Elma Ağacından Kara Deliklere

Elma Ağacından Kara Deliklere

      

     Babası sadece bir çiftçiydi. Otuz beş yaşında evlenmiş hastalanıp daha çocuğu doğmadan ölmüş bir çiftçi. Okuma yazma bilmeyen vasiyetini bir çarpı işareti ile imzalamış olan bu çiftçi arkasında biraz koyun ve arpa dışında bir şey bırakmamıştı. Çocuk 1642 Noelinde taştan bir çiftlik evinin yatak odasında dünyaya gelmişti. Babası o doğmadan öldüğü için çocuk posthumous'du. Bu yüzden babasına benzemesi beklenmiyordu. Beklentiler gerçekleşti çünkü çocuk 84 yaşına kadar yaşayacak, zengin olacak ve dünyaya muhteşem katkılar sağlayacaktı.[1] Hatta Michael Hart'ın yazdığı "Dünyaya yön veren en etkin 100" isimli kitapta İsa gibi bir peygamberi gerisinde bırakacaktı. Muhtemelen anladınız. Bahsettiğimiz kişi Sir Isaac Newton. 

   Kısaca hayatından hızlıca bahsetmek gerekirse Isaac Newton 1642-1727 yılları arasında yaşamıştır. İngiliz fizikçi, matematikçi ve gökbilimcimiz 18 yaşında Cambridge'deki Trinity College'a gönderildi. Burada ilk Lucasian matematik profesörü olan Isaac Barrow'un dikkatini çekti. 1665'te veba sebebi ile Cambridge'in kapatılması ve 1667'ye dek Woolsthorpe'ta kalması onun parlak geleceğine giden yolu açan kapı olacaktı. [2]

                                                                                                                   

 

Cambridge'deki yıllarında Galileo ve Kepler'in eserlerinden etkilenmiş ayrıca Descartes gibi kişilerin felsefi çalışmalarını okumuştu. Fikirlerini yazdığı Quaestiones Quaedam Philosophicae (Bazı Felsefi Sorular) adlı defterine şu notu düşmüştür: "Plato arkadaşım, Aristotales arkadaşım ama en iyi arkadaşım gerçek."[3]. Okuduğu insanlardan etkilenmesi onun dünyaya çok değerli katkılar yapmasını sağladı. Meşhur elma hikayesi sayesinde kütle çekimi üzerine düşünmeye başladı. İntegral ve diferansiyel hesaplamalarının temelini attı.[3] Ayırca ışık tayfı oluşturarak beyaz ışığın kendi başına bir birim olmadığını fark etti. 1669'da Barrow'un yerine matematik profesörü oldu. Newton'ın matematiğe en önemli katkısı, tutarlı bir kuram olan sonsuz küçükler hesabını(kendisi akışkanlar demekteydi) oluşturması olmuştur. Mekanik alanında ise daha önceki önemli buluşları bir ölçüde düzelterek, tümüyle genelleştirip tamamlayarak, bilimsel kuram biçiminde toparlayan ilk bilim adamı olmuştur. Kütle çekimini bularak gök cisimleri arasındaki çekimleri tamamladı. 

  

  

  Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica isimli kitabında Newton'ın hareket yasalarını açıkladı.

Bu yasalar şunlardır: 

1.  Her cisim üzerine uygulanan kuvvetler yoluyla dinginlik ya da doğru bir çizgide biçimdeş devim durumunu değiştirmeye zorlanmadıkça o durumu sürdürür.[4]
2. Devim değişimi uygulanan devindirici kuvvet ile orantılıdır ve o kuvvetin uygulandığı doğru çizginin yönünde olur.[4]
3. Her etkiye her zaman karşıt olan eşik bir tepki vardır; ya da, iki cismin birbiri üzerindeki karşılıklı etkileri her zaman eşittir, ve aykırı parçalara yöneliktir.[4]

  Newton sadece hayatının bu kadarlık bir kısmı ile bile hayatımızı inanılmaz bir biçimde etkiledi. Beyaz ışığın renklerine ayrılmasını keşfetmesi optiğe olan katkılarının sadece başlangıcıydı.

