Sicim Teorisine Son Yıllarda Eskisi Gibi Güvenle Bakılmamasının Sebepleri
String theory: Sicim teorisi
önce string theory'nin ortaya çıkma sebebinden bahsedeyim
evrende var olduğunu gördüğümüz dört temel kuvvet (daha doğrusu etkileşim) var.
1) sizi koltuğunuza yapıştıran kütleçekimi,
2) bilgisayarınızın içinde elektronları bir oraya bir buraya koşuşturan elektromanyetik etkileşim,
3) arada bir yediğiniz tuzun içindeki sodyum atomlarını neon'a çeviren, başka da pek bir olayı olmayan zayıf nükleer etkileşim
4) nükleer reaktörü çalıştıran, veya atom bombasına enerjisini veren kuvvetli nükleer etkileşim. etrafınızda gördüğünüz bütün kuvvetler bunlar sonucu oluşuyor bildiğimiz kadarıyla (şimdi diyeceksiniz ki, "peki ben klavyede tuşlara basarken uyguladığım kuvvet bunların hangisi ile oluşuyor?" tabii ki elektromanyetik kuvvet, parmak uçlarınızdaki atomların en dışında bulunan elektronlar, klavye tuşlarının en üst tabakasındaki atomların elektronlarını ittiriyor. kimyasal bağlar vs de hep elektromanyetik etkileşim sonucu oluşuyor).
durum şu ki, kütleçekimi dışındaki etkileşimlerin en küçük uzaklıklarda bile nasıl çalıştığı konusunu anlamış durumdayız. kuantum-mekaniksel olarak ve özel relativite (görelilik) ile uyumlu şekilde, bu üç etkileşimi anlatan denklemler yazabiliyoruz. bu denklemlerin genel adı kuantum alan teorisi. üstelik daha da güzel bir durum var, renormalizasyon adını verdiğimiz bir matematiksel şart koyuyoruz yazacağımız denklemlere ve bu üç etkileşimi de tek bir etkileşimin değişik görünümleri olarak yazabileceğimizi anlıyoruz. bu renormalizasyon şartı o derece güzel çalışmış ki, 1970'li yıllardan bugüne bu şarta uyan pek çok parçacık deneyle bulunmadan önce kuramsal olarak öngörülmüş. en son higgs parçacığı da bu silsilenin son halkası. bütün bu güzelliklere hep birlikte standart model adı veriliyor.
kütleçekimi ise diğer etkileşimlere göre bir garip, einstein amca demiş ki kütle çekimi dediğimiz olay aslında uzay-zaman'ın bükülmesinden başka bir şey değil. bu durumda kütlecekimi için yazacağınız alan teorisinin alanları bazı özellikler sağlamak durumunda. sorun değil, bu özellikleri sağlayacak matematik var, amma velakin bu işin içine bir de kuantum mekaniğini paldır küldür sokmaya çalışınca teoriler ışık hızından hızlı giden parçacıklar (takyon) gibi gariplikler çıkartmaya başlıyor. bir de üzerine renormalizasyon şartını ekleyince bütün bu koşulları sağlayan matematiksel bir teori yazmak mümkün olmamış.
işte string theory de tam olarak bu noktada devreye giriyor
1980'lerin sonunda schwarz ve witten, eğer parçacıkları noktasal objeler değil de tek boyutlu sicimler gibi ele alırsak ve de evrenle ilgili süpersimetri adı verilen bir kabul daha yaparsak bu güçlüklerin ortadan kaldırılabileceğini gösteriyorlar. hah, bir de ödenmesi gereken küçük bir bedel daha var, üç uzay ve bir zaman boyutu yetmiyor bu şartları sağlayan teorilere, 11 veya 26 boyutlu evrenler gerekiyor. neyse geride kalan boyutları kıvırırız, katlarız, d-brane'e lokalize ederiz gibi metodlarla buradan kurtarmak mümkün.
1990'dan sonra geçen 20 yıl içinde bu yapının üstüne epey bir matematik yapılıyor, hatta yeni matematik icad ediliyor sicim teorisini anlayabilmek için. bulunan en önemli olaylardan biri de bazı alan teorileri ile bazı uzay-zamanlardaki kütleçekiminin birebir denk olması, ads-cft conjecture adı veriliyor buna. insanlar bir ara çok ciddi umutlanıyorlar, bu koyduğumuz koşullara uyan sadece ve sadece bir tane teori olacak, o da bizim evrenimizi betimleyecek, her şeyin teorisi olacak diye.
sonra matematikte biraz daha gelişme olunca acı gerçek ortaya çıkıyor, bu koyduğumuz şartlara uyan ve matematiksel olarak tutarlı olan kaç değişik teori var sorusunun cevabı: on üzeri beşyüz, akıl almaz derecede büyük bir sayı. bu derece çok sayıda teoriden biri bizim evrenimizi tanımlar mı sorusunu şu anda cevaplamak imkansız gözüküyor. burada işin içine felsefe karışıyor anthropic prensip adı altında, bir ara onun hakkında da konuşmak gerek. bütün olası string teorilerin oluşturduğu kümeye de landscape, yani manzara deniliyor.
peki kısaca durum nasıl?
string theory sadece matematiksel kabullerle yola çıkıp evren'i tanımlayacak tek bir teori bulmak konusunda başarısız olmuş görünüyor. ortaya çıkan aşırı derecede büyük sayıdaki teoriden birinin bizim evreni tanımlayıp tanımlamadığı sorusu cevaplanabilir durmuyor. bu durumda string theory deneyle yanlışlanabilir bir tane bile öngörü yapamıyor. temel kabullerden süpersimetri'nin doğada olduğunun bile deneysel desteği yok henüz.
benim gördüğüm kadarıyla son bir iki yıldır string theory'ciler birbirlerinin omuzuna vurup "iyi denemeydi ama" şeklinde teselli moduna geçtiler, ve buldukları güzel matematiği başka problemlere uygulamakla ('ads-qcd' nükleer fizik için, 'ads-cmt' yoğun madde için) meşguller. yeni işe alınan fizikçilerin pek azı temel uğraş olarak string theory yapıyor şu anda.
peki bundan sonra ne olur?
deneysel olarak ekstra boyutlar veya süpersimetri için bir delil bulunursa ortam canlanabilir. bir başka olasılık da yeni bir matematiksel şart ortaya koyması birilerinin, her allahın günü birileri deniyor bunu ama pek kabul edilebilir bir durum yok daha ortada.
bu "yirmi yıllık macera"dan ne öğrendik diye sorarsanız şahsi görüşüm evrene dair yeni bir şey öğrenmemiş olsak bile çok güzel yeni matematik öğrendiğimizdir. string theory'cilere teşekkür ediyorum.
Kadın Futbolunun Yasakları Aşarak Ses Getirir Hale Gelişinin Öyküsü
Kadın Milli Futbol Takımımızın 10 Numarası Melike Pekel'in İlham Verici Hayat Hikayesi
