Her Şeyin Teorisi - Tanrı ve Fizik .. BÖLÜM 5

Her Şeyin Teorisi - Tanrı ve Fizik .. BÖLÜM 5

 Fizik yasaları nasıl ortaya çıkar?.. 

Bilim, „varsayım. denemektir. Bilim insanları doğayı anlamak için betimlemeler yapar. Richard Feynman.a göre; genellikle bir teoriyi şöyle buluruz37; ilk önce bir tahmin yürütürüz sonra sonuçlarını hesaplarız, sonuçları gözlemlerle kıyaslarız, eğer gözlemlerle uyumlu değilse, yanlıştır. İşte bu basit cümle, bilimin anahtarıdır. Fizik konusunda iyi bir kuramın üç bileşeni vardır; 

- Evreni oluşturan malzemenin tanımlanması (bu malzeme temel parçacıklar ya da kuantum alanı olabilir), 
- Malzemenin yayıldığı arena (dört boyutlu uzay zaman), 
- Malzemenin tabi olduğu kurallar (fizik yasaları) kümesi. 

Bir fiziksel sistemin “durumu” verili fizik yasaları altında o sistemin gelecekteki evrimini belirleyebilmek için zamanın bir sabit anında söz konusu sistem üzerinde sahip olmanız gereken tüm bilgilerdir. 

Bir fiziksel özelliği ters yüz etmeyi içeren üç tür olası simetri vardır38; 

- Zaman tersimesi (T); geçmiş ile geleceğin yerini değiştirir. 
- Parite (P); üç boyutlu dünyada önemli olan sağ ve solun yerini değiştirir. 
- Yük eşleniği (C); parçacıklar ile karşı-parçacıkları değiştirir. 

T, P ve C dönüşümlerinin hepsini iki kez üst üste tekrarladığımızda başladığımız duruma döndüğünüz özellikleri vardır. 

 Fizikte üç tür gizem olduğu söylenebilir. Bunlardan ilki, teorilerin kendisinde saklıdır; teoriler teoriktir. İkincisi genelde araştırmaların itici gücü gözlem ve deneydir. Ama evreni bir bütün olarak deneyle test etmenin bir yolu yoktur. Üçüncü gizem artık kimse bir şey anlamaz hale geldiğinde ortaya çıkar. Kara delikler ve uzay-zaman öncesinin fiziği bu üç türe de girer 39. 

Klasik mekaniğin öncüsü ve deterministik (belirlenimci) Newton, ampirik yöntemler (gözlem ve deneyler) ile elde ettiği sonuçları matematik formüller halinde kağıda dökerdi. 
Bunun için de diferansiyel denklemler ve geometri kullanırdı. Kâğıda döktüğü bu sonuçlar doğanın işleyişinin bir kopyasının çıkartılması şeklindeydi ve bu nedenle doğa yasaları olarak adlandırıldı, yani „yasa. oldu. Özetle, Newton ampirik yöntemler (deney ve gözlem) ile matematik formülleri birleştiren ve hala aksi ispatlanamayan yasalar ortaya koydu. Onun yasaları özellikle büyük ve yavaş maddelerin dünyasında hala geçerlidir. 

Burada kütle ve hareket ile ilgili iki yaklaşımı açıklamalıyız; 

- Deterministik (belirlenimci) yaklaşım (Newton ve Einstein); “Eğer bir herhangi bir anda evrenin tüm hallerinin bilgisine sahip isek, evrenin sonsuz öncesi ve sonrası bilinebilir”. 
- İndeterministik (belirlenemezci) yaklaşım (Kuantum mekaniği); bilinemez. Heisenberg Belirsizlik İlkesi (nedeniyle evrenin aynı anda tüm bilgisine sahip olamayız.) bir parçanın aynı anda hem konumunu hem de hızını ölçemezsin. 

   Einstein, doğaya yönelik gözlemleri sonucu model kurardı ve modelinin test edilebilir öngörüleri vardı. Bu kuramsal tasarımlar, Einstein.in teorileri oldu. Bu teorilerin öngörülerinden bazıları doğrulandı bazıları ise henüz doğrulanmadı (örneğin yer çekimi dalgalarının varlığı. Hepsi doğrulansaydı ve kuramın tüm öngörülerinin sadece eldeki bilinen öngörüler olduğuna emin olsaydık Einsten in Yasaları diyebilirdik. 

   Newton Yasalarının aksine Einstein.ın Teorileri doğanın işleyişinin bir kopyasının alınması değil, kuramsal tasarımlar oldukları ve bazı öngörülerinin test edilememesi ve kuramın tüm olası öngörülerinin bilindiğinin de ispatlanamaması nedeniyle teori olarak adlandırıldılar. Mevcut öngörülerinden biri yanlışlandığı takdirde her kuram gözlem ve deneyle uyuşacak şekilde modifikasyona tabi tutulur, modifikasyon işe yaramazsa yerini başka bir kurama terk eder. 

    Kuantum teorisi çerçevesinde hiçbir parçacığın tam olarak durumunu belirlemek mümkün değildir; ancak bir parçacığın belirli bir durumda olma olasılığı dalga fonksiyonuna göre hesaplanabilir. Heisenberg in belirsizlik ilkesine göre, hiçbir maddenin konum ve momentumu veya zaman ve enerjisi aynı anda bilinemez. 

   Newton ya da Einstein fiziğinde gözlemcinin gözlenen üzerinde etkisi bulunmaz; kuantum fiziğinde ise gözlemci gözleneni değiştirmeden gözlem yapamaz;) örneğin bir elektronun durumunu anlamak ve gözlem yapmak için üzerine bir foton gönderip geri gelen fotonu gözlemlersiniz; oysa foton bu arada kendi enerjisini elektrona da geçirmiş ve durumunu değiştirmiş olur. Bu yüzden gerçek durumunu anlamanız tam olarak mümkün değildir. 

   Newton mekaniğinde bir şeyin konumu ile ilgili gerçek kesinlik aranır, kuantum mekaniğinde ise kesinlik yoktur, en iyi betimleme dalga fonksiyonudur. Örneğin klasik mekaniğe göre, oda içinde bulunan bir kedinin “%75 olasılıkla masanın altında olduğunu düşünüyorum” gibi bir ifade kullanırsınız. Burada gerçek bir kesinlik aranır. 

   Kuantum mekaniğinde ise “baksa idik, kediyi masanın altında bulma şansımız %75, divanın üstünde bulma şansımız %25 olurdu” gibi bir ifade kullanırız. Burada kedinin bulunduğu gerçek bir yer yoktur, gördüğümüz olan değildir, dalga fonksiyonu ile betimlenen farklı olasılıkları belli yerlerde görürüz. Dalga fonksiyonu, uzay ve zamanda dalgalanmayı ifade eder. Aynı anda tek bir konum değerine ve tek bir momentuma odaklanan dalga fonksiyonu yoktur. 

Fizik Yasaları (özet).. 

Tüm fizik tüm kuramlarının üzerine inşa edildiği en parlak yapı Newton Mekaniği oldu. Bunun yanında James Clerck Maxwell.in 19. yüzyılın ortalarında ortaya çıkan elektrik ile manyetizmi birleştirmesi pek çok deneysel olguyu açıklamıştı. Ancak, iki kuram birbiri ile uyuşmuyordu. Newton mekaniği karşılıklı birbirlerinin yanından geçen iki nesnenin göreli hızlarının iki hızın toplamına geldiğini sonucunu çıkarıyordu. 

Newton bilimsel çağın temellerini attı. Hareket Kanunları 40 ve Kütleçekim Teorisi bugünkü fiziğin ve mühendisliğin yapıtaşlarıdır. Genellikle Newton mekaniği olarak bilinen klasik mekanik, genel olarak cisimler üzerine etki eden kuvvetler ile ilgilenen bir fizik dalıdır. Klasik mekanik günlük olaylar çerçevesinde oldukça kesin sonuçlar üretmektedir, ancak ışık hızına yakın hızlarda hareket eden sistemler için göreli mekanik, çok küçük uzaklık ölçeklerinde sistemler için kuantum mekaniği ve her iki özelliğe sahip sistemler için de göreli 
kuantum alan teorisi kullanılmaktadır. 

Newton mekaniği (sadece Newton tarafından belirlenen kurallar kümesi olmadığını vurgulamak için „klasik mekanik. terimi daha çok kullanılır), dünyanın derin yapısı üzerine düşünmenin bir yoludur. 
Dünya, tüm karmaşıklığına rağmen gözlemleyip tanımlayabileceğimiz şeylerden oluşur; bilardo topları, gaz molekülleri, elektromanyetik dalgalar, gezegenler vb. Bunlar kuvvet uygular, birbirine çarpar ve bu etkilere bağlı olarak hareketleri değişir. Newton öngördüğü bu yapı, çeşitli bağlamlarda yinelenir; Newton un kendi kütleçekim kuramı. 

Maxwell.in on dokuzuncu yüzyıl elektrik ve manyetik kuramı ve Einstein.in genel göreliliği hep klasik çerçeveye girerler. Klasik mekanik belirli bir kuram değildir, bir paradigmadır. Kuantum mekaniği ortaya çıkana kadar fiziği başka bir şekilde düşünmek neredeyse imkânsız hale gelmişti. Etrafımızdaki her şeyin asıl maddesi olan enerji ve parçacıklar (kuarklar) ile çalışmak ihtiyacı kuantum mekaniğini doğurdu. 

Maxwell.in elektromanyetizması ise ışık hızının bu kuralın istisnası olduğunu savunuyordu. Einstein.in özel göreliliği ise, mekanik için ışık hızının özel bir rol oynadığını, ama parçacıkların yavaş hareket ettiğinde Newton modeline indirgenen bir çerçeve sağlayarak, iki kuramı tek bir bütünde bir araya getirmeyi başardı. 

Newton fiziği ile 1846.da Neptün gezegenin bulunuşu, evren formülasyonunun geliştirilmesi yanında metalürji, botanik ve jeoloji araştırmaları için önemli katkılar sağlanmıştır. 

Albert Einstein Özel Görelilik kuramıyla enerjinin ışık hızının karesiyle kütlenin çarpımına eşit olduğunu E=mc2 formülüyle ileri sürdü ve bu deneylerle ispatlandı. Genel Görelilik kuramı kütlenin uzay zamanı büktüğünü ve (daha sonra gözlemlerle de ispatlandığı gibi tüm kütlelerin ve hatta ışığın bu bükülmüş uzayda hareket ettiğini ileri sürdü.) zaman, mekân, hareketin birbiriyle bağımlı olduğunu ispatlayıp Brown hareketi ile atomun varlığını kanıtladı. 

Görelilik, Newton.cu “zamanda ileri gitmelisiniz” (zaman hep ileri gider) kuramının yerine yenisini koymuştur; ışık hızından daha yavaş hareket etmelisiniz (hiçbir madde ışık hızını aşamaz) Einstein.in ünlü denklemi bize, durgun konumdaki bir nesnenin enerjisinin kütlesi ile ışık hızının karesinin çarpımına eşit olduğunu söyler. Bunun pratik sonucu; çok küçük miktarda bir kütle bile muazzam miktarda enerjiye sahiptir. Bu formül sadece atom bombaları üzerine değildir, etrafımızdaki tüm enerjinin dinamiğinin temel özelliğidir. 

20. yüzyılın ilk yarısında mikroskobik ölçeklerde maddenin davranışlarını anlamaya çalışan fizikçiler eski kuralları ters yüz edecek görüntülerle karşılaştılar. Bununla beraber, kuantum mekaniğinin ne olduğu konusunda aslında tam da emin değiliz. Kuantum mekaniğine göre, dünyaya dair gözlemleyebildiğimiz, var olanın yalnızca küçük bir altkümesidir. 

 Makro evrende, galaksiler ve gezegenler özelinde, Einstein'in görelilik ve kütle çekim teorisi geçerli kabul edilir. Şu an bizim algıladığımız evren yani kütle ve enerjinin korunumu. termodinamik yasaları, her şey Einstein ve Newton kurallarına göre oluyor. Ancak Planck ölçeğinde, yani mikro evrende, yani atom altı düzeylerdeki ölçeklerde, Newton ve Einstein kuralları geçerli değil. 
Bir parçacık hatta iki farklı yerde de olabilir. Buna belirsizlik ilkesi deniyor. 

Heisenberg Belirsizlik İlkesine göre, kuantum mekaniğinde bir parçacığın konumunu ve momentumunu %100 bilmek mümkün olsa da hiçbir zaman konum ve momentumu aynı anda bilmemiz mümkün değildir. Bu yüzden klasik mekanikteki gibi hem konumunu hem de momentumunu ölçeceğimiz zaman sonucun ne olacağını hiçbir zaman söyleyemeyiz. Bu belirsizlik ilkesidir. Belirsizlik ilkesi, dalga fonksiyonunun farklı olası konum, momentum ya da (genellikle) her iki değeri için belli bir yayılma olduğunu ifade eder. Yeterince büyük sistemlerde, belirsizlik hiç fark edemeyeceğimiz kadar görece küçük olur. 

Anlamadığımız bir şey kuantum kütleçekimdir. Genel görelilikte kuram klasik bir temel üzerine oturtulmuştur; kütleçekim uzay-zamanın eğikliğidir ve ilkesel olarak uzay-zamanın eğikliğini istediğimiz hassasiyetle ölçebiliriz. Ancak, uzay-zamanının farklı eğiklik miktarlarına farklı genlikler atayan bir dalga fonksiyonu tarafından betimlendiği bir kuantum kütleçekim kuramının önünde hem felsefi hem de teknik önemli engeller vardır. Örneğin, eksiksiz evrenlerin tıpkı sanal parçacıklar gibi ortaya çıkıp kaybolduğu bir doğru da olabilir. 

Tablo 1: Fizik Yasaları 

    Eisntein “Tanrı Zar Atmaz” derken kastettiği kuantum fiziğinin önerdiği gibi evrenin evriminin olasılığa tabi olmadığıdır. Kuantum fiziğine göre her şey olasılıkla belirlenir, olasılığa dayalıdır. Örneğin Einstein.a göre; bardaktan yere dökülen çayın ilerleyen zamanda tekrar geriye dökmek bardağa dolması mümkün değildir; ama kuantum fiziğine göre bunun olma olasılığı „ 0. değildir. Ya da Einstein “Siz şu anda dünyada iken Mars.ta değilsiniz” der ama kuantum fiziğine göre Mars.ta olma olasılığınız kuantum dalga fonksiyonuna dayalı 
hesap yaparsanız „0. olmayabilir, çünkü taşıdığınız kütle ve enerjinizi temsil eden dalga fonksiyonunun tüm evrene yayıldığını kabul eder. 

Buradan çıkarılacak sonuç, Einstein.a göre; Evrende başından sonuna gelişmeler olasılıklara göre değildir, Tanrı tarafından belirlenmiştir yani Tanrı zar atmaz. Fizikteki bu Tanrı kavramının günlük dildeki Tanrı kavramı olmadığını, determinist (belirlenimci) bakış açısını temsil ettiğini unutmamalıyız. 

Heisenberg ise „Tanrı yoktur demez. hatta „Madem biz evreni bilmiyoruz, bilen biri olmalı. diyerek Tanrı.yı işaret eder. Heisenberg.in teolojiye olan ilgisi bir yana, Kuantum Belirsizlik İlkesi evrenin belirlenimci olmayan yapısını ortaya koyar; bilinemezciliği (agnostisizm) ve günlük anlayıştaki Tanrı düşüncesini besleyen yanıyla fizik alanının dışına taşan etkiler yapar. 

Oysa bir çelişki olarak gelecek dâhil her şeyin olasılığa dayalı olduğu indeterminist bir evrende belirlenimciliğe ve geçmiş gelecek her şeyi belirlemiş bir Tanrı düşüncesine de ihtiyaç bulunmaz. 

6. CI BÖLÜM İLE DEVAM EDECEKTİR.,

***

Her Şeyin Teorisi - Tanrı ve Fizik .. BÖLÜM 4

Her Şeyin Teorisi - Tanrı ve Fizik .. BÖLÜM 4

Evren, Nelerden oluşuyor? 

Evrenin karmaşıklığına ve çok yönlülüğüne rağmen, öyle görünüyor ki evreni oluşturmak için üç şeye ihtiyacımız var; madde, enerji ve uzay29. Bunlar, Büyük Patlama ile ortaya çıktı, içinde şiştiği büyük balon patladı. Büyük Patlama sonrasındaki ilk saniyede dört temel kuvvet; yerçekimi (bir kütlenin diğerine doğru çekilmesi), elektromanyetik kuvvet (elektrik ve manyetizmayı tek kuvvette birleştirerek atomları moleküllere bağlar), güçlü çekirdek kuvveti (protonları ve nötronları birbirine bağlar) ve zayıf çekirdek kuvveti (atom 
çekirdeğini parçalayarak radyoaktif bozuşmayı ortaya çıkarır) ayrıldı ve evren müthiş bir genişleme geçirdi30. 


Evren.in maddi içeriği iki kısma ayrılmaktadır31; kuarklar, elektronlar, muonlar gibi “madde parçacıklar32” ve küresel çekim, elektomanyetizm gibi “etkileşimler”. Maddenin temelini oluşturan şeyler iki gruba ayrılır; kuarklardan oluşan hadronlar ve geriye kalanı içeren leptonlar. Etkileşimler, olgusal olarak dört kategoriye ayrılır. Güçlülük sırasına göre; yalnızca hadronlarla etkileşimi olan güçlü nükleer kuvvetler, yüklü hadronlar ve leptonlar ile etkileşimde bulunan elektromanyetizm, tüm hadronlar ve leptonlar ile etkileşimde bulunan 
zayıf nükleer kuvvetler, hepsinin zayıfı olan ve her şeyle etkileşen kütlesel çekim. 

Evrende görmüş olduğumuz cisimleri ve bu cisimler arası etkileşimi sağlayan parçacıkları kısaca bütün evreni fermion ve bozon adını verdiğimiz atom altı parçacık grupları (Şekil 2) oluşmaktadır. Fermionlar, lepton ve kuarklardan meydana gelmektedir. Lepton ve kuarklar temel parçacıklar olarak kabul edilmektedir. Proton, nötron gibi ağır atom altı parçacıkları kuarklar oluşturur. Bozonlar, dört temel kuvveti oluşturan kuvvet taşıyıcı atomu bir arada tutan aynı zamanda atom ve atom altı parçacıklar arası etkileşimi sağlayan güç 
taşıyıcı parçacıklardır33. 

Şekil 2: Atomaltı Parçacıkları 
Kaynak: Serkan Kaçar, Atomaltı Parçaçıkları, Mühendis Beyinler, (27 Kasım 2018). 

 Atom, bir elementin kimyasal özelliklerini taşıyan en küçük yapı taşıdır. Atom, temel olarak bir çekirdek ve onun etrafında bulunan elektron bulutundan oluşur. Atom çekirdeği, 1911 yılında Ernest Rutherford tarafından keşfedildi. Atom çekirdeği, elektrondan kütlece büyük iki temel parçacıktan; proton ve nötrondan oluşmaktadır. Tüm atom çekirdeği çeşitleri Büyük Patlamada.dan hemen sonraki bir saat içinde yaratılmıştı. 
Merak edilen şu oldu; helyumdan daha ağır elementler  nasıl yaratıldı? 
Böyle bir mekanizma bulunamamıştı. 
Bu gizemi Fred Hoyle, atom çekirdeği sentezi ile 1940 lardan sonra çözdü. 

 Hoyle.un sentezi özetle şöyle diyordu. İlk önce yıldız birkaç milyon yıl boyunca hidrojeni helyuma dönüştürdü. Yıldızın ömrünün sonraki dönemlerinde sıcaklık ve basınç artar ve oksijen, magnezyum, silikon, demir ve diğer elementlerin çekirdekleri oluşmasına imkân tanıdı. Yıldız ölümünün son ve en yoğun saflarında daha ağır atomlar da üretildi. 
Sentezde eksik olan Helyum.un nasıl Karbona dönüştüğü idi ve bunu çözmek içinde Hoyle çok uğraş verdi. Karbonun üretilmesi çok yavaş bir süreçti, milyarlarca yıldız, milyarlarca yıl boyunca önemli ölçüde karbon üretebilirdi. 

Böylece evrendeki diğer elementlerin oluşmasını sağlayan diğer nükleer tepkimeler açıklanmış oldu. Buraya kadar anlatmışken kısaca Tanrı Parçacığı ile ilgili gelişmelere de değinelim. Her ne kadar ismi 'Tanrı Parçacığı' olarak lanse edilse de bu bir ironidir. 45 yıldır bir türlü bulunamadığı için araştırmacılar tarafından "Lanet Olası Parçacık (God Damn Particle)” olarak isimlendirilen varlık, argo içerikli olmasından dolayı daha sonra “Tanrı parçacığı” ismi ile anılmaya başlandı. Bilimsel olarak Higss Bozonu olarak bilinen bu varlık, 
adını fikir babası olan bilim insanı Peter Higgs.ten alıyor. 

Tanrı parçacığı ya da Avrupa Nükleer Araştırma Merkezi'nde (CERN) gerçekleştirilen deneylerle varlığı kanıtlanan Higgs bozonu, kütleleri olmayan atomlara kütle kazandıran mekanizmadır, yani hiçliğe kütle vermektedir. Higgs bozonundan kasıt 'Higgs alanı.dır. Bu buluşla beraber evrenin başlangıcı kabul edilen Büyük Patlamanın da ötesine bakabilmek, başlangıcın da başlangıcında ne olduğunu görebilmek mümkün kılınabilecek ve bu sonsuzluk içerisinde artık rotasız olmayacağız. 

Karanlık madde, karanlık enerji ve kara delikler.. 

 Yapılan araştırmalara göre evrenin sadece yüzde 4.lik bir kısmı normal maddeden (atomlar, yıldızlar, galaksiler, gezegenler, ağaçlar ve kayalar vd.) oluşuyor. Kalan bileşimin yüzde 27.lik bir kısmını karanlık madde oluştururken, evrenin yüzde 69.luk bir kısmının ise karanlık enerjiden oluştuğu düşünülüyor. Evrendeki galaksiler ve galaksi kümelerinin oluşması için gereken maddeyi hesapladığımızda, uzayda galaksilerin oluşmasına yetecek kadar normal madde olmadığını görüyoruz. 

Karanlık madde gözle görülmüyor, ama galaksilerdeki yıldızları bir arada tutarak uzaya savrulmasını önleyen yerçekimini sağlıyor. Evrende karanlık maddenin etkisi olmasaydı yıldızlar dört bir yana savrulacak ve milyarlarca yıldız içeren galaksiler asla oluşmayacaktı. Bu yüzden de galaksilerin gizli harcını, yapı malzemesini, görünmez çimentosunu oluşturuyor. Karanlık madde, ışığa karşı saydam olan varlığını, yerçekimi aracılığıyla hissettirmektedir. Karanlık maddenin şu ana kadar keşfedilmeyen bir atom altı parçacıktan oluştuğu düşünülüyor. 

Çok büyük oranı karanlık maddeden, daha sonra ise normal maddeden ve kara deliklerden kaynaklanan kütle çekimin evrenin genişlemesini tersine döndürmesi gerekirken, evren her geçen gün hızlanarak genişlemeye devam ediyor. Bu durumu araştıran bilim insanları, bu durumdan sorumlu olan şeye „karanlık enerji. adını verdiler. Karanlık enerji, hakkında hiçbir şey bilinmiyor. Bundan sekiz milyar yıl öncesine kadar evrenin büyümesinin yavaşladığı, ancak karanlık enerjinin ağırlık kazanması ile büyümenin tekrar başladığı düşünülüyor. Henüz 1998.de keşfedilen bu enerji, tüm uzayı dolduruyor ve itici çekim kuvvetine sahiptir. 

Atomu parçaladık, Ay.a ayak bastık ve galaksimizin haritasını çıkardık ama daha keşfedilecek pek çok şey var. Bunlardan birisi de kara deliklerdir. Kara delikler, uzayda yol alan hiçbir madde veya radyasyonun kaçamayacağı kadar büyük kütleçekim alanlarıdır. Aslında kara delikler, ölü yıldızlardır; çünkü büyük kütleli bir yıldızın yakıtı bittiğinde, kendi üzerine çöker ve bir kara delik oluşturur. Ayrıca, galaksilerin merkezinde süper-kütleli kara delikler var; Güneşin kütlesinin bir milyon katı kütleye sahip karadelikler. Kendi galaksimizde yaklaşık 4 milyon güneş kitlesine sahip bir kara deliğin gizlendiğinden neredeyse eminiz34. Bir karadeliğe yaklaşıp, içine bakamayız ve bir karadelikten hiçbir şey 
kaçamaz. 

Kopernik Devrimi sonrası evrenbilim çalışmaları.. 

16. ve 17. yüzyılda ortaya çıkan Kopernikçi Devrim, önceki iki bin yıl boyunca benimsenen ve görünüşte açık olan gerçekliği nedeniyle dünyanın sabit ve güneşin hareketli oluşunun hem astronomi hem de dinde gerçek varsayıldığı bir dizi astronomi inancını terk ettirmişti. Mikolaj Kopernik (1473-1543), dünyanın kendi ekseninde günde bir kez ve güneş çevresinde ise yılda bir kez döndüğü günmerkezli bir kozmoloji ortaya atmıştı. Kopernik, dünyanın ve diğer gezegenlerin, güneş etrafında döndüklerini söylemiş; heliyosantrik yani 
güneş-merkezli bir sistem açıklamıştı. 

Johannes Kepler (1571-1630), 1609.da Kopernik.in teorisini geliştirerek gezegenlerin hareketlerinin çembersel değil eliptik olduğu sonucuna varmıştı. Galileo (1564-1642) ise teleskopu geliştirmesi, astronomi alanındaki buluşları ve düşen cisimlerin hareketiyle ilgili araştırmaları ile bilim tarihine önemli katkılar sağladı. Galileo; “Birincil nitelik, ölçülebilir şeylerdir” demiş böylece matematiği temeline oturtmuştur. Hız, ivme, ebatlar gibi kavramlar onun zamanında yerini bulmuştur. 

 İngiliz Kralı II. Charles.ın 1662.de kurduğu Kraliyet Derneği ve Paris.teki Acedemie des Sciences (Bilimler Akademisi), 17. yüzyıldaki bilimsel devrimin öncü kuruluşları idi. 
Bunlar, bilim ve bilim adamları için yeni bir kurumsal temel oluşturmuş ve sonraki yüzyılın yapılandırılmış bilimini karakterize eden yeni bir akademik çağ başlatmıştır. Bunun ardından Prusya, Rusya ve İsveç.te önemli ulusal akademiler kuruldu ve devlet akademisi ya da bilim derneği modeli Avrupa.ya ve Avrupa.nın dünyadaki sömürgelerine yayıldı. 

1895.de Wilhelm Röntgen.in X ışınları, 1898.de Marie Curie.nin atomaltı parçacıkların tespiti, 1901.de uranyum deneyleri; atomların değişmezliği ilkesini yıkmıştır. 

Önceki farklı gelenekler bugün “fizik” dediğimiz yeni bir bilimsel sentezle birleşti ve sahneyi Albert Einstein.ın başlattığı 20. yüzyıl fizik devrimi için hazırladı. Diğer yandan yaşam bilimleri özellikle biyoloji alanında hücre ve mikro kuramları gibi atılımlar yapıldı. 17. yüzyılda Newton tarafından kütlesel çekim, 19. yüzyılda ise Maxwell tarafından elektromanyetizm kuramları geliştirildi. 

Kütleçekim kuvveti diğer kuvvetlerle hala tek bir tutarlı fizik kuramı altında birleştirilebilmiş değildir. Kütleçekimle beraber doğanın dört temel kuvvetinden üçünü oluşturan zayıf, kuvvetli çekirdek etkileşimleri ve elektromanyetik kuvvet Standart Model denilen teoriyle birleştirilmiş durumdadır. Ancak, fizikçiler kütleçekimi dâhil dört temel kuvveti de içeren bir Birleşik Alan Teorisi peşindedir. Evren.deki her şeyi tanımlamak için Einstein.ın genel görecelik teorisi ile kuantum fiziği birleştirilerek birleşik bir teori yaratılmaya çalışılmaktadır. 

20. yüzyılın başında atomun yapısı ve kuantum mekaniği (en küçüğün teorisi) ile ilgili keşifler evrenin işleyişi ve içeriği ile ilgili çalışmalar için önemli bir çığır açtı. Bu dönemde fizik ve gerçekliğin kendisine ilişkin görüşlerimizi köklü olarak değiştiren üç önemli teori ortaya çıktı; özel görecelik teorisi (1905), genel görecelik teorisi35 (1915) ve kuantum mekaniği. Albert Einstein, bunlardan ilkini büyük ölçüde, ikincisini tam olarak kendisi geliştirmişti. Üçüncünün gelişiminde ise önemli ölçüde rol oynadı. 

Bilim bir kez daha düzenlenmeye başladı. 1920.lerde Amerikalı astronom Edwin Hubble, evrenin görünürdeki genişlemesi kuramını, 1940 ve 50.lerde Georges Lemaitre ve George Gamow “Büyük Patlama” kuramı izledi. 

Özellikle 1960.lı yıllardan başlayarak uzay ile ilgili çalışmalar sadece uzaya dayalı kabiliyetler bakımından haberleşme, görüntü alma ve yönlendirme gibi kabiliyetlerde çığır açmadı, uzayın derinliklerine gönderilen vasıtalar aracılığı ile evrenin sırları ile ilgili önemli bulguların ortaya çıkmasına ya da eskilerinin sorgulanmasına imkân sağladı. 

Alan Guth (1947-), şişme senaryosu (kozmik enflasyon) ile gözlemlenebilir evrenimizin neden pürüzsüz ve düz olmaya yakın olduğunu açıklamaya yardımcı oldu. Şişme kuramına göre; şişme, uzayın minik bir bölgesini alır ve onu muazzam bir boyuta genişletir. Böylece geçici bir süper kara enerji ile şişerken önceki bozunan madde ve ışınmalar ortadan kalkmış olur. 

Soğuk Savaş sonrasında uzay programlarına ilgi azaldı. Bunun temel nedeni bir yandan insan hayatı özellikle haberleşme teknolojisi bakımından gittikçe daha fazla uzayda konuşlu kabiliyetlere bağımlı hale gelirken, çok pahalı olması nedeni ile kamuoyunun bu tür programlara sempatisinin azalması oldu36. Artık beklentiler uzayda koloniler kurmak yerine haberleşme, hava tahmini ya da askeri alanda daha isabetli zamanlama yönündeki çalışmalara döndü. Bu da evren ile ilgili çalışmaların daha çok teleskoplara ve sınırlı uzay uçuşlarına 
bağımlı kalmasına neden oluyor. 

5. Cİ BÖLÜM İLE DEVAM EDECEKTİR.,

***

Her Şeyin Teorisi - Tanrı ve Fizik .. BÖLÜM 3

Her Şeyin Teorisi - Tanrı ve Fizik .. BÖLÜM 3

 Aydınlanmacılara göre, din akla uygun olmalıydı. Voltaire.in (1694-1778) sorunu Tanrı değil, aklın ölçütlerine karşı suç işlemiş Tanrı hakkındaki öğretilerdi. 

Diderot.a (1713-1784) göre, açıklayamadığımız şeyleri açıklamak için Tanrıyı ortaya çıkarmak boyun eğmekti, cehaletti. Diderot, Spinoza.dan bir adım öte gitti, Tanrı.nın zaten olmadığını, sadece doğanın olduğunu savundu. 

Fransız fizikçisi Pierre-Simon Laplace (1749-1827), Tanrıyı fizikten çıkardı. Gezegenler sistemi, giderek soğuyan güneşten çıkan bir parlaklığa sahipti. Laplace, Gök Mekaniği isimli çalışmasını Napolyon.a takdim etmek ister. Kitabı aslında hiç okumamış olan Napolyon.a birileri Tanrı adının kitapta hiç geçmediğini söylemiştir. Napolyon; “Tanrı adını kullanmadan bana evrenin sistemi üzerine koca bir kitap yazdığınız söylendi” deyince, Laplace.in cevabı şöyle olur; 

“O varsayıma hiç ihtiyacım olmadı20.” 

 18. ve 19. yüzyılın klasik fizikçileri evreni büyük bir saate benzetiyorlardı. Bununla önermek istedikleri şey her şeyin hareketin basit ve determinist yasalarına uymasıydı, tıpkı bir sarkacın tıkırtıları gibi. Gerçekten de, doğayı en derinden anladıklarını sandıkları bu hareket bilimine mekanik diyorlardı ki, bu kelime makineler üzerine olan bilgi ile ilişkiliydi. Saat ise saatçi gerektirirdi ve bu yüzden akıllı ve ebedi bir Tanrı fikrini hayal etmekte zorlanmıyorlardı. Ancak, Tanrının zorlaması olmasaydı evren içine bozunacağı çaresiz bir kaosa dönüşür dü fikrinin sonuna evrenin zorunlu ölümü (ısıl ölüm) düşüncesi ile gelindi 21. 

 Immanuel Kant.a göre, Tanrıya giden tek yol, onun „pratik akıl. dediği, ahlaki vicdanın bölgesinden geçiyordu22. Kant, kendi ifadesi ile „dinin dua ve ayin gibi tuzaklarını bir kenara atmıştı. ama Tanrı düşüncesine özünde karşı değildi. Tanrının varlığını kanıtlamak imkânsızdı ama Tanrı düşüncesi gerekli idi. Bundan dolayı, Kant.a göre Tanrı yalnızca kötüye kullanılabilen bir kolaylıktı. 

 George Wilhelm Hegel.e (1770-1831) göre; “Şimdi barbar Tanrıyı bir kenara atmanın ve insani duruma daha aydın bir bakış getirmenin zamanıydı23”. 

Karl Marx (1818-1885), dini “baskı gören yaratığın iç çekişi.. bu acıyı dayanabilir kılan, halkların afyonu” olarak gördü24. 

Ludwig Andreas Feurbach ve August Comte gibi filozoflar ise geçmişte yaygın bir güven eksikliğine neden olmuş bu Tanrı.dan kurtulmak istiyorlardı. 

Batı modern teknik çağına girerken, bazı insanlar yeni teoloji çalışmaları ile Tanrıyı kurtarmaya çalışsa da, eski Tanrı kavramları yetersiz kalmıştı. Büyük filozoflar, birbiri ardına Tanrıya meydan okumaya başladılar. Filozoflar, Tanrının öldüğünü ilan etmek için sırada idi. Doğa üst bir ilahi fikir onları kızdırıyordu. 

 Frederich Nietzche.ye göre, Tanrı insanları gövdelerinden, tutkularından ve cinselliklerinden korkmaya özendirmişti ve bizi zayıf kılan mızmız bir acıma ahlakçılığının değerini artırmıştı25. 

Sigmund Freud (1856-1919), Tanrı inancını olgun insanların bir yana bırakacakları bir aldatmaca saymıştı26. Diğer psikanalist Alfred Adler (1870-1937), Tanrının bir yanılsama olduğunu ancak ona inanmanın yararlı olduğunu söylemişti. 

 Bunlar olurken İslam dünyasında Mısırlı Muhammed Abduh gibi dinde yenilikçilik gayretleri olsa da bunu ilk başaran ve Osmanlı.nın arkasından bir ulus-devlet olarak Türkiye Cumhuriyeti.ni kuran Mustafa Kemal Atatürk oldu. Dini yalnızca kişisel bir konu haline getirip, İslamiyet.in devlet yönetimi ile ilişkisini kesti, tarikatlar dağıtıldı, medreseler kapatıldı. Atatürk.e hayran olan İran Şahı Rıza Han da 1941.e kadar onun yolunu izledi. 

Diğer bir Atatürk hayranı Afgan Kralı Emanullah Han, modern bir ülke kurmak isterken katledildi. Geri kalan İslam ve Arap ülkeleri yeni Türkiye.ye kuşku ve hayranlıkla baktılar. 

 Batı da boş durmadı. İslam dünyası içine yenilikçi ajanlarını dikti; Afganistan.da Cemallettin Afgani (1839-1889), Hindistan.da Muhammed İkbal (1876-1938) vd. ile İslamcı projelerin temelleri atıldı. 

Einstein.ın genel izafiyet teorisi; küresel çekimin, uzay ve zamanın devasa nesneler tarafından bükülmesi olduğunu söylüyordu. Öğrencileri „Başka bir sonuç çıksa idi ne derdiniz?. diye sorduğunda; Einstein, „Tanrı adına üzülürdüm çünkü teori doğru. demişti. 

 Büyük Patlama modelini geliştiren Belçikalı papaz George Lemaitre, bunu herhangi bir ilahi amaca bağlamayı reddetmişti; “Görebildiğim kadarıyla böylesi bir kuram herhangi metafizik ve dinsel sorunun tamamen dışında kalır.” 

 Stephen Hawking ise Tanrı.nın varlığı ile ilgili görüşlerini şu şekilde açıklıyordu; 
“Evrenin devasa büyüklüğüne, insan yaşantısının ne kadar kırılgan ve rastlantısal olduğuna baktığınızda bu imkânsız gibi görünüyor. Tanrı sözcüğünü Einstein gibi, kişi-dışı anlamında kullanıyorum; dolayısıyla Tanrı.nın zihnini bilmek benim için doğa yasalarını bilmektir. 
Öngörüm Tanrının zihnini bu yüzyılın sonunda bilebileceğimiz şeklinde 27.” 

 Geldiğimiz noktada evrenin yaratılmasını neyin sağladığı bilinmemektedir. Evrende maddenin sürekli olarak üretiliyor olmasının da bir açıklaması yoktur. 

 Evren bilim (kozmoloji).. 

Evren, Büyük Patlama olarak bildiğimiz bir ateş topunun içinde doğdu ve ateş topunun ürettiği ısı o günden bu yana gidecek bir yer bulamadı. Evrende sıkışan sıcaklık bugün hala etrafımızda dır. Hubble uzay teleskopu sayesinde Büyük Patlama.nın (Big Bang) 13.8 milyar yıl önce meydana geldiği hesaplandı. Kanalları değiştirilen bir televizyonun ürettiği statik elektriğin yüzde 1.i hala Büyük Patlama.ya aittir. Tabii ki bu sıcaklık evrenin genişlemekte olduğu son 13.8 milyar yılda önemli oranda düştü. 

Evren, fiziksel kozmoloji kapsamında maruz kaldığı hızlı genişlemeden dolayı “şişmiş” bir yapıdadır. 4.6 milyar yıl kadar önce Güneş sistemimizdeki çeşitli gezegenimsiler 

Dünyayı ve öteki 8 gezegeni oluşturmaya yetecek malzemeyi bir araya getirdi. Ay, 4 milyar önce muhtemelen büyük bir göktaşı çarpması sonucu Dünya.dan koptu. 

Evrende 100 milyarın üzerinde galaksi ve her galakside yaklaşık 100 milyar yıldız var. Yıldızlar, yeterince büyük bir gaz bulutunun kütleçekim kuvvetinin etkisiyle çökmesiyle oluşur. Yıldızların evrende tekdüze dağılmayıp, büyük yıldız toplulukları halinde toplandıklarını 1920.lerde öğrendik. Galaksiler sabit bir hızla ayrılmaya devam etmektedir. 

Dünyamız, yüz milyar galaksi içinde, tipik bir galaksinin dış kenarında, çok ortalama bir etrafında dolanan küçük bir gezegendir. Yani Dünya.nın Evren.de özel bir konumu olmadığını keşfetmiş bulunuyoruz. 

Kozmoloji (evrenbilim), yani evrenin tümü ile incelenmesi geçtiğimiz yüzyılda çok mesafe kat etti. Büyük Patlama.dan beri evren, genişleyip soğuyor ve muhtemelen bu sonsuza değin böyle devam edecek. Yüzyıl önce bilim insanları Samanyolu Galaksisi ötesindeki evrenin yapısı hakkında temelde hiçbir şey bilmiyorlardı. Şimdi gözlemlenebilir evrenin ölçüsünü aldık ve ayrıntılı bir şekilde boyutlarını ve biçimini, bunun yanında da bileşenlerini ve tarihinin ana hatlarını betimleyebiliyoruz. 

 Bazı bilim adamları Büyük Patlamayı evrenin başlangıcı olarak görmüyor. Çünkü başlangıç öncesinde hiçbir şey olmayan bir sınır oluşturur ya da Büyük Patlama olduğunda zaman yoktu, öncesi olamaz. Diğerleri çoklu bir evrenin simetrik bir parçası olduğumuzu savunmaktalar. Her şeyin arkasında ince ayarlanmış sınır koşulları olduğu düşüncesi de oldukça rağbet görüyor ama evrenin kararlı olmadığını izliyoruz. Şimdiye kadar evrenimizin sürekli genişlemesini sağlayan entropinin (düzensizliğin ölçüsü) tutarlı şekilde hep yükselmesini sağlayacak kadar olağanüstü miktarda ince ayara tabi tutulduğuna dair hiçbir doğrulama sağlayamadık. 

Katı, sıvı veya gaz halindeki evren, sürekli dalgalanan bir moleküller yığınıdır. Düzenimiz bir dalgalanmadan kaynaklanıyorsa, hemen o anda fark ettiğimizin dışında hiçbir yerde düzen olmasını bekleyemeyiz. Dolayısı ile evreni bir dalgalanma olmak yerine, büyüme ve çürüme süreçlerini olası kılan geçmişi ile birlikte artan bir entropi ile daha düzensizliğe gittiğini söyleyebiliriz. 

Evrenin yalnızca bir tek geçmişi olmayabilir. Bazılarına göre, evren hep vardı, ne yaratıldı, ne de yok edilecektir. Diğerlerine göre, Tanrının aklını bilirsek evrenin işleyişini de sonumuzu da anlayabileceğiz. Eğer zamanda yolculuğu başarabilirsek, 13.8 milyar yıl geriye gittiğimizde ise Büyük Patlama.ya dönmüş olacak ve evren ile ilgili çok önemli sırları ortaya çıkaracağız. 

 Evrenin sürekli genişlemesi, evrenin iki senaryodan biriyle son bulması gerektiğini söyler; bunlardan birincisine göre evren, hiç durmadan genişleyecek ve „Büyük Donma ile son bulacaktır. Bu Termodinamiğin İkinci Yasası ile ilgilidir. Diğeri Büyük Çöküş.tür. Uzay kesintisiz bir şekilde uzanıyor olmayabilir, entropi düşebilir ve belki de uzay daralmaya başlayabilir. Uzay daralıyorsa öykümüz farklı olur. Tüm evren büzüştüğünde geleceğin bir Büyük Çöküş (Ezilme) tekilliğinde sona ermesi muhtemeldir. 

 Evrenin bu iki senaryodan hangisi ile sona ereceği evrendeki maddenin kritik yoğunluktan fazla olup olmaması ile alakalıdır ve bu hala tartışma konusudur. Bu Termodinamiğin İkinci Yasasının ve Evrenin genişlemeye devam etmesinin kaçınılmaz sonucudur. Entropi arttıkça ışık yavaş yavaş kaybolmaya başlar ve bu durum ısı her yerde eşit olup evreni donmuş bir galaksi mezarlığına çevirir. 

Büyük Patlama sonrası sürekli yükselen entropi nedeniyle evren şimdilik genişliyor. Ama elimizde çeşitli senaryolar var; zamanla değişen bir durum uzayı, özel bir sınır koşulu, simetrik yeniden çöken evren, çoklu ya da paralel evrenler, simetrisi olmayan ya da seken evren ya da ebedi bir denge durumu. Evrenin geleceği ile ilgili teorileri aşağıdaki gibi özetleyebiliriz 28; 

- Evren sonsuza kadar genişleyebilir. (Alexander Friedman, 1920.lerde açıklamıştı). 
- Evrenin genişlemesi git gide yavaşlar ve sonunda durur. 
- Evren yavaşlar, durur ve geri daralmaya başlar (evrenin kütlesinin bağlı olduğu karanlık maddenin bitişi). 
- Evren kendini parçalayabilir (evreni bir arada tutan karanlık enerjinin bitişi ile) çözülebilir. 

 Evrenin yapısında ne olduğunu merak etmek ve anlamak insanın doğasında vardı. Binlere yıl boyunca evreni inceledik. Yukarıya bakarak ışık dalgalarını inceledik. Güçlü teleskoplar inşa ettik. Daha fazla ışık topladık, daha ileriyi gördük ve evreni daha iyi anladık. Geleceğe baktığımızda, yeni detektörlerin duyusal teleskopun icadı gibi vasıtalar olabileceğini söyleyebiliriz. Bilim insanları evrenin evrimi ve zamanın anlamlı bir kuramını oluşturma peşindedir. 

Bugüne kadar evrendeki her şeyi tanımlayan tutarlı bir model henüz ortaya 
konamamıştır. 


4. CÜ BÖLÜM İLE DEVAM EDECEKTİR.,

***