Kuantum Fiziği ve Sicim Teorisi Üzerine

Özgür Deveci tarafından yazıldı · 5 Kasım 2020

Ben evreni dolaşmak ve olağanüstü bir hikaye anlatmak için özgürüm. Şimdiye dek olan biten her şeyin öyküsü. Kozmosun başladığı andan, dünyamızın ve içindeki her şeyin ortaya çıkışına, uzak geleceğe ve evrenin sonuna dek. Bütün uzay ve zamanı içeren bir yolculuk. Benimle bu yolculuğa çıkmak ister misiniz?

1. Bir doğru

Bir nokta ile başlıyoruz. Geometriden bildiğimiz bu noktanın kendisi bir büyüklüğe ve boyuta sahip değildir. Sadece sistemdeki bir yeri belirten hayali bir düşüncedir. İkinci bir nokta da başka bir yeri belirtmek için kullanılabilir. Ancak o da belirsiz bir büyüklüğe sahiptir. İlk boyutu oluşturmamız için tek ihtiyacımız olan herhangi iki noktayı birleştirecek bir doğrudur. Bir boyutlu nesne sadece uzunluğa sahiptir, genişliği ve derinliği yoktur.

2. Bir ayrım

Eğer birinci boyutsal doğrumuzu alır ve bunu kesen ikinci bir doğru çizersek, ikinci boyuta geçmiş oluruz. Oluşturduğumuz nesne bir uzunluk ve genişliğe sahiptir, ancak yine derinliği yoktur. Daha yüksek boyutları hayal etmemize yardımcı olması için, ikinci boyutsal nesnemizi tanımlarken ilkinden ayrılmış bir ikinci doğru düşünüyoruz. Şimdi flatlander isminde iki boyutlu bir yaşam formu düşünün. Kendi iki boyutlu dünyasında yaşayan bu flatlander nasıl bir şeye benzerdi? İki boyutlu bir nesne sadece uzunluk ve genişliğe sahiptir. Tıpkı bir oyun kartının üzerindeki kraliyet temsilcileri gibi. Şunu hayal edin. Bir flatlander asla sindirim sistemine sahip olamazdı. Çünkü yukarıda başlayan ve aşağıda son bulan bir yemek borusu onu ikiye bölerdi. Ayrıca bizim üç boyutlu dünyamızı görmeye çalışan bir flatlander şekilleri sadece iki boyutlu kesitler halinde anlardı. Örnek verecek olursak, flatlanderların dünyasından geçen bir balon önce küçük bir nokta olarak başlar. Sonra beklenmedik bir şekilde büyüyen içi boş bir daire olur ve belli bir büyüklüğe ulaşır. Ardından varlığını sonlandırmadan önce tekrar bir noktaya küçülür. Ayrıca biz üç boyutlu insanlar flatlanderlara çok garip görünürdük.

Blog single
3. Bir kat

Üçüncü boyutu düşünmek bizim için her zaman en kolayı oluyor. Çünkü hayatımızın her anı üç boyutlu olarak devam ediyor. Üç boyutlu bir nesne bir uzunluk, genişlik ve yüksekliğe sahiptir. Fakat ben üçüncü boyutu tanımlamak için farklı bir yol göstereceğim. Masanın üzerinde duran bir gazetede yürüyen karınca düşünün. Bu karıncayı iki boyutlu gazete dünyasında yürüyen bir flatlander olarak hayal edebiliriz. Eğer bu gazeteyi ortadan ikiye katlarsak, karıncamız için kendi iki boyutlu dünyasında bir yerden sihirli bir şekilde kaybolarak bir başkasına geçebilme imkanı oluştururuz. Bunu iki boyutlu bir nesneyi alıp bir üstteki boyuta doğru katladığımızı -ki burada üçüncü boyut oluyor- hayal ederek anlayabilirsiniz. Bir kez daha yüksek boyutları hayal etmemiz için üçüncü boyutu şu şekilde düşünmemiz daha uygun olacaktır: Üçüncü boyut, bir alt boyutta bir noktadan bir başkasına atlamak için yaptığımız katlamadır.

4. Bir doğru

Evet, ilk üç boyutu artık şu kelimelerle tanımlayabiliriz: Uzunluk, genişlik ve derinlik. Peki, dördüncü boyuta kelime olarak ne atayacağız? Zaman dediğinizi duyar gibiyim. Bildiniz, doğru cevap. Eğer kendimizin 10 dakika önceki halini düşünüp ardından şu anki halimizi düşünecek olursak, 10 dakika önceki halimiz ile şu anki halimiz arasında çizeceğimiz doğru dördüncü boyuttaki bir doğru olabilir. Eğer vücudunuzu dördüncü boyutta görebilseydiniz, dalgalanan bir yılan gibi görürdünüz. Embriyonik halimiz bir uçta, ölmüş olan halimiz ise diğer uçta. Ancak üç boyutlu dünyada bir andan diğer ana yaşadığımız için, tıpkı iki boyutlu flatlanderlarımız gibi oluruz. Bir flatlanderın üst boyuttaki nesnelerin kesitlerini görebildiği gibi, üç boyutlu canlılar olan biz de dördüncü boyuttaki kendimizin üç boyutlu halini görebilirdik.

Blog single
5. Bir ayrım

Bir boyutun bir diğeri üzerine yığılmasının en heyecan verici yanlarından biri, bir alt boyuttayken üst boyutlardaki hareketlerimizin farkında olmamamızdır. İşte size basit bir örnek: Elinize bir gazete kağıdı alın ve birlikte möbius şeridi yapalım. Gazete kağıdını bir kez katlayın ve sonlarını birleştirin. Ardından uzunlamasına bir doğru çizin. Doğrumuz yine kendisiyle buluşmadan kağıdın her iki tarafında da olacaktır. İlginç bir şekilde, şeridin bir tarafı varmış ve iki boyutlu bir nesnenin gösterimiymiş gibi görünür. Bu da şu anlama gelir. Bu şeridin üstünde, bizim çizdiğimiz doğruda yol alan iki boyutlu bir flatlander, ikinci boyuttan ayrıldığının farkına bile varmadan başladığı yere geri dönecektir. Gerçekte, düz bir doğruda yürüyor gibi hissetse de kendisi üç boyutlu evrende ters dönüyor ve bükülüyordur. Dördüncü boyut olan zaman bize geçmişten geleceğe doğru giden düz bir doğru gibi görünür. Ancak çizdiğimiz bu doğru, möbius şeridinde olduğu gibi aslında bir üstteki boyutta bükülüp dönmektedir. Böylece bu dalgalanan uzun yılan metaforu bize herhangi bir zamanda, dördüncü boyuttaki düz doğru gibi gelse de aslında kendisi beşinci boyuttaki herhangi bir zamanda kollara ayrılan yollar yığını gibidir. Bu kolları etkileyenler; bizim seçimlerimiz, şans ve çevremizdeki insanların davranışlarıdır. Kuantum fizikçileri bize dünyamızı oluşturan atom altı parçacıkların gözlem kanununa göre dalga fonksiyon ihtimallerinin yığılmasıyla oluştuğunu söyler. Kendimiz için çizdiğimiz bu resimde, her birimizin beşinci boyutta bulunan belirsiz muhtemel gelecek dalga fonksiyonlarının bizim zaman olarak deneyim ettiğimiz dört boyutlu doğruya yığıldığını görmeye başlıyoruz.

6. Bir kat

Çocukluğunuza geri dönüp kendinizi görmek isteseydiniz ne olurdu? Dördüncü boyutu beşinci boyuta doğru katlayarak, zaman ve uzay içerisinde geriye doğru atlamayı hayal edebiliriz. Fakat ya sizi şu an zengin ve meşhur edebilecek, çocukluğunuzda yapmış olabileceğiniz müthiş bir buluşun olduğu dünyaya gitseniz? Dördüncü boyuttaki kendimizi şu anki zamandan beşinci boyuta doğru ayrılıyor gibi hayal edebiliriz. Ancak buradan nereye giderseniz gidin. Müthiş çocuk mucit zaman çizgisi, sizin şu anki zamanınızdaki mevcut seçenekler arasında yer almaz. Oraya buradan gidemezsiniz. Ne kadar seçim, şans ve diğer faktörlerin etkisi işe katılsa bile bu mümkün değildir. O dünyaya gidebilmeniz için sadece iki yol vardır. Birincisi zamanda geriye gitmek ve bir şekilde yapacağınız icada neden olacak olayları tetiklemek. Sonrasında beşinci boyuta geri dönerek sonuçlanabilecek yeni ihtimalleri görmektir. Ancak bu uzun yoldur. Şimdi size daha kısa bir yol göstereceğim. Beşinci boyutu altıncı boyuta katlayarak, derhal şimdiki durumunuzdan başka bir beşinci boyut çizgisine atlayabilirsiniz.

Blog single
7. Bir doğru

Dördüncü boyutu tanımlarken, bir alt boyutu alıp tek bir nokta gibi düşündüğümüzü hayal etmiştik. Dördüncü boyut, evrende bir dakika öncesini şu anki zamanla birleştiren bir doğrudur veya büyük resmi düşünecek olursak, dördüncü boyutun büyük patlama ile evrenimizin muhtemel sonunu birleştiren bir doğru olduğunu da söyleyebiliriz. Yedinci boyuta girerken, altıncı boyut doğrusunu tek bir nokta olarak hayal etmek üzereyiz. Bunu yapmak için büyük patlama ile başlayarak evrenimizin muhtemel olan tüm sonlarını birleştiren muhtemel zaman çizgilerini hayal ederek, sıklıkla ima ettiğimiz bir kavram olan sonsuzluk gibi bütün hepsine tek bir nokta muamelesi yapacağız. Böylece bizim için yedinci boyuttaki bir nokta, büyük patlamadan beri olmuş veya olacak muhtemel tüm zaman çizgilerini içeren sonsuzluk olacaktır.

8. Bir ayrım

Yedinci boyuttaki bir noktayı sonsuzluk olarak tanımlarken sadece resmin bir parçasını hayal ediyoruz. Eğer yedi boyutlu bir doğru çiziyorsak, yedinci boyuttaki farklı bir noktanın ne olabileceğini hayal etmemiz gerekiyor. Çünkü doğrumuz bu farklı noktayla birleşecektir. Ancak ortada sonsuzluktan başka daha ne olabilir? Cevap, kendi büyük patlamamızdan farklı olarak farklı başlangıç şartları ile oluşmuş tamamen farklı sonsuzlukların olabileceğidir. Farklı başlangıç şartları, yer çekimi ve ışığın hızı gibi temel fizik kanunlarının bizimkiyle aynı olmadığı başka evrenler oluşturabilir. Böylece bu yeni evrenlerin başlangıçlarından muhtemel sonlarına kadar olan tüm muhtemel zaman çizgileri bizimkinden farklı olan bir sonsuzluk oluşturacaktır. Yedinci boyutta çizeceğimiz bir doğru, bu sonsuzluklardan birini diğerine bağlayacaktır. Bu noktada, yedinci boyuttaki bu doğrudan ayrılmış olan farklı bir sonsuzluğa doğru çizdiğimizde sekizinci boyuta geçmiş oluruz.

Blog single
9. Bir kat

Daha öncede belirttiğim üzere birinci boyutta bir noktadan diğer boyuta atlamak için basitçe bir üstteki boyuta katlama yapıyorduk. Eğer gazete üzerindeki karıncamız bizim flatlanderımız ise, onun iki boyutlu dünyasını üç boyutlu olana katlamak kendisinin sihirli bir şekilde bir yerden kaybolarak diğer yerde ortaya çıkmasını sağlar. Dokuzuncu boyutu düşünürken yine aynı kural geçerlidir. Eğer sekiz boyutlu bir dünyadan bir diğerine atlıyor olsaydık, bunun nedeni dokuzuncu boyuta doğru katlama yapabilmemiz olurdu.

10. Bir nokta

Birinci boyutu konuşmadan önce, geometrik olarak nokta kavramı olan sıfırıncı boyut ile başladık. Nokta, sistemdeki bir yeri gösterir ve her nokta belirsiz bir büyüklüğe sahiptir. İlk boyut böylece bu iki noktayı alır ve bir doğru ile noktaları birleştirir. Dördüncü boyutu hayal ettiğimizde, tüm üç boyutlu uzayı tek bir nokta olarak düşündük ve dördüncü boyuta bir doğru çizerken başka bir noktayı kullandık. Bu çizdiğimiz doğruya ise zaman dedik. Daha sonra yedinci boyutta, büyük patlamamız ile oluşabilecek muhtemel tüm zaman çizgilerini tek bir nokta gibi düşündük ve bir doğru çizmek için tamamen farklı bir evrene ait muhtemel tüm zaman çizgilerinden oluşan başka bir nokta kullandık. Şimdi onuncu boyutu girerken, tüm muhtemel evrenlerde oluşabilecek tüm muhtemel zaman çizgileri için tüm kolları düşünecek ve bunları onuncu boyutta bir noktaymış gibi hayal edeceğiz. Gerçekten heyecan verici değil mi? Aslında şu anda tam bir çıkmazdayız. Eğer döngüye uyarak onuncu boyutu bir doğru olarak düşüneceksek, ortada doğruyu birleştirebileceğimiz başka bir nokta olması gerekir. Ancak gidecek başka bir yerimiz kalmadı. Zamanla onuncu boyutta tüm muhtemel evrenler için tüm muhtemel zaman çizgilerini düşündüğümüzden yolculuğumuz artık tamamlanmış gibi görünüyor. Fizikçiler onuncu boyutta titreşen süper cisimlerin, evrenimizin ve diğer muhtemel tüm evrenlerin atom altı parçacıklardan oluştuğunu söylüyor. Diğer bir deyişle, onuncu boyutta tüm ihtimalleri bulmuş olduk. Bu da bizim için bir diğerinin üstüne inşa edilmiş onuncu boyut kavramı olarak görünmektedir.


Bu yazıyı beğendiyseniz sosyal medya hesaplarınızdan paylaşım yapabilirsiniz. Ayrıca buna benzer daha birçok yazı için Blog sayfamızı ziyaret edebilirsiniz.