 Aynalı teleskop ile birlikte bugün belkide uzaya çıkmamızdaki en önemli etken olması optiğe olan katkılarından bir başkası olmuştur. Newton'ın yer çekiminin gezegenlerin hareketlerinden yeryüzündeki gel-git dalgalarına, hatta bir elmanın düşüşüne kadar her şeyi açıklayabilmesi bilim dünyası için çok büyük bir olay olmuştu. Hatta yer çekimi fizikçi Steven Weinberg tarafından "Uhrevi olanla dünyevi olanı birleştirmek" şeklinde tanımlanmıştır.[5] Bilim Newton'ın ölümü ile ilerlemeyi tahmin edeceğiniz üzere kesmedi. Yer çekimi bilimsel olarak anlaşılabilen ilk kuvvet olsa da yer çekimini izleyecek üç kuvvet daha vardı. Fakat Newton'ın yer çekimi üzerine yaptığı araştırmalar ve onu açıklamak için kurduğu denklemler bizim tarafımızdan hala kullanılmakta. Örnek vermek gerekirse bilim adamları Ay'a insan göndermek için yapılan roketin hesaplamalarında Newton'ın denklemlerinden fazlasını kullanmamıştır. Buraya kadar her şey mükemmel olmuş olsa da Newton kusursuz değildi. Newton'ın formülleri yer çekimi kuvvetini büyük bir hassasiyetle hesaplayabiliyordu fakat Newton'ın bir sırrı vardı. Bahsettiğim gibi Newton yer çekimini büyük bir hassasiyetle hesaplamış olsa da yer çekiminin nasıl işlediği hakkında bir fikri yoktu.

  Newton fizikteki 4 temel kuvvetten en zayıf olanı olan kütle çekim hakkında "iki cismin birbirini kütleleriyle doğru orantılı aralarındaki uzaklığın karesi ile ters orantılı olacak şekilde eşit ve zıt yönlü olarak çekerler." şeklinde bir bağıntıya ulaşmıştı. Aynı zamanda bir kütleye etki eden kütle çekim kuvvetine (Ağırlık) G = mg bağıntısı ile ulaşmıştı. Fakat sorun hala devam ediyordu. Kütle çekimi nasıl işliyordu ? Hayatı boyunca tonlarca güzel soru sormuş ve cevaplamış olan Newton cevabı bulamadı. Bilim dünyası ise onun ölümünden 200 yıl sonraya kadar bu sorunun cevabını vermeye uğraşmadı.

  Fakat hiçbir şey burada bitmiş değildi. 14 Mart 1879 tarihinde dünyaya gelecek bir kişi kimsenin veremediği cevabı verecekti. Münih Lisesi'nde pek parlak olmayan bir ortaöğrenimden sonra 1896'da Zürich Politeknik Enstitüsü'ne giren karakterimiz burada devamsız bir öğrenci olacaktı.[6] Fakat her şey 1902'de Bern federal patent dairesinde iş bulması ile değişecekti. Bahsettiğimiz kişi görelilik teorisi ile tanınacak olan Albert Einstein'dı. Patent başvurularını gözden geçirirken Einstein aynı zamanda düzenli olarak bilimsel gazeteleri okudu. Işığın davranışı üzerine düşünen Einstein bu düşünceleri sayesinde kendini Newton'ın yer çekimi kuvvetinin ne olduğunu çözmeye çalışırken buldu. Einstein 26 yaşındayken inanılmaz ses getirecek bir buluş yaptı. Işığın hızı bir tür kozmik hız limiti gibiydi. Evrendeki hiçbir hız bu hızı aşamazdı. Düşüncelerini Annalen der Physik'te yayınladı.[6]

  Bu yayınından sonra kendini birden yer çekiminin babası olan Isaac Newton ile çelişir buldu. Problem şuydu: hiçbir şeyin ışıktan hızlı gidemeyeceği fikri Newton'ın çizdiği yer çekimi fikri ile uyuşmuyordu. Newton'ın yer çekimi Güneş'in yok olması durumunda gezegenlerin aniden yörüngelerinden çıkacağını söylüyordu. Bunun sebebi Newton'ın yer çekimini her yöne doğru anında etki eden bir kuvvet olarak düşünmesiydi. Einstein büyük problemi görmüştü. Einstein ışığın sonsuz bir hızla gitmediğini biliyordu. Aslında, Güneş ışınları dünyaya yaklaşık 8 dakika içinde varabiliyordu. Einstein hiçbir şeyin ışıktan hızlı gidemeyeceğini söylediği için (yer çekimi de dahil) Güneş'in yok olması ardından daha biz karanlığı görmeden yer çekiminin etkisi nasıl yok olabilirdi? Aynı zamanda eğer Newton yanılıyorsa gezegenler nasıl yörüngelerinde durabiliyordu. Einstein bu ikilemi çözdü ve yer çekiminin kozmik hız limitini aşamadığı yeni bir evren modeli geliştirdi. 10 yıllık çalışmalarının sonucunu almıştı. Cevap yine bir birleştirmeydi. Einstein uzay ve zamanı birleştirerek yeni bir doku oluşturdu 4 boyutlu bir doku. Ağır cisimler tarafından bükülebilen bu uzay-zaman dokusunda oluşan eğimler ise yer çekimi olarak tabir ettiğimiz şeydi. Einstein'a göre Dünya'nın yörüngesinde durma sebebi Güneş tarafından çekilip yerinde tutulması değildi. Güneş'in dokuyu bükmesi ile dünyanın eğimi takip etmesiydi. 

