Tanrının Denklemi | Sicim Teorisi - Bölüm 2

1:34evren bize yeni bir sır fısıldıyor. Belki de Sicim Teorisi'nin ilk sumut kanıtı bu. Baş araştırmacı gözleri parlayarak ekibine döndü ve şöyle diyor. Arkadaşlar, sanırım tarihe tanıklık ediyoruz. Evet.

1:56Hiçbir şey tesadüf değilin Sicim Teorisi serisinin ikinci bölümüne hoş geldiniz. Bir önceki bölümde evrenin en temelinde titreşen enerji iplikçiklerinden bahsetmiştik. Einstein'ın rüyası olan her şeyin teorisinin peşine düşmüştük. Kuantum mekaniği ile genel görelliği birleştirme çabasını konuşmuştuk. Bu bölümde Sicim teorisinin doğuşuna, gelişimine ve karşılaştığı zorluklara odaklanıyoruz. Bilim dünyasını ikiye bölen bu teori neden bu kadar tartışmalı? Deneysel kanıtlar neden bu kadar zor elde ediliyor? Onun üzerine konuşuyoruz.

2:35Hazırsanız parçacık hızlandırıcımızı çalıştıralım ve Sicim teorisinin derinliklerine bir adım daha atalım. Bir formül. Her şeye hükmedecek o formül. Her şeyi açıklayan, evrendeki iki temel yasayı birleştiren ve nerede uygularsanız uygulayıp atom altı parçacıklarda da bir kara delikte de şiir gibi çalışacak o formül. Her şeyin teorisi. Neden buna ihtiyacımız var diye sormuştuk önceki bölümde. Neden uğraşıyoruz ki?

3:31Önce bu sorunun cevabını biraz daha açarak başlayalım isterseniz. Evrenimizi yöneten kuvvetleri tekrar bir hatırlamak gerekiyor bunun için. Genel görellilik her şeyi bir arada tutan o muhteşem kuvveti açıklıyordu bize. Kütle çekimi, yani makro evrenin üzerinde kurulu olduğu oyun sahnesinin harcı olan o kuvveti.

3:54Diğer taraftaysa önce klasik mekanikte kendini gösteren, ardından kuantum mekaniğiyle iki evrende de varlığını sürdürdüğünü keşfettiğimiz elektromanyetizma. Ve kuantum mekaniğiyle varlıklarından haberdar olduğumuz diğer iki kuvvet. Atomun çekirdeğini, dolayısıyla da maddeyi bir arada tutan güçlü nükleer kuvvet ve radyoaktif bozulmadan sorumlu zayıf nükleer kuvvet. Önceki bölümde Leonard Susskind'in Sicim teorisiyle ilgili tezinin reddedilmesinden ve bu teorinin uzun bir süreliğine rafa kaldırılmasından da bahsetmiştik. Bunun da nedeni şuydu. Artık maddenin temel taşı atom değildi. İmkanlarımız geliştikçe daha da derine iniyor ve yepyeni parçacıklar keşfediyorduk. Nötron, elektron, proton derken parçacık ardına parçacık keşfediliyordu.

4:481960'lardan sonra dünya çapındaki üniversitelerde çalışan öğrenciler, akademisyenler, bilim insanları neredeyse her hafta yeni bir parçacık keşfediyordu. Romezon, Omega, B, B1, Pi… Ama bu yeni parçacık çılgınlığının ortasında çok ama çok acayip bir şey keşfedilmişti. Az önce bahsettiğimiz dört kuvvet var ya hani…

5:14Bilim insanları bu kuvvetlerin de aslında parçacıklarla ifade edilebileceğini keşfetmişti. Yani bu kuvvetler de birer parçacıktı. İşte bu epey bir garipti. Çok basit düşünelim. İki parçacık birbirine kuvvet uygularken aslında aralarında top oynuyorlar gibi hayal edebilirsiniz. Birbirlerine atıp geri aldıkları bu toplar da doğanın kuvvetlerini taşıyor.

