Зekirdek Kuvvetleri: Gьзlь Зekirdek Kuvveti ve Zayıf Nьkleer Kuvvet.

 

Bunu biraz daha ileri gцtьrьrsek, 5-Boyutlu yani “Kaluza Relativitesinde” bu iki ana kuvvetin de aslında tek bir kuvvet olduğunu gцreceğiz. Uzay-zamanın fazladan uzay boyutları olduğu dьşьncesi, neredeyse Einstein’ın gцrelilik kuramı kadar eskidir. İlk olarak, Polonya asıllı bir alman matematikзi olan Thomas KALUZA, evrenin Einstein’ın цnerdiği 3 uzay ve bir zaman boyutundan daha fazla boyuttan oluşabileceğini dьşьndь. Kaluza’ya gцre, bildiğimiz uzay boyutlarının farkındayız, зьnkь bunlar bьyьk цlзekli. Ancak, nasıl ki зok uzaktan izlediğimiz bir зamaşır ipi yalnızca bir зizgi (tek boyutlu) gцrьnьp, silindir biзimini (bьkьlmьş ikinci boyutunu ve sarmal yapıdaki dolanmış liflerden oluşan ьзьncь boyutunu…) bizden saklıyorsa; Kaluza, bu ek boyutların da uzay-zamanın her noktasında bьkьlmьş biзimde bizim algılayamayacağımız цlзekte kьзьk boyutlarda bulunabileceğini цnerdi. Einstein, genel gцreliliği 3 uzay ve bir zaman boyutunun oluşturduğu bir evreni betimlemek iзin geliştirmişti. Ancak geliştirdiği denklemlerin matematiksel biзimselliği genişletilerek daha зok boyutlu evrenler iзin de benzer denklemler yazılabiliyordu. Thomas KALUZA, 1919 yılında bu denklemleri beş boyutlu (fazladan bir uzay boyutlu) evrene uyguladığında, yeni bir dizi denklem elde etti. Kaluza, bu denklemleri incelediğinde bunların MAXWELL’in 1880’lerde elektromanyetik kuvveti betimlemek iзin yazdığı denklemlerden başka bir şey olmadığını gцrdь. İşte biraz sonra ispatını yapacağımız gibi, bu fazladan bir boyut ekleme, kьtleзekimiyle elektromanyetizmayı ve diğer kuvvetleri birleştirerek tek bir зatı altında toplamaktadır. Fakat bu birleştirmeyi yaparken, bu kitapta, evrendeki tьm olaylar iзin geзerli bir birleştirme mekanizması olarak kullanılabilecek ve matematiksel olarak ispatlanmış fakat fiziksel olarak ispatı olmayan bir teori olan “Sьpersicim Teorisi”’ni de kullanacağız. Sьpersicim kuramına gцre, evren kuvvet taşıyıcısı olarak sьrekli titreşen зok kьзьk uzamış iplikзiklerden oluşan bir bozon ağı (Bu kitapta kullanacağımız bozon tipi “Graviton”lar olacaktır) yapısı ьzerine bina edilmiştir. Bu titreşimler, tıpkı bir gitar telinin belirli bir dьzende (doğal frekanslarında) titreşmesi gibi değişik değişik “parзacıklara”, bunların “kьtlelerine”, “elektrik yьk” ve “manyetik yьk” vb. gibi цzelliklerine karşılık gelmektedir. Bir sicimin, “sıfır kьtleli” olarak tanımlanan ve elektromanyetik-gravitasyonel kuvveti ilettiği varsayılan graviton iзin, titreşimiyle taşıdığı kuvvet, sicimin gerilimiyle ters orantılıdır. Bu durumda, gerilim зok bьyьk olmalıdır. Gerзekten de yapılan hesaplara gцre bir sicimin graviton titreşimi iзin gereken gerginlik, 10³⁹ ton civarındadır. Buna “Planck gerilimi” adı verilmektedir. Evrenin tьm matematiksel yapısı 11-Boyutlu olmasına rağmen, 5-Boyutlu relativite ve sьpersicim kuramı birlikte kullanıldığında, evrenin matematiksel birleşik alan teoremini oluşturmakta yeterli olmaktadır. Yani fazladan altı boyutu hasaba katmaya gerek kalmadan matematiksel bir modelleme yapılabilmektedir. Fazladan boyutların planck цlзeği bьyьklьğьnde betimlenmesine rağmen; beşinci boyut, planck (10^{-33 cm) цlзeğinde değil de, зok daha bьyьk, цrneğin 10-17 cm цlзeğinde olursa atomaltı kuvvetlerin bьyьk birleşmesini gerзekleştirmektedir. Bu da, yaratıcının bize sunduğu bir lьtf-u ilвhi ve iзinde bulunduğumuz evreni anlamamız iзin verdiği bir fırsat olsa gerektir ki, зalışmamız boyunca teorik fiziğin yaklaşık 50 yıldır karmaşık denklemler ve teoriler iзerisinde boğulduğunu bir kez daha farkedeceğiz ve aslında doğadaki işleyen kanunların basit ve yekpare bir aзıklamasının olup olmadığını sorgulayacağız ki, aslında yaklaşık 100 yıl цnce Einstein tarafından зok karmaşıkmış gibi gцrьnen 4-boyutlu relativite teorisinin bulunmasında basit bir gцreli elektromanyetizma olayının yattığını gцrerek dikkatimizi doğa yasalarındaki bu basit mekanizmaların, karmaşık denklemlere takılmadan klasik matematiksel kuramlarla nasıl basit bir şekilde ifade edilmesi gerektiği, konularımız boyunca okuyucunun esas odaklanması gereken bir mesele olacaktır. .}

 

KUANTUM MEKANİĞİ

 

Kuantum Kuramı, 20. yьzyılın bьyьk kuramlarından biridir. Kuantum ne demektir? Kuantum kuramı, nedensellik kavramını, yani determinizmi nasıl etkilemiştir? Elektron nedir, bir parзacık mı, bir dalga mıdır? Yoksa her ikisi midir? Işık nedir? Bir parзacık (foton) hareketi midir, yoksa bir Elektromanyetik Dalga yayılması mıdır? Einstein, kuantum kuramının kurucuları arasında bulunduğu halde, sonradan neden ve nasıl bu kurama karşı зıkmıştır? Kuantum kuramı, deneylerle test edilmiş midir?

Karadelikleri цngцren kimdir? Belirsizlik ilkesi nedir? Bu ilke matematiksel araзlarımızın yetersizliğinin bir sonucu mudur? Bu ilkeye gцre evren kapalı ve sonlu mudur? Veya başlangıзta nasıl yaratılmıştır? Şimdi, kainatın yapısı hakkındaki bir kısmını burada sıraladığımız soruların yanıtlarını bulmak iзin Atom ve Molekьller dьnyasında kısa bir gezintiye зıkacağız. Kitabımızda, ilerleyen kısımlardaki konularımız boyunca, okuyucuyu sıkmamak iзin evrenin yapısıyla ilgili teorik bilginin yanında genel fizikle ilgili gьnlьk meselelere de değineceğiz. Dolayısıyla, konunun uzmanı olmayan okurlar da bu sayede meseleler hakkında genel bir bilgi sahibi olabilecektir. Ancak bazı teorik meselelerin, konunun oldukзa uzmanı olan okuyucuya hitap ettiği dьşьnьlebilir. Bu atomaltı dьnya (Mikrodьnya), Makrokozmos kadar зeşitli, ilginз, renkli ve heyecan vericidir. Kimya derslerinden de bilindiği gibi tьm maddeler atomlardan ve her bir atom da pozitif elektrikle yьklь bir зekirdek ve negatif yьklь elektronlardan oluşur. O halde, зok kьзьk atomik цlзekte kьtle, atomik kьtlelere karşılık gelen kesikli niceliklerden oluşur. Yani modern fizik dilinde kьtlenin kuantumlanmış olduğu sцylenir. Enerji iзeren pek зok nicelik de kuantalanmıştır. Enerjinin kuantumlu tabiatı цzellikle atom ve atomaltı dьnyada ortaya зıkar.

1900 yılında Max Planck, siyah cisim ışımasını aзıklamak iзin ışığın kuantumlu olabileceğini ileri sьrdь. O zamana dek, ışığın şiddetiyle enerjisinin doğru orantılı olduğu sanılıyordu. Oysa ışığın frekansıyla enerjisi doğru orantılıydı. 1905'te Einstein bu kurama dayanarak fotoelektrik olayı aзıkladı. Işık, dalga цzelliği yanında foton denen kuantum (enerji paketleri) цzelliği de gцsteriyordu. 1924'te Fransız fizikзi Louis de Broglie, зok зarpıcı bir dьşьnce ьretti. Basit bir matematikle, hareketli her parзacığın aynı zamanda dalga цzelliği gцstermesi gerektiğini ileri sьrdь.