  Peki eğer güneş bu modelde yok olsaydı ne olacaktı ? Değişen şey neydi ? Einstein'ın modelinde Güneş yok olsaydı Güneş'in oluşturduğu eğim yok olacağı için suyun dalgalanması gibi bir olayla uzay-zaman ışık hızından yavaş bir şekilde eski haline dönecekti ve bizim yörüngemizden çıkmamız ışık hızından hızlı olmayacaktı. Bu sayede Einstein yer çekiminin hızı hakkındaki sorunu çözmüş oldu ve bilim dünyasına yer çekiminin yeni bir resmini sundu. Yer çekimi uzay-zaman dokusunda oluşan bükülmelerdir. Bu yeni resme "Genel Görelilik" diyoruz. Einstein'ın bu buluşu onu inanılmaz bir şöhrete kavuşturdu. Bu şöhreti Sylvester James Gates "Rock yıldızlığına" benzetmiştir.[5] İnsanların Einstein''a olan hayranlığı inanılmazdı ve ondan yeni şeyler bekliyorlardı. Einstein'ın yapmak istedikleri daha bitmemişti. Yazının bu kısmına kadar sürekli birleştirmelerden bahsettik. Sir Isaac Newton uhrevi olanla dünyevi olanı birleştirmişti. Einstein ise kendi teorisi ile Newton'ın yer çekimi modelini düzeltti. Einstein'ın bir sonraki hedefi kendi yer çekimi teorisi ile elektromanyetizmayı birleştirmekti. Elektrik ve manyetizma konuları da bir birleştirme ile birbirine bağlanmıştı. İkisinin birbiri ile ilişkisi James Clerk Maxwell tarafından oldukça açık bir şekilde çözülmüştü. Eğer fırtınalı bir günde pusulanıza bakarsanız pusulanızın çıldırdığını görürsünüz. Bunun sebebi şimşek çaktığında oluşan akımın manyetik bir alan yaratmasıdır. Maxwell bu ilişkiyi gördü ve elektrik ile manyetiği tek bir çatı altında topladı. Maxwell bu işi sadece 4 denklem ile başarmıştı.

  Maxwell'in bu birleştirmesi bilimi oldukça ileri götürmüştü. Einstein bu büyük gelişmeyi kullanmak istedi. Fiziğin 2 büyük gücünü tek bir şekilde tutmak istiyordu. Einstein bunu başarırsa tüm evreni tek bir formül ile açıklayabileceğini düşünüyordu. Bunun sebebi bugüne kadar olmuş gelişmelerin bizi sürekli daha kısa formüllere götürmesiydi. Evrendeki yapıları gittikçe birbiri ile birleştiriyorduk. Fakat bu isteğinde bazı problemler vardı. Einstein'ın yer çekimi muhteşem bir devrim olsa da fiziğin 4 gücü arasında en güçsüz olan yer çekimidir. Einstein bu iki güç arasındaki benzerliklerin farklılıklara göre oldukça az olduğunu fark etmeye başlamıştı. Bu dediklerimizi şu şekilde ispatlayabiliriz:

