Nedir Bu Ekstra Boyutlar?!

Kuramsal fiziğin popüler hayata en çok yansımış kavramlarından biri de ekstra boyutlar… Yaşadığımız evrenin aslında 3 + 1, uzay ve zaman boyutları haricinde  ek başka boyutları da içerdiği ön görüsünden yola çıkarak akıl almayacak bin tane saçmalığı her gün duymak mümkün.

Zannediyorum kuantum fiziğinden sonra en fazla safsata çoklu boyutlar kavramı üzerinde dönüyor.

Bir saçmalığın genel kabul edilen bir doğru haline gelmesinin bu devirde ne kadar hızlı gerçekleşebildiğini düşünürsek, internetin bir köşesinde mevzunun aslı da olsun şeklinde yazayım dedim… Çünkü neden yazmayayım!

Evet nedir  bu ‘ekstra boyut’ kavramı?!… Nereden çıkıyor, ne anlama geliyor vs.

Olayın kaynağı String Theory adı verilen kuram.

Kısaca anlatayım:

Doğadaki olayları açıklayan 4 temel kuvvet ve bu kuvvetlerin davranışını açıklayan 3 temel kuram mevcut:

  • Kütle çekimi kuvveti ve onu açıklayan Genel Relativite
  • Atom boyutunda etkili zayıf ve güçlü nükleer kuvvetler ve bunları açıklayan Kuantum Teorisi
  • Yüklü parçacıklar arasındaki kuvvetler ve bunları açıklayan Elektromanyetik Teori

Kuramsal fizikçilerin yaklaşık bir asırdır kafasını meşgul eden en temel soru:

Acaba tüm bu kuvvetlerin davranışını açıklayan tek bir birleştirici kuram mevcut mu?

Bir başka deyişle birbirinden tümüyle farklı görünen bu 4 kuvvet aynı kuramın farklı durumlarda gösterdiği davranışların mı sonuçları?..

Son 20 yıldır birleştirici kuram aday adaylarının açık ara en önde gideni String Theory (Sicim Kuramı) adı verilen kuram.

Öncelikle en baştan başlayalım… İsmi neden String Theory (Sicim Kuramı) ?

Bir gitarın tellerinden çıkan notaları düşünün; bu notaların her biri aynı telin belirli bir titreşim modlarından oluşur:

String Theory de benzer şekilde doğadaki temel parçacıkların, çok ufak ipliklerin (string kelimesinin özü buradan gelir) farklı titreşim modlarından oluştuğu tezine dayanır. Yani her temel parçacık bu ipliklerin titreşimlerinin bir sonucudur.

Şimdi, gelelim bilmemiz gereken ikinci kavrama:

Lagrangian

Evet bu kısmı biraz fizik öğrenmek isteyenler okusun; geriye kalanlar atlayıp devam edebilir 🙂

Ünlü matematikçi Lagrange’ın isminden gelen Lagrangian bir fonksiyonun maksimum-minimum değerlerini bulmak amacıyla oluşturulan yardımcı fonksiyondur.

Temel olarak fizikteki yeri de çok benzerdir;

Lagrangian = L = Kinetik Enerji – Potansiyel Enerji = T-V

Ve Lagrange denklemi  (ya da Euler-Lagrange denklemi) dediğimiz denklem; herhangi bir fiziksel sistemin her koordinattaki hareket denklemini bulmamıza yarar (örneğin salınım yapan bir sarkaç, ivmelenen bir roket vb.)

Bu temel prensip; yani herhangi bir sistemin Lagrangian’ını oluşturma ve buradan hareket denklemlerini çıkarma işi fiziğin en genel prensiplerinden biri… Ve aynı işi, az önce bahsettiğim ufak ipliklerin hareketi için yaptığımızda bu ipliklerin titreşimlerinin düşündüğümüz gibi gerçekten bildiğimiz evreni tanımlayabilmesi için evrenin boyutunun D=10 olması matematiksel olarak gerekli bir olgudur.

Hiç tavsiye etmem ama meraklısına Polchinski 2. Cilt:

http://stringworld.ru/files/Polchinski_J._String_theory._Vol._2._Superstring_theory_and_beyond.pdf

10dim.png

Dikkat edin, bu aynı zamanda bildiğimiz her kuramın tek çatı altında toplanmasının da gereksinimi olan boyut sayısı.

Şimdi gelelim bu 10 boyutun ne anlama geldiğine…

Öncelikle 3 +1 uzay-zamana eklenen 6 boyutun tamamı uzay boyutu fakat o kadar küçük ki ancak çok yüksek enerji seviyelerinde farkına varılabilecek düzeyde (örneğin bir parçacık hızlandırıcısında ışık hızına yaklaşan elektronun üzerinde olsanız…)

Ek boyut tam olarak nedir, şu an içinde bulunduğumuz 3+1 boyutlu uzay aslında bu 10 boyutlu evrenin nasıl bir yansıması olabilir daha iyi anlamak için kesinlikle şu videoyu izlemenizi tavsiye ederim:

Brian Greene harika bir şekilde anlatıyor… Önce bir nokta (boyutu 0); sonra iki noktanın oluşturduğu bir çizgi (boyutu 1); sonra iki çizginin köşelerinin birleşiminden oluşan kare (boyutu 2); sonra iki karenin köşelerinin birleşiminden oluşan küp (boyutu3)… Peki ya devam edersek?!

İzlenecek yol belli; iki küpün karşılıklı köşelerini birleştirmek. Bunu yaptğımızda elimize geçen şey; aslında 4 boyutlu bir küpün(!) üç boyuttaki yansıması olacaktır:

tesseract.gif

Benzer mantıkla ilerlendiğinde 10 boyuta kadar ulaşılabilir… Dolayısıyla; aslında 3+1 uzay-zaman bu 10 boyutlu evrenin bizim görebildiğimiz bir izdüşümü olarak görülebilir.

Şimdilik zannediyorum bu kadar bilgi bombardımanı yeterli olacaktır :)..  İleride biraz daha detaylı bahsedebilirim belki ancak ekstra boyutlar mistik bir kavram değil; başka dünyalara açılan kapılar hiç değil… Ancak bizim yaşadığımız gerçekliği belirleyen daha üst bir geometri olduğu ve bizim de bunun bir izdüşümünde yaşadığımız çok olası bir teori.

‘CERN’deki deneyler neden önemli, daha yüksek enerjilerde çalışan parçacık hızlandırıcıları neden yapılıyor?’un bir cevabı da işte bu String Theory’nin bir takım öngörülerini de test edebilmek

Reklamlar

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