Her Şeyin Teorisi (Theory ot Everything)
 

Her Şeyin Teorisi (Theory ot Everything)

Hazırlayan: Akhenaton

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

Parçacık fiziği, maddenin temel bileşenlerini ve bu bileşenlerin birbirleriyle olan etkileşimlerini inceleyen bilim dalıdır [1]. 1930’lu yılların başında fizikçilerin; 1920’lere kadar elektron ve proton olarak kabul ettikleri madde bileşenlerini farklı açılardan yeniden sorgulamalarıyla birlikte parçacık fiziği bir alan olarak fizik biliminde yerini almıştır [2]. Günümüzde, parçacık fiziğinde gelinen nokta, “Herşeyin Teorisi” olarak adlandırılan tüm fiziksel olay ve etkileşmeleri (kuvvetleri) içine alan fizik, kuantum mekaniği ile görelilik kuramlarını birleştirmeye yönelik aktif çalışmalarla birlikte maddenin yapıtaşlarına dair ve evrenin oluşumuna dair çalışmalarını teorik ve deneysel olarak sürdürülmesidir.[3]

Süper-sicim teorisi, teorik fizik ile temel matematik arasında şimdiye dek rastlanmamış bir işbirliğinin ürünüdür. Genel relativiteden beri, fiziğin salt matematik üzerindeki etkisi az olmuştu: ancak süper-sicim teorisi, şimdi fizikçileri matematikçilere dönüştürmüş bulunuyor. Evren ise bütün madde ve enerjinin, insanların, gezegenlerin, yıldızların, kedilerin, köpeklerin, kvazarların, atomların, otomobillerin, kısacası düşünebildiğiniz her şeyin yaradılıştan kıyamete kadar küçücük sicimlerin etki ve etkileşimlerine bağlandığı bir varlık olarak düşünülüyor. Bu yüzden bilim insanları, süper-sicim'i kısaca "Her Şeyin Teorisi" olarak adlandırıyorlar.[4]

"Her şeyin teorisi", bilinen tüm fizik fenomenlerini bağlayan, onları tümüyle açıklayan ve yürütülen herhangi bir deneyin sonucunu prensipte tahmin edebilen kuramsal fizikte hayali bir teoridir. Teori; kuvvetli etkileşim, elektromanyetik etkileşim, zayıf etkileşim ve kütle çekim etkileşimi olmak üzere dört temel etkileşimden hareket ederek bu etkileşimler için gerekli olan değiş tokuş bozonlarını da her bir etkileşim türü için farklı özellikleri ile söz konusu sınıflandırmaya dahil eden standart modelin aslında ortak bir çatı altında toplanabileceği fikrinden yola çıkmıştır. Elektromanyetik ve zayıf etkileşimin Abdus Salam, Sheldon Glashow ve Steven Weinberg tarafından kısmen birleştirilmesi bazı umutlar doğurduysa da, aradan geçen zamana rağmen deneyleri ve teorileri tatmin edecek nitelikte yeni birleştirimler henüz sağlanamamıştır.

Bu teori, "son teori" olarak da adlandırılır. 20. yüzyıl boyunca kuramsal fizikçiler tarafından, evrendeki her şeyi açıklayabilecek birçok kuram önerilmesine rağmen, bunların hiçbirisi şimdiye kadar deneylerle doğrulanmamıştır ya da doğrulanamamıştır. "Her şeyin teorisi"ni oluşturmakta başlıca sorun, fizikte çözülememiş problemlerden biri olan; genel görelilik ve kuantum mekaniğinin birleştirilmesindeki zorluktur.

Başlangıçta, "her şeyin teorisi" terimi, değişik genelleştirilmiş teorileri ifade etmek için kullanılan alaycı bir anlam taşıyordu. Örneğin, 1960'lı yıllarda Stanislaw Lem tarafından yazılan bilimkurgu hikayelerinin bir kısmında yer alan Ijon Tichy karakterinin büyük dedesi, "Her şeyin genel teorisi" üzerinde çalışmış bir kişi olarak biliniyordu. İddiaya göre, bu terimin teknik literatüre girişi, fizikçi John Ellis tarafından 1986 yılında Nature dergisinde yayınlanan makalesiyle gerçekleşmiştir. Zamanla bu terim, kuantum mekaniğinin popüler konuları arasına girmiş, tabiattaki temel tüm etkileşim ve parçacık kuramlarını (yerçekimi için genel görelilik, elektromanyetizma için temel parçacık fiziğindeki standart model, iki çekirdek etkileşimi ve bilinen temel parçacıklar) birleştiren ve açıklayan tek bir teorisi tanımlamak için kullanılmıştır.[5]

"Her şeyin teorisi", adının da tam olarak belirttiği gibi fizik biliminin açıklayabileceği ve bulabileceği her fizik formülünün ve açıklamasının içinde mevcut olması sebebiyle, her şeyin tümdengelim yöntemiyle (teoremden matematiksel ya da mantıksal olarak çıkarsanabildiği) ortaya koyulabildiği teoridir. Bu teori, fizik bilimin sonu anlamına gelebilir. Evrenin nasıl çalıştığını anlamamız demek zaten fizik biliminin misyonunun bir kısmını, insanların merakını tatmin etmeyi, tamamladığı anlamına gelir.

Peki, insanoğlu evrenin nasıl çalıştığını anlayabilir mi? Evrendeki her olayın, hangi fizik kanunlarına bağlı olduğu anlaşılabilir mi? Fizik biliminin bazı deneysel olarak denenmesi mümkün olmayan ilkeleri vardır. Bunlardan bir tanesi evrenin her yerinde, her zaman geçerli ve değişmeyen yasaların olduğudur. Yani Samanyolu galaksisinde kütle-çekimini sağlayan yasa ile Andromeda galaksisindeki yasa aynıdır. Dolayısıyla Samanyolu’nda kütle-çekimini çözersek, Andromeda’da da çözeriz. Aynı zamanda bundan 4 milyar yıl önce fizik yasaları nasıllarsa, bugün de öyledirler.

Stephen Hawking, çok uzun bir süre boyunca evrendeki her şeyi açıklayabilen bir her şeyin teoreminin üretilebileceğine inanmıştır. Ancak 2002’de yaptığı bir derste, Gödel teoremini baştan incelemesinin sonucu olarak artık bunun mümkün olmadığına inandığını belirtmiştir. Yine de eğer bu dersteki konuşmanın çıktısına bakılırsa, Hawking’in bu konuşmada bu sonuca varmasının asıl sebebinin uzun süren denemeler sonucunda tekrar tekrar başarısızlığa uğramış olması hissedilebilir.[6]

Hawking'e göre evrendeki her şeyi belirleyen bir büyük birleşik teori olduğu fikri bazı güçlükler ortaya çıkarır. Her şeyden önce büyük birleşik teorinin matematiksel olarak toplu ve mükemmel olduğu varsayılmaktadır. Her şeyin teorisinin özel ve basit bir yönü olmalıdır. Yine de belli sayıda denklem çevremizde gördüğümüz karmaşıklık ve ince ayrıntıyı nasıl açıklayabilir? [7]

Madde, küçük sicimlerden/tellerden (strings) oluşmaktadır. Bu teori, “string (sicim/tel) teorisi” diye adlandırıldı. Bu sicimler, tıpkı bir keman teli ya da gitar teli gibi belli bir şekilde çekersen belli bir frekans yaratırsın, daha başka bir şeklide de başka frekanslar, başka notalar… Varlık, bu süper sicimler/tellerin oluşturduğu küçük notalardan meydana gelmiştir ve fark ediyoruz ki; evren bir senfoni ve evrenin tüm fizik kanunları da bu süper stringlerin yani sicimlerin/tellerin bir uyumudur.[8]

Fizikçi Michio Kaku, “Eğer evren bir patlama neticesinde harekete geçmişse bu patlama nereden geldi? Kuralları neydi? Bize uzay-zaman yapısını veren patlamanın denklemlerini kim yazdı?” diyor. Rölativite ve Kuantum Teorileri birleştirilerek üretilen ve on boyutlu bir hiper-uzayda tanımlanan “Sicim teorisi” ve 11. boyutu da katan M-Teorisine göre, mikro sicimler titreştiğinde evrende bulunan atom altı parçacıkları yani notaları üretiyor. Bu notaların oluşturduğu melodiler “madde”, bu melodilerin yarattığı senfonilere de “evren” deniliyor. Bu sicimlerin yarattığı armonilerin fizik yasaları olduğuna inanan araştırmacılar, sicimler hareket ettiğinde, etrafındaki uzay ve zamanı eğip, büktüklerini fark etmişlerdir.[14]

Bu sicim teorisi, o kadar basit ve açık nettir ki, "Varlığı açıklamada neden kullanılmasın?" diye düşünmeden edilemedi. Ancak, bu teori, Einstein’in yarım bıraktığı “herşeyin teorisi”ni açıklayacaksa bir denemeden daha geçmek durumundaydı; özel bir olayı “Evrenin oluşumu”nu.[8]

İlk yıldız ve galaksilerin oluşumu geriye doğru baktığımızda evrenin 1 milyar yıllık olduğunu söyleyebiliriz. Ancak, ilk atomun oluşumundan bu yana baktığımızda evren birkaç yüz bin yıl yaşındadır. Eğer hücre çekirdeği (nuclei) oluşumu açısından bakarsak da birkaç saniye. Fizik artık bu garip gözüken olayları konuşmaya hazır; saniyenin kesirleri-en küçük parçaları-, saniyenin milyarlarca milyarı, 10-35 saniyeler… Eğer evrenle ilgili her şey açıklanacaksa, büyük patlama ve sicim teorisi mükemmel bir şekilde birbirini tamamlamaktadır. Bir tanesi evrenin doğumunu, oluşumunu anlatırken, diğeri tüm bu oluşumun elementlerini kapsamaktadır.[8]



Fizik, bu noktada zafere çok yaklaşmıştır… Ancak kötü giden bir şey oldu! Bu iki teori, bir şekilde birlikte ortaya çıkamadı. 10 yıl çabadan sonra daha da kötü bir şey oldu! Bu iki teori şimdi kendi kendini yok etme durumuna düşmüşlerdi. İlk problem, "big bang"; yani büyük patlama ile ortaya çıktı. Kozmologlar, zamanda büyük patlamaya kadar gittiklerinde evrende boşluklar olmayacağını düşündüler. Uzun çalışmalar sonunda yok olmayan sadece bir tane boşluk olduğunu fark ettiler! Aslında "büyük patlama teorisi" diye konuşuyoruz; ama aslında bu teori hiç bir şey söylememektedir; “ne büyük patlaması”, “neden büyük patlama”, “ne sebep verdi bu patlamaya” diye sorular gelmekte insanın aklına. Hatta bu büyük patlama ardından ne gibi durumlar söz konusu olduğunu bile anlamamıza pek imkân vermeyen bir teori.

Sicim teorisi fazlaca açılmaya, çözülmeye başladı. Öyle ki "her şeyin teorisi" olarak gözüken bu teori, bundan çok uzak bir noktaya gelmişti. Sicim teorisi, sanki çıkmaza girmiş ve “hiçbirşeyin teorisi” olmuştu! Tam da bilim insanları umutlarını kesmişlerdi ki, yeni bir buluş ortaya çıktı. Bu, bilim insanlarını tekrar arayışlarına devam etmesi için bir ilham olacaktı ve sonunda onlar için en az popüler olan fikir ile karşı karşıya gelmelerine neden olacaktı: PARALEL EVRENLER!...

Sicim teorisi karışık bir hal aldığında herkesin kafası karışmamıştı. Bazılarının bu durum hoşuna gitmişti! “Eğer sicim teorisi, her şeyin teorisi diye adlandırılan teoriyse, bu herşeyin beş teorisi, kafa karıştıran bir zenginliğe sahiptir.” [8]

"Her Şeyin Teorisi"ne giden yolda başka bir sorun da, atomun standart modelinde yaşanıyordu. Parçacıklar, bazı matematiksel işlemlere tabi tutulduklarında ortaya anlamsız ve sonsuz değerler çıkıyordu. Ayrıca standart model, ne parçacık kütlelerini ne de doğal kuvvetlerin şiddetini açıklıyordu. Bunlar formülde sabit değerler olarak yer alıyordu.



80'li yılların ortalarında, fizik uzmanları John Schwars ve Michael Green'in uğraşıları sonucu bir çözüm yolu bulundu. Onlara göre anlamsızlıklar, parçacıkların, denklemlerde sonsuz küçük noktacıklar olarak ele alınmasından kaynaklanıyordu. Peki ama, parçacıkların iplikçikler gibi esneme yetenekleri olsaydı ne olurdu? Yaklaşık 10 yıl önce geliştirilen, ancak daha sonra hesapları çıkmaza sokan "sicim teorisi", atom altı parçacıkları nokta şeklinde değil, iplik (sicim) şeklinde tanımlıyordu. Sicimler, bir kemanın telleri gibi salınan, 10-33 cm. uzunluğunda, minicik iplikçiklerdi. 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 bilinen arasında. Hawking, buradan yola çıkarak "kütle çekimin kuvantum teorisi"ni geliştirdi.[9]

Hawking, evrenin var oluşunu açıklamak amacıyla yıllardır üstünde çalışılan “Her Şeyin Teorisi”nin  formülünü oluşturmayı başardı ve buna “M-teorisi” adını verdi. Bu teoriye göre "Büyük Patlama" sırasında kütle, maddesel olmayan bir noktada, “hiçligi ifâde eden bir kuantumda” yoğunlaşmıştı. Büyük Patlama’nın ardından, zaman boyutu ile üç tane uzaysal (uzunluk, genişlik, yükseklik) boyut açılarak kozmik büyüklüğe dönüştü. Kalan yedi boyut, konumlarını değiştirmeden, yâni sicim kadar bir alanı kaplayacak büyüklükte, bir gonca gibi sarılı olarak kaldılar.



Hawking'in teorisine göre böyle yedi boyutlu bir yumak, evrenin her noktasında mevcuttur ve evren iki boyutlu bran’larla kaplıdır. Bu bran’lar için üçüncü boyut, bran’ların frizbi plâkları gibi, içinde oradan oraya uçtukları ve hiç birbirlerine çarpmayacakları büyüklükte bir “hiper-uzaya”, “üç boyutlu kütlecikler” hiç fark edilmeden dört boyutlu bir uzaya, “dört boyutlu kütlecikler” beş boyutlu bir uzaya vs. girerler.[10]

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.[11]

Hawking, bu noktada kendi kendine şu soruyu sormuş: "Üstünde yaşadığımız Dünya, nasıl yorumlanmalı?" Yanıtını ise şöyle vermiş: Bizim gözlemleyebildiğimiz evren, belki de "hiper uzay"da süzülen üç boyutlu bir bran'dan öte bir şey değil ve evrenimiz bu uzayın içinde yalnız değil. Çünkü, sürekli yeni evrenler, yeni branlar doğuyor. Fizikçiler, bu olaylara "kuvantum fluktuasyonu" adı veriyorlar. Hawking, böyle bir kuvant oluşumunu, kaynayan sudaki hava kabarcığı oluşuna benzetiyor. Bu kabarcıklardan bazıları patlıyor, bazıları da içinde bulunduğumuz evren gibi esneyerek genişliyor.[9]

Her şeyin teorisi, holistik bir yasadır. Maddenin tüm özellikleri, uzay zamandaki tüm olaylar ve fiziğin bütün diğer yasaları bu evrensel yasadan çıkarılabilir. Her şeyin teorisi aynı zamanda binlerce yıldır insanlığın hiçliğe uzanan yolda yaptığı yolculuğun son durağıdır.[12]

Her Şeyin Teorisi’nin iki boyutu vardır: Birincisi Sistem Teorisi, ikincisi de İnformasyon İşleme Teorisi’dir. Bu yüzden onu, her iki zeminde de kendine özgü bir dille tanımlamak, ifade etmek durumundayız:

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.[13]

Teori, uzayı, içlerinde bizim benzerlerimizin bulunduğu başka evrenlerden oluşan çok boyutlu bir labirent olarak görüyor. Hawking, bu "kobold evrenler"in yaşayanlarını "gölge insanlar" olarak nitelendiriyor. Yani, bizim evren olarak tanımladığımız belki de, gerçekte iç içe geçmiş, birbirini şekillendiren ve hatta belki birbirine paralel çok sayıda evrenlerin bulunduğu sonsuz bir uzayın minik bir kesiti. Bu sadece birçok esrarengiz olguya aniden bambaşka bir açıdan baktığı için değil, aynı zamanda sıradan yaşamımızın bu kadar basit olmadığını göstermesiyle de büyüleyici bir evren tasviri. Birçoğumuz, yaşadığımız olaylara hep daha fazla anlam yükleme eğilimindeyiz. "Yaşamımda, ne olduğunu bilmediğim bir değişiklik olacağını hissediyorum dediğimiz anları hepimiz yaşamışızdır. Korkular, hayaller, özlemler, fikirler... Ortada neden yokken, birden bire nasıl çıkıyorlar, nereden geliyorlar?

Stephen Hawking'in geliştirdiği evren teorisi, hesaplamalara dayalı yepyeni bir açıklama getiriyor. Hawking, mantıksal olarak beynimizde hiçbir şeyin bir bütünden bağımsız gerçekleşmediğini ileri sürüyor. Görülebilir evrenlerimiz dışında, iç içe geçmiş ve benzerlerimizin bulunduğu, görülemeyen daha çok sayıda evren var. Eğer Hawking haklıysa, daha pek çok olgu paralel evren teorisiyle açıklanabilecek. Hawking'in geliştirdiği formül, makroskobik dünyasını tanımlamakla kalmayacak, "Büyük patlama" ve onunla birlikte zaman ve uzay boyutlarının başlangıcını da hesaplanabilir hale getirecek. Böylece insan, evrenin en büyük gizemine, daha doğru bir yaklaşım gösterebilecek: Evrenin, var olmak için bir Yaratıcı'ya mı ihtiyacı var mı? Yoksa varlığı, tamamen bilinen fiziksel yasalara mı dayanıyor?[9]

Sicimler ve branlar'dan oluşan bu fantastik bakış açısı gerçek olabilir mi? Hawking, evrenin varlığını tek bir formülle açıklayacak "Her Şeyin Teorisi"nin henüz tamamlanmadığını, bunun belki de ancak 21. yüzyılın sonuna doğru mümkün olacağını belirtiyor. Ancak formül tamamlandığında evrenin formülüne ulaşmış olacaklarını ve kaçınılmaz olarak bu noktanın da insan aklının nihai zaferi olacağını belirtiyor.[9]

Günümüzde, Dünya üzerinde bu teoriyi tamamlayacak kadar akıllı kimse ortaya çıkmış değil. Teori mükemmel biçimde tanımlanmış durumda; ne var ki sizin de gördüğünüz gibi bu teori sanki 21. 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 çözülemeyecektir. Sorun şu ki 21. yüzyıl matematiği de henüz keşfedilmemiştir.[15]

Her Şeyin Teorisi (Belgesel)









Garett Lisi'nin Her Şeyin Teorisi Üzerine Konuşması

Kaynaklar

[1] Martin, R. B. and Shaw, G., "Particle Physics", John Willey and Sons, United Kingdom, (2008), 6.
[2] Brown, M. L. and Hoddeson, L., "The Birth of Particle Physics", Cambridge University Press, New York, (1983), 23.
[3] Aycan Ergin, "Fizik Öğretmeni Adaylarının Temel ve Bileşik Parçacıklar ile Parçacık Hızlandırıcılarına Dair Görüşlerinin Belirlenmesi" (lisans tezi), Balıkesir Üniversitesi, Balıkesir 2011, s.1.
[4] Gary Taubes, "Şimdi Her Şey Sicimlere Bağlı", çev. Dr. Engin Korur, Bilim ve Teknik Dergisi, Nisan 1987, s. 18.
[5] http://tr.wikipedia.org/wiki/Her_Şeyin_kuramı
[6] Cem Güney Torun, "Bilim Tarihi Işığında Görelilik Teorileri, Kuantum Mekaniği ve Her Şeyin Teorisi" (makale), Ocak 2013.
[7] Stephen Hawking, "Kara Delikler ve Bebek Evrenler", çev. Nezihe Bahar, Sarmal Yayınevi, s.126.
[8] Esra Uslu (fizik öğrretmeni), "Paralel Evrenler" (makale)
[9] http://www.zamandayolculuk.com/cetinbal/11boyutx.htm
[10] http://akademikforum.org/konusmalar/doksat011207.pdf
[11] https://www.facebook.com/media/set/?set=a.10150845103216958.408204.266489281957&type=3
[12] Tansel Türkmen, "Hiçliğe Uzanan Yol", TMMOB Bülteni, yıl: 22, sayı: 222, Şubat 2008.
[13] Münir Aktolga, "Sistem Teorisinin Esasları Ya Da Var Oluşun Genel İzafiyet Teorisi: Her Şeyin Teorisi" (makale), Aralık 2004, s.4.
[14] http://physicsclb.blogspot.com.tr/2012/02/sicim-kuram-herseyin-teorisi-m-teorisi.html
[15] Dr. Michio Kaku, "Her Şeyin Teorisi Var Mı?", http://www.tasavvuf.gen.tr/dusunulesi-yazilar/herseyin-teorisi-varmi/






Bu sayfa hakkında yorum ekle:
İsmin:
Mesajınız:
 
 
19 Ağustos 2007 itibariyle, toplam: 36655958 ziyaretçi (102672793 klik) tarafından görüntülenmiştir. Online ziyaretçi rekorumuz, 4626 kişi. (5 Eylül 2010)
 
 

gizli

Bu site, en iyi Firefox ve Google Chrome tarayıcılarında ve 1024 x 768 ekran çözünürlüğünde görüntülenir.