  Eğer bir kulenin tepesinde iseniz ve aşağıya bakarsanız yer çekimi size oldukça güçlü bir kuvvet olarak gelebilir ama durum böyle değildir. Aşağıya atladıktan sonra ve yere düştüğünüzde yeri delemezsiniz çünkü bunu elektromanyetizma engeller. Gördüğünüz her şey atomlardan yapılmıştır ve atomların dışlarında eksi yüklü tanecikler vardır. Sizin atomlarınız ile yerdeki atomlar çarpıştığında birbirlerini çok güçlü bir şekilde iterler. Sadece sizinle zemin arasındaki atomların birbirini itmesi yer çekimini yenebilmektedir. Bu da elektromanyetizmanın yer çekiminden milyon kat güçlü olduğuna kanıttır. [5] Kısacası yer çekimi büyük kütlelerde (Güneş , Dünya , Bunu okuyan siz) çok güçlü gibi gelse de iş atom boyutlarına gelince elektromanyetizmanın yanında sadece çocuk kalıyor. Einstein'ın böyle bir birleştirmeye yapma isteği onu oldukça zorlayacaktı. Hatta fizikte olacak yeni değişimler Einstein'ın zamanının gerisinde kalmasına yol açacaktı. Yakın zamanda oldukça devrimci fikirler ile fizik dünyasını sallayacak Niels Bohr ve ekibi atomlardan küçük taneciklerden yani protonlar, nötronlar ve elektronlardan bahsedecekti. Einstein'ın ve Maxwell'in denklemleri proton ve nötronların bir arada nasıl durduğunu açıklamaya yetmeyecekti. Bilim dünyasına giren bu yeni mekaniğe "Kuantum Mekaniği" deniyordu. Bu teorinin bir sorunu vardı. Teori atom altı seviyede bazı belirsizliklerden bahsediyordu. Kuantum mekaniğine göre bir olay konusunda yapabileceğimiz en iyi şey olayın olabilirlik ihtimalini tahmin etmekti. Einstein bu düşünceyi kabul etmiyordu. Evrenin düzgün ve tahmin edilebilir bir yapıda olduğunu düşünüyordu. Einstein "Tanrı zar atmaz." diyordu. Einstein ne kadar duruma karşı çıksa da kuantum mekaniği atom altı seviyedeki olaylara oldukça iyi açıklamalar getiriyordu. Eğitmen ve fizikçi Edward Farhi bu konuda şöyle der: "Bugüne kadar, kuantum mekaniğinin öngördüğü ve doğru çıkmayan hiçbir gözlem yoktur." [5] 1930 ve sonrasında yer çekimi çıkmaza girmişken kuantum mekaniği atomların sırlarını ortaya çıkarmaya başlamıştı. Yazının yukarılarında 4 büyük kuvvet demiştik, kuantum mekaniği geriye kalan iki kuvveti yani proton ve nötronun bir arada durmasını sağlayan güçlü çekirdek kuvvetini ve nötronların protonlara dönüşmesini sağlayan zayıf çekirdek kuvvetini keşfetmişti. Yer çekimi bu kuvvetler içinde oldukça güçsüzdü ve artık ilgi üstünde değildi. Atom bombalarının üretilmesi de bu yeni güçler sayesinde olmuştu. Kuantum mekaniği bize atom seviyesindeki olayların işleyişini anlatıyordu. Kimse atom seviyesine inildiğinde yer çekiminin nasıl işlediğini söyleyemezdi ve bu görecelilik ile kuantum mekaniğini birleştirmeyi imkansız hale getirdi. Peki bu sırada Einstein ne yapıyordu ?

  Einstein yerleştiği bir evde elektromanyetizma ve yer çekimi ile ilgili birleştirme inadını sürdürdü. Başka insanların çalışmalarını okumayı bıraktı. Einstein modern fizik ile ilgilenmiyordu. Oyunun dışında kalmıştı. Einstein öldüğünde hiçbir insan birleştirme işi ile uğraşmıyordu ve elektromanyetizma - yer çekimi birleştirme çabası Einstein ile birlikte yok oldu.

  Fizik dünyası ikiye ayrılmıştı. Bir taraf atom altı seviyede kuantum ile uğraşıyordu diğer taraf ise büyük kütleleri görecelilik ile açıklıyordu. Bilim adamlarının bu iki konuyu tek bir şekilde ele almama şeklindeki tavrını bir olay değiştirecekti. Schwarzschild adındaki bir gökbilimcinin denklemleri ile göstereceği kara delikler artık bu iki yapının tek bir şekilde ele alınması gerektiğini gösterecekti.

