Evreni Tanımak
Evreni tek bir fizik yasasıyla ifade etmek mümkün mü? Atomaltı parçacıklardan tutun galaksilere, genel görelilikten tutun da kuantum dünyasının akıl almaz fenomenlerine kadar.. Tek bir bilimsel açıklamayla evrendeki her şeyin izahına yani her şeyin teorisi ne ulaşmamız mümkün mü? Sicim teorisi bunu mümkün kılabilir mi?
İnsanın evrene olan merakı, gökyüzüne baktığı ilk andan beri devem etti, onun doğasını ve işleyişini sorguladı ve insan tarih boyunca evrenle ilgili bir çok farklı teori ortaya attı. İlk olarak her şey tanrıların gücüne yoruldu; yağmurun yağması, güneşin doğması gibi doğal olaylar tanrısal fenomenler olarak görüldü. Fakat zaman geçtikçe insanların düşünce yapıları da değişmeye başladı. Artık doğa olayları arasında bağlantılar kurmaya başlayan insan, bereketli geçen hasadın kışın yağan karla veya baharda düşen yağmurla alakalı olduğunun, aynı şekilde hiddetli rüzgarların fırtınalara sebep olduğunun farkına vardı. Yani doğadaki bir çok olayın birleriyle bağlantılı fenomenlerden ibaret olduğu idrak edilmeye başlandı ve bu da artık doğayla ilgili daha ayakları yere basan teorilerin ortaya çıkmasına sebep oldu.
Evrenin oluşumu ve yapısıyla ilgili ortaya atılan teorilerden birisi de elementler teorisiydi. Buna göre evren ve dünya dört elementin yani ateş, su, toprak ve havanın etkileşimlerinden oluşuyordu. Bu fikir yüzyıllarca boyunca da kabul görmeye devam etti. Rönesans ve Reform süreçlerinin ardından aydınlanma çağında artık bilim insanları evrende var olan her şeyin atom denilen parçalanamaz ve gözle görülemeyen maddelerin etkileşimleriyle oluştuğunu dillendirmeye başladılar. Aslında atom fikri antik Yunan’a kadar dayansa da bu dönemde ilk ciddi çalışmalar ortaya çıkmaya başlamıştı.
Farklı Bir Evren
Evrenin oluşmasıyla ilgili bir çok teori üretilse de bunlar evrenin işleyişiyle ilgili pek bilgi vermiyordu. Her şeyin teorisi olarak kabul edilebilecek ilk teori kuşkusuz Sör Isaac Newton‘un ‘Kütle Çekim Yasasıydı; zira Newton’un çekim yasası evrendeki birçok şeyi makro ve mikro düzeyde anlatabiliyor, dünyamızın güneşin çevresindeki hareketlerinden, yağmur damlalarının toprağa düşmesine kadar her şeyin sebebini çekim yasası açıklayabiliyordu. Newton’un kütle çekim yasası, uzun yıllar boyunca her şeyi açıklayan mutlak teori olarak bilindi, ta ki yirminci yüzyılın başlarında kadar.
Albert Einstein adındaki genç bir fizikçi o döneme kadar kimsenin cesaret dahi edemediği bir şey yaptı ve yayınladığı ‘Görelilik Kuramı’ ile Isaac Newton’un haksız olduğunu iddia etti. Newton’un kütle çekim teorisine göre her kütlenin bir çekim gücü, bir çekim enerjisi vardı ve kütle ne kadar büyürse çekim gücü de o kadar artar ve çevresindeki daha küçük nesneleri de bu enerji ile kendisine doğru çekerdi. Einstein’a göre ise nesnelerin gizemli bir çekim gücü veya manyetik bir çekim alanı yoktu. Ona göre nesneler kütleleri ile birlikte uzay ve zamanı büküyor, ( düz bir çarşafın üzerine konan bir topun çarşafı yavaş yavaş aşağı doğru çökerterek bir bombe yaratması gibi) daha küçük kütleli nesneler ise bu büyük büklüm alanların içinde hareket ediyordu.
Daha sonra Einstein’ın görelilik iddiası kanıtlandı; nesnelerin öyle gizemli bir çekim gücü yoktu ve o nesneler büyüdükçe çekim güçleri de atmıyordu. Kütleler uzay ve zamanı büküyor ve çevrelerindeki daha küçük kütleli nesneler de bu eğim alanına giriyorlardı. Şüphesiz bu dönemde gerek Einstein gerekse onun genel göreliliği bilim dünyasında büyük bir etki yarattı. Öyle ki çok uzun zamandır Newton ve kütle çekim yasası, fizik dünyası için adeta bir tabuydu, kimse onu sorgulamaya bile cesaret edemiyordu. Genç Einstein ise bu tabuyu sorgulamamakla kalmamış, bu teori üzerinde köklü revizyonlar yaparak evren algımızda yepyeni bir dönemin başlamasına da kapı aralamıştı. Kısa bir süre de olsa Einstein’ın Görelilik teorisi her şeyin teorisi olarak algılandı. Fakat Planck, Bohr, Heisenberg, Dirac gibi dönemin sıra dışı genç fizikçileri kuantum fiziğinin mekaniklerini işletmeye başlamışlardı.
Kuantum dünyasına attığımız ilk adımla birlikte evrene yönelik algılarımız tamamen sarsılmaya başlamıştı bile. Bu yeni dünya, var olan fizik algılarımızın, makro evreni şekillendiren yasaların, kavrayabileceğimiz gerçekliklerin çok ötesindeydi. İnsan çok uzun süredir her şeyin teorisinin peşinden koşarken, sanki o hızla uzaklaşıyordu. Bilim insanları kuantum evrenine girip, burada karşılaştıkları yeni düzeni gördükçe, aşmaları gereken pek çok yeni sorun olduğunu da anlamışlardı. Kuantum evreninde, yani atom altı dünyada, Einstein’ın görecelik kuramı pek işlemiyordu; işin garibi Newton’un kütle çekim yasaları da anlamını yitiriyordu.
Yani kuantum evreninde ne Newton haklıydı ne de Einstein, burada bambaşka kurallar, bambaşka teoriler geliştirmek gerekiyordu; geliştirildi de, elektromanyetik alan teorilerinden güçlü ve zayıf çekirdek teorilerine kadar pek çok yeni teori ortaya çıkmaya başlamıştı. Fakat, yapılan pek çok çalışmanın ardından 1950’li ve 60’lı yıllarda ortaya karmaşık bir yapı çıktı. Evrenin nasıl işlediğini açıklayabilen elimizde birçok teori vardı. Bu teorilerin hiçbiri diğerlerini açıklayamıyor, evrenin mekanizması içerisinde her teori belli şeyleri anlatabiliyordu. Söz gelimi makro evrene yönelik kabul gören yasalar ve teoriler mikro ölçekte anlamsız kalıyor, aynı şekilde kuantum evrenindeki yasalar da makro evren içerisinde geçersiz hale geliyordu. Buna rağmen evrenin bir saat gibi tıkır tıkır işlemeye devam ediyordu. İşte bu sebeple tüm bu karmaşayı ortadan kaldıracak, mikro evreni açıklayan kuantum fiziği ile makro evreni açıklayan genel görelilik teorisini tek bit teori altında birleştirilmesinin gerekliliği daha önemli hale gelmişti.
Küçük Bir Tel
İşte bu noktada 20. yüzyılın ortalarında ‘Sicim Teorisi’ veya ‘String Theory’ olarak tabir ettiğimiz yeni bir teori ortaya çıktı. Sicim teorisinden önceki modellere göre evrendeki her şey elementlerden, elementler atomlardan, atomlar atom altı parçacıklarından ve bu atom altı parçacıklar da bozon, lepton, quark gibi asal atomik parçacıklardan oluşuyordu. Yani sicim teorisinin den önceki evren modellemesinde maddenin ve enerjinin özü noktasal yapılardan oluşuyordu. Sicim teorisi ise bunu reddediyordu; her şeyin temeli olan parçacıklar noktasal yapılar değil, Türkçeye sicim olarak geçen tel benzeri yapılardan oluşuyordu. Bu parçacıkların arasındaki farkı oluşturan şey ise bu tellerin kıvrılma ve titreşime biçimleriydi. Tıpkı bir gitarın veya keman tellerine her vurduğumuzda her telden başka bir ses başka bir frekans çıkması gibi. İşte bu Tellerin titreşmesi ile parçacıkların farklı halleri doğaları ortaya çıkıyordu.
Sicim teorisi kendisinden önceki teorilerin eksikliklerini giderip onları bir şekilde uzaklaştırmış ve her şeye bir açıklama getirmişti. Ama sicim teorisinin de kendi içerisinde çok ciddi bazı problemleri vardı. ilk olarak sicimler gözlemlenemeyecek kadar küçük yapılardı. Sicimler o derece küçükler ki bir sicimi 30-40 santim ölçülerde düşünürsek içinde bulunduğu atomun güneş sistemimizin boyutlarına tekabül etmesi gerekiyor. Günümüzde atomları bile doğrudan gözlemleme imkânına sahip değilken, sicim gibi inanılmaz küçük ölçülerde bir yapıyı bırakın gözlemlemek varlıklarını dahi kanıtlayabilecek bir yöntem bilmiyoruz. İkinci olarak da sicim teorisindeki mekanikler bizim 4 boyutlu evrenimize biraz fazla geliyor. Bizler uzunluk, yükseklik ve derinlikten oluşan 3 kozmik boyut ve bir de zamandan oluşan 4 boyutlu bir evrende yaşıyoruz.
Farklı Boyutlar
Sicim teorisi üzerine bilim insanlarının yaptığı çalışmalar göstermiştir ki bizim 4 boyutlu evren algımız, mikro ve makro evrende birbirlerinden bağımsız işleyen kuralları açıklamakta yetersiz kalıyordu. Bilim insanları başka boyutların olduğunu düşünmeye ve bunun üzerinde çalışmalar yapmaya başladı. İlk etapta evrenimizin 4 değil 10 boyutlu olduğuna dair modellemeler oluşturuldu. 10 boyutlu Evren modeli bazı sorulara cevap oldu ama bambaşka problemlere yol açtı. O yüzden daha sonra bu modele 11.boyut daha eklendi. Bu 11. boyut da diğer 10 boyutu bir arada tutan iskelet bir yapıyı temsil ediyordu. Eğer sicim teorisi gerçekse evrenimiz 4 değil 11 boyuttan oluşuyordu ve geri kalan 7 boyutu henüz algılayamıyoruz.
Tabii ki 11 boyuttan bahsederken yan yana sıralanmış 11 farklı Evren akla gelmemesi lazım. Kabul gören görüş bu boyutların iç içe geçmiş halde bulunduğu. Bilim insanlarının da buna yönelik şöyle bir açıklaması var, iddialara göre büyük patlamanın ilk anlarında oluşan evren tek boyutlu bir evrendi, fakat evren genişledikçe ve soğumaya başladıkça madde ve enerji büzüşmeye başladıkça Evrende büzüşerek büyümeye başladı ve 11 temel boyut ortaya çıktı. Bunlar iç içe geçmiş boyutlardı ve bu boyutların sadece 4 tanesini algılayabiliyoruz. Kalan diğer 7 boyutla ilgili de bir çok farklı teori var. Büyük patlama sırasında evren büzüşerek büyürken bu boyutların büyümeye fırsat bulamadan tek boyutlu sicim ölçeğinde kalmış olabileceği gibi veya mevcut fizyolojik ve zihinsel düzeyimizin algılayamayacağı bir yapıda olmaları gibi.
Sicim teorisi bu 11 boyutun bir araya getirdiği kombinasyonel yapıda sonsuz sayıda evrenin olduğu bir Evren yapısını da destekliyor. Sicimlerin farklı boyutlarla ve evrenlerle bir şekilde bağlantılı olabileceğine yönelik bir çok teoride mevcut. Günümüzde elimizde her şeyin teorisi olmaya aday sicim teorisi üzerine birçok araştırma yapılıyor. Einstein kariyerinin son yıllarını her şeyin teorisini keşfetmeye adamışsa da hiçbir şey bulamamıştı. Stephen Hawking de ömrünün büyük bir kısmını buna harcadı fakat o da hiçbir şey bulamadı.
Bugün Dünya üzerinde binlerce bilim insanı, kuantum fizikçisi ve teorik fizikçi sicim teorisinin kanıtlamaya çalışıyor ve çoklu Evren kuramına dair bazı kanıtlar bulmaya çalışıyorlar. Yapılan bir çok matematiksel hesaplamalar bu teoriyi desteklese de uzun vadede teorinin ispatıyla ilgili bir gelişmeye uzak durumdayız. Buna rağmen bilim dünyasında bir teoriye göre bizim bugün evrende karanlık madde ve karanlık enerji olarak bildiğimiz yani bildiğimiz evrenin %96’sını oluşturan o gizemli enerji ve gizemli madde kalan diğer 7 boyuta ait kütleyi temsil ediyor olabilir. Yani bizim gözlemleyemediğimiz evren, algılayamadığımız boyutlardan oluşuyor.
Günümüzde beş farklı şekilde oluşturulmuş sicim kuramı mevcut. Bir çok kuramsal ve teorik fizikçi bu farklı sicim teorilerini birleştirme amacı içindeler. ‘M Teorisi’ adı verilen bu çalışmalarda başarılı olunduğu taktirde her şeyin teorisine de ulaşılacağına inanılıyor ki muhtemelen bu konuda ki en muhtemel aday da budur.
