Büyük Patlama Teorisinin Geçmişi ve Sorunları

Uzay Evren

“Büyük patlama teorisinden” tek başına bahsetmek aslında doğru değildir. Gerçekte, her biri başı dertten kurtulmayan en azından beş farklı teori vardır. Birincisi, görmüş olduğumuz gibi, 1927’de Lemaître tarafından ileri sürüldü. Bu teori, kısa sürede bir dizi farklı temelde çürütüldü: genel görelilik ve termodinamikten türetilen hatalı sonuçlar, kozmik ışınlar ve yıldızların evrimi hakkında yanlış teoriler vb. İtibarını kaybeden teori, İkinci Dünya Savaşından sonra yeni bir biçim altında George Gamow ve diğerleri tarafından yeniden canlandırıldı. Büyük patlamadan kaynaklanmış olabilecek çeşitli olguları –maddenin yoğunluğu, sıcaklık, radyasyon düzeyleri vb.– açıklamak için Gamow ve diğerleri tarafından birtakım (yeri gelmişken, bir parça bilimsel “yaratıcı muhasebecilikten” yoksun olmayan) hesaplar yapıldı. George Gamow’un parlak yazım tarzı, büyük patlamanın, popüler hayal gücünü ele geçirmesini sağladı. Teori bir kez daha, beklenmedik biçimde ciddi sorunlarla yüz yüze geldi. Sadece Gamow’un modelini değil, onun ardından gelen Robert Dicke ve diğerlerinin “salınan evren” modelini de geçersiz kılan birçok tutarsızlıklar bulunmuştu. Robert Dicke’in “salınan evren” modeli, evreni sonu olmayan bir döngüde salındırarak, büyük patlamadan önce ne olduğu sorununu halletmeye dönük bir girişimdi. Ancak Gamow önemli bir öngörüde bulunmuştu; böyle muazzam bir patlama, geride büyük patlamanın uzaydaki bir çeşit yankısı olarak “fon ışıması” şeklinde bir iz bırakmalıydı. Bu kehanet, birkaç yıl sonra teoriyi yeniden canlandırmak için kullanıldı.
Devamını oku “Büyük Patlama Teorisinin Geçmişi ve Sorunları”

Büyük Patlamanın Sorunları

Doç. Dr. Haluk Berkmen
Einstein 1916 yılında Genel Görelilik kuramını yayınladığında uzamın madde tarafından büküldüğünü iddia ederek yerçekim kuvvetine tümüyle farklı bir yorum getirdi. Bu durumu göz önüne getirmek için şöyle bir benzetme yapabiliriz. Gerili bir çarşafın iki ucuna ağır iki adet bowling topu koyalım. Bu iki top çarşafı bükecekler ve ikisi arasında oluşan kıvrım boyunca birbirlerine doğru yaklaşacaklardır.

İşte benzer şekilde büyük gök cisimleri uzayı bükerek birbirlerine doğru yaklaşıyorlar. Böylece Newton’un kütle çekim yasası tümüyle geometrik olarak kuvvet kavramına gerek duyulmadan açıklanmış olmaktadır. Tek bir gök cismi yakın çevresindeki uzamı büker fakat kendinden uzakta duran uzam bükülmeden düz bir çarşafa benzer. Bu yaklaşımda madde ile uzam iki ayrı nesne olarak görülmekte, madde uzamdan bağımsız olarak uzamın içinde duran bir varlık olduğu kabul edilmektedir.

Oysa ki her ikisini aynı ve tek bir enerjinin iki farklı yoğunluğu olarak da düşünebiliriz. Uzamı çok az yoğunluklu madde, maddeyi de yoğun uzam olarak düşünebiliriz. Böylece biri diğeri içinde hareket etmesi gerekmiyor. Hareket eden ortamın kendisi olup yer yer sıkışarak yoğun madde türlerini oluşturuyor. Yoğunlaşmadığı bölgelerde ise maddenin bulunmadığı geniş boşluklar meydana geliyor.
Boşluk (vakum) dediğimiz maddesiz ortam tümüyle boş değildir. İçinde az miktarda da olsa enerji bulunuyor. Bu enerji “arkazemin ışıması” denen yaygın fakat oldukça zayıf bir enerji olarak ölçülmüştür. Arkazemin ışıması mutlak sıfır olan –273 dereceye oldukça yakın +3 K derecedir. Arkazemin ışıması, uzayın hangi boş noktasına bakarsak bakalım aynı değerde ölçülmektedir. Demek ki uzam her bölgede aynı özelliklere sahiptir, yani homojendir. Uzaydaki madde yoğunluğu (birim hacim içinde bulunan madde miktarı) oldukça sabit. Uzayın bir bölgesi ile diğer bölgesi aynı miktarda yıldız ve gök adaları barındırıyor. Bu durumu açıklamak için Büyük Patlama modeli ileri sürüldü.
Devamını oku “Büyük Patlamanın Sorunları”

Sicim Kuramı (Membran Teoremi, String Theory)

sicimkurami

Sicim Kuramı, fiziğin temel modellerinden birisidir. Yapı taşı olarak Standart modelde kullanılan boyutsuz noktalar yerine, tek boyutlu uzanıma sahip sicimler kullanılmaktadır. Bu temel yaklaşım farklılığı, parçacıkları noktalar olarak tasvir eden modellerde karşılaşılan bazı problemlerden sakınılmasını sağlamaktadır.

Kuramdaki temel fikir, gerçekliğin esas bileşenlerinin rezonans frekanslarında titreşen ve Planck uzunluğunda olan (10-35 mm civarı) sicimler olduğudur.[1] Sicim teorisine göre evrendeki her madde tek bir şeyden oluşuyor: titreşen ince sicimler. Farklı rezonanslarda titreşen bu sicimler, evrendeki her şeyi meydana getiriyor. Sicim kuramı, evren’i oluşturan en temel, bölünemeyecek kadar küçük bileşenlerinin nokta gibi parçacıklardan değil, titreşen minyatür keman tellerine benzeyen sonsuz küçük döngülerden oluştuğunu öne sürer.[2]

Fizikçilerin karmaşık teorileri, içinden çıkılmaz denklemleri ve insanı şaşkına çeviren bir jargonu anlamak gibi yetenekleri olsa da, aslında onlar basitliği severler. Gerçekliğin, temelde basit olduğunu kabul ederler. İşte bu yüzden parçacık fiziğinin standart modelinden memnun değiller. Bu model, elektronlardan kuarklara, muonlara evrendeki her şeyi oluşturan 57 (son sayımda) farklı parçacığın özelliklerini ve birbirleriyle etkileşimini açıklıyor. (Muon ilk keşfedildiğinde bir fizikçi “Onu da kim sipariş etti?” diye sormuştu.)

Chicago yakınlarındaki Fermilab’da çalışan fizikçi Joe Lykken, “Evrenin en temel parçasının 57 çeşit olması çok gülünç.” diyor. Daha temel bir gerçeklik arayışı, fizikçileri sicim teorisini kabul etmeye yönlendirdi.
Bu teorinin alışılmışın dışında bir özelliği –bazılarına göre bir dezavantajı– var: En az dokuz uzaysal boyut gerektirmesi. Bunlardan altısını ise üç boyutlu bir dünyada yaşayan bizler algılayamıyoruz.

Teori, şu ana kadar deneyle desteklenmedi. Sicimleri gören kimse yok; tahmin edilenden çok, hatta trilyonlarca kat daha küçük olabilirler. Gizli boyutlara gelince, onlar da arabanızın anahtarını nerede unuttuysanız oradalar.

Devamını oku “Sicim Kuramı (Membran Teoremi, String Theory)”