  Artık yeni sorumuz yıldızların çökerek çok küçük bir hacime sığdığı kara deliklerin içini anlayabilmek için kütle büyüklüğü dolayısı ile görecelilik mi yoksa boyutların küçüklüğü dolayısı ile kuantum mekaniği mi kullanılacağıydı. Artık iki teorinin birleşmesi gerekiyordu. Elektrik ve manyetizmada olduğu gibi veya Newton'ın yaptığı gibi büyük bir birleşim gerekiyordu fakat bu birleşimi kim yapacaktı ? Hangi insan topluluğu evrenimizin 4 büyük gücünü birleştirecek ve "Her şeyin teorisini" bulacaktı ? Kim matematiksel olarak birleşince anlamsız sonuçlar veren bu iki yapıyı tek vücut haline getirecek ve Einstein'ın bile yapamadığını yapacaktı ?

Sicim Teorisi

   Fizik dünyasını birleştirmek neden bu kadar önemli diye bir soru sorarsanız şöyle bir örnek verebilirim: Bir hukuk sistemi düşünün, iki büyük kuralı olan bu hukuk sistemi sizi değerlendirmeye çalışıyor fakat doğru karar veremiyor çünkü iki kural birbiri ile çelişkili. İşte durum böyleydi iki büyük teori vardı fakat birleşemiyorlardı.  Çok büyük kütleler için evrenin dokusunu bir trambolin gibi modelleyen Einstein'ın göreceliliği, atom altı boyutta tamamen farklı işleyen sanki bir dans kulübüymüş gibi modelleme yapan ve resmi farklı gösteren kuantum mekaniği ile bir türlü uyuşmuyordu. En başta birinin kaotik diğerinin ise düzenli olarak bir şeyleri belirlemesi gibi bir sorun vardı.  Her şey bir ifade ile açıklanmalı ve büyük bir denklem kurulmalıydı. Bu büyük atılımı sicim teorisi yapacaktı fakat daha önümüzde uzun bir yol vardı. 

  Buradan sonra konu ağırlıklı olarak sicim teorisi olacak, başlığı bu şekilde atmamdan anlamışsınızdır. Sicim teorisi demeden önce sicim ne demek onu bilmeliyiz. Sözlük anlamı olarak sicim, bükülmüş ya da kablo bükümü verilmiş birçok iplikten meydana gelerek süreli uzunlukta bir yapı oluşturan ve bağlamaya yarayan ürün anlamına gelir.[7] Kısacası sicim teldir. Zaten teori böyle bir modele sahiptir ve isminin sebebi de budur.  

  Sene 1968 olduğunda Gabriele Veneziano isimli bir fizikçi, atom üzerine yaptığı araştırmaları yürütürken şans eseri bir şey fark etti. İçinde Leonhard Euler'in denklemleri olan bir kitabı karıştırırken bu denklemlerin güçlü çekirdek kuvvetini açıklayabileceğini düşündü. Bu yaptığı "yanlışlıkla" olan buluşu onu büyük bir popülariteye götürecekti.  Hikayenin kalanını anlatmadan belirtmek isterim kendisi Elegant Universe belgeselinde bazı kitaplarda yaptığı buluşun bir kaza olarak doğduğu fikrinin yazılmasına üzülmektedir ve bunun uzun bir çalışma sonucu olduğunu söyler. [5] Ben de bu adama saygı duyduğum için bundan sonra bu yazıda bu olaydan kaza olarak bahsetmeyeceğim. Bulduğu bu buluş fizikçiler arasında dolaşmaya başladı ve Leonard Susskind'in önüne geldi. Susskind bu düşünceye hayran kalmıştı ve bu Euler'in denklemleri üzerinde oynamaya başladı. Denklemi uzun süre inceledikten bazı şeylerin yerlerini değiştirerek oynamalar yaptıktan sonra bir sonuca varmıştı. Susskind her şeyin teorisini bulduğunu düşündü çünkü vardığı sonuç en temel maddenin sicimler olduğu düşüncesiydi. Bu fikri üzerine yazdığı yazıyı hemen değerlendirilmesi için kurumlara gönderdi. Susskind kendi yıllarının Einstein'ı olarak adlandırılacağına emindi. Yaptığı buluşun bir devrim olduğunu düşünüyordu fakat alacağı sonuç onu derinden üzecekti. Susskind'in sicim fikrini ortaya attığı zaman fizik dünyası bir "parçacık dönemi" içindeydi. Atom altı parçacıklar ardı ardına keşfediliyorlardı ve protonlar ve nötronlar bu parçacıklardan oluşuyordu ve bu parçacıklara kuark ismi veriliyordu. Kuark fikri 1966 yılında Zweig'in ilk çalışmalarından sonra, hadronların bileşik cisimler olduğu düşüncesi ile benimsenmişti. [8] Kuarklar proton gibi yapıları oluşturan parçacıklardı. Gözünüzde canlanması için kuarkları tenis toplarına benzetebilirsiniz. Bir protonun oluşması için iki yukarı ve bir aşağı kuark gerekmektedir. İşte fizik dünyası bu parçacıkların ardı ardına keşfedildiği bir dönemde Susskind'in teorisini ciddiye almayacaktı. Hatta özensiz bulduklarını söyleyeceklerdi. Susskind büyük hayal kırıklığına uğramıştı.

  O yıllarda bilim adamları parçacıklar üzerine yaptıkları çalışmalar ile "Standart Model" adında bir sonuca ulaşmışlardı. Bilim adamlarına göre evrenin ilk saniyelerinde  temel 4 güç bir aradaydı elektromanyetik ile zayıf nükleer kuvvetin birleşmiş kaldığı evrede kuvvetin adı elektrozayıf ve yer çekimi hariç diğer 3 kuvvetin birleşmiş kaldığı evrede ise kuvvetin adı büyük birleşimdi.  Bu model inanılmaz bir ses uyandırmıştı. Bilim dünyasında bu modele ismini verenler bile ödül alıyorlardı. Herkes tarafından tebrik edilseler de model hala "Her şeyin teorisi" değildi çünkü kimse yer çekimi adına düşünmüyordu. Sene 1973 olduğunda reddedilmiş sicim teorisi üzerine uğraşan neredeyse kimse yoktu. Sicim teorisinin çok açık problemleri vardı. Fizik dünyasında 4 boyuttan bahsedilmesine rağmen teori 11 hatta belki de daha çok boyutu ön görüyordu. İçinde takyon olarak adlandırılan ve ışıktan hızlı gittiği düşünülen (Einstein ile çelişmektedir) parçacıklar bulunduruyordu. Üzerine deney yapmak imkansızdı. Şuana kadar 3 problem saymış olsam da en büyük sıkıntı bunlar değildi en büyük sıkıntısı matematiksel anomaliler içermesiydi. Problemleri tek tek izah etmek gerekirse:

Boyut sayısı

  Boyut sayısının fazla olması teorinin algılanmasında bazı sorunlara yol açıyordu. Sıkıntı fazladan boyut olamayacağı değildi. Bugünkü sicim teorisinde boyutlar hala durmaktadır fakat o dönem teori zaten bir ayağı çukurda bir durumda olduğu için boyut sayısın fazlalığı insanları teoriden uzaklaştırıyordu. Bunun sebebi insanlar olarak 3 boyutlu varlıklar olmamızdı ve 4. boyuttan bahsedebilmemiz ise o kadar sıkıntı yaratmıyordu. Bunu şu şekilde açıklayayım: 

  Sevgiliniz ile buluşacaksınız. Güzelce giyinmiş, parfümler sıkmış, saçınızı jölelemişsiniz. Kısacası çok şekilsiniz. Sevgiliniz ile buluşacağınız yeri kararlaştırırken size gereken bilgiler cadde,sokak gibi yerlerdir. Bunları 3 boyutumuz olarak düşünebilirsiniz. Size gerekenler x, y ve z bunlar dışında üzerine konuşabileceğiniz bir şey daha var o da zaman. İşte fizik dünyası bu durumdayken sicim teorisindeki boyut fazlalığı göz korkutmaktaydı.

Takyonlar

  Takyonlar üzerine uzun uzun konuşmama gerek yok. Takyonlar hızlı anlamına gelen ve ışıktan hızlı hareket ettiği farz edilen parçacıklardır. Bu da açık bir şekilde takyon kavramını fizik ile çelişir yapmaktadır çünkü yazının yukarısında da bahsettiğim gibi fizik dünyasının en üst hızı ışık hızıdır.

