BÜYÜK DENEYE GELİNCEYE KADAR FİZİK’ TE NELER OLDU?
Ünlü altı fizikçinin CERN ile ilgili görüşleri
CERN’de 10 Eylül 2008 tarihinde Büyük Hadron Çarpıştırıcısı’nın (LHC) devreye alınmasıyla “Yüzyılın Deneyi” adı verilen büyük proje başladı. Aralarında Nobel ödüllü bilim adamlarının bulunduğu günümüzün altı önemli fizikçisi bu proje ile ilgili öngörülerini Newsweek dergisinin 15 Eylül 2008 tarihli sayısında dile getirdiler. Hepsi şu görüşlerde birleşiyor:
- Bilinen boyutların dışında, ilave boyutlar bulunabilir.
- LHC’ nin ortaya çıkarttığı minik kara delikler dünyayı yutmayacak.
- Yeni deneyler beklenmedik buluşlara yol açabilecek.
- Zayıf kuvvet kuramı daha sağlam temellere kavuşacak.
MODERN İNSANIN PİRAMİTLERE YANITI
Frank Wilczek, 2004 Nobel ödülü sahibi, MIT
CERN’de yürütülen proje zamanımızın piramitleridir. Ancak piramitler ile kıyaslandığında daha üstün olduğunu söyleyebiliriz. Bir kere projenin itici gücü batıl inanışlar değil, meraktır. Ayrıca işbirliği ile yapılmıştır, emir üzerine değil. Devasa bir ölçekte yapılmış olması, yalnızca göz boyamak için değildir; boyutları işlevselliği ile ilgilidir. Bilimin sınırlarını zorlayan bu proje, son derece hassas ve ayrıntılı olmasının yanı sıra, büyük bir olasılıkla insanlık tarihinin en karmaşık, en “alengirli” yapıtıdır.
Şu anda elimizde iyi kurgulanmış, büyük ölçüde sınanmış, Nobel ile ödüllendirilmiş bir Zayıf Etkileşim Kuramı bulunuyor. Bu kuram doğrudan kanıtlanamamış bir kavrama dayanıyor. Söz konusu kavrama göre evren bir çeşit üstün iletkendir. Üstün iletkenliği elektrik ile değil, zayıf yükler ile ilgilidir. Bize boş gibi gelen uzay aslında boş değildir. Başka bir deyişle dünya, “bir şey” ile çevrili bir okyanusta yer alıyor gibidir. Ancak henüz su molekülünü ayrıştırmayı başaramadığımız için okyanusun neden yapılmış olduğunu bilmiyoruz. LHC (Büyük Hadron Çarpıştırıcısı) işte bunu keşfedecek. Kaldı ki LHC’nin keşfedebileceklerinin yanında bu hiçbir şey değildir.
Bizler, bilim adamları olarak çok büyük bir beklenti içindeyiz. Potansiyel olarak muhteşem ve mükemmel bir dünyayı tarif edebiliyoruz. Ancak bu dünyanın parçaları eksik. Dört temel kuvvetimiz var –yeğin, zayıf, elektromanyetik ve kütleçikimi- ve bunları birbiri ile ilişkilendiren sevimli fikirlerimiz var. Bunları deneylerle yaşama geçirmeye çalıştığımız zaman pek çok şeyin çalıştığını görmekle birlikte, denkleme daha fazla unsur ilave ettiğimiz zaman her şeyin aksadığını görüyoruz. Bu unsurların bazıları LHC’nin kapsama alanı içinde olacak. Dolayısıyla birleşme ile ilgili fikirlerin –ki buna üstün simetri diyoruz- gerçekten devrede olduğunu biliyoruz. Dünyanın daha öncekilere göre daha birleşik bir tanımını yapabiliyoruz; daha fazla parçacıkla baş edebiliyoruz. Ve bu parçacıkların özellikleri yepyeni bir fiziğe pencere açacak. Şu anda bu parçacıkları alıp, bunların bilinen davranışlarından yararlanarak bir tahmin yürütürsek, birbiri ile çelişen sonuçlar elde ederiz. Kuantum mekaniğinin veya sağduyunun temel ilkelerine ters düşebiliriz. Yüksek enerjiye çıktığımız zaman, halihazırda sahip olduğumuz yasalardan sapmamız mümkün. Eğer yeni bir parçacık yok ise, yeni yasalara ihtiyacımız var demektir. Bu da yeni parçacık bulmaktan daha zordur. Dolayısıyla yeni parçacıklar bulmak alternatife göre daha tutucu bir yaklaşımdır. Aksi takdirde bugüne dek öğrendiklerimizi tümüyle unutup, yeni yasalar geliştirmemiz gerekecek.
DİNİN YAŞAM ALANI DARALIYOR!
Steven Weinberg, 1979 Nobel ödülü sahibi, Teksas Ünversitesi
Bilim her geçen gün yeni açıklamalar getirdikçe, dini açıklamalara duyulan ihtiyaç azalıyor. İşin ilk başında, insanlık tarihinin başlangıcında her şey –ateş, yağmur, doğum, ölüm vb.-büyük bir bilinmezliğin ardında, ilahi bir gücün tezahürü şeklinde algılanıyordu. Zaman geçtikçe, tümüyle doğalcı (natüralistik) bir şekilde, pek çok şeye açıklama getirildi. Bu yaklaşım, dini yalanlamamakla birlikte, dinin orijinal itici güçlerini azaltıyordu. Varsayalım, tüm kuvvetlerin ve parçacıkların bir arada açıklandığı nihai bir kuram geliştirebildik; bu kuram Big Bang’in kökenine ışık tutacak beceriye sahip olsa; kozmoloji ile ilgili bizlere tutarlı bir resim oluştursa. Bu koşullarda dini açıklamalara neredeyse hiç gerek kalmayabilir. Bu arada dinin, bilimin yanı sıra evrim geçirdiğini de unutmamak gerekiyor. İnsanlar doğadaki olayların nedenlerini öğrendikçe, insanlar tarafından yaratılan bir şey olan din de değişim geçiriyor. Bugün Batı’daki gibi kurumsallaşmış dinlerde, insanlar doğayı dinle açıklama alışkanlığından kurtulup, bilimin bu işi daha iyi yaptığına inanmışlar. Evrenle ilgili bilgimiz arttıkça, akıllı tasarımın izleri de giderek siliniyor. Isaac Newton, güneşin niçin parladığı sorusunun ancak Tanrı’nın kerametleriyle açıklanabileceğini ileri sürüyordu. Bugün güneşin parlaklığının, çekirdeğindeki hidrojenin helyuma dönüşmesiyle ortaya çıkan ısıdan kaynaklandığını biliyoruz. Doğada, evrenin başlangıcında veya maddeyi yöneten yasalarda Tanrı’nın izlerini bulmayı uman insanlar, büyük bir olasılıkla hayal kırıklığı yaşayacak. Aslında hepimiz şöyle veya böyle bir şekilde hayal kırıklığı yaşayacağız. Ancak Tanrı’ya inananlar daha büyüğünü yaşayacak. Bunlar inandıkları Tanrı’nın niçin böyle olup, başka türlü olmadığı sorusuna hiçbir zaman yanıt bulamayacaklar. Dine inansın veya inanmasın, tüm insanlar, içinde bulunduğumuz dünyayı tam olarak anlamamanın getirdiği trajik ikilemi yaşamak zorunda kalacaklar
Ben Tanrı’ya inanmıyorum, fakat Tanrı’ya inanmama durumunu bir din haline getirmiyorum. Mantıksal olarak benim fikrimi değiştirmeme yol açacak bir şeyler olabilir ve bunu izlemek ilginç olabilir. Ne var ki böyle bir şeyin olacağını sanmıyorum. Doğada, bilimsel olarak açıklayamadığımız, ilahi bir müdahalenin yarattığı bir şeyi keşfetmemiz mümkün. Böyle bir şey şu ana dek olmadı.
Ben zayıf kuvvet ve elektromanyetik kuvvet arasındaki simetriyi kırmak için ilahi bir gücün varlığına ihtiyaç duyulduğuna inanan dindar bir insana bugüne dek rastlamadım. Nihai olarak Higgs bozonlarını keşfetmek veya elektro-zayıf simetriyi kırma kuramını ispat etmek insanların dinine halel getirmeyecek.
DÖRDÜNCÜ BOYUTUN OLASI KANITI
Brian Grene, sicim kuramcısı, Columbia Üniversitesi
Bugün doğruluğuna en fazla güvendiğimiz kavram üstün simetridir. Ayrıntılı açıklamak gerektiğinde epey karmaşık olduğunu itiraf etmekle birlikte bunun bir yansımasını basit olarak açıklayabilirim. Dünyadaki bilinen her parçacık türü –elektronlar, kuarklar ve diğerleri- için daha keyfedilmemiş bir eş vardır. Bu bizi olağanüstü heyecanlandırıyor, çünkü üstün simetri, sicim kurumanın özüdür. Üstün simetriyi keşfetmeniz, sicim kuramının doğruluğunun kanıtlandığı anlamına gelmez, ancak kuramın en önemli özelliğinin doğru olduğu anlaşılır. Einstein genel görelilik kuramı ile bizlere uzay ve zamanın belirli simetri veya kalitesi hakkında bilgi verdi. Üstün simetri, özünde bu öngörüyü bir üst düzeye taşır. Üstün simetri eğer doğruysa, uzay ve zaman Einstein’ın bile hayal edemediği özelliklere sahip demektir.
LHC, uzayın üçten fazla boyutu olduğunu bizlere kanıtlayabilir. LHC içinde yol alan trilyonlarca proton, ışık hızına yakın bir hızda, saniyede 11.000 kez geçiş yaparlar. Ve birbirleri ile çarpışırlar. Bu çarpışmalardan bazı kalıntılar (debris) oluşur ve kalıntılar bildiğimiz üç boyutun dışına, daha üst boyuta taşınır. Bu boyuta doğrudan erişim mümkün değildir.
Bunun nasıl farkına varırız? Bazı kalıntılar atıldığı zaman beraberinde enerji de taşıyor olabilir. Bu da şu anlama gelir: Çarpışmadan önceki enerjiyi ve sonraki kalıntı enerjisini ölçersiniz, sonuçta elinizde kalan, başlangıçtakinden biraz daha küçük bir miktardır. Bu da enerjinin ilave bir boyuta kaçak yaptığı anlamına gelir. LHC’nin geleceği hakkında da planlar yapılmış durumda. Bir sonraki aşamada ILC (International Linear Collider-Uluslararası Lineer Çarpıştırıcı) devreye girecek. LHC’yi çok güçlü bir mikroskop olarak düşünebilirsiniz, ancak bu, yeni fiziğin yalnızca kaba hatlarını ortaya çıkartabilir. Çok daha hassas bir makine olan ILC, farklı bir tasarıma sahip olduğu için parçacıkların kütlesini, etkileşimlerini, elektron yüklerini ayrıntılarını çok hassas bir şekilde ölçebilecek.
LHC DÜNYA’YI YUTMAYACAK!
Stephen Hawking, matematikçi, Cambridge Üniversitesi
LHC, parçacıkların bundan önceki parçacık hızlandırıcılardan 3 misli daha büyük bir enerji ile çarpışmalarını sağlayacak. Bunun sonucunda ortaya neler çıkabileceği konusunda tahminlerde bulunabiliriz, ancak deneyimlerimize göre yeni bir deney beklenmedik keşiflere gebe olabiliyor.
LHC, evrenin sırlarını ortaya dökmek üzere geliştirilmiş uluslararası bir projedir. Dört yılda 10 milyar dolara mal oldu. Bu ilk başta korkunç bir rakam gibi görünmekle birlikte, aynı dönemdeki dünya gayri safi hasılasının yalnızca % 0.005’ini oluşturuyor.
Evreni anlamak bundan daha fazlasını hak etmiyor mu? Ayrıca her anlamda güvenilir bir proje. Bu projenin minik bir kara delik yaratacağı ve bunun da dünyayı yutacağı yönünde söylentiler almış başını gidiyor. Ancak LHC’deki çarpışmalar bir kara delik yaratırsa - ki çok küçük bir olasılık- tekrar buharlaşacak ve parçacıklara özgü bir yol izleyecek. Bu tür çarpışmalar -bu şiddette ve daha büyük enerjilerde-Dünya’nın atmosferinde gün içinde milyonlarca kez oluyor ve felaketlere de yol açmıyor.
Kaygılanmayın! LHC döndüğü zaman dünyanın sonu gelmeyecek. Evrende olup bitenlere bir göz attığımız zaman LHC’nin yaratacakları bunların yanında devede kulak kalıyor. Eğer bir felaket olacaksa, bugüne dek olmuş olurdu.
QUO VADİS?
Alan Guth, kozmolog
Hedefimiz, evren tarihinin ilk saniyelerinde neler olup bittiğini anlamak ve evrimin nasıl bir yol izlediğini görmek. Enflasyon Kuramı konvansiyonel Big Bang Kuramı’nda küçük bir uyumsuzluktur. Değişen, evrenin oluşumundaki ilk dakikalarla ilgili görüşlerimizle ilgilidir. Kuram, kütleçekiminin çekici olmak yerine itici olduğu çok kısa süreyi içine alacak şekilde evrimin kapsamını genişletiyor. Enflasyon Kuramı doğru ise, bu kısa itici kütleçekimi Big Bang’in gerçek gümbürtüsünü oluşturur. Evrenin devasa boyutta genişlemesinde itici gücün bu olduğu anlaşılıyor. Genişleme günümüzde de devam ediyor.
Benim de aralarında bulunduğum çok sayıda fizikçi, fiziğin geleceğinin çok da net olmadığını görüyor. Ben gerçek bilimden söz ediyorum, finansal destekleri kastetmiyorum. Bizleri 10 yıl önce en fazla şaşırtan bulgu evrenin hız kazanmasıdır. Bu kuramsal olarak beklenmiyordu. En azından bugüne dek kullandığımız kuramlar çerçevesinde bunu anlamak son derece zordu. Sonuçta LHC, hangi yöne doğru yol aldığımızı söyleyecek.
BUNU, HUBBLE TELESKOBU OLARAK DÜŞÜNÜN!
Edward Witten, sicim kuramcısı, Institute of Advanced Study
Düşüncelerimizin pek çoğuna uymayacak bir şeyin keşfedilme olasılığı var.
Bu olasılık daha yüksek boyutların bulunmasıdır -küçük de olsa olasılık olasılıktır-. Her şey yolunda giderse, LHC bunu yapabilir.
Bilim Teknik
