Sicim Teorisi

Bu teoriye göre, sicimler titreştiği, büküldüğü ve katlandığı için, insanların parçacık fiziğinden yerçekimi gibi büyük ölçekli fenomenlere kadar “her şey” olarak yorumladığı birçok küçük boyutta etkiler üretirler. 

Sicim teorisi, olası bir “her şeyin teorisi” olarak görülmekte, genel görelilik ile kuantum mekaniğini birleştirebilecek tek bir çerçeve, neredeyse tüm modern fiziğin temelini oluşturan iki teori olarak öne sürüldü. 

Kuantum mekaniği, çok küçük şeylerin davranışını açıklamakta çok başarılıyken, genel görelilik, evrende ne kadar büyük şeylerin meydana geldiğini açıklamak için iyi çalışıyorsa da, bu iki fikri ortak bir paydada birleştirmek neredeyse imkansızdır. 

Bazı bilim adamları, sicim teorisinin ikisi arasındaki bilmeceleri çözebileceğini ve fiziğin kalan çözülmemiş en büyük problemlerinden birini çözüme kavuşturabileceğini düşünüyorlar. 

SİCİM TEORİSİ NEDİR?

Sicim teorisi, fizikçilerin, yerçekimi gibi genellikle devasa bir düzeyde kavramsallaştırılan kuvvetlerin elektronlar ve protonlar gibi küçük nesneleri nasıl etkileyebileceğini açıklamak için kullandıkları bir çerçevedir. 

Albert Einstein’ın genel görelilik kuramında yerçekimi, büyük nesnelerin etrafında uzay-zamanı büken bir kuvvettir. Fizikçilerin doğayı tanımlamak için kullandıkları dört kuvvetten biridir. Ancak diğer kuvvetlerden (elektromanyetizma, güçlü kuvvet ve zayıf kuvvet) farklı olarak, yerçekimi o kadar zayıftır ki, bir parçacık ölçeğinde tespit edilemez veya gözlemlenemez. Bunun yerine etkileri yalnızca aylar, gezegenler, yıldızlar ve galaksiler ölçeğinde fark edilir ve önemlidir. 

Yerçekimi de kendi başına bir parçacık olarak yok gibi görünüyor. Teorisyenler bir yerçekimi parçacığının neye benzemesi gerektiğini tahmin edebilirler, ancak bu tür iki “graviton” birbirine çarptığında ne olacağını hesaplamaya çalıştıklarında, küçük bir alana paketlenmiş sonsuz miktarda enerji elde ederler,astrofizikçi Paul Sutter’a göre bu kesin bir işarettir. 

Teorisyenlerin 1970’lerde nükleer fizikçilerden ödünç aldığı olası bir çözüm, sorunlu, nokta benzeri graviton parçacıkları fikrinden kurtulmaktır. Sicim ve yalnızca Sicimler, fiziksel olarak imkansız sonsuzlukları ima etmeden temiz bir şekilde çarpışabilir ve geri tepebilir.  İngiltere’deki Southampton Üniversitesi’nde teorik fizikçi olan sicim teorisi uzmanı Marika Taylor, “Tek boyutlu bir nesne hesaplamalarda ortaya çıkan sonsuzlukları gerçekten evcilleştiren şey bu”dedi. 

Sicim teorisi, tüm maddeyi ve kuvvet parçacıklarını tek bir elementle değiştirerek evrenin standart tanımında sayfayı çevirir: bizim bakış açımızdan parçacıklara benzeyen karmaşık şekillerde bükülen ve dönen küçük titreşen sicimler. Belirli bir notaya çarpan belirli uzunluktaki bir dizi bir fotonun özelliklerini kazanabilir, katlanmış ve farklı bir frekansta titreşen başka bir dizi kuark rolünü oynayabilir. 

Yerçekimini evcilleştirmeye ek olarak, sicim teorisi, bir elektronun kütlesi gibi sözde temel sabitleri açıklama potansiyeli açısından çekiciydi. Teorisyenler, bir sonraki adımın, sicimlerin katlanmasını ve hareketini tanımlamanın doğru yolunu bulmak olacağını ve diğer her şeyin bunu takip etmesi gerektiğini umdular. 

Ancak başlangıçtaki bu basitlik, beklenmedik bir karmaşıklık pahasına ortaya çıktı – sicim matematiği, tanıdık dört boyutumuzda (üç uzay ve bir zaman) çalışmadı. Altısı yalnızca küçük sicimlerin perspektifinden görülebilen toplam 10 boyuta ihtiyaç duyuyordu, tıpkı bir elektrik hattının yukarıdan uçan kuşlara 1 boyutlu bir çizgi gibi görünmesine karşın, tel üzerinde sürünen bir karınca için 3 boyutlu bir silindir haline gelmesi gibi.  

Sicim teorisi 1960’ların sonlarında ve 70’lerde önem kazandıktan sonra, yaygın olarak sicim teorisinin kurucularından biri olarak kabul edilen California Institute of Technology fizikçisi John Schwarz’ın bir konferansına göre teorik fizikçiler arasındaki popülaritesi dalgalandı. Sayısız makale, konferans ve kuru silme kaleminden sonra, birçoğunun bir zamanlar umduğu nefes kesici atılım her zamankinden daha uzak görünüyor. 

Bununla birlikte, sicim teorisi fikrinin etrafındaki düşünce telaşı, hem fizik hem de matematik üzerinde derin bir iz bırakmıştır.  

Sicim Teorisi Nasıl Evrimleşti?

Bugün sicim teorisi, 1960’ların ve 70’lerin sicim teorisiyle tam olarak uyuşmuyor. Araştırmacılar, değişikliklerle birlikte, hala “her şeyin teorisi” için en iyi aday olup olmadığı veya teorisyenlerin onu başka konular lehine terk edip etmemeleri konusunda anlaşamıyorlar. 

Schwarz, “1973-’74’e kadar sicim teorisi üzerinde çalışmayı bırakmak için pek çok iyi neden vardı,” diye yazdı. Fizikçiler dikkatlerini,küçük, saptanamayan “yumuşak” sicimlerin verimsiz bir keşfi gibi hissettiren şey yerine, eylemleri sicimlerle açıklanamayan kuarklardan oluşan,atom altı parçacıklar olan hadronların daha zorlayıcı kanıtlarına verdiler. Bu konu hakkında Schwarz “Birkaç yüz teorisyeni içeren patlayan bir girişim hızla durma noktasına geldi,” diye yazdı.

Sonraki on yılda, birkaç bilim adamı sicim teorisinin beş farklı versiyonunu takip etmeye devam etti. Araştırmacılar, New Jersey, Princeton’daki İleri Araştırmalar Enstitüsü’nde teorisyen olan Edward Witten’ın bir araya getirdiği ve Güney Kaliforniya Üniversitesi’ndeki bir 1995 sicim teorisi konferansında sunduğu beş fikir arasında zaman içinde beklenmedik bağlantılar bulmaya başladılar. Witten, beş sicim kuramının her birinin, Einstein’ın uzay ve zamanı büken görelilik kuramlarının Newton’un normal hızlarda hareket eden nesneleri tanımlamasıyla nasıl uyuştuğu gibi, belirli bir durumda davrandığı şekliyle daha temel, 11 boyutlu bir kuramın bir yaklaşıklığını temsil ettiğini savundu. 

Sicimler, akla gelebilecek herhangi bir teknolojiyle tespit edilemeyecek kadar küçüktür, ancak erken bir teorik başarı, fizikçilerin Fizik Mektupları dergisinde yayınlanan 1996 tarihli bir makalede kara delik entropisini tanımlama yeteneğiydi. 

Entropi, bir sistemin parçalarını düzenleyebileceğiniz yolların sayısını ifade eder, ancak bir kara deliğin aşılmaz derinliklerini göremeden, hiç kimse içinde ne tür parçacıkların bulunabileceğini veya hangi düzenlemeleri yapabileceğini bilmiyor. Yine de, 1970’lerin başında, Stephen Hawking ve diğerleri termodinamiğin yasalarını kullandılar ve 2020’de Physics dergisinde yayınlanan bir makaleye göre, kuantum mekaniği bir kara deliğin içindeki entropiyi hesaplamak için, kara deliklerin bir tür iç yapıya sahip olması gerektiğini öne sürüyor. Bu yapının ise ne olduğu hala daha gizemini korumakta.

Kaynak:

https://www.space.com/17594-string-theory.html

Halil İbrahim Altındağ

Merhabalar, Ben H.İbrahim Altındağ. Diyarbakır’da doğdum ve büyüdüm şu anda Karadeniz Teknik Üniversitesi, Makine mühendisliği 6.sınıf öğrencisiyim Bilim ve Teknoloji alanında yazıları okumayı, videoları izlemeyi severim. Elimden geldiğince bunları size aktarmaya çalışacağım.