'Herşey'i açıklamaya çalışan 7 teori

New Scientist dergisinden 'Her Şeyin Teorisi'ne ilişkin 7 yaklaşım.



Etrafımızı çevreleyen gerçekliği en temel seviyeden makroskobik ölçeklere kadar anlama gayesi yüzyıllardır insanlığın kafasını meşgul ediyor. Doğanın işleyişini anlamaya çalışan bilimciler, Karanlık Madde’nin varlığından zamanın tek bir yönde ilerlemesine kadar birçok olaya nedensel açıklama getirmeye çalışıyorlar. Ortaya atılan argümanlar açıklanamayan birçok olguyla beraber yeni teorilere ışık tutuyor. Hawking’in deyimiyle ise varlığımızı kendimize açıklayabilmemizi sağlayacak tek yol “Tanrı’nın aklından geçenleri bilmek” .

Bu teorileri test etmek için, başını ABD’nin Chicago kenti yakınlarındaki Fermilab ile İsviçre-Fransa sınırında bulunan CERN laboratuarlarının çektiği parçacık hızlandırıcıları son hızla çalışmaya devam ediyor. Diğer yandan, doğanın işleyişini kurgulamaya çalışan teorik fizikçiler gün geçtikçe maddenin temel yapısına ilişkin çelişkili yaklaşımlar ortaya koyuyorlar.

Bu alandaki tüm teknolojik gelişmelere karşın, bahsi geçen yüksek enerji laboratuarlarında görev alan deneysel fizikçiler kısıtlı sayıda modeli test etme şansına sahipler ve bu nedenle de din adamlarını rahatsız edebilecek boyutta bir keşif, günümüz koşullarında oldukça uzak bir ihtimal gibi görünüyor.

Özetle ele almak gerekirse, mikroskobik ölçeklerde doğa kanunlarını açıklayan Kuantum Teorisi, madde ve enerjiyi kesikli aralıklarda sonlu bir uzayda tanımlarken, makroskobik ölçeklerde geçerliliğini koruyan Genel Görelilik Teorisi, ışık hızına yakın hızlara ulaşan madde ve enerji için sürekli aralıklarda sonsuz bir uzayı ele alıyor. Günümüz bilim adamlarının Kuantum Teorisi ile Genel Göreliliği aynı çatı altında açıklama çabaları ise farklı kulvarlarda devam ediyor.

İşte Tanrinin aklindan geçenleri anlamaya çalışan insanoğlunun ‘herşey’in teorisine ilişkin 7 farklı yaklaşımı:

1.Sicim Teorisi
Atomu 0 boyutlu parçacıklar (kuarklar ve elektronlar gibi) cinsinden ifade etmek yerine temelde tek boyutlu bir sicimin farklı harmonik salınımları (dalgalanma) ile açıklayan Sicim Teorisi bu modeller arasında en popüler olanı. Teorinin öngördüğü uzay-zaman geometrisini eğebilecek düzeyde salınımlar ise hayal gücümüzü zorlayan mikroskopik ekstra boyutların varlığını gerektiriyor.

İnsanoğlunun sicim teorisini deneysel olarak, doğrudan test edebilmesi, ulaşılması imkansız gibi görünen bir enerji duzeyi gerektiriyor. (Trilyon TeV'den fazla). Günümüzde ise LHC (Large Hadron Collider) ‘de erişebileceğimiz en yüksek enerji düzeyinin sadece 14 TeV olduğunu düşünecek olursak teorisyenlerin teorilerini ispatlamak için daha çok kahve tüketeceklerini düşünülebilirsiniz. Fakat CERN’den gelebilecek bir süpersimetri (SUSY) keşfi haberib de sicimlerin varlığını destekleyeceğinden önümüzdeki dönemin bu model için oldukça kritik olacağını söyleyebiliriz.

Bunlara ek olarak, kendi içerisinde de çeşitlilik gösteren sicim teorilerini tek bir çerçevede ele alan M‐Teori ise Çoklu Evren Modeli (Multiple Universes) ile, belli koşullar altında 10^500 (on üzeri 500) sayıda evren önerisi getirebildiğinden bilim adamlarının bile kafasını allak bullak etmiş durumda.


Teorik fizikçilerden , kullandıkları
yöntemler
hakkında bir şeyler öğrenmeye
çalışanlara şunu önemle öğütlerim ;
onların söylediklerine aldırmayın ama yaptıklarına dikkat edin.




Albert Einstein



2. Kuantum Kütleçekimi Döngüsü (LQG)

Sicim teorisi kadar popüler olmasa da ona rakip olabilecek en önemli aday LQG olarak dikkat çekiyor. Modele göre evren, Kuantum Teorisinin öngördüğü gibi 10‐35 cm’lik kesikli aralıklardan oluşuyor ve içerisinde yaşadığımız uzay ile etkileşerek ‘braid’(bant) ve 'knot’(düğüm)lar aracılığı ile temel parçacıkları oluşturuyor.

Evrenin başlangıcına ilişkin olarak tutarlı tahminler yürütebilen bu teori içinde deneysel bir sınama yapmak şu an için oldukça zor görünüyor.

3. Nedensel Dinamiğin Uçgenlere Ayrıştırılması (CDT)

İlk bakışta LQG ile oldukça benzer özellikler gösteren bu teoride araştırmacılar arasında oldukça ilgi görüyor. Uzay zamanı 4 boyutlu ‘pentachorenos’ adı verilen temel bir topolojik bir yapıya indirgeyen bu kuram, extra boyutlara gerek duymadan bazı temel sorulara yanıt verse de, özünde maddenin oluşum sürecine dair bir çözüm önerebilmiş değil.

4. Kuantum – Einstein Kütleçekimi

Almanya’daki Mainz Üniversitesi fizikçilerinden M. Reuter’e ait olan bu kuramda problem, farklı bir açıdan ele alınıyor.

Normal şartlarda Atomik ölçekte etkisi ihmal edilen kütleçekiminin kendi kendisi ile etkileşmesi sonucu ortaya çıkan kümülatif (birikerek çoğalan) döngüler bu kuvvetin büyüklüğünü artırırken, alışılageldik fizik teorilerinde de yanlış giden bir şeyler olabileceğini işaret ediyor.

Bu konuda son gelişme M.Reuter’in teorisine sabit bir nokta ekleyerek, belli bir seviyeye kadar bu döngüleri olası kılması ile sağlandıysa da, tartışmalar kolayca son bulacak gibi görünmüyor.

5. Kuantum Graphity

Şimdiye kadar bahsi geçen tüm teoriler, uzay ve zamanın varlığını kabul ederek madde için varsayımlarını şekillendirirken, Fotini Markopoulou’nun başını çektiği Kanada’ki Perimeter Teorik Bilim Enstitüsüne bağlı bilim adamları bu tarz yaklaşımlardan uzak bir duruş sergiliyor.

Markopoulou’ya göre evrenin başlangıcında sözkonusu olan uzay bizim bildiğimiz şekilde varolmuyordu. Onun yerine birbirleri ile birebir etkileşime sahip boğum yapılı soyut bir iletişim ağı vardı. Bir süre sonra bahsi geçen bu fiziksel sistemin kendi içine çökmesi sonucu boğumlar arasındaki birebir etkileşimler kırıldı ve bildiğimiz anlamdaki Geniş Uzay kavramı ortaya çıktı.

6. İçsel Görelilik (IR)
MIT profesörlerinden Olaf Dreyer tarafından geliştirilen bu teoride, benzer şekilde genel göreliliğin kuantum ölçeğinde ortaya çıkabilmesi için alternatif bir seçenek olarak değerlendiriliyor.

Kuantum Teorisi’nde, doğadaki her temel parçacık kendi etrafındaki dönme kriterlerine göre ‘spin’ kuantum sayıları ile kategorize ediliyor. Dreyer’in modeli, maddeden bağımsız bir spin(döngü) kurgusu oluşturarak, bu sistem için rastgele bir düzenleme öneriyor. Belirtilen sistem belli bir kritik sıcaklığa ulaştığında bu spinler kendilerini düzenliyor ve belli kalıplar oluşturarak özelleşiyor. Bu durumda sistem içerisinde yer alan bir gözlemci, bu spin kurgusunu doğrudan algılayamazken, madde üzerindeki etkisini dolaylı olarak gözlemleyebilir hale geliyor.

Sonuç olarak kuantum mekaniğini Newton Mekaniği ile örtüştürmeyi başaran bu teori de göreli hız limitleri söz konusu olduğunda henüz yetersiz kalıyor.

7. E8
2007 yılında Hawai adalarında, yaşamının çoğunu sörf yaparak sürdüren ve belli bir enstitüye bağlı olmayan Garrett Lisi’nin ortaya attığı model de popülarite kazanmayı başaranlardan.

Evrendeki E8 simetrisini kullanarak 8 boyutlu kompleks bir matematiksel ‘kalıp’ (pattern)ın 248 boğuma izdüşümünü göz önüne alan Lisi, farklı tipte kuvvetlerin temel parçacıklar ile etkileşimini doğal bir şekilde ortaya çıkartabilecek bir metod geliştirdi. Yayınladığı makale kimileri tarafinda takdir edilip kimileri tarafindan çok sert eleştiriler Aldıysa da, Lisi çalışmalarına devam edebileceği bir fon elde etmeyi başardı.