Featured Video Play Icon

Fiziğin Hala Cevaplayamadığı 7 Büyük Soru!

Isaac Newton zaman makinesine binip günümüze gelseydi şu anda bilim dünyasındaki ilerlemeyi gördüğünde büyük ihtimalle gözleri yaşarırdı. Onun zamanında inanılmaz gizemli görünen, varlığından bile haberi olmadığı olgular bugün ortaokul seviyesindeki çocuklar için bile bilinmemesi garip karşılanan olgular.

Örneğin isviçredeki Büyük Hadron Çarpıştırıcısını görse küçük dilini yutar, kütleçekimle ilgili teorisinin Einstein isimli bir adam tarafından bayağı değiştirildiğini duysa hem şaşırır hem de mutlu olurdu.

-Ama herhalde en büyük şoku Kuantum Mekaniğini duyduğunda yaşardı. Gerçi tüm hayatını bu konuya adamış bilim insanları bile hala aynı şoku yaşıyor ama Newton büyük ihtimalle oturacak bir yer arar ve bir bardak su isterdi.

Ancak ne olursa olsun bir sakinleştikten ve kendine geldikten sonra ayağa kalkıp bugüne kadar bu seviyeye gelinmesine katkıda bulunmuş tüm bilim insanlarını ayakta alkışlardı. 19. Yüzyılda kendisinin de büyük katkılar sağladığı ışık konusunda, ışığın doğasının daha iyi anlaşılmasdından, 20. Yüzyılda atomun yapısının çok daha iyi çözümlenmesine ve yakın zamandaki kütleçekim dalgalarının keşfine kadar.

Tabi ki bugün bile bilim insanları henüz yolun başında olduklarını kabul edeceklerdir. Evrenle ilgili henüz farkında bile olmadığımız çok basit ve hayati bilgilerin olduğunu.

 Bunlardan bazılarını, yani açıklayamadığımız, daha iyi bir açıklaması olması gerektiğini düşündüğümüz bazı olguları biliyoruz. Cevaplamaya çalıştığımız ancak pek de yol kat edemediğimiz. Gelin cevaplayamadığımız, fiziğin en gizemli sorularına bir bakalım.

Bilimin cevaplayamadığı en temel sorulardan birisi madde. Madde dediğimiz şey. Biliyoruz. Atomlardan oluşuyor. Basit bilgi değil mi? Atom da proton, nötron, elektrondan. Protonlar, nötronlar da kuarklardan… Peki kuarklar? İşte orada sıkıntı var. Daha temel parçacıklar yok mu? Bu kadar mı yani?

Parçacık fiziğinde Standart Modeli biliyorsunuz. Atom altı parçacıkları ve arasındaki etkileşimleri gayet iyi karşımıza çıkaran, özetleyen bir model. Bu model sayesinde daha önce bilinmeyen parçacıklar da açığa çıkmıştı. Bunlardan sonuncusu 2012 yılında keşfedilen Higgs bozonuydu.

Fakat bir sıkıntı var.

Standart Model ne kadar kapsayıcı ve başarılı görünse de her şeyi açıklamıyor. Mesela. Higgs bozonu neden var? Neden bu kütleye sahip olduğunu bilmiyoruz. Keşfinden önce zira bir katrilyon daha kütleli olduğu tahmin ediliyordu. Ama öyle olmadı.

Dahası. Mesela atomların elektriksel açıdan “nötr” olduğu biliniyor. Protonların pozitif yükü elektronun negatif yükü ile dengeleniyor. Ama bu neden ve nasıl oluyor? Yine. Bilmiyoruz…

Diğer bir problemimiz de kütleçekim. Evet. Aslında en tanıdık olduğumuz, bizi yer yüzünde tutan kuvvet. Einstein da bunu o kadar güzel açıklamıştı ki. Uzay-zamanın bükülmesi olduğundan bahsetmiş, matematiksel olarak da kusursuz bir şekilde ifade etmişti. Fakat buna rağmen hala en az anladığımız kuvvetlerden biri olması da ayrı bir gariplik. Zira kütleçekim elektromanyetizma ve nükleer kuvvetlerden trilyonlarca kat daha zayıf. Nasıl oluyor bu?

Bunu başka bir boyutla açıklamaya çalışanlar var. Oldukça spekülatif olan bu fikre göre uzayın 3 boyutuna ek olarak ekstra boyutlar söz konusu olabilir. Bu boyutlar 3 boyutun içine sıkışmış, nüfuz etmiş durumda olabilir ve biz de bu nedenle bunu tespit edemiyor olabiliriz. İşte bu nedenle de bu kadar zayıf gibi görünüyor olabilir.

Yani aslında kütleçekim de diğer kuvvetler kadar, belki de daha güçlüdür ancak bu ek boyutlara dağınık biçimde yerleştiyse biz bunu algılayamıyor olabiliriz.

Cevabı olmayan sorulardan bir diğeri ise daha önce de konuştuğumuz “zaman” kavramı.

Einstein’dan bu yana uzay ve zamanın dört boyutu oluşturduğu ve “uzayzaman” olarak bildiğimiz kumaşı meydana getirdiği artık genel geçer bir gerçek olarak görülüyor. Ancak. Burada bir ayrımı yapmak çok önemli. Zaman dediğimiz boyutu uzaydan ayrı da ele almamız gerekiyor. Zira zaman uzaydan çok temel bir özelliği nedeniyle ayrılıyor. Örneğin uzayda istediğimiz gibi hareket edebiliriz. İleri, geri, öne, geri, yukarı, aşağı. Keyfimiz nereye isterse gidebiliriz. Fakat zamanda? Çok değil. 10 saniye öncesine dönmek istesek. 5 saniye? Maalesef. Gençleşmenin bir yolu? Maalesef. Peki. İlerisi? Yani bir boyutsa neden geleceğe bir bakıp gelmiyoruz? Neden şöyle 10 sene sonrasına gidip bir kendimize bakıp bugünümüzü düzeltmeye çalışmıyoruz? Zamanın oku diyorlar buna fizikçiler. Sadece tek bir yönde ilerleyebiliyor maalesef.

Burada bazı fizikçiler termodinamiğin ikinci yasasına işaret ediyorlar. Biliyorsunuz. Fiziksel bir sistemin entropisi yani kabaca tabirle düzensizliği zamanla artar, artmak zorundadır. İşte zaman dediğimiz şey de tam da bundan ibaret gibi görünüyor. Zamana yönünü veren şey bu entropinin yönü, bozulmaya giden yol olabilir. Kırılan bir vazo gibi. Kırık olmayana göre daha fazla entropisi vardır kırık bir vazonun. Geri dönüşü ise. Mümkün değildir.

Tabi burada entropi artıyor dediğimizde bu başka bir şeyi de işaret ediyor. Geriye doğru gittiğimizde entropinin az olduğuna. Ve en başa, büyük patlamaya gittiğimizde entropinin de neredeyse sıfırlandığına.

Yani büyük patlamadan öncesi bizim için her zaman olduğu gibi en büyük bilmece. Entropi o zaman neden neredeyse yoktu? Bunun cevabını verebildiğimizde neredeyse tüm bilinmeyen soruların da cevabı peşpeşe gelecektir.

Kimine göre ise asıl soru bu zaman ile uzayın neden bu kadar farklı davrandığıdır. Ama sanki tüm sorular tek bir yere, en başa yönlendiriyor bizi.

Neyse. Gelelim diğer soruya. Antimadde. Nereye gitti bu antimadde? Birçok kez bilim kurgunun konusu olduğu için sanki gerçek dışı bir şeymiş gibi bir algı olsa da gayet gerçek bir olgudan bahsediyoruz. Her bir normal madde parçacığına karşı zıt yüklü bir antiparçacık elde etmek mümkün. Örneğin bir antiproton aynı proton gibi ancak negatif yüklü. Ya da elektronun antiparçacığı pozitif yüklü bir pozitron.

Fizikçiler de laboratuvarda antiparçacık üretebiliyorlar. Fakat haliyle aynı miktarda madde de ortaya çıkıyor. Bu da şu anlama geliyor. Büyük patlamada da aynı miktarda parçacık ve antiparçacık ortaya çıkmış olmalıydı. Fakat evrendeki her şey bildiğimiz normal parçacıklardan meydana geliyor. E o zaman? Nerede bu antiparçacıklar?

Elbette bir cevabımız yok ancak elimizdeki en iyi “tahmin” büyük patlamada bir miktar daha fazla parçacık üretilmiş olabileceği. Yaklaşık olarak da 10 milyar antiparçacığa karşı 10 milyar artı bir parçacık. İşte o artı bir parçacık. Her şeyin mimarı.

Ama asıl soru da bu zaten. Neden bu dengesizlik? O artı bir nereden geldi? Nasıl oldu? Bilmiyoruz.

Geçelim.

Diğer büyük soruya. Sıvı ve katı arasındaki o belirsiz bölgeye. Sıvıları ve katıları çok iyi anladık gibi. Onda sıkıntı yok. Ama bazı maddeler hem katı hem de sıvı gibi davranıyorlar. Buna kumu örnek verebiliriz. Bir kum taneciği haliyle kaya gibi bir katı. Ama milyonlarcasını aldığınızda. Evet. Sıvı gibi davranabiliyorlar. Bunu birçok elemandan oluşan tüm topluluklar için de düşünebilirsiniz aslında. Otoyoldaki trafik de buna bir örnek. Bir engel de olmadığı sürece akıp giden bir olgu. Bu basit bir sorun gibi görünse de bu sorunu çözdüğümüzde öncelikle tüm dünyada trafiği sonsuza kadar bitirebilir, tüm sistemlerin çok daha verimli “akmasını” sağlayabiliriz.

Ancak gelelim diğer aslında en önemli sorulardan birine.

Einstein dahil olmak üzere tüm fizikçilerin rüyalarını süsleyen o “birleşik teoriye”.

Şu anda elimizde birçok şeyi çok iyi açıklayan iki temel teori mevcut. Biri Einstein’ın genel göreliliği, diğeri ise biliyorsunuz kuantum mekaniği. Genel görelilik futbol topundan tutun galaksilere kadar her şeyin hareketini açıklayabiliyor. Kuantum mekaniği ise atomaltı parçacıkların evreninde mükemmel işliyor.

Ancak ve ancak bu ikisinin ayrı düşünülmesi kabul edilemez. Bu ikisinin birleştiği bir yer olmalı. Kuantum mekaniğinde olaylar sabit bir uzayzaman arka planında gerçekleşirken genel görelilikte uzay zamanın kendisi oldukça esnek. Peki esnek ve bükülmüş bir uzay zamanda kuantum mekaniğine ne oluyor? İşte orasını bilmiyoruz. Yani burada neyi bilmediğimizi bile bilmiyoruz.

Ama tabiri caizse bu soruna bodoslama dalan bilim insanları da olmadı değil. On yıllardır bu sorunun bir çözümü olarak “sicim teorisi” konuşuluyor. En basit haliyle maddenin titreşen sicimlerden veya enerji döngülerinden oluştuğunu öne süren teori. Bu açıklamanın klasik ile kuantum mekaniğini birleştirebileceğini düşünen oldukça fazla bilim insanı var. Ancak henüz deneysel anlamda herhangi bir yere varabilmiş değiliz elbette.

Her şeyin teorisi biraz daha bekleyecek.

Şimdi gelelim en ama en can alıcı soruya.

Yaşam. İnorganik maddeden nasıl ortaya çıkabildi. Cansızlıktan canlılık nasıl doğdu?

Dünyamız. 500 milyon yıl kadar cansızdı. Herhangi bir canlılık ibaresi bile yoktu. Sonra. Sonra bir şeyler oldu ve bir virüs gibi canlı yaşam tüm dünyayı sardı. Ama nasıl? Yani biyolojik evrimden önce kimyasal bir evrim olduğu düşünülüyor. Basit inorganik moleküllerin tepkime ile kompleks organik molekülleri çok büyük olasılıkla okyanuslarda meydana getirdiği düşünülüyor. Ama bu süreci ateşleyen, ilk kıvılcım neydi?

Kimi bilim insanlarına göre bu o kadar doğal bir süreç ki. Yani artan entropi ile yaşamın ortaya çıkmaması imkansızdı bu bakış açısı ile. Bunu da yine fizik ile açıklıyorlar. Bilgisayar simülasyonları ile de destekledikleri teorilerine göre sıradan kimyasal reaksiyonlar ya da şöyle söyleyelim, yeni oluşmuş dünyamızda oldukça yaygın olan sıradan reaksiyonlar sürpriz olmayacak şekilde oldukça karmaşık bileşiklerin ortaya çıkmasına neden oldular. Bu da canlı organizmaların ortaya çıkışında çok önemli bir adımdı.

Ama “yaşam” kendi başına çalışılması çok zor bir olgu. Çünkü bir denge ya da kararlılık söz konusu değil. Dengeli bir sistemde tüm bileşenler tahmin edilebilir. Enerji çıkışı veya girişi yoktur. Ama yaşam bunun tam tersidir. En basit bir bitki bile güneş ışığını alarak bunu kompleks moleküllere dönüştürürken çevreye de ısı yayar. Yani bu sorunun cevabı da en az her şeyin teorisi kadar zorlu bir macera.

Tüm bu soruların yanında elbette karanlık madde veya karanlık enerji gibi başka sorular da mevcut ancak özellikle bundan sonraki yol haritamızda değineceğimiz bazı soruları ve tüm bilim dünyasının da gece gündüz üzerinde çalıştığı bu soruları bu şekilde önümüze koymanın faydalı olacağını düşünüyorum. Bu video ile bir not aldık. Cevapsız sorular. Burada bazı olası cevaplara ucundan dokunduk ama elbette yeterli olması mümkün değil. Ayrı ayrı birçok videoda bu cevaplara değineceğiz ve yeri geldiğinde cevapsız yeni soruları da konuşacağız.

Diğer taraftan aramızda geleceğini fizik çalışarak şekillendirmek isteyenler olduğunu biliyorum. Hep söylediğim gibi. Cevabı bulmadan önce sorunun ne olduğunu bilmek çok önemli. Gelecekte “cevaplamak” istediğiniz sorular arasında bunları da ekleyebilirsiniz. Kim bilir. Belki de bu sorulardan birinin cevabını sizlerden biri vereceksiniz. Her şey mümkün…

Ve her zaman olduğu gibi.

Tekrar görüşene dek.

İyi ki varsınız.

Sevgiler…

Kaynak:

https://www.nbcnews.com/mach/science/7-biggest-unanswered-questions-physics-ncna789666?icid=related

“Fiziğin Hala Cevaplayamadığı 7 Büyük Soru!” için bir yorum

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir