Bilimsel Yazılar - Bilim True
Görelilik Kuramı Nedir ?
Kuramın bir diğer sonucu ve atom bombası nedeniyle en çok bilineni ise madde ve enerji eşdeğerliliği ile ilgili olanıdır (E=mc²). Buna göre küçük bir kütle büyük bir enerji demektir ve Güneş'in enerjisinin kaynağı da budur. Einstein'ın ortaya koyduğu teori dört boyutlu bir uzay içermekteydi (uzay ve zaman kavramlarını birleştirerek). Dolayısıyla evren anlayışımız temelden sarsılıyordu.Kalma olayı için çarpıcı bir örnek ikizler paradoksudur.
Bu son yazıda, tüm bunların cevabını bulamayacaksınız. Bu sorular, olay örgülerimiz içerisinde henüz bir değer sahibi değiller; kimi anlamsal açıdan, kimi bilimsel açıdan. Cevaplamaya çalışmayacağız; söyleyeceklerimiz, sadece fantastik birkaç dans figüründen ibaret olacak.
İki olay seçelim ve bu iki olay, birbiriyle herhangi bir bağlantı içermesin. Bunu rahatça yapabileceğimizi düşünüyoruz: hafif bir futbol topunun, bir hava akımı sebebiyle, olduğu yerden kıpırdaması ve bir akşamda, herhangi bir çocuğun uykusunun gelmesi. Birbirleriyle hiçbir ilişkisi olmayan bu iki olayı nedensel açıdan sorguladığımızı düşünelim. Topun kıpırdamasının sebebi, hava akımıdır. Çocuğun uykusunun gelmesinin sebebi, sinir sistemi tarafından ilgili organlara gönderilen sinyallerle anlaşılır ve bunlar bir sebep olarak görülebilir. İki olay da, birbirine hiç yaklaşmayan, birbirinden oldukça uzak iki tren yolu gibidir. ''Bir makasta birleşmeleri olası değildir.''. Gerçekten öyle midir?
Tren yolculuğu yapmış olanlarımız, böyle yolculuklarda, trenlerin ''makas'' dediğimiz mekanizmalar sayesinde yol değiştirdiklerini bilirler. Öyle ya; bir kente giden trenin bulunduğu yolda, bir başka kente gitmek üzere bulunan bir başka tren de olabilir. Makas gibi düzeneklerle, günlük hayatımızda tanık olduğumuz olaylarda da rastlarız. Bu makasları bazen ''tesadüf'' diye niteler, bazense farkında bile olmayız. Bulunduğumuz herhangi bir binanın son kapısından da çıkıp yola koyulduğumuzda tanıdığımız bir insanı görmemiz, ''makas''ların en tipik örneğidir. Böyle bir makasa girdiğimizi bilmediğimiz durumlar olmuyor değil; tanıdığımız bir insanın yanından öylece geçip gittiğimiz olabiliyor, hatta onun bile bizi görmeden yanımızdan, birkaç on santimetre uzağımızdan geçip gittiği olabiliyor. Biraz saçma bir perspektif; saçmalık, bilmediğimiz durumları varsaymamızdan kaynaklanıyor. Ancak doğrulama hakkımız şu şekilde saklıdır: bizim dalgın olduğumuz anlar, bizi fark edemeyenlerin dalgın olduğu anlar ve dolayısıyla, iki tarafın da dalgın olduğu anlar. Mantıksal olarak, bunu ''olana ergi'' şeklinde tanımlayabiliriz. Bu spesifik örnekten hareketle, Büyük Patlama sonrası yola çıkan olaylar güruhunun boyutlarını tahmin edebilirsiniz. Günümüzde tüm evrende olup bitene yetecek kadar tren yola çıkmış olmalı. Sıfır anından günümüze kadar nice makaslara girilmiş, nice makaslardan çıkılmış, nice makaslara dikkat bile edilmemiştir.
Bizler, gözden kaçırdığımız makaslar için güzel bir bahane bulmuşuz: ''algıda seçicilik''. Esasında çevremizde bizi uyaran unsurların tümünü birden algılama kapasitesine sahip değilizdir; bunlardan sadece bir kısmını seçer, algılar ve tepki veririz. İşte bu tip durumlarda, seçtiğimiz herhangi bir makas, bizler için ''tesadüf''ü oluşturur. Resmin tümüne baktığımızda ise fark edemediğimiz makasları görebiliriz (eğer biz öldükten sonra güzel bir melek bize resmin tümünü göstermiyorsa, bunu şimdiden yapsak iyi olur: resmin tümüne bakmamız gerekiyor). Algımızdaki seçici yanımızı bir kenara bırakırsak, ve eğer Büyük Patlama'dan sonra, trenlerin girdikleri tünellerin içerisinde neler olduğunu çözebilirsek, resmin tümüne yetkin yorumlar yapabiliriz. Örneğin, tüm trenlerin bugünlerine ulaşmış olmalarını, Büyük Patlama'dan kısa bir süre sonra gerçekleşen ekstrem bir olaya, ''şişme''ye bağlarız. Evren, belirli bir zaman aralığı içerisinde, bilmediğimiz, deneyimlemediğimiz şekilde davranarak, trenleri bir tünele sokmuştur. Tünel çıkışında ise artık trenler, yolculuklarını bambaşka şekillerde sürdüreceklerdir. Tünel içerisinde, evrenin ışıktan daha hızlı genişlediğini kabul ediyoruz; yabana atabileceğimiz bir gelişme değil.
Baştaki örneklerimize geri dönelim: topun yer değiştirmesi ile çocuğun uykusunun gelmesi arasında hiçbir ilişki gözlemlememiş olabiliriz. Acaba bu iki olaya hükmeden tüm olaylar için resmin tümüne baktık mı? Diğer bir deyişle, tıpkı tüm trenlerin, Büyük Patlama sırasında tek bir noktaya sıkışması gibi, bu iki olay da, belirli bir anda tek bir noktadan ayrılmış olabilir mi? Fikir, Evrimsel Biyoloji'deki ''ortak ata'' olgusuna selam çakar nitelikte. Bu haliyle örneklerimizi değerlendirdiğimizde, iki olayın da özgeçmişlerini incelememiz gerektiğinin farkına varıyoruz. Topun yerinin değişmesi, Dünya üzerindeki yüksek ve alçak basınç bölgeleriyle açıklanır. Bu noktalarla beraber, ''rüzgar'' olgusu ortaya çıkar. Söz konusu noktaların sebebi ise bir veya birden çok olabilir: sıcaklık, yerçekimi, yükselti ve Dünya'nın günlük hareketi. Çocuğun uykusunun gelmesi olayına dönersek, sinirsel sinyallerin sebebini incelememiz gerekir. Biyoloji'de, ''homeostasi'' diye nitelediğimiz iç denge, insanların hangi zaman aralığını uykuya ayırdığı sorununu özellikle ilgilendirir. Çocuk, akşam vakti, yorucu bir günün sonunda esnemiştir. ''Akşam'' olgusu, Dünya'nın günlük hareketinin bir sonucudur. Ortak atayı bulmuş gibi görünüyoruz. Ancak kurguladığımız evrende bu, olası bir ortak ata: Dünya'nın günlük hareketi. Diğer tüm olaylar için bu yaklaşımı derinleştirebiliriz.
Hayal gücünüzü kısıtlayan herhangi bir durum söz konusu değilse, örnekler her zaman için çoğaltılabilir. Olaylarla beraber genişleyen bir evren söz konusu. ''Evrenin sınırlarında ne var?'' sorusunun cevabı, ''Evrende gerçekleşmiş en eski olaylar.'' olabilir. Buna göre, uzay-zaman dokusunu olaylar oluşturuyordur ve kuvvetler, olayları etkiliyordur. Bizler, bildiğimiz yaşam formunu algımızda seçerken, makasın ayırdığı diğer yolları seçmiyoruz. Seçsek bile, diğer hatlarda neler olduğuna dair çalışmalar yapabilmemiz için yeterli teknolojiye sahip değiliz. Algımızda seçtiğimiz, tanıdık yaşam formu, bizlere kendimizi özel hissettiriyor. Ancak dominant (baskın) faktörler olan kuvvetlerle beraber, resesif (çekinik) faktörler olan parçacıklardan, sadece belirli bir hat üzerindeki olaylara odaklandık. Makaslarla beraber ayrılan diğer hatlar hakkında bilgi sahibi olmadığımız sürece, kendimizi özel hissetme konusunda emin olamayız.
Birkaç yerde ''kurgu'' kelimesini kullandık; kasıtlı bir hamleydi. Biz, örnek olarak verdiğimiz iki olayda, esasında bir evren kurguladık. Belki de çocuk, bambaşka bir evrende kullanılıp atılmaktan hiç de memnun kalmadı. ''Acaba bizlerin dünyasını da kurgulayan birileri var mıdır?'' diye sormadan önce kemerlerinizi bağlamanızı öneririz.
Ölümsüz Canlılar: Yassısolucanlar
Sonsuz yaşamın sırrı yassı solucanlarda...
İngiliz bilim insanları, su birikintileri ve göllerde yaşayan yassı solucanların kendilerini yenileme yeteneği sayesinde sonsuza dek yaşayabildiğini ileri sürdü.
İngiliz Telegraph gazetesinin haberine göre, Nottingham Üniversitesi araştırmacıları, tek bir solucandan yaklaşık 20 bin solucanlık bir koloni oluşturmayı başardı.
Kanser Hücrelerini Geri İçin Göğüsleri Sıkın!
Evet, yanlış duymadınız! Amerikan Hücre Biyolojisi Cemiyeti'nin, San Francisco'da düzenlediği yıllık bilimsel toplantıda sunulan bir makale, kadınlarda göğse uygulanan basıncın meme kanserine yakalanma riskini düşürdüğünü ortaya koydu. "Kanser hücrelerini geri çevirmek için, göğüsleri sıkın!" başlığı ile okunan makalede, kanser konusunda, genetik yapının çevre ile olan ilişkisine detaylıca değiniliyor.
