Bütün parasını M-teorisi'ne yatırmıştı

 

Sicim görüşünü toparlayan M-teorisi için çalışmalar devam ediyor.

Söylentiye göre, Albert Einstein son birkaç saatini , her şey teorisini formüle etmek için bir kağıt parçasına bir şeyler karalamakla geçirdi. 60 yıl sonra, teorik fizikteki bir başka efsane figür olan Stephen Hawking için aynı şey söylenemez. Hawking'in "M-teorisi" denen bir şeyi düşündüğünü biliyoruz.

Einstein'ın 1915'te genel görelilik kuramının formülasyonundan bu yana, her teorik fizikçi sonsuz sayıda küçük atom ve parçacık dünyasını, kozmosun sonsuz büyük ölçeği ile uzlaştırmayı hayal ediyor. İkincisi, Evren Einstein'ın denklemleri tarafından etkili bir şekilde tarif edilirken, temel etkileşimler “Standart Model” olarak adlandırılan model tarafından olağanüstü bir doğrulukla tahmin edilir.

Şu andaki anlayışımız, fiziksel nesneler arasındaki etkileşimin dört temel güç tarafından belirleniyor olmasıdır. Bunlardan ikisi - yer çekimi ve elektromanyetizma - makro evren ile ilgilidir ve günlük yaşamımızda bunlarla doğrudan karşılaşmaktayız. Diğer ikisi ise, güçlü ve zayıf etkileşimler olarak adlandırılan, çok küçük bir ölçekte hareket eden ve yalnızca atom altı süreçleri ilgilendiren kuvvetlerdir.

Standart model bu güçlerin üçü için birleşik bir çerçeve sağlar, fakat yer çekimini her durumda bu resme dahil etmek mümkün değildir. Bir gezegenin yörüngesi veya galaksi dinamikleri gibi büyük ölçekli fenomenlerin doğru tanımlamasına rağmen, genel görelilik çok kısa mesafelerde bozulur. Standart modele göre, tüm kuvvetlere belirli parçacıklar aracılık eder. Yer çekimi için, graviton denilen bir parçacık görev yapar. Fakat bu gravitonların nasıl etkileştiğini hesaplamaya çalışırken, saçma sapan sonsuzluklar ortaya çıkabilmektedir.

Tutarlı bir yer çekimi teorisi her ölçekte geçerli olmalı ve temel parçacıkların kuantum doğasını da hesaba katmalıdır. Bu, diğer üç temel etkileşimle birlikte birleşik bir çerçevenin yer çekimini de barındırması gerektiği anlamına gelmektedir, ancak bu şekilde her şeyin teorisine ulaşılmış olacaktır. Elbette, Einstein'ın 1955'teki ölümünden bu yana pek çok ilerleme kaydedilmesine rağmen bugünlerde en iyi adayımız M-teorisi olarak adlandırılıyor.

Siçim devinimi

M-teorisinin temel fikrini anlamak için, bilim adamlarının, evreni parçacıklara dayalı olarak tanımlamaktan ziyade, onu küçük salınım yapan ipler (enerji tüpleri) olarak tanımlayabileceğimizin farkına vardıkları 1970'lere geri dönmeliyiz. Doğanın temel bileşenleri hakkında bu yeni düşünce tarzı birçok teorik problemi çözmüştür. Her şeyden önce, dizgenin belirli bir salınımı bir graviton olarak yorumlanabilir. Standart çekim teorisinin aksine, sicim teorisi, etkileşimlerini matematiksel olarak tuhaf sonsuzluklar almadan açıklayabilir. Böylece, yer çekimi nihayet birleşik bir çerçeveye dahil edilmiş olmaktadır.

Bu heyecan verici keşiften sonra, teorik fizikçiler bu seminal (evrenin tohumları olarak siçimlerin görülmesi) fikrinin sonuçlarını anlamak için çok çaba harcadılar. Bununla birlikte, bilimsel araştırmalarda sıklıkla olduğu gibi, sicim teorisinin tarihi iniş ve çıkışlarla karakterizedir. İlk başta insanlar şaşırmıştı çünkü bir "takyon" olarak adlandırılan ışık hızından daha hızlı hareket eden bir parçacığın varlığını tahmin ediyordu. Bu tahmin, tüm deneysel gözlemlerin aksine ve dizi teorisi hakkında ciddi şüphelere neden oldu.

Bununla birlikte, bu konu 1980'lerin başlarında "süpersimetri" denilen bir şeyin tanıtılmasıyla çözülmüştür. Bu, her parçacığın bir süper partneri olduğunu ve olağanüstü bir tesadüfle, aynı durumun aslında takyonu ortadan kaldırdığını öngörür. 

Bir başka çarpıcı özellik ise, string teorisinin on uzay boyutunun varlığını gerektirmesidir. Şu anda sadece dört tane biliyoruz: derinlik, yükseklik, genişlik ve zaman. Bu büyük bir engel gibi görünse de, birkaç çözüm önerilmiştir ve günümüzde bir problemden ziyade dikkate değer bir özellik olarak düşünülmektedir.

Örneğin, ekstra boyutlara erişim olmaksızın bir şekilde dört boyutlu bir dünyada yaşamaya zorlanabiliriz. Ya da ekstra boyutlar, böyle küçük bir ölçekte "yoğunlaştırılmış" olabilir, onları fark etmeyiz. Bununla birlikte, farklı kompaktlaşmalar, fiziksel sabitlerin farklı değerlerine ve dolayısıyla farklı fizik kanunlarına yol açacaktır. Olası bir çözüm, evrenimizin, farklı fizik yasaları tarafından yönetilen sonsuz bir “çok-evrende” sadece bir tanesi olmasıdır.

Bu tuhaf görünebilir, ancak bu fikri çok fazla sayıda teorik fizikçi benimsemektedir. İkna olmadıysanız, Flatland romanını okumayı deneyebilirsiniz : Edwin Abbott'un çok boyutlu romantizmi, karakterlerin iki uzaysal boyutta yaşamaya zorlandığı ve üçüncüyü fark edemedikleri kurgusu üzerinden yürümektedir.

M-teorisi

Bu türden tartışmaların devam ettiği dönemlerde, sicim teorisyenlerini rahatsız eden bir başka sorun ortaya çıkmıştır. Tam bir sınıflandırma, beş farklı tutarlı dizgi kuramının varlığını gösterdi ve doğanın neden beşten birini seçtiği açık değildi.

M-teorisi işte bu aşamada sahne almaktadır. İkinci sicim devrimi sırasında fizikçiler, beş tutarlı dizilim durumunun aslında on bir uzay boyutunda yaşayan ve M-teorisi olarak bilinen eşsiz bir teorinin sadece farklı yüzleri olduğunu öne sürdüler. Farklı fiziksel bağlamlarda sicim teorilerinin her birini içermesine rağmen hepsi için geçerli olabilmektedir. Bu son derece etkileyici resim, çoğu teorik fizikçinin M-kuramına her şeyin kuramı olarak inanmasını sağladı - aynı zamanda diğer aday teorilerden de matematiksel olarak daha tutarlı bir yapı sağlanmış olmaktaydı.

Yine de, M-teorisi, deneylerle test edilebilen tahminler üretmekte zorlanmaktadır. Supersymmetry şu anda Büyük Hadron Çarpıştırıcısı'nda test ediliyor. Bilim adamları, süper partilerin kanıtlarını bulduğunda M- teorisini güçlenecektir. Fakat teorik fizikçilerin test edilebilir deneyler üretmeleri ve deneysel fizikçilerin bunları test etmek için deneyler oluşturmaları hala bir meydan okuma alanı olmaya devam etmektedir.

En büyük fizikçiler ve kozmologlar, dünyanın her şeyi açıklayabilecek güzel ve basit bir tasvirini bulmak için bir tutkuyla çalışıyorlar. Henüz tam sonuca ulaşılamamış olsa da, Hawking gibi insanların keskin ve yaratıcı fikirleri olmadan bir şansımız olamazdı.

KAYNAK

https://phys.org/news/2018-03-stephen-hawking-pinned-m-theory-fully.html