5:42Peki biz de bu toplara elçi parçacık diyoruz zaten. Mesela elektromanyetizmada bu top fotondur. Ne kadar çok top ya da foton alışverişi olursa manyetik çekimle bir o kadar kuvvetlenir. Bizim doğanın kuvvetleri olarak hissettiğimiz şey de tam olarak bu alışveriş aslında. Daha sonra gerçekleştirilen sayısız deneyde bu kuvvet taşıyan elçi parçacıkların varlığı diğer kuvvetler içinde kanıtlandı.

6:12İşte bu yeni keşiflerle birlikte evrenin işleyişine dair çok daha net bir fikrimiz olmaya başladı. Einstein'ın tüm kuvvetleri birleştirme rüyasına adım adım yaklaşıyorduk. Bu keşfin önemini şöyle açıklayabilirim size. Büyük patlama anına gittiğimizde bu kuvvetlerin elçi parçacıklarının o inanılmaz sıcak ortamda ayırt edilemez olduğunu görürüz.

6:38Ki bilim insanları kağıt üstünde buna dair bir bulguya da erişti. Büyük patlama anında bir noktada zayıf nükleer kuvvet ve elektromanyetizmanın bir araya gelerek oluşturduğu elektrozayıf kuvveti bulundu. Kağıt üstünde de olsa bu çok önemli bir bulguydu. Zira ilk defa doğanın iki yasasını birleştiren bir keşif yapmıştı.

7:02Fakat işte en başa büyük patlamaya gittiğimizde bahsettiğimiz gibi tüm kuvvetlerin birleşerek bir nevi voltranı yani süper kuvveti oluşturması gerekiyordu. Yani artık fizik dünyasının önünde mükemmele yakın bir teori öylece duruyordu. Dünyanın dört bir tarafından gelen keşiflerle puzzle'ın parçaları bir bir yerine oturmuş ve bu zamana kadar ulaştığımız en başarılı teori ortaya çıkmıştı. Buraya kadar dinlediklerinizde standart model olarak bildiğimiz bir teorinin özetiydi aslında. Standart model dediğimizde en başından beri tüm keşifleri, tüm teorileri, tüm bilim insanlarının çabalarını bir araya toplayan bir model. Her yeni keşifle daha da rafineleştirilen, evreni açıklayan teorileri barındıran en temel modelden bahsediyoruz. Bu modelde de elektromanyetizma, zayıf ve güçlü nükleer kuvvet bir arada bulunuyordu.

7:57Dediğim gibi mükemmele yakın ama mükemmel değil. Dikkatli takip edenleriniz fark etmiştir. Bir kuvvetten hiç söz etmedik bile bu modelde. Kütleçekimden. Tüm bu çılgın çalışmaların ortasında hiç kimse kütleçekim kuvvetini taşıyan parçacıya, olguya, güce ya da onu taşıyan artık her neyse rastlamamıştı. Kütleçekim bu denklemin neresinde olabilirdi?

8:26Hani çok basit bir şeyi ararken bulamazsınız ama aslında gözünüzün önündedir ya. Onca zamandır burada mıydı diye düşünürsünüz hatta. İşte kütleçekimin durumu da öyleydi. Ona da birazdan geleceğiz. Fakat burada kısa bir ara verip konuştuklarımızı sindirsek iyi olur. Zira hikayenin devamı da bir bu kadar çetrefilli seyredecek.

8:51Evet, standart model olarak bildiğimiz teori 4 temel kuvvetten 3'ünü birleştirebilmemizi sağlamıştı. Fakat hala kütleçekimi nasıl işin içine dahil edebileceğimizi bulamamıştık. Fakat harıl harıl aradığımız o çözüm gözümüzün önündeydi. Şöyle anlatayım size bunu. Standart model bir gökdelen gibi inşa edilmeye devam ederken sicim teorisi kaldırıldığı rafta tozlanmaya devam ediyordu.

9:19Birçok bilim insanı bu teorinin kulağa çok hoş geldiğini ama gerçek doğada karşılığı olamayacağını düşünüyordu. Kaldı ki Sicim teorisinin savunucuları da işin içine girdikçe birçok sorunla karşılaşıyordu. Bu sorunlardan biri de takyondu. Bu teoriye göre ışıktan hızlı giden takyon isimli bir parçacığın var olması gerekiyordu.

9:43Diğer yandan bir de boyutlar meselesi vardı. Biz ortaya koyduğumuz teorileri genelde 3 düzlemden oluşan uzay ve zaman olmak üzere 4 boyutta ele alarak doğaya uyarlıyoruz. Fakat Sijm teorisini doğaya uyarlamak istediğinizde 3 değil, 4 değil, en az 10 boyuta ihtiyaç oluyordu. Yani. Bu teorinin neden birçok bilim insanı için çılgınlık olduğunu anlamışsınızdır sanırım.

10:08kafalarını sallayıp, hiç uğraşmayın, buradan bir şey çıkmaz deyip geçiyorlardı. Ama işte öyle deyip geçmeyenler de vardı. John Henry Schwarz da vazgeçmeyen bilim insanlarından birisiydi. Yıllardır sigim teorisiyle ortaya çıkan anomalleri ortadan kaldırmak için uğraşıyordu kendisi. Teorinin öngördüğü kütlesiz parçacıklardan ve takyonlardan kurtulmaya ve bu teoriyi bildiğimiz dört boyuta sığdırmaya çalışıyordu Schwarz.

10:38Farklı farklı denklemleri inceliyor, ayarlıyor, değiştiriyor, birleştiriyordu. Ama yok. Bir türlü olmuyordu. Fakat 1973 yılında bir tür aydınlanma yaşadışı vardı. Belki de bulduğu denklemler bildiğimiz kütteş ekibi anlatıyordu. İşte bu sigim teorisinde bir türlü açıklanamayan şeyi açıklıyor olabilirdi. Ancak bu açıklamayı yapabilmek için en başta düşündüğü sigimlerin boyutlarını değiştirmesi gerekiyordu.

11:08Bu sicimler bir atomdan milyarlarca kat daha küçük olarak düşünüldüğünde sicim teorisinde anomali olarak görülen olgular bir anda müthiş bir keşfe dönüşecekti. John Schwarz'ın kurtulmaya çalıştığı o gizemli parçacıklar kuantum düzeyinde kütle çekimi taşıyan herkesin aradığı gravitonlar olabilirdi. Kısacası Schwarz, standart model puzzle'ının son parçasını bulmuştu. Bu bulgusunu anlattığı makalesini yayınladıktan sonra yer yerinden oynar diye düşünüyordu haliyle. Ama yok. İlgilenen pek kimse yok gibiydi. Hala bazı anomaliler vardı ve o nedenle tam bir açıklama yoktu elimizde. İşte bu noktada onun imdadına, Sicimler'e inanan ve parıltılı kariyerini bu teorinin peşinde feda etmeye hazır başka biri yetişti. Michael Green.

12:04Uzun bir süre bu teoriyi inceleyen Green, Sicim teorisinin devrimsel olduğuna inanıyordu. Ona göre insanların bu teoriye dair bulgulara bir tepki vermemesinin sebebi teoriyi anlayamamalarıydı. Ama işte anlatmak da onların göreviydi. Bu amaçla Green ve Schwarz güçlerini birleştirdi. 80'lerde birlikte çalışmaya başlayan ikilinin temel amacıysa Sicim teorisini tamamen çöpe atabilecek matematiksel uyumsuzlukları çözmekti.

12:35Bu uyumsuzluğu da şöyle basitçe anlatabilirim size. Şimdi elinizde iki denklem var diyelim. İkisi de evrenimizin fiziksel bir olgusunu açıklıyor. Bir tarafta x'i 1 bulduğunuzu düşünün. Diğer taraftaysa x 2 çıkıyor. Bu ürün size tam olarak bir anomali. Yani iki tarafta da x'i eşitlemeniz gerekiyor.

12:58Tabii Sigim teorisindeki anomaller çok daha karmaşıktı ve teorinin geleceği de bu ölümcül eşitsizlikleri çözmeye dayanıyordu. Schwarz ve Green de 5 yıl boyunca bahsettiğim matematiksel anomalleri çözmek için uğraştı ve 1984'ün bir akşam vaktinde tüm çalışmaları meyvelerine verdi. Colorado Aspen'de fırtınalı bir akşamdı. dışarıda şimşekler çakıyor. İki bilin insanı kara tahtanın önünde evrenin sırlarını çözmeye çalışıyorlardı. Hatta bu şimşeklerin ışığıyla aydınlanan akşamda green arkadaşına çok yaklaşmış olmalıyız. Baksana tanrılar bizi durdurmaya çalışıyor bile demişti. Gerçekten de yaklaşmışlardı. İki farklı denklemdeki tutarsızlıklar sonunda çözülmüştü.

13:56Bu anomaliler uzun uğraşlar sonrası eşleşmiş ve ortaya tek bir denklem çıkmıştı nihayet. Evrendeki dört temel kuvveti kapsayan matematiksel derinliğe ulaşmışlardı. Ortada artık bir anomali falan yoktu. İşin başında kütle çekimi açıklamak için yola çıkan Schwarz ve Green sürecin sonunda tüm kuvvetleri kapsayan o denklemi bulmuşlardı. Evet, Einstein'ın rüyası gerçek olmuştu.

14:27Şimdi kendinizi onların yerine koysanıza. Hayatınızın büyük bir kısmını adadığınız bir uğraş. Tüm çabalarınızı sadece bir an için sarf ediyorsunuz. Her şeyin gözünüzün önünde çözüldüğü o tek bir an için. İşte Schwarz ve Green bu ana ulaşmışlardı. Harika hissediyorlardı kendilerini. Hayatlarının en güzel anıydı bu. Fakat

14:55bir sorun vardı. Bugüne kadar ne yaparlarsa yapsınlar bilim topluluğu pek de dikkate almıyordu onları. Bu keşifleri de tıpkı Sicim teorisine dair elde edilen diğer bulgular gibi ilgi görmeyecekti muhtemelen. Dolayısıyla çok da büyük bir beklentiye girmeme kararı verdiler. Teorilerine güvenmedikleri için değil bu arada. İnsanların o teoriyi anlayamayacağını düşündükleri için.

15:22Ancak yanılıyorlardı. Yaptıkları keşif adeta bir bomba etkisi yaratmıştı bilim dünyasında. Herkes kafasını çevirip onlara bakmış. Ve birkaç kişiden oluşan Sicim teorisyenlerinin sayısı sadece bir yıl içinde yüzlere hatta binlere çıkmıştı. O zamana kadar herhangi bir konferansta maksimum 10-15 dakika bu konuda konuşabilen Green ve Schwartz dünyanın dört yanından konferanslara davet ediliyor. Ana konuşmacı olarak dinleniyordu artık.

15:52Deyim yerindeyse kutsal kaseyi ellerinde tutuyorlardı. Bölümün başında bahsettiğim her şeye hükmedecek o formüle kavuşmuşlardı. Yüzlerce yıl boyunca sayısız bilim insanının çalışmalarının bir sonucuydu bu. Sonunda her şeyin teorisi ortaya çıkmıştı. Evet, evrenimiz sicimlerle örülüydü. Bir çellonun tellerinden yayılan notalar gibi.

16:18Bu titreşimlerden yıldızlar, gezegenler, galaksiler, biz çıkıyorduk. Hem matematiksel hem de estetik olarak harika bir teoriydi bu. Eee? O zaman ne oldu Sicim teorisine? Neden her yerde bunu konuşmuyoruz? Neden neredeyse hiçbir ders kitabında adı bile geçmiyor? Nereye gitti her şeyi açıklayan o Sicimler?

16:43Sorular cevapları doğuruyor. Fakat çoğunlukla bu cevaplar çok daha fazla soru çıkarıyor önümüze. Sicim teorisi de insan zihnini çok ama çok zorlayan kapılar aralamıştı. Bu kapıları da bir bir açıp içeride ne olduğuna bakacağız birlikte. Fakat göreceklerimiz bizi epey sarsabilir. O nedenle takipte kalın.