GRAVITON VE HER SEYIN TEORISI

Bilimin en temel olgularından birisi, belki de en önemlisi, soru sormaktır. Soru sorabilmenin kendisi bile başlı başına büyük bir eşiği geçmeyi gerektiriyor; doğru soruları sorabilmek ise bir sanat bence…

Çoğu kez bir şeyin keşfedilmesinin mümkün olup olmadığı sorularına verilen yanıtların kuramsal nitelikte olduğunu görüyoruz. Örneğin, Higgs parçacığının arayan deneylerin başlanmasının ardındaki en temel olgu, kuramsal verilerin tamamının parçacığın varlığına işaret etmesiydi. İnsanlık için diğer bir bariyer olan graviton’un keşfi için de benzer bir motivasyon mevcut. Kuramsal olarak varlığına işaret eden kuvvetli deliller mevcut.

Ancak, “Acaba bu keşfin yapılması için kullandığımız metodlar yeterli mi?” gibi önemli sorular mevcut.

soru

Teorik fizikçilerin uzun zamandır “her şeyin teorisi” üzerinde çalıştıklarını biliyoruz. Her şeyin teorisi derken, doğadaki temel kuvvetlerin çalışma prensiplerini açıklayan kuramları yani

• Kütle çekimini açıklayan Relativite‘yi
• Atomaltı dünyayı açıklayan Kuantum Teorisi’ni
• Yüklü parçacıkların dünyasını açıklayan Elektromanyetik Teori’yi

bir araya getirmeyi hedefleyen bir kuramdan bahsediyorum. Şimdiye dek Sicim Kuramı bu konuda en azından matematiksel olarak oldukça büyük umut vaad etti. Tüm bu kuramları, henüz fiziksel olarak test edilemese de, matematiksel olarak tek bir formülasyon altında toplamayı başarabilen yegane kuramdır Sicim Kuramı. Sicim Kuramı’nın çıkarımlarını deneysel olarak gözlemleme olanağını henüz bulamamamızın çok temel bazı sebepleri mevcut; günümüzün teknolojisi ile bu kuramın öngörülerini gözlemlemek için çıkmamız gereken enerji seviyelerine henüz ulaşabilecek teknolojimiz bulunmamaktadır.

CERN’de Higgs parçacığının keşfi ile beraber, bu parçacığın Sicim Teorisi’nin öngördüğü özelliklere sahip Higgs olduğunu bulabilirsek, ki bu konu halen araştırılıyor, işte o zaman ilk kanıtlarımızdan birine sahip olmuş olacağız.

Ancak elimizde başka temel sorular mevcut; her şeyin teorisi olarak adlandırdığımız bir kuram hem kuantum teorisini hem de relativiteyi bir araya getirdiği için kütle çekimi kavramınında kuantize edilebilir olması gerekmektedir. Benzer bir durumu elektromanyetik teori için düşünecek olursak; elektromanyetik alan ve dalgaları; bu alanın parçacığı olan foton’a hepimiz aşinayız.

Peki aynı şey kütle çekimi için nasıl olabilir? Yani kütle çekimi alanı (gravitational field), kütle çekimsel dalgalar (gravitational waves) ve kütle çekimi parçacığı (graviton) gerçekten mevcut mu?

binary-wave

Aslında ilk ikisi için cevap evet!.. Kimsenin kütle çekimi alanı ve ışık hızıyla hareket eden kütle çekimi dalgalarının varlığı konusunda bir şüphesi mevcut değil, hatta çifte pulsarların yörüngelerindeki küçülme miktarı, tamı tamına pulsarların yayımladığı kütle çekim dalgaları sayesinde kaybettiği enerji miktarı yüzünden olduğu ispatlanmış durumda. Bu dalgaları fiziken gözlemek amacıyla tasarlanmış LIGO henüz bir sinyal gözlememiş olsa bile, ileride gözlemleneceğinden prensipte kimsenin şüphesi yok.

Sıra graviton’a gelince durum biraz değişiyor. Bir graviton’unun varlığı sorusunu bir kenara bırakıp; prensipte elimizdeki araçlarla varlığını gözleyip gözlemleyemeyeceğimiz sorusunu yanıtlamaya çalışalım. Bu noktada ünlü fizikçi Freeman Dyson’ın oldukça ilginç bir çalışması devreye giriyor:

Dyson, graviton’un varlığı sorunsalını bir kenara bırakıp eldeki teçhizatla onun varlığını gözlemleme yeteneğimizi sorguluyor. LIGO deneyini ele alacak olursak:

LIGO; farklı yerlerdeki iki ayna arasındaki mesafeyi birinden diğerine ışık yansıtarak çok büyük kesinlikle bulabilmektedir. Bu iki ayna arasından bir kütle çekimsel dalga geçtiğinde iki ayna arasındaki mesafe küçük bir oranda etkilenecek dolayısıyla da keşif yapılmış olacaktır.

LIGO-large-6-23-08

Ancak iş graviton’u gözlemlemeye gelince ortaya ufak bir sorun çıkıyor!.. Aynaların arasındaki mesafeyi kesin şekilde ölçebilmenin sınırlayıcısı, aynaların pozisyonlarıyla ilgili kuantum mekaniksel belirsizliktir. Yani Heisenberg Belirsizlik İlkesi’nin öngördüğü şekilde aynaların pozisyonlarını belirli bir anda ancak belirli bir mesafe aralığında belirleyebilmemiz önümüzdeki tek sınırlayıcıdır. Bu belirsizlik etkisini iyice küçültebilmemiz için aynaların oldukça ağır olması gerekmektedir. Peki ne kadar ağır?

Tam olarak, aynaların, birbirlerinin kütle çekimine dayanamayarak yakınlaşıp, karadelik oluşturacak kadar ağır olması gerektiği ortaya çıkıyor.

Yani doğanın kendisi bu tarz bir deneyle graviton’u gözlemlememizi engelliyor!

Sadece bunu anlamamız bile akıllara, graviton’u gözlemleyebileceğimiz bir deneyin varlığı sorularını getiriyor. Eğer bu tarz bir deney gerçekten yoksa, yani kütle çekiminin kuantizasyonu test edilebilir bir özellik içermiyorsa, bilimsel olarak da anlamsız demektir.

Dolayısıyla her şeyin teorisi adını verdiğimiz kuram aslında deneysel olaraK belki de asla gözlemleme şansına erişemeyeceğimiz bir kuram olabilir.

Dyson’ın hesaplarını, tamamen şu an kullandığımız enstrumanların yetersizliğini gözlemlemek açısından değerlendirmek daha akılcı olacaktır tabi ki!

Ancak Dyson yine de, bize bilimde bazen gözden kaçırdığımız temel bir noktayı hatırlatıyor;

Bir şeyin varlığını sorgularken aslında her şeyin öncesinde elimizde onu keşfetmek için uygun yöntemlerin olup olmadığını sorgulamalıyız!

Reklamlar

GRAVITON VE HER SEYIN TEORISI” üzerine bir yorum

  1. Sicim kuramı’nda yapılacak ölçü ölçümler için çok gelişmiş ölçü aletlerine ihtiyacımız var. Öyle ki bu ölçü aletleri 10 üzeri – 30 cm gibi uzunluklarda ölçüm yapabilmeli. Bugün bu teknolojiye sahip değiliz bu yüzden ‘sicim’leri de henüz göremiyoruz. Titreşen saz tellerini acaba ne zaman göreceğiz.. Bilimde böyle heyecanlar olmasa insan başka neyden heyecan duyabilir…

Bir Cevap Yazın

Aşağıya bilgilerinizi girin veya oturum açmak için bir simgeye tıklayın:

WordPress.com Logosu

WordPress.com hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap / Değiştir )

Twitter resmi

Twitter hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap / Değiştir )

Facebook fotoğrafı

Facebook hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap / Değiştir )

Google+ fotoğrafı

Google+ hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap / Değiştir )

Connecting to %s