Parçacık fizikçileri, evreni açıklamak için “Standart Model” adlı bir teori kullanırlar. 1970’lerde geliştirilen bu model, her şeyi oluşturan ve evreni bir arada tutan doğanın temel parçacıklarını ve güçlerini tanımlar. Bununla birlikte, Standart Model genel görelilik teorisine uymaz. Bu bilmecenin çözümü için seçeneklerden biri sicim teorisidir
Sicim Teorisi Nedir?
Sicim teorisi bilimsel bir teoridir. Ancak aslında yalnızca matematiksel anlamda bir teoridir. Kendi aksiyomları, varsayımları, unsurları ve ayrıca bunlardan türetilebilecek teoremleri ve sonuçları vardır. Küme teorisi, grup teorisi ve sayı teorisinin tümü matematiksel teorilerin örnekleridir ve sicim teorisi de buna benzer bir örnektir.
Ancak sizim teorisi için fiziksel anlamda geçerli bir teori demek kolay değildir. Sonucunda sicim teorisi, doğanın temel yapı taşlarının noktalar gibi değil, sicimler gibi olduğunu iddia eder. Farklı parçacıklar ve kuvvetler, çok sayıda farklı şekilde titreşen sicimlerdir. Ancak sorun bugüne kadar bu sicimleri gören kimsenin olmadığıdır.
Bilimsel bir teori düzeyine yükselmek istiyorsanız, test edilebilir ve dolayısıyla yanlışlanabilir veya doğrulanabilir tahminlerde bulunmalısınız. Ancak bu durum sicim teorisi için geçerli değildir. Sonuçta teori Planck uzunluğu seviyesindeki objelerle ilgilendiği için, şu ana kadar bilimsel anlamda test edilmesi mümkün olmamıştır. Bu nedenle sicim teorisi tartışmalı bir teoridir.
Sicim teorisi hakkında ilginç olan şey, ilk önerildiğinde buna sicim hipotezi denmesiydi. Yani aslında bu fikrin henüz tam teşekküllü bir teori statüsüne yükselmediği kabul ediliyordu. Sicim teorisinin arkasındaki matematik uzun ve karmaşıktır, ancak ayrıntılı olarak çalışılmıştır. Arka plandaki matematiksel zarafeti ise birçok bilim insanı için onu takip etmeye devam etmek için yeterli nedendir.
Boyut Sorunu
Sicim teorisi sadece uzay-zamanın on boyutunda çalışır. Peki bu altı ekstra boyut nerede? Gizli boyutlar fikri aslında Alman Theodor Kaluza ve İsveçli Oskar Klein tarafından sicim teorisinin ortaya çıkmasından yıllar önce ortaya atılmıştı.
Einstein, genel görelilikte uzayın bükülmesini tanımladıktan sonra, Kaluza ve Klein, uzaysal bir boyutun bükülüp yeniden birleşmesi sonucunda ne olabileceğini düşünmüşlerdi. Bu boyutlar çok küçük olacağı için muhtemelen gözlemlenme şansları olmayacaktı. Kaluza ve Klein, buna rağmen, bu boyutların algıladığımız dünya üzerinde bir etkisi olabileceğini gösterdiler.
Sicim teorisi Kaluza-Klein fikrini benimsemiştir. Şu anda gizli boyutları denemek ve gözlemlemek için çeşitli deneyler tasarlanmaktadır. Bir umut, ekstra boyutların kozmik mikrodalga arka plan üzerinde yani Büyük Patlama’dan kalan radyasyon üzerinde bir iz bırakmış olabileceği ve bu radyasyonun ayrıntılı bir çalışmasının bunları ortaya çıkarabileceğidir.
Diğer deneyler daha doğrudandır. Yerçekimi kuvveti büyük ölçüde boyutların sayısına bağlıdır. Bu nedenle yerçekimi kuvvetlerini kısa mesafelerde inceleyerek Newton yasasından sapmaları tespit edebilir ve ekstra boyutların varlığını görebiliriz. Son yıllarda yapılan yoğun çalışmalar sayesinde fizikçiler, kütle çekiminin bir milimetrelik mesafede bile nasıl değiştiğini ölçmeyi başardılar. Elde ettikleri bulgulara kütle çekimi kuvveti büyük ölçeklerde nasıl davranıyorsa gene aynı şiddetteydi.
Sicim Teorisi İle İlgili Sorunlar ve Sorular
Ancak sicim teorisinin fikirleri son elli yılda sayısız teorik ve matematiksel testlerden geçmiştir.
Matematik ve fizik her zaman birbirini etkilemiştir. Sicim teorisi bu nedenle birçok matematikçiye ilham veren çalışmalara neden olmuştur. Bunlar, gizli boyutların olası geometrileri, minimum bir mesafe olduğunda geometrinin temel fikirlerinin ne olacağı, sicimlerin ayrılıp bir araya gelme yolları gibi konulardır.
Sicim teoremi hala varsayımsal bir teoridir. Bir teorinin tamamıyla tutarlı ve matematiksel olarak da cezbedici olması onun bilimsel anlamda geçerli olacağı anlamına gelmez. Bu nedenle kimi fizikçiler sicim teorisinin geçerliliğini yitirdiğini düşünmektedir.
Açık olan tek bir şey var: evren, hala keşfedilmeyi bekleyen sırlarla doludur. Bu nedenle sicim teorisi, teorinin nasıl bir araya geldiğini ve etrafımızda gördüğümüz dünyayı nasıl ürettiğini görmek için çalışan yüzlerce insanın çalıştığı aktif bir araştırma alanıdır. Bazı araştırmacılar, sicim teorisinin bir gün sonuç vereceğini iddia ediyor. Ancak teorinin nihai kaderi henüz belli değildir.
Sonuç Olarak;
Sicim teorisi fikri 1969’da İtalyan fizikçi Gabriele Veneziano’nun yazdığı bir formülden temelini aldı. Veneziano aslında sicimlerin değil, proton ve nötron gibi parçacıkların fiziğini tanımlamaya çalışıyordu. Sonraki yıllarda dünyanın dört bir yanındaki fizikçiler sicim teorisini bu ilk formülden yola çıkarak çözmeye başladılar.
Sicim kuramının tam resmi sonraki elli yıl içinde daha da netleşti. 1970’lerde, 1980’lerde ve 1990’larda konu üzerine bir çok fikir ortaya atıldı. Günümüzde popülaritesi azalsa da sicim teorisi hâlâ dünya çapında binlerce araştırmacının bulunduğu aktif bir alandır.
Temel fizik uzun bir oyundur. Einstein yerçekimsel dalgaları ilk kez 1915’te tahmin etti. Ancak bu dalgalar ilk tahminden yüz yıl sonra, 2015’te LIGO deneyi tarafından tespit edilecekti! Gelecekteki parçacık fiziği deneyleri, yerçekimsel dalga gözlemevleri veya kozmolojik ölçümler, sicim teorisinin kesin testlerini sunabilir. Belki de o zaman aradığımız cevaplara erişebiliriz.
Ayrıca göz atmak isterseniz. Evrensel Deha Leibniz’in Büyük Sorusu: Neden Hiçbir Şey Yok Değil de Bir Şeyler Var?
Kaynaklar ve ileri okumalar:
- What Is String Theory? Yayınlanma tarihi: 11 Temmuz 2019; Bağlantı: https://www.space.com/17594-string-theory.html
- String theory: From Newton to Einstein and beyond; Yayınlanma tarihi: 1 Aralık 2007; Bağlantı: https://plus.maths.org/
- What Is String Theory?; Yayınlanma tarihi: 20 Mart 2019; Bağlantı: https://www.livescience.com/65033-what-is-string-theory.html
Size Bir Mesajımız Var!
Matematiksel, 2015 yılından beri yayında olan ve Türkiye’de matematiğe karşı duyulan önyargıyı azaltmak ve ilgiyi arttırmak amacıyla kurulmuş bir platformdur. Sitemizde, öncelikli olarak matematik ile ilgili yazılar yer almaktadır. Ancak bilimin bütünsel yapısı itibari ile diğer bilim dalları ile ilgili konular da ilerleyen yıllarda sitemize dahil edilmiştir. Bu sitenin tek kazancı sizlere göstermek zorunda kaldığımız reklamlardır. Yüksek okunurluk düzeyine sahip bir web sitesi barındırmak ne yazık ki günümüzde oldukça masraflıdır. Bu konuda bizi anlayacağınızı umuyoruz. Ayrıca yazımızı paylaşarak veya Patreon üzerinden ufak bir bağış yaparak da büyümemize destek olabilirsiniz. Matematik ile kalalım, bilim ile kalalım.
Matematiksel
