Nötrino

notrinoBüyük patlama taraftarları kayıp “soğuk karanlık madde”nin % 99’unu boş yere araştırırken, evrenin sonsuza kadar genişlemesini önlemek için teorinin gerektirdiği niceliklere benzer bir şey bulamadılar. 18 Aralık 1993’te New Scientist, Evren Sonsuza Kadar Genişleyecek başlıklı bir makale yayınladı. Burada “Cepheus takımyıldızındaki bir grup galaksinin birkaç ay önce düşünüldüğünden çok daha az görünmez madde ihtiva ettiği” ve Amerikalı gökbilimcilerin eskiden ileri sürdüğü iddiaların “hatalı analizlere dayandığı” itiraf edildi. Araştırmalara harcanan yüz milyonlarca doları bir tarafa bıraksak bile işin ucunda bilimsel şöhret yatıyordu. Acaba bu gerçeğin büyük patlamayı bu denli bağnazca savunmakla bir bağlantısı olabilir miydi? Her zamanki gibi, görmek istediklerini gördüler. Gerçekler teoriye uygun olmak zorundaydı! Teorinin hayatta kalması için varlığı zorunlu olan “soğuk karanlık madde”yi bulmaktaki açık başarısızlık, bilim çevrelerinin daha sorgulayıcı kesimlerinde rahatsızlığa neden oluyordu. Zamanımızın Bir Çılgınlığı mı? manidar başlığıyla 4 Haziran 1994’te yayınlanan New Scientist’in başyazısı, karanlık madde fikriyle Viktorya döneminin gözden düşmüş “eter” kavramını –ışık dalgalarının uzayda yol almasına aracı olduğuna inanılan, görünmez bir ortam– karşılaştırıyordu: Görünmezdi, her yerde, her an hazır ve nazırdı ve 19. yüzyılın sonlarında her fizikçi ona inanırdı. Fizikçilerin ışığın içinde yayıldığı ortam olduğunu düşündükleri eterdi bu, ama bu düşüncenin bir hayalet olduğu ortaya çıktı. Sesten farklı olarak, ışığın, içinde yayılacağı bir ortama ihtiyacı yoktur.

Bugün, 20. yüzyılın sonlarında, fizikçiler Viktorya dönemindeki meslektaşlarıyla görülmedik ölçüde benzer bir durumdadırlar. Bir kez daha görünmez, her yerde ve her an hazır ve nazır bulunan bir şeye bel bağlıyorlar. Bu kez söz konusu olan karanlık maddedir. Bu noktada ciddi bir bilimcinin teoride temelden yanlış bir şeylerin olup olmadığını kendisine sorması beklenir. Aynı başyazı şöyle devam ediyor: Kozmolojide serbest parametreler bir yangın gibi her tarafı sarıyor. Eğer gözlemler teoriye uymuyorsa, kozmologlar basitçe yeni değişkenler eklemekten mutlu görünüyorlar. Teoriyi sürekli yamamakla, bazı Büyük Fikirlerin üzerinden atlıyor olabiliriz. Gerçekten de öyle. Ama “gerçeklerin” engel olmasına izin vermeyin. Şapkasından tavşan çıkaran bir sihirbaz gibi, birden bire nötrinoyu keşfettiler! Atomaltı bir parçacık olan nötrino, Hoffmann tarafından “varlıkla yokluk arasında kararsız dalgalanma” olarak tarif edilir. Diyalektiğin diliyle söylemek gerekirse, “Vardır ve yoktur.” Böyle bir olgu, bir şey ya kendisidir ya da değildir şeklinde kategorik bir iddia öne süren özdeşlik yasasıyla nasıl bağdaştırılabilir? Kuantum mekaniği tarafından tanımlanan atomaltı parçacıklar dünyasında her adımda tekrar ortaya çıkan bu gibi ikilemlerle karşılaşıldığında, genellikle, nötrinonun kütlesiz ve yüksüz bir parçacık olduğu düşüncesi gibi formülasyonlara başvurma eğilimi vardır. Hâlâ birçok bilimci tarafından savunulan ilk düşünce, nötrinonun kütlesinin olmadığıydı ve elektrik yükü kütlesiz varolamayacağına göre bunun kaçınılmaz sonucu nötrinonun her ikisine de sahip olmadığıydı.

Nötrinolar son derece küçük parçacıklardır ve bu nedenle saptanmaları zordur. Nötrinonun varlığı ilk defa, çekirdekten yayılan taneciklerin toplam enerji miktarındaki bir açığı izah etmek amacıyla ileri sürülmüştü. Belli bir enerji miktarı kaybolmuş görünüyordu ve bunun nereye gittiği açıklanamıyordu. Enerjinin korunumu yasası enerjinin ne yaratılabildiğini ne de yok edilebildiğini ifade ettiğinden, bu olgunun başka bir açıklamaya ihtiyacı vardı. İdealist fizikçi Niels Bohr, 1930’da enerjinin korunumu yasasını terk etmeye oldukça hazır görünmesine rağmen, bunun için biraz erken olduğu ortaya çıktı! Aradaki fark, daha önce bilinmeyen bir parçacığın keşfedilmesiyle açıklanmıştı: nötrino. Güneş çekirdeğinde 15 milyon santigratlık bir sıcaklıkta oluşan ve ışık hızıyla hareket eden nötrinolar güneş yüzeyine üç saniyede ulaşırlar. Katı maddenin içinden görünüşe bakılırsa onu hiç etkilemeksizin geçerek seller halinde evrene akarlar. Nötrinolar o kadar küçüktürler ki, dünyanın içinden dümdüz geçip giderler. Bu ele avuca gelmez tanecikler o kadar ufaktırlar ki, maddenin diğer biçimleriyle olan etkileşimleri de asgari düzeydedir. Dünyanın içinden ve hatta katı kurşunun içinden bile hiçbir iz bırakmadan geçebilirler. Aslında siz bu satırları okurken bile vücudunuzdan trilyonlarca nötrino geçiyor. Bir tanesinin vücudunuzda takılı kalabilme ihtimali ihmâl edebilecek kadar az olduğundan endişe etmenize gerek yok. Bir nötrinonun 100 ışık-yılı kalınlığındaki katı kurşunun içinden geçebileceği, soğurulma olasılığının ise yalnızca % 50 olduğu hesaplanmıştı. Bunca zaman saptanamamış olmasının nedeni de budur. Aslında, ne kütlesinin ne de yükünün olmadığı düşünülen ve 100 ışık yılı kalınlığındaki kurşunun içinden geçebilen bu kadar küçük bir parçacığın nasıl olup da saptanabildiğini hayal etmek zordur. Fakat saptanmıştır. Öyle görünüyor ki, bazı nötrinolar bir inç kurşunun onda biriyle durdurulabiliyorlar.

reines

Frederick Reines

1956’da, Amerikalı bilimciler ustaca bir deneyle bir anti-neutrinoyu yakalamayı başardılar. Ondan sonra 1968’de her ne kadar bugünkü teorilerin öngördüğü miktarın sadece üçte biri kadar olsa da, güneşten gelen nötrinolar keşfedildi. Şüphesiz nötrino, hemen saptanamayacak özelliklere sahipti. Son derece küçük olması göz önüne alınırsa, şaşırtıcı değildi bu. Fakat, maddenin en temel özelliklerinden yoksun bir madde biçimi olduğu fikri açıkça çelişkiliydi. Nihayet, sorun tamamen farklı iki merkez tarafından çözüme bağlanmış gibi gözüküyor. İlkin, nötrinonun kâşiflerinden biri olan Frederick Reines, 1980’de, bir deneyde nötrino salınımının varlığını keşfettiğini ilân etti. Bu deney, nötrinonun bir kütleye sahip olduğunu gösterebilirdi, fakat Reines’ın sonuçları kesin sonuçlar olarak değerlendirilmedi. Ne var ki, tamamen farklı bir deney yapan Sovyet fizikçileri, elektron-nötrinolarının 40 elektron volt civarında bir kütlesi olduğunu gösterdiler. Bu miktar, bir protonun kütlesinin 2000’de biri olan bir elektronun kütlesinin bile sadece 13.000’de biri kadar olduğundan, nötrinonun uzun süre kütlesinin olmadığına inanılması hemen hemen hiç şaşırtıcı değildir. Son günlere kadar, bilimsel kuruluşların genel görüşü, nötrinonun ne kütlesinin ne de yükünün olmadığıydı. Bugün, birdenbire fikirlerini değiştirdiler ve aslında nötrinonun kütlesi olduğunu –ve üstelik epey bir kütlesinin olduğunu– ilân ettiler. Aslında böylesi yersiz bir acele, bu mucizevi değişimin arkasındaki güdüler hakkında ciddi şüpheler uyandırmalıdır. Acaba, “soğuk karanlık madde” hakkında bilgi toplamaktaki apaçık başarısızlıkları yüzünden umutsuz bir duruma düştüler de, sonunda nötrinoya geri dönmeye mi karar verdiler?

Parçacık araştırmaları alanındaki muazzam ilerlemelere rağmen mevcut durum belirsizdir. Yüzlerce yeni parçacık keşfedilmiştir, ancak şimdiye kadar Mendeleyev’in kimya alanında yaptığı gibi, belli bir düzen getirmeye muktedir tatmin edici hiç bir genel teori yoktur. Şu anda doğanın temel kuvvetlerini dört başlık altında gruplandırarak birleştirme çabası vardır, bu kuvvetlerin her biri farklı bir düzeyde işlev görür: Kütleçekim, elektromanyetizma, “zayıf” ve “güçlü” nükleer kuvvetler.

nötrino-olcmeKütleçekim, yıldızları, gezegenleri ve galaksileri bir arada tutarak kozmolojik ölçekte işler. Elektromanyetizma, atomları birbirine bağlayarak molekülleri oluşturur, güneşten ve yıldızlardan gelen fotonları taşır ve beynin sinapslarını harekete geçirir. Güçlü kuvvet, atom çekirdeğindeki proton ve nötronları bir arada tutar. Zayıf kuvvet, radyoaktif bozunma sırasında kararsız atomların dönüşümünde kendini gösterir. Sözü edilen son iki kuvvetten her ikisi de sadece çok küçük bir alanda kendini gösterir. Ne var ki, bu düzenlemenin konu hakkında söylenebilecek son sözü söylediğini varsaymak için hiçbir neden yoktur, hatta bir bakıma keyfi bir görüştür. Bu kuvvetler arasında büyük farklılıklar vardır. Kütleçekim madde ve enerjinin bütün biçimlerine etkirken, güçlü kuvvet sadece bir parçacık sınıfına etki eder. Ancak kütleçekim kuvveti, güçlü nükleer kuvvetten yüz milyon kere trilyon kere trilyon kere trilyon kat daha zayıftır. Daha da önemlisi, neden kütleçekim kuvvetine zıt bir kuvvetin olmaması gerektiği pek açık değildir, oysa elektromanyetizma hem pozitif hem de negatif elektriksel yük olarak kendini açığa vurur. Einstein’ın çözmeye uğraştığı bu sorun, evrenin doğası hakkındaki tüm tartışmalarda hayati bir öneme sahiptir ve halen çözülmeyi beklemektedir. Her bir kuvvet, neredeyse yirmi farklı parametreden oluşan farklı denklem kümeleriyle açıklanır. Bu denklemler sonuç verir, fakat hiç kimse nedenini bilmez.

Büyük Birleşik Teoriler (“BBT”ler) denen teoriler, evrenin evriminde maddenin yalnızca geçici bir evre olabileceği fikrini ileri sürerler. Ne var ki, BBT’lerin protonların bozunumu konusunda yaptığı öngörünün doğrulanmamış olması, en azından BBT’lerin en basit versiyonunu geçersiz kılmaktadır. Kendi keşiflerine bir anlam kazandırma çabasıyla bazı fizikçiler, “süper simetri” teorileri (“SUSY”ler) gibi, çok daha esrarengiz ve olağanüstü teorilere giriştiler. Bu teoriler, evrenin başlangıçta dörtten fazla boyuta sahip olduğu iddiasındadır. Bu görüşe göre evren, örneğin on boyutta başlamıştır, fakat maalesef bunların dördü hariç hepsi büyük patlama sırasında çökmüş ve bugün fark edilmeyecek kadar küçük bir hale gelmiştir. Görünüşe göre bu nesneler, saf uzaydan yoğunlaşan madde ve enerji kuantası olduğu varsayılan atomaltı parçacıkların bizzat kendisidir. Süper simetri, evrenin mutlak bir mükemmellik durumuyla başladığını varsayar. Stephen Hawking’in sözleriyle, “erken evren daha basitti ve çok daha çekiciydi, çünkü çok daha basitti.” Bazı bilimciler bu tür mistik spekülasyonları estetik nedenlerle haklı çıkarmaya bile çalışıyorlar.

Mutlak simetrinin güzel olduğu farzedilmektedir. Böylece, kendimizi bir kez daha Platon idealizminin sığ atmosferinde buluruz. Gerçekte, doğa mutlak simetriyle karakterize edilemez, çelişkilerle, düzensizliklerle, büyük felâketlerle ve süreklilikteki ani kırılmalarla doludur. Bizzat hayatın kendisi bu iddianın kanıtıdır. Her canlı sistemde, mutlak denge ölüm anlamına gelir. Burada gözlemlediğimiz çelişki insanlığın düşünce tarihi kadar eskidir. Bu, düşüncenin “mükemmel” soyutlamalarıyla, gerçek maddi dünyayı karakterize eden zorunlu düzensizlikler ve “kusurlar” arasındaki çelişkidir. Bütün sorun, güzel olsun ya da olmasın matematiğin soyut formüllerinin, kesinlikle gerçek doğa âlemini lâyıkıyla temsil etmemesi gerçeğinden kaynaklanır. Böyle bir şeye inanmak birincil önemde bir yöntem hatasıdır ve kaçınılmaz olarak yanlış sonuçlar çıkarmamıza yol açar.

Bir Cevap Yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Abonelik için e-posta yazmalısınız. Yorumda html etiketleri kullanabilirsiniz.

Gönderen: sonsuz -->

Kategori: Bilim, Felsefe - Etiketler:, , , , , , ,