Deneysel Olmaması

  Bilimin ilkesi Richard Feynman'ın da bahsettiği üzere şöyledir: Tüm bilgi deney ile sınanır. Deney bilimsel "Gerçek" in tek yargıcıdır. [9] Bilimde bir şeyleri test etmeniz gerekir. Test edemediğiniz bilginin doğruluğundan veya yanlışlığından emin olamazsınız. Matematiksel olarak doğru bile gözükse sınamalar yapmanız önemlidir. Sicim teorisi kuarklardan bile küçük sicimleri anlattığı için onları görmemiz mümkün değildir çünkü sicimler planck boyutundadır.

  İnsanın görme eylemini cisimlerden seken ışık ile görür fakat sicimleri görmemiz mümkün değildir. Bunun sebebi fotonların planck boyutundan büyük olmasıdır. Bu da planck boyutunu bizim için sadece karanlık yapar. Bu gibi sebeplerden ötürü bugün bile sicim teorisi ile ilgili deneyler yapılamamaktadır. Bu olay da teorinin inanılabilirliğini azaltmaktadır çünkü istediğiniz kadar matematiksel olarak doğru olun bilim dünyasında özellikle de fizikte deneyler ile yaptığınız işi sınamanız gerekmektedir.

Matematiksel Anomaliler 

  Anomali isminden de anlaşılacağı üzere normalde olmayan ve olmaması gereken durumlardır. Matematikte anomaliler kabul edilemez. Anomalinin ne olduğunu anlatmak için şu örneği vereyim:

  İki adet denkleminiz var örneğin 3x = 18 gibi basit bir şey. Aynı şekilde aynı konu ile ilgili bir denkleminiz daha var bu da x+5 = 12 olsun. Böyle bir şeyin olması normal şartlarda mümkün değildir çünkü x tek değere sahip olmalıdır. X bilinmeyeninin iki farklı değere sahip olması bir matematiksel anomalidir. Bilim dünyasında başınıza gelebilecek en kötü şeylerden biri teorinizin matematiksel anomalilere sahip olmasıdır. Matematiksel anomaliler teorinizin kanseri gibidir. Teorinizdeki bu sorunları çözmez ve iki x değerini eşitleyemezseniz teoriniz değersiz olarak görülecektir.

Yeniden Doğuş

  Bahsettiğim problemlerden ötürü 1973 yılında sicim teorisi üzerine çalışan insanların azlığından bahsetmiştim. Bu sicim üzerine çalışan azınlık kitle arasında John Schwarz adında bir fizikçi vardı ve problemleri çözmek üzerine uğraşıyordu. John Schwarz diğer fizikçilerin aksine bir şey fark etmişti. Bunca zamandır 4 kuvveti bir arada konuşan kimse yoktu her seferinde yer çekimi dışarı atılıyordu. John Schwarz bu denklemler ile belki de yer çekimi üzerine uğraştıklarını düşündü. 

John Schwarz bu düşünce üstüne gittikçe bir şey fark etmişti. Teoride kurtulmak istediği parçacıklar "graviton" adı verilen ve yer çekiminin iletilmesini sağlayan parçacıklardı. John Schwarz yer çekiminin atom altı seviyede nasıl işlediğine dair sarsıcı teorisini incelenmek üzere postaladı. Susskind gibi o da oldukça ümitliydi. Teorinin en büyük problemlerinden birini çözmüştü. Malesef hayal kırıklığına uğradı. John Schwarz reddedilmişti. 

  John Schwarz umudunu kesmemişti, atom altı seviyede yer çekimine açıklık getirebilmesinin yer çekiminin diğer 3 kuvvet ile birleşmesini sağlayacağını biliyordu. John Schwarz "her şeyin teorisine" giden yolda büyük adımlar attığına emindi. Standart modelin göz ardı ettiği yer çekimini diğer 3 kuvvet ile birleştirecekti. O dönemde sicim teorisi ile uğraşarak kariyerini riske sokacak fizikçi sayısı çok fazla değildi ama John Schwarz yine de kendine bir takım arkadaşı bulmuştu. Michael Green(aynı isimdeki yazar ile karıştırmayınız bizim adamımız fizikçi) ile birlikte sicim teorisi üzerine çalışmaya başlamıştı. İki fizikçi de bu sorunların çözülmesi için hayatını adamıştı çünkü sicim teorisinin "her şeyin teorisi" olduğuna inançları tamdı. İkilimizin ilk amacı teorideki parazitleri çözmek olacaktı. Bu parazitler matematiksel anomalilerdi. Denklemleri sürekli  baştan yazdılar, karıştırdılar. Sonuç bir türlü gelmiyordu. Belki de iki fizikçimiz umudunu yitirmek üzereyken, şimşeklerin çaktığı bir günde istediklerine inanılmaz derecede yaklaşmışlardı. Michael Green şimşekler çakarken takım arkadaşına dönüp "Baksana yaklaşmış olmalıyız! Tanrı sırrını açığa çıkarmamamız için şimşekler yağdırıyor." Şeklinde bir espri yapmıştı. Bu şakalaşmaların ardından iki fizikçimiz olmaz deneni oldurdu tahtanın iki tarafındaki işlem de aynı sonucu vermişti. 1984 senesindeki o şimşeklerin çaktığı gecede matematiksel anomaliler çözülmüştü. Belki de fizik dünyasının unutamayacağı sayı tahtanın her iki tarafında da yazıyordu. 496 sayısı iki taraf için de doğru sonuçtu. Bu matematiksel anomalilerin çözüldüğü anlamına geliyordu. 



  İki fizikçi teoriyi tekrardan gönderdi. Bu sefer olmuştu teori inanılmaz bir patlama yarattı. İki fizikçi amacına ulaşmıştı. Herkes bu iki fizikçiye övgüler yağdırıyordu. Önceki iki deneme sonuç vermemiş olsa da çalışmanın ve pes etmemenin gücü o büyük sonuca ulaşmamızı sağlamıştı. Peki sicim teorisi tam olarak ne diyordu? 

 Her şeyin atomlardan oluştuğunu söylemiştik. Atomlar ise negatif yükler olan elektronlardan, pozitif yükler olan protonlardan ve nötr yükler olan nötronlardan oluşuyordu. Proton ve nötronlar ise kuarklar tarafından oluşturulmaktaydı (bir protonun nasıl oluştuğunu yazmıştık). Sicim teorisi ile birlikte her şeyin planck boyutundaki sicimlerden oluştuğunu söyleyebiliyoruz. Keman telleri farklı titreşimler ile farklı sesler çıkarmaktadır. Sicimler de aynı işi yapmaktadırlar. Bir sicim oluşturduğu maddeye göre farklı frekanslarda titrer ve hareket eder. Kemanın her bir notayı vermek için yaptığı hareketlere oldukça benziyor gördüğünüz üzere. Sicim teorisi ile birlikte evren adeta bir kozmik senfoni olarak betimlendi ve şuan elimizdeki en iyi teori halini aldı. Fakat bugün hala sicim teorisi ile ilgili sorunlarımız var. Sicim teorisi üzerinde deney yapmamızı imkansız kılıyor. Bunun sebebi daha önceden de bahsettiğim gibi fotonların planck boyutundan büyük olması. İşte bu sebepten ötürü sicim teorisi şuan hala eksik çünkü bilimin ilkelerinden biri olan deneysellik ile ters düşmekte. Tüm bunlara rağmen benim umudum hala yerinde. Bence zamanı geldiğinde üzerine deney yapabileceğiz ve sicim teorisi gerçek anlamda "her şeyin teorisi" olacak. 

  Size fiziğin bir elma ağacından kara deliklere oradan ise "her şeyin teorisi" kavramına uzanan yolculuğunu elimden gelebildiğince anlatmaya çalıştım. Buradan sonrası okuyucunun konu üzerine düşünmesine bırakılmış bulunmaktadır. Sicim teorisi matematiksel olarak görünse de bahsettiğim gibi hala tam olarak emin olamıyoruz fakat unutmayın Isaac Newton'ın da dediği gibi: 

"Ben kendimi kumsal üzerinde dolaşan ve mide kabuklarıyla çakıl taşları toplayan bir çocuğa benzetiyorum. Bir büyük bilinmeyen deniz önümde yatıyor."

  

Kaynakça

[1] Isaac Newton - James Gleick 

[2] Büyük Larousse Sözlük ve Ansiklopedisi - Cilt 17

[3] O'Connor, J.J. and Robertson, E.F., (2000) Sir Isaac Newton

[4] Principia - Isaac Newton (İdea yayınevi)

[5] The Elegant Universe (belgesel)
[6] Büyük Larousse Sözlük ve Ansiklopedisi - Cilt 7
[7] Büyük Larousse Sözlük ve Ansiklopedisi - Cilt 20 
[8] Büyük Larousse Sözlük ve Ansiklopedisi - Cilt 14 
[9] Fizik dersleri cilt 1 - Feynman