Evrenin sırları-4 Ekstra Boyutlar

İlk önce Newton geldi. Evrenin olaylarının gerçekleştiği arenanın, birbirinden bağımsız mutlak bir uzay ve mutlak bir zamandan ibaret olduğunu söyledi. 

Sonra Einstein geldi ve “uzayzaman ayrılmaz bir bütündür ve eğrilip bükülür” dedi. 1970’lerde evrendeki her şeyin dört kuvvetin kontrol ettiği temel parçacıklardan oluştuğunu söyleyen Standard Model yerleşmişti. Fakat bir sorun vardı: Dört kuvvetten biri olan yerçekimi Standard Model’de matematiksel olarak tutarsız sonuçlar veriyordu. 2000’lere gelindiğinde Süper Sicim Teorisi ile yerçekimi ve Kuantum fiziğinin bir denklemde ancak ve ancak ekstra boyutların varlığıyla birleşebileceği öne sürüldü. Peki, bu ekstra boyutların ispatı mümkün mü? Cevaptan hemen sonra kemerlerinizi bağlayın; Plüton’u Mars’ı, Kepler452b’yi ve 4,5 milyar yıllık bir kuyrukluyıldızı keşfe çıkıyoruz.

CERN

Yepyeni galaksiler, kara delikler ve yaşanabilir gezegenler bulmak için nasıl uzayda seyahat etmekte olan Hubble, Kepler ve daha birçok teleskop varsa, Kuantum dünyasında yeni keşifler için de CERN adındaki parçacık fiziği laboratuvarı var. Merkezi Cenevre’de bulunan CERN,  Büyük Hadron (atomaltı parçacık) Çarpıştırıcısını iki yıl aradan sonra yeniden çalıştırdı. Protonlar uzun tünellerde eskisinden iki kat fazla enerji ile ve ışık hızına yakın bir hızla kafa kafaya çarpıştırılıyor. Beklenti şu: Bu çarpışmadan yeterince enerji açığa çıkarsa, çıkacak artığın bir kısmı bizim bildiğimiz boyutlardan ekstra boyutlara gidebilir. Çarpışma öncesi ve sonrası mevcut enerjileri kıyasladığımızda, sonrasında bir eksilme varsa, enerji başka bir boyuta süzülmüş demektir. Bu süzülüş düzenini matematikle öngörebilir ve hesaplayabilirsek ekstra boyutların varlığını kanıtlamış olacağız.

11 BOYUT


Sizi 1995’de geliştirilen M Teorisi ile tanıştırayım çünkü bu ‘Her Şeyin Teorisi’ne en yakın teori. ‘Mother of all Theories’ ya da Membrane (Zar) Teorisi olarak biliniyor.  M Teorisi, Sicim Teorisine bir boyut daha ekleyerek evrende 11 boyut olduğunu öne sürüyor. Bu teoride bir boyutlu sicimlerin membrane denilen iki boyutlu zarımsı şekillerin dilimleri olduğu söyleniyor. İçinde yaşadığımız evrenin 11 ya da daha küçük boyutta bir uzayzamanda bir ada olabileceği ve bu uzayzamanda benzeri çok sayıda farklı evren olabileceği bu teoremle ortaya konuluyor. Çoklu Evren Teorisine göre bizim evrenimizin dışında kanunlarını hiç bilmediğimiz paralel evrenler mevcut. Bunları gözlemlemek şu andaki teknolojimizle imkânsız olduğu için teori ispatlanamıyor fakat matematiksel olarak bir şiir kadar basit ve şık olarak, başta da Stephen Hawking olmak üzere birçok astrofizikçinin desteğini alıyor. İkinci şansa kim hayır diyebilir ki, üstelik belki de sonsuz sayıda şansımız vardır.

Profesör Edmund Berstchinger’e dönüyoruz:

 Çoklu Evren Konsepti hakkında ne düşünüyorsunuz?

Birden çok evren düşüncesi spekülatif bir fikir. Bunların varlığını test etme gibi bir şansımız yok. Fakat bunları test edebilmenin bir yolu varsa bunu keşfetmek için çalışılıyor olmasını çekici bir fikir olarak görüyorum. Kendimize bambaşka bir hayat çizgisi çizdiğimiz başka evrenlerin olabileceği fikri müthiş. 

 Einstein’dan beri tüm fizikçiler birleşmiş temel bir teorinin peşinde. Her Şeyin Teorisi bulununca ne olmuş olacak? Niye bu kadar önemli?

Bu soru çok derin bir yanıt gerektiriyor. Belki de bir sinema senaristi ya da roman yazarı bunu daha iyi açıklayabilir.

 O zaman biz de filmlere dönelim. Örneğin The Theory of Everything filminde Stephen Hawking’in bu teoriyi bulma çabası anlatılıyor. Interstellar filminde kahramanın kızı Murphy, ‘Eureka’ diye bağırıp Her Şeyin Teorisi’ni bulduğunu ilan ediyor. Filmde teori sayesinde tüm dünya nüfusunun yerçekimine  meydan okuyarak diğer gezegenlere taşındığını gördük.  

Evet, filmde kavrama ve hayal gücümüzü şu andakinden çok daha ileriye taşıyacak, fiziğin en derin kanunu keşfediliyor. Gerçi bu bana çok komik geldi çünkü o anda karakterin siyah tahtaya yazdığı denklem Sicim Teorisine aitti. Bu fizikçilere hicivli bir gönderme oldu çünkü Sicim teorisyenleri 15 yıl önce Her Şeyin Teorisi’ni bulduklarına inandılar. Medyadan inanılmaz bir ilgiyle karşılandılar ne de olsa doğanın tüm sırlarını çözmüşlerdi, buna kozmolojik sabit de dâhil. Teori ispatlanmadı. Sicim teorisyenleri teorilerine Her Şeyi Teorisi demeyi bıraktılar.

 Her şeyin teorisinin bulunmasının sonuçları ne olur?

Fizikte bir teoriye ulaşmak ve bir teoriden yola çıkarak öngörüler yaratmak iki farklı şey. Parçacık fiziğinde elimizde Standard Model dediğimiz evrenin sıfır boyutlu noktalardan oluştuğu teori mevcut. Teori diyor ki, yeterince büyük kapasitede bilgisayarlarınız ve yeterli algoritmalarınız varsa tüm atom parçacıklarının nasıl hareket ettiğini belirleyebilirsiniz. Örneğin parmak ucumuzdaki atomlar ne tür aktivitelerde bulunuyor ki böyle bir dokuya sahip veya nöronlara hissetme duyusunu nasıl iletiyor veya hareket edebiliyor? Fizik yasalarımız ve teorimiz var, fakat öngöremiyoruz çünkü parmak ucu bir fizikçi için öngörmesi aşırı komplike. Korkarım ki Her Şeyin Teorisi’ni bulmak doğanın temel ilkeleri ile ilgili bize muazzam bir tatmin duygusu verecek ama bu ilkeleri pratiğe dökmek çok zor olacak.

 Bu teorinin bulunması sokaktaki adama bir fayda sağlar mı?

Cesur bir cevapla evet. Doğanın temelleriyle ilgili bilimsel buluşların hepsinin önemli derecede faydalı olduklarını söyleyebilirim. Einstein’ın Genel Görelilik Kuramı en güzel örnek. İlk açıklandığında herkese ne kadar soyut göründüğünü şu ünlü anekdottan biliyoruz. Halka ilan edildiği gün, teoriyi geliştirmeye yardımcı olan ve aynı zamanda İngilizce konuşan dünyaya tanıtmakla sorumlu bir bilim adamına “Bu teoriyi anlayan 3 kişi olduğu söyleniyor, doğru mu?” diye sorulmuş. Cevabı “Üçüncü kişi kim?” olmuş. Bu bilim adamı İngiliz astrofizikçi Arthur Eddington’dı. Bugünse Einstein’ın bu teorisi arabalarda ve cep telefonlarında kullandığımız GPS konum sisteminin temelini oluşturuyor. Sonuç olarak Kütleçekimin Kuantum Teorisini geliştirebilirsek şu anda hayal edemeyeceğimiz teknolojik gelişmelere  imza atacağımıza inanıyorum.

SON KOZMOLOJİK GELİŞMELER

Teorileri bir kenara bırakarak biraz da pratiği konuşmaya ne dersiniz? Tam 540 milyon kilometre ötemizdeki bir kuyrukluyıldıza yolculuk eden Rosetta ile başlayalım.

Uyuyan Güzel Philae’nin hikâyesi

Tam 10 yıllık bir seyahatin ardından Rosetta uzay aracı bir çamaşır makinesi büyüklüğündeki Philae adlı mekiğini 67P kuyrukluyıldıza bıraktı. Kuyrukluyıldızlar güneş sistemimizin 4,6 milyar yıl öncesinde nebula adı verilen gaz ve toz (Evet, ilkokulda öğrendiğimiz gaz ve toz bulutu) bulutunun içinde oluşurken günümüze kalmış bir enkaz gibi düşünülebilir. Kometlerin aynı zamanda hayatın kaynağı olan suyu ve bazı organizmaları dünyamıza getirmiş olduğu düşünülüyor.

12 Kasım 2014’de başta ESA (Avrupa Uzay Ajansı)olmak üzere nefesler tutulmuştu ki herkesi dehşete düşüren bir gelişme oldu. Philae beklenmedik derecede sert olan buzul yüzeyde zıplamış, hedefini yüzde 20 hata payıyla tutturamamış, dolayısıyla güç kaynağının güneşten yararlanamayacağı gölgedeki bir noktaya iniş yapmıştı. Mekiğin uyku moduna geçmeden 60 saati vardı ve yine de mükemmel fotoğraflar ve veriler göndermeyi başarmıştı.

13 Haziran’da Philae yedi aylık uykusundan kalkarak ilk sinyalini yolladı ve tam 12 dakika boyunca müthiş bir veri seti yollamayı başardı. Fakat 9 Temmuz’da Philae yeniden uykuya daldı. 13 Ağustos’ta güneşe en yakın konuma gelen kuyrukluyıldız hızla erimeye devam ediyor. Philae görevinin sonlarına geliyor olabilir. Philae’nin şu anda kendi büyüklüğünde bir çukurda olduğu düşünülüyor. 

Mars yolcusu kalmasın

“Kendine güvenen ve diğerlerine güven veren”  kişilik özelliği birçok dalda iş başvurularında aranan bir özellik. Ama 2026’da Mars’ta koloni kurmaya gideceklerden de bu özellik istenildiğini duyunca Mars One kuruluşunun insan kaynaklarının mülakatlarını merak etmedim değil. 2012’de ilk kez Mars’ta koloni kuracaklarını açıklayan Hollandalı kâr amaçsız örgüte 200 bin kişi başvurmuş. Şimdi 100 kadar sıra(dışı)dan insan Mars’a tek yön bilet alacak ilk dört kişiden biri olmak için finalist oldu. Aralarından Sonia Van Meter, kocasını ve iki üvey çocuğunu geride bırakacağı bu görev için şu sözleri dikkate alınarak seçildi: “Eğer insanoğlu dünya dışında bir gezegende yaşam kurabilirse, kim bize başaramayacağınız şeyler vardır diyebilir?” Adaylar Mars’taki habitatlarına benzer bir modelde grup halinde zorluklarla baş etmeye çalışırken en sonunda altı adet dört kişilik grup kalacak. Bu gruplar Mars görevi eğitiminin tamamını alacaklar ve her iki yılda bir, bir dörtlü grup daha yola çıkacak.  7,5 ay sürecek Mars yolunda, bir oda büyüklüğündeki rokette ıslak mendille temizlenecekler, konserve yemeği yiyecekler ve üç saat egzersiz yapacaklar. İnsanlardan önce Mars’a gezgin araçlar, yaşam üniteleri, yaşam destek ünitesi (oksijen, su) ve tedarik üniteleri gönderilecek.

3 yıl evvel gönderilen ve yüzde  95 oranında biyolojik organizmaların saldığı metan gazının ani yükselişlerine tanık olan NASA’nın Curiosity aracı kafile geldiğinde çalışır durumda olacak mı acaba?

Dört kişilik grup hedefe varır varmaz ilk işleri güneş panelleri kurmak ve habitatlarında besin yetiştirme gayretlerine başlamak olacak. Her ne kadar proje herkes tarafından heyecanla karşılansa da bu girişimin başarısızlıkla sona ereceğine dair haklı şüpheler bulunuyor. Başta insanların maruz kalacağı radyasyon, gıda yetiştirmenin başarısız olması durumu, oksijenin bitmesi, öte yandan gıda yetiştirmek mümkün olursa bitkilerden salınacak oksijenin habitattaki oksijen seviyesini aşırı yükseltmesi ve habitatların havaya uçması gibi, hiç de iç açıcı olmayan senaryolar konuşuluyor.

Kepler 452b! Sesim geliyor mu?

Dünya dışında yaşanabilir gezegen arayışındaki uzay teleskoplarından Kepler, geçtiğimiz ay bugüne kadar dünyamıza en çok benzeyen gezegeni keşfetti. NASA’nın yolladığı Kepler dört yıl boyunca Samanyolu Galaksisinde belli bir bölgeye odaklandı. Gözlem sınırları içindeki yıldızların önünden gezegen geçtiği zaman parlaklıklarında aynı bizdeki güneş tutulmalarında olduğu gibi müthiş bir azalma oluyor. Kepler’in buradan yola çıkarak katalogladığı gezegenler içinde güneşlerin büyüklüğü, parlaklığı, gezegenin güneşe uzaklığı, gezegenin büyüklüğü gibi kriterlere bakılınca dünyamıza benzeyen 12 gezegen bulundu. Aralarında en çok Kepler452b dünyamıza benzediği için onu ‘kuzen’ diye çağırıyoruz. Yörüngesinde döndüğü Kepler452 güneşi de bizim güneşimize benziyor, yalnızca yüzde dört büyük ve yüzde 20 parlak. Gezegenin üzerinde su ve kayalıklar bulunma ihtimali oldukça iyi. Kimbilir, belki de üzerinde medeniyetler oluşmuş 6 milyarlık yaşıyla kurumaya yüz tutmuş olması muhtemel Kepler452b, bizden 1.400 ışık yılı uzaklıkta olduğu için biz onun 1.400 yıl önceki halini konuşuyoruz.

Resimdeki görüntü sanatçının elde edilen bilgilere ve bunların ışığındaki ihtimallere dayanarak resmettiği bir model. 2017 ve 2018’de iki çok gelişmiş teleskop galaksimizde başka güneş sistemlerinde keşif yapmaya çıkacak.

 Prof. Berstchinger, dersinizde şu ana kadar en az 30 potansiyel yaşanabilir gezegen keşfedildiğini söylediniz. Onlara seyahat edebilecek miyiz?

En yakın sistem 20 ışık yılı ötemizde. Öbürleri ise yüzlerce ışık yılı. Yakın yıldızlara seyahat etmenin bir gün mümkün olacağına inanıyorum. Şimdiki teknolojimizle binlerce yıl gerektiriyor. Bir insanın hayat süresi içinde seyahat edebilmesini sağlamak şimdilik hayal olsa da Mars’a gitmek bugün hayal değil. Önümüzdeki 30 yıl içinde gerçekleşecek. Bu yolculuğa çıkacak olanlar için en çok tezahürat yapanlardan biri olacağım. 

Biz de seni seviyoruz Plüton!

Ocak 2006’da yola çıkan New Horizons uzay aracı 14 Temmuz ’da 4,8 milyar kilometre yol yapmış olarak Plüton’a 12.000 kilometre kadar yanaştı. Bu güne kadar dünyadan yapılmış en uzak yolculuk olarak da tarihe geçti. Pluto’nun varlığı 1930’da keşfedilmiş, 2006’da gezegen statüsünden cüce gezegen statüsüne indirilmişti. NASA’nın o gün dünyaya yayınladığı fotoğraflarda apaçık görünen kalp şekli yüreklerimizi ısıttı. Plüton’un büyüklüğü dünyamızın yüzde 18,5’i civarında. Yine dünyamızın yüzde 9,5’i büyüklüğünde Charon adında bir uydusu bulunuyor ve bunun dışında dört uydusu daha. Plüton’un üzerinde yüzen buz kütleleri, egzotik yeryüzü kimyası ve gezegeni kaplayan pus astrofizikçileri hayrete düşürdü. 4,5 milyar yaşındaki güneş sistemimizde Plüton’un üzerindeki dağlar henüz genç sayılır, yalnızca 100 milyon yıl kadar önce oluşmuşlar.

Size Plüton’un bu harika fotoğrafı ile veda etmek istiyorum. Hollywood yine bilim dünyasından bir adım önde davrandı. Bu inanılmaz değilse ne?

Haftaya kara deliklere bir bakıp çıkacağız çünkü kalmayı inanın istemezsiniz.

Yazının 1. bölümü 

https://www.salom.com.tr/haber-96108-evrenin_sirlari.html