok dikkatlice baktığımızda etki alanını fark ediyoruz ama parçacığın kendisini değil. Var olduklarından eminiz ama.

Peki durum böyle ise nasıl bir bilim yapılabilir bunlar üstüne?

İnsan olarak her zaman yaptığımız şeyi yaptık ve hikaye uydurduk: matematiksel bir kurgu. Nokta parçacığının hikayesi. Karar verdik ki, parçacık uzayda bir noktadır. Her elektron da belli miktar elektrik ve kütle yüklenmiş birbirinden farksız birer noktalar… Böylece, fizikçiler onları tanımlayabildi ve etkileşimlerini gözlemledi. Buna kuantum alan kuramı deniyor ve bir çok sorunun çözümü. Standart parçacık modeli bunun üstüne kuruldu ve bir çok şeyi çok iyi tahmin ediyor. Elektronun bazı quantum özellikleri aşırı keskin bir şekilde test edildi. Parçacıklar bir nokta değilken onlara öyleymiş gibi davranmak bize evrenin fena olmayan bir resmini veriyor. Bu sadece bilimin gelişmesine değil günlük hayatta kullandığımız örneklere de hayat verdi.

Hâlâ çok bir sorun devam ediyor ama : Kütleçekimi…

Kuantum mekanizmasında güç belirli parçacıklar üzerinde taşınıyor. Einstein’ın görelilik kuramına göre, kütleçekimi diğerleri gibi bir kuvvet değil. Evren bir tiyatro olsaydı parçacıklar oyuncular, yer çekimi de sahne olurdu. Basitçe, kütleçekimi bir geometri kuramıdır, yani uzayzamanın mesafelerinin geometrisi. Ki bunu mükemmel bir şekilde ölçmemiz gerekiyor. Ancak kuantum dünyasında ölçümün mükemmel olamamasından ötürü, kütleçekiminin anlattığı hikâye ile kuantum mekaniğinin farklı

Fizikçiler olaya başka bir parçacık ilave ederek çözmeyi denediler; ancak ellerindeki matematik bitti ve bu da çok ciddi bir sorun. Eğer kütleçekimi ve kuantumu bir evlendirebilirsek, elimize nur topu gibi bir her şeyin kuramı geçecek.

Bundan dolayı çok akıllı insanlar yeni bir hikâye çıkardılar. Sordukları şey, noktadan karmaşık ne var?

Bir çizgi ya da sicim…

Sicim kuramı böylece dünyaya geldi. Peki sicim kuramını bu kadar şık yapar nedir? Kuram; farklı parçacıkları sicimler üzerinde olan titreşimler olarak tanımlıyor. Nasıl kemanda ki farklı titreşimler farklı notalar çıkarıyorsa sicimler de farklı parçacıklar üretiyor. En önemlisi ise buna kütleçekimi de dahil…

Sizim kuramı evrende ki her gücün birleşeceğini vadediyor. Bu da çok büyük bir heyecan ve şişirmeye neden oluyor. Sicim hızlı bir kuram mertebesine çıkarıldı. Ancak, maalesef sicim kuramı bir çok sorunla birlikte geliyor. Matematiğinin bir çoğu tutarlı bir sicim kuramı ile başlıyor. Ancak bu bizim 3 alansal boyutumuz ve 1 zamansal boyutumuzla örtüşmüyor. Sicim teorisinin işslemesi için 10 boyut gerekiyor. Yani sicim kuramcıları deneylerini 10 boyutta yapıp, geriye kalan 6 taneden kurtulmaya çalışıyorlar.

Ancak bu zaman kadar yapan olmadı ve herhangi bir tahmin henüz deney yolu ile kanıtlanamadı. Yani sicim henüz evrenin özelliklerini gösteremedi. Şimdi bir çıkıp hiç de bir işe yaramıyor bu canım diyebilir. Bilim sadece deneyler ve tahminler ile ilgilenir, onları da yapamayacaksak, neden sicimle uğraşalım ki?

Aslında olay nasıl kullandığımız ile alakalı. Fizik, matematikle temellenir, 2 artı 2, 4 eder. Bu nasıl hissedersen hisset böyle ve matematikte sicim işe yarıyor. Bundan dolayı sicim yine de yararlı. Düşünün, büyük bir seyir gemisi inşa edeceksiniz ancak elinizde taka planları var. Çok farklılıklar var: motor, malzeme, büyüklük… Ancak temelde ikisi de aynı şey: Yüzen nesneler… Takayı anlarsan, seyir gemisi yapmak için de birkaç şey çıkarabilirsin.

Sicim kuramı ile bazı kuantum sorularını cevaplayabiliriz. Öyle sorular ki yıllardır fizikçilerin aklında örneğin: Karadelik çalışma prensibi veya enformasyon paradoksu

Sicim kuramı bizi doğru yöne yönlendirebilir. Bu kafa yapısında baktığında, kuram, kuramsal fizikçiler çok önemli bir araç haline gelir ve onlara yeni şeyler keşfetmede yardımcı olur. Bazense ilginç matematik yöntemlerine…

Belkide Sicim kuramı her şeyin kuramı değil; ancak tıpkı noktasal parçacığın olduğu gibi çok yaralı bir hikâye olabilir. Hâlâ gerçekliğin özelliklerini bilmiyoruz, ancak her geçen gün farklı hikayeler üretiyoruz. Ta ki umarız ki bir gün bulana dek

 

-oOo-