Araştırmanın başında bulunan Dr. Daniel Fletcher, "Gelişim ve büyümenin başındaki doku gelişiminin, çevreden gelen mekanik etkilere karşı duyarlı olduğunu keşfettik." diyerek keşiflerini anlatıyor. Dahasını da ekliyor: "Gelişim sırasındaki erken bir sinyal, bir mekanik baskı, bu kötü huylu hücrelerin yönlerinin geri çevrilmesinde fayda sağlıyor."
1929 – Telefonla görüştüğünüz kişiye sesinizi değil gırtlağınızda ses tellerinizin yarattığı titreşimleri gönderiyor. Amaç çevredeki gürültülerin konuşmaya dahil olmasını önlemek. Karşı tarafın polisi arayıp “tuhaf sesli sapık” ihbarında bulunması pek mümkün.
1953 – Köşenin öbür tarafındaki düşmanı vurmak için tasarlanan bu tüfek ilk denemeden sonra çöpe gitti. Yaralı sayısı hakkında bilgi yok.
AİDS'ten Kurtulan İlk Çocuk
Johns Hopkins Üniversitesi'nden Dr. Deborah Persaud, 3 Mart 2013 tarihinde, HIV'den tamamen kurtulan ilk çocuk hastayı tanımladı. Önemli bulgular, Atlanta'daki 2013 Retrovirüs ve Faydacı Enfeksiyonlar Konferansı'nda açıklandı.
Dr. Persaud, Mississippi doğumlu, şu anda 2 yaşında olan ve doğduğu anda HIV tespiti yapılan, bunun üzerine hemen antiretroviral terapi uygulanan çocuğun detaylı vakasını açıkladı. 18 aylıkken çocuk antiretroviralleri almamaya ve tedaviyi sürdürmemeye başladı. Yeniden hastaneye 23 aylıkken getirildiğinde, üzerinden 5 ay geçmiş ve bu sürede hiçbir ilaç almamış olmasına rağmen tespit edilebilir düzeyde HIV yüküne sahip olmadığı tespit edildi. Çok yüksek hassaslıkta bir dizi diğer testten de geçirilen çocukta, HIV'in artık bulunmadığı doğrulandı.
Tedavinin doğrulanması Dr. Persaud ve Massachussetts Üniversitesi'nden Dr. Katherine Luzuriaga'ya Eylül 2012'de verilen bir burs vesile oldu. Bu burs sayesinde ortak bir laboratuvar açan araştırmacılar, pediyatrik HIV'den kurtulma vakalarını tespit etme üzerine çalışma imkanı buldular. Ortaklık içerisinde birçok önemli ve saygıdeğer araştırmacı bulunuyor: San Diego Kaliforniya Üniversitesi'nden Dr. Stephen Spector ve Doug Richman, Ulusal Kanser Enstitüsü'nden Dr. Frank Malderelli, Ulusal Alerji ve Enfekte Olabilen Hastalıklar Enstitüsü'nden Dr. Tae-Wook Chun.
Araştırmanın yöneticisi olan Dr. Rowena Johnston, şunları söylüyor:
"Mississippi'de bulunan çocuğun pediyatristi olan Dr. Hannah Gay ne yaptığımızdan haberdardı ve genç hasta vakası dikkatini çektiği anda bize ulaştırdı. Ortaklık zaten kurulu olduğundan ekibimiz anında hareketlenebildi ve çocuğun gerçekten iyileşip iyileşmediğini tespit için testleri yapmayı başardı."
Dr. Persaud, yapılan testler geride tek bir şüphe dahi bırakmadan çocuğun doğumunda anne ve çocuğun HIV pozitif olduğunu doğruladığını ve elimizdeki en hassas testlerle bile denendiğinde çocukta artık HIV'a dair hiçbir şey kalmadığını söylüyor.
Bugüne kadar HIV'den kurtulan ve dosyalanabilen tek vaka, "Berlinli hasta" olarak da bilinen Timothy Brown'un vakasıdır. 2006 senesinde, yine HIV tedavisi gören Bay Brown'a, aynı zamanda lösemi teşhisi de konulmuştur. Fizisyeni, HIV enfeksiyonuna engel olan bir mutasyonla doğan bir insandan aldığı kök hücreler sayesinde lösemisini tedavi etmeyi başardı. Bu nakil sonrasında Bay Brown, HIV enfeksiyonu yeniden ortaya çıkmadan tedaviyi durdurma imkanına erişmişti.
Bu yeni vaka ise farklı popülasyonlardan olan HIV-pozitif insanların farklı tedavi yöntemleriyle tamamen iyileştirilebileceğine dair baş döndürücü ihtimali göz önüne almamızı sağlıyor. Bay Brown'un tedavisi bir dizi karmaşık, yüksek riskli, yüksek maliyetli süreçler sonunda sağlandıysa da, bu yeni vaka sıradan bir antiretroviral tedavinin sonucu olarak karşımıza çıkıyor.
Dr. Johnston konuyla ilgili olarak şunları söylüyor:
"Bu iyileşmenin sadece antiretroviral terapiyle sağlandığı düşünülürse, bir yenidoğanın savunma sistemini, onun yetişkinlerden olan farklarını ve hangi faktörlerin HIV'i yenmesine katkı sağladığını öğrenmek de bizler için bir zorunluluk haline geliyor."
Mississippi vakası aynı zamanda HIV-pozitif annelerin tespitinin, anne-çocuk bulaşmasının önüne geçmek için farklı yöntemlere başvurmanın ve HIV-pozitif doğan çocukların anında antiretroviral terapiye başlamasının öneminin de altını çiziyor.
Bu çalışmayı destekleyen kurum olan amfAR'nin CEO'su Kevin Robert Frost ise şunları söylüyor:
"İlk pediyatrik HIV iyileşmesi vakasının tespitinde ön ayak olduğumuz için gurur duyuyoruz. Bu vaka, HIV ile mücadelenin başarılı sonuçlarının hiç beklemediğimiz yerlerden gelebileceğini ve bunun, önümüzdeki aylarda ve yıllarda HIV'den iyileştirilecek sayısız çocuğun sadece birincisi olduğunu sarsıcı bir şekilde hatırlatıyor."
Modern Fizik ve Yaşamımızdaki Yeri
Modern fizik öncelikle klasik fiziğin tanımlayamadığı olayları açıklamak için öne sürülmüş tüm teorilerin bütünüdür.Konuyu biraz daha genişletecek olursak Einstein’in izafiyetinden Max Planck’ın kara cisim ışımasına, Schrödinger’in kedisine, kuark ve bozonlara kadar her şey modern fizik ürünüdür. Bu yazımda tamamını ele alamayacak olsam da sizi genel anlamda bilgilendirmeye çalışacağım.
Modern Fiziğin Uğraş Alanları
Modern Fiziğin Klasik Fizikten Farkı
Görelilik (relativite), açısından bakıldığında ise Galilei'nin görelilik ilkesi dikkate alındığında, nesneler birbirlerine kafa kafaya yaklaştıklarında hızları toplanmalıydı ki birinin diğerini hangi hızda gözlemlediği hesaplanabilsin. Tabii ki bu klasik görelilik kuramı günlük hızlarla hareket eden nesneler için geçerliliğini sürdürüyor. Ancak, ışık hızına yakın iki cismin aynı doğru üzerindeki vektörel hızlarını topladığınızda (vektörel düşündüğümüzde aslında çıkarıyoruz) ışık hızını çok çok aşacaktır ki bu Einstein'ın özel görelilik kuramının tamamen reddettiği bir şeydir.
Görelilik kavramının doğuşu Einstein’dan çok öncedir. Galileo, Görelilik ilkesinde “dış gözlemci tarafından hareket ettiği söylenen bir gemi üzerindeki bir kimse geminin hareketsiz olduğunu söyleyebilir”, bu yüzden “sabit hızla giden bir gözlemci, sabit duran gözlemci aynı fiziksel yasaları kullanmalıdır” demişti. Örneğin sabit hızla giden bir gemide yukarı doğru bir taş atarsanız aynı yere düşecektir - sabit durduğunuzda olduğu gibi. Bu anlayış Newton fiziğinde formülasyona dökülmüştür. Sabit hızla giden bir cisim ve sabit duran bir cisim için geçerli olan Newton denklemlerinin şekli aynıdır.
Einstein’in özel görelilik kuramının Galileo göreliliğinden farkı, uzayın ve zamanın mutlak olamayacağını söylemesidir. Matematiksel açıdan bakınca, Galileo dönüşümleri yerine Lorentz dönüşümünü kullanması ve çıkan sonuca yepyeni bir fiziksel yorum getirmesidir. Tabii, şimdi basitçe ifade ettiğimiz bu iş, o gün için hayal edilmesi zordu ve Einstein’in bu büyük hayali 20. yüzyıl başlarında fiziğe bakışımızı bütünüyle değiştiren büyük bir bilimsel bulgudur.
Newton Mekaniği 200 yıldan fazla bir süre fiziksel bilimlerin harika bir aracı oldu. Ona dayalı bir bilim ve teknoloji çağı yaratıldı. Halen bu çağın harikulade nimetlerinden yararlanıyoruz. Ama fizikçiler daha 19.yüzyıla girilirken, Newton Mekaniği’nin bazı doğa olaylarını açıklamakta yetersiz kaldığını sezmeye başlamışlardı.
19. yüzyılın sonunda Işığın bir dalga hareketiyle yayıldığı genel kabul görmüştü, ama o dalgayı taşıdığı varsayılan ve uzayı dolduran ortamın (ether) var olduğunun kabul edilmesi çelişki yaratıyordu (Michelson-Morley deneyi).
Maxwell, elektromagnetik dalgaların varlığını gördü ve bunların hızlarını buldu. Elektrik ve magnetizma arasındaki ilişkileri kuran Maxwell denklemleri elektrik ve Magnetizma kuramlarını bireştirdi. Elektromagnetik dalgaların ışık hızıyla yayıldığını, başka bir deyişle, ışığın elektromanyetik dalgalar halinde yayıldığını ortaya koydu. Bu hızın elektrik ve magnetizma alanlarından tamamen bağımsız bir sabit olduğunu belirledi. Böylece evrensel bir sabiti, ışık hızını, keşfetmiş oluyordu. [Çok duyarlı deneylerle, ışık hızı c=3x108 m/sn (yaklaşık 300 000 km/sn) olarak ölçülmüştür.]
Galilei’nin Görelilik İlkesi fizik yasalarının her eylemsiz sistemde aynı olduğunu söylüyor. Bunu ışık hızı için yorumlarsak, ışık hızının mutlak olamayacağı, gözlemcinin ve ışık kaynağının içinde bulundukları sistemlere göre değişeceği anlamına gelir. Yukarıda anılan Galilei dönüşümü uyarınca, yerdeki bir gözlemci, v hızıyla hareket eden bir kaynaktan çıkan ışığın hızını v+c olarak görmelidir (hızların toplamı ilkesi). Öte yandan, Maxwell ışık hızının her gözlemciye göre sabit ve sonlu bir değerde olduğunu söylüyor. O halde, Maxwell’e göre, bütün gözlemciler ışık hızını c olarak görecektir. Zaten deneyler de bunu gösteriyor. Eğer ışık hızı sonsuz olsaydı, Maxwell’in bulduğu sonuç Galilei’nin uzay ve zaman sistemi ile çelişmezdi. Ama, Maxwell ışık hızına denk olan elektromagnetik dalgaların hızının sonlu ve sabit olduğunu belirlemişti. Sorunun çözümü için fizikçiler işe koyuldu.
Işık elektromagnetik dalgalar biçiminde yayılıyorsa, bu dalgaların oluştuğu bir ortam olmalıydı. En geçerli görünen görüş “ether” kuramıydı. Ses dalgalarının yayılabilmesi için hava, su vb. bir ortamın olması nasıl gerekiyorsa, ışık dalgalarının da boşlukta yayılabilmesi için bir ortama gereksinimi var olmalıydı. Bütün uzay boşluğunu doldurduğu varsayılan bu maddeye ether denildi.
1. Işık elektromagnetik dalgalar biçiminde yayılıyorsa, bu dalgaların oluştuğu bir ortam olmalıydı. En geçerli görünen görüş “ether” kuramıydı. Ses dalgalarının yayılabilmesi için hava, su vb. bir ortamın olması nasıl gerekiyorsa, ışık dalgalarının da boşlukta yayılabilmesi için bir ortama gereksinimi var olmalıydı. Bütün uzay boşluğunu doldurduğu varsayılan bu maddeye ether denildi.2. Maxwell deneylerinin belirlediği ışık hızı ether'e göreli olarak belirleniyor olmalıydı. Gözlenen ışık hızı Galilei dönüşümü altında olması gerektiğinden farklı ise (ki bu çok küçük bir farktır), bunun nedeni, fizik kurallarının her eylemsiz sistemde aynı olmaması değil, gözlemcinin eylemsizlik konuşlanmasının ether'e göre hareket ediyor olmasıydı.Öyleyse, her şeyden önce ether’in varlığını kanıtlamak gerekiyordu.
Michelson & Morley deneyi
Ortaya oldukça ilginç bir durum çıkmıştı. Maxwell denklemlerine Galilei dönüşümü uygulanınca, ışık hızı bir eylemsiz sistemden ötekine değişiyordu. Ama Michelson & Morley deneyi, ışığın her eylemsiz sistemden aynı göründüğü sonucunu veriyor ve böylece Maxwell’in deney sonuçlarını doğruluyordu. Yani ışık, Galilei Görelilik İlkesine uymuyor, her eylemsiz sistemde değişmez (invariant) c değerini alıyordu.
Buradan çıkan sonuç şudur: Ya dünya hareketsizdir, ya da ether yoktur. Dünyanın hareket ettiğine kuşkumuz olamayacağına göre, ether yoktur sonucuna varmalıyız. Tabii, bu deneyin verdiği asıl sonuç, ışığın her yönde aynı hıza sahip olduğudur.
Şimdi problem şuna dönmüştü: Işığın hızı neden her eylemsiz sistemde aynı görünüyordu? Bunun fiziksel yanıtıyla ilgilenmeyen matematikçiler sorunu kolayca çözdüler. Galilei dönüşümü yerine, ışık hızını koruyan bir dönüşüm tanımladılar. Hendrik Antoon Lorentz (1853-1928) ışık hızını değişmez (invariant) kılan bir dönüşüm tanımladı. Henri Poincaré, 1904 yılında, aynı işi yapan dönüşüm gruplarını tanımladı ve sorunu matematiksel açıdan bütünüyle çözdü. Hebert Minkowski’nin kurduğu geometri, henüz ortaya çıkmayan göreliliğin geometrik modeliydi. Böylece, görelilik kuramının matematiksel dayanağı hazır duruma gelmişti. Lorentz ve Poincaré’nin bu görüşle yapmış oldukları hesaplar, bugün Einstein’ın adıyla anılan ve özel rölativite teorisi adı altında toparlanan sonuçların önemli bir kısmını ortaya çıkarmıştı. Fakat çok geniş ve derin düşünme yeteneğine sahip bu bilim adamları kendilerini Newton’un etkisinden ve eter kavramından kopartamadıkları, daha doğrusu kopartmayı akıllarına getiremedikleri için vardıkları bazı sonuçları bugün bizim yaptığımız gibi yorumlayamadılar.
Örneğin, çıkardıkları formüllerde, zamanı gösteren t parametresinin yanı sıra t’ ile gösterilen ve zaman boyutunda olan bir parametre daha tanımlamışlardı. Bu parametre aynen bugün Lorentz’in adıyla anılan ve özel rölativite teorisinin temelini oluşturan formüllerde yer aldığı gibi bir konuma sahipti. Fakat Lorentz, o günlerde, bunun gerçek zaman olmadığını, sadece bir matematiksel tanım olduğunu düşünmüş ve bu inancını açık açık yazmıştı. Bu görüş hem olayın açıklanmasını ve kavranmasını güçleştiriyor hem de eter’e yeni özellikler yükleyerek fiziği karmaşık hale getiriyordu. Bu nedenle, Lorentz ve Poincaré’nin çabaları, aslında çok şeyi ortaya çıkarmış gibi görünmelerine rağmen, fizik dünyasında büyük ilgi görmedi ve bugün yapıldığı gibi yorumlanamadı.
Einstein’ e Göre Görecelik
Bizler,gündelik yaşamda, düşük hızlar dünyasında yaşarız. Einstein,bizi yüksek hızlar dünyasına götürür. Işık ışınına bindirir ve gezdirir. O zaman anlarız ki yüksek hızlarda zaman “yavaşlar” ve de uzunluklar “kısalır”. Böylece uzayın ve zamanın mutlak olmadığını öğreniriz.Işık,enerjinin bir biçimidir,hem en yüksek hızlı foton akımı olmanın yanı sıra elektromanyetik dalgadır da. Zaman konusunda ünlü ikizler paradoksunu göreceğiz. Özel göreliliğin doğa,uzayve zaman kavramlarımızda yarattığı büyük dönüşümü öğreneceğiz.Genel görelilik, uzay-zamandan oluşan dört boyutlu bir evren modelini sunar.
Einstein’in genel göreliliği, klasik teori olarak isimlendirilen bir şeydir; yani belirsizlik ilkesini kapsamaz. Bu nedenle genel göreliliği, belirsizlik ilkesiyle bileştiren yeni bir kuram bulunması gerekir. Çoğu durumda, bu yeni kuramla klasik genel görelilik arasındaki fark çok küçük olacaktır. Bunun nedeni, daha önce belirtildiği gibi, kuantum etkilerinin kestirimde bulunduğu belirsizliğin yalnızca çok küçük ölçeklerde olması, genel göreliliğin ise çok büyük ölçeklerdeuzay-zaman yapısıyla ilgilenmesidir. Ancak Penrose ve benim kanıtladığımız tekillik teoremleri uzay zamanın çok küçük ölçeklerde son derece eğrilmiş olacağını gösteriyor. O zaman belirsizlik ilkesinin etkileri çok önemli olacaktır ve bazı dikkate değer sonuçlara işaret eder görünmektedir.
Einstein’in kuantum mekaniği ve belisizlik ilkesi ile problemlerinin bir kısmı, onun, birsistemin belirli bir geçmişi olduğu şeklinde sağduyuya dayanan düşünceyi kullanmasından ileri gelmektedir. Bir parçacık ya bir yerdedir ya da başka bir yerde. Yarısı bir yerde, yarısı diğer yerde olamaz. Benzer şekilde astronotların Ay’a ayak basması gibi bir olay ya olmuştur ya olmamıştır. Yarı olmuş olamaz. Bu insanın biraz ölü veya biraz hamile olmaması gibidir. Ya öylesiniz ya da değilsiniz. Fakat eğer bir sistemin belirli t ek bir geçmişi varsa belirsizlik ilkesi parçacıkların bir defada iki yerde olması veya astronotların yalnızca yarı Ay’da olmaları gibi her türlü paradoksa yol açar.
Kütle Çekimi Nedir ?
Herşey biryana bu etki nedir ?
GÖRELİLİK Doğarken Ölmek ; Neyazık!
Şimdi herkes, evren ve zamanın kendisinin, büyük patlamada bir başlangıcı olduğunu düşünüyor. Ve Hawking, sitemini şöyle dile getiriyor: “Bu , birkaç değişik kararsız taneciğin keşfinden çok daha önemli olmakla birlikte, Nobel Ödülleri ile değerlendirilebilmiş bir buluş değildir”
İki karadelik çarpışır ve birleşirse, sonunda ortaya çıkan karadeliğin alanı, baştaki karadeliklerin alanlarının toplamından daha büyüktür. Bu durum, termodinamiğin ikinci yasasına göre, entropinin davranışına çok benzemektedir. Entropi, hiç azalmaz ve tüm sistemin entropisi, onu oluşturan parçaların entropileri toplamından büyüktür. Bir karadeliğin kütlesindeki değişme, onun olay ufkunun alanı da değişmeye, açısal momentumundaki değişmeye ve elektrik yükündeki değişmeye bağlıdır. Bir karadeliğin uzay ufkunun her yerinde yüzey gravitesi aynıdır. Bu benzerlikten cesaret alan Bekenstein 1972′ de olay ufku alanının belli bir katının karadeliğin entropisi olduğunu ileri sürdü. “Lakin bu teklif tutarlı değildi. Eğer karadelikler, olay ufkuyla orantılı bir entropiye sahip olsalardı, yüzey gravitesiyle de orantılı, sıfırdan farklı bir sıcaklıkları olurdu. Karadeliğin, kendi sıcaklığından daha düşük sıcaklıktaki bir termal ışınımla temasta olduğunu düşünelim. Karadelik, ışınımın bir kısmını yutarken dışarıya birşey gönderemeyecektir. Zira klasik kurama göre, karadelikten bir şey çıkamaz.
Bu durumda, alçak sıcaklıktaki termal ışınımdan, yüksek sıcaklıktaki karadeliğe ısı iletilmiş olacaktır. Bu ise, genelleştirilmiş ikinci yasaya aykırıdır. Çünkü termal ışınımdan entropi kaybı, karadelik entropisindeki artmadan daha büyük olurdu. Lakin, bundan sonraki konuşmamda göreceğimiz gibi, karadeliklerin, tama da termal özellikte bir ışınım yaydıkları keşfedilince, tutarlılık yeniden sağlandı. Bu sırf bir tesadüf veya bir yaklaşım sonucu olamayacak kadar güzel bir sonuçtur. Böylece karadeliklerin gerçekten bir iç gravitasyonal entropisi olduğu anlaşılıyor. Göstereceğimiz gibi bu, bir karadeliğin basit olmayan topoljisi ile ilgildir. İç entropinin anlamı, graviteni çoğunlukla kuantum kuramıyla ilgili olanın dışında, ek bir belirsizlik düzeyi ortaya çıkarmasıdır. Bu nedenle, “Tanrı zar atmaz” dediğinde, Einstein yanılıyordu. karadelikler dikkate alındığında, Tanrının zar atmakla kalmayıp, bazan zarları görülemeyecek yerlere de atarak bizi şaşırttığı görülmektedir.”
Gen, bir kalıtım birimi. Bir kromozomun belirli bir kısmını oluşturan nükleotid dizisidir. Popüler ve gayrıresmi kullanımda gen sözcüğü, "bir ebeveyinlerinden çocuklarına geçen belirli bir karakteristiği taşıyan biyolojik birim" anlamında kullanılır.
Gen, genom dizisinde yeri tanımlanabilen, transkripsiyonu yapılan, düzenleyici ve/veya fonksiyonel bölgeleri olan bir bölgedir. Gen regülasyonu ve transkripsiyonunun karmaşıklıklarını içeren, yeni ve öz bir tanıma göre gen, "aynı sınıftan (protein veya RNA) işlevsel ürünler şifreleyen, potansiyel olarak birbiriyle örtüşen, genom dizilerinin birleşimidir".
Gen, kalıtımın temel fiziksel ve işlevsel birimidir. Her gen, protein veya RNA molekülü gibi özel bir işlev taşıyan koromozomların belli bir noktasındaki nükleotid dizilerinden oluşur.
Klasik genetikte gen bir alt birim olarak kullanılır. Mutasyon ve kombiyasyonların genlerde oluştuğu kabul edilir.
Bir karakter kalıtımı ancak birbirlerine zıt iki durum olduğu zaman incelenebilir.Mendel'in çalışmalarında bezelyelerde ele aldığı şekil morfolojisinde düzgün ve buruşuk tohum özellikleri gibidir. Canlı birey böyle zıt durumlardan sadece birini gösterebilir. Bu nedenle alel genlerden söz edilir. Homolog kromozomların aynı lokusunda yer alan, iki veya bazen daha fazla sayıda alternatif karakterlerin genlerine "alel genler" denir. Düzgün ve buruşuk tohum morfolojislerini belirleyen genler gibi.
Aşkı Bilimsel açıdan ele almak
Aşk. Çoğumuzun derin anlamlar yüklediği, kafasında ve kalbinde çok önemli bir yerde tuttuğu duygu. Aslında bahsettiğimiz duygu bilimsel açıdan çok büyütülecek ve kafaya takılacak bir şey değil. Gelin bunu birde aşağıdaki yazımızda ele alalım:
Onu görürsünüz... Gözlerine baktığınızda, kokusunu duyduğunuzda, tenine dokunduğunuzda içiniz içinize sığmaz. Kalp atışlarınız hızlanır, yüzünüz pembeleşir, göğüs kafesiniz üzerinde bir yumru hissedersiniz, karnınızın burulduğunu, içerisinde "kelebeklerin uçuştuğunu" hissedersiniz. Terlersiniz, gözbebekleriniz büyür. Koltukaltlarınızdan ve cinsel organınızın etrafında etrafa terinizin kokusunu saçmaya başlarsınız. Ağzınız kurur, erkekseniz penisiniz dikleşir, dişiyseniz vajinanız ıslanır ve kabarır. Beyninizin aktivitesi artar, vücut, var olma amacını gerçekleştirmek üzere hazır hale getirilir. Siz, aşıksınızdır.
Tamam belki aşkı tanımlarken bir edebiyatçı veya filozof kadar iyi tanımlayamam ama çoğuna göre çok daha gerçekçi olduğumu söyleyebilirim.
Aşkın bilimsel arkaplanını anlamak isteyen biri, ilk olarak şunu anlamalı ve kabullenmelidir:aşk, diğer tüm bedensel olaylar gibi, tamamen biyokimyasal bir süreçten ibarettir ve hiçbir maddeüstü anlam taşımamaktadır! Çoğu zaman insanların bunu kabul etmekte zorlandığını görüyoruz, çünkü aşkın edebi ve felsefi boyutları içerisinde kaybolmuş, gerçeklikten bağlarını koparmış olmaktadırlar. Ancak gerçek, son derece yalın bir şekilde gözümüzün önündedir: aşk, tüm diğer duygular gibi nöral (sinirsel) ve hormonal yolaklar aracılığıyla açıklanabilmektedir.
Aşkın bilimsel arkaplanıyla ilgili anlamamız gereken, belki kimilerine aptalca gelebilecek kadar sade bir gerçek daha vardır: aşk, kalp ile ilgili bir duygu değildir ve diğer bütün duygular gibi aşk da, sadece ve sadece beyinde meydana gelmektedir. Gerçekten de bunu söylemek ve savunmak bile aptalcadır ancak eski Pagan geleneklerinden kalma sebeplerle günümüzde birçok inanç sistemi ve inanç sistemlerinden bağımsız olarak insan grupları, aşkın kalpten kaynaklandığı gibi çocukça bir yanılgıya saplanıp kalmışlardır. Bilime düşen ise gerçeği ortaya koymaktır. Aşk da dahil olmak üzere istisnasız her duygu beyinde üretilir, beyinde algılanır ve beyinde sonlanır.
Gelelim aşkın tanımlanmasına:
Aşk, güçlü bir bağlılık hissi ve kişisel bağlanma duygusudur. Türkçede biz bu duyguyu sevgi ve aşk diye iki kategoride incelesek de, İngilizcede böyle bir ayrım bulunmamaktadır ve her tür sevgi için "aşk" sözcüğü kullanılmaktadır. Dolayısıyla, aşkın sadece cinsiyetler arası sevgi olarak düşünülmemesi gerekir. Ancak biz Türkçe anlatımda bulunduğumuza göre, buradaki "aşk"tan kastımızın cinsiyetler arası yoğun sevgi, yani günlük hayatta kullandığımız "aşk" olduğunu belirtmek isteriz.
Tıkla Facebook Sayfamızı Beğen !
Esasında aşkı sadece tek bir bilim dalı incelememektedir ve farklı açılardan ele alınabilmektedir. Örneğin aşkı inceleyen bilim dalları arasında evrimsel psikoloji, evrimsel biyoloji, antropoloji ve sinirbilim bulunmaktadır. Biz burada yalnızca evrimsel biyoloji ve sinirbilim açısından ele almaya çalışacağım; böylece gözümüzde bu kadar büyütmekten hoşlandığımız bu duygunun bilimsel temellerini de öğrenmiş olacağız.
Evrimsel Açıdan Aşk
Evrimsel açıdan bakıldığında, aşkın evrimleşmesinin arkasındaki nedenleri tam olarak bilmek ne yazık ki mümkün değil. Ancak günümüzdeki hayvan türlerinin sevgi anlayışlarına ve insanlarınkinin sevgi anlayışına bakarak ve bunlar arasındaki paralellikler ile zıtlıkları analiz ederek, davranışsal bir evrim süreci belirlemek mümkün olabilmektedir.
İlk bakışta, aşkın evrimleşmesinin en kritik nedenlerinden birinin seks olduğu düşünülebilir. Çünkü bütün canlılar hayatta kalmak ve üremek üzerine kurulu bir genetik yapıya sahiptirler; insandan, bakteriye kadar. Bu yolda, hayatta kalma veya üreme başarısını arttıracak her unsur ve yöntem, bir avantaj olacak, bu sebeple doğal süreçler içerisine seçilecektir. İşte aşk da, cinselliği sağlaması ve garanti altına alması açısından önemli bir unsurdur. Bunu,empati ve bağ kurma gibi ikincil duyguları barındırarak yapar.
Hayali bir ortam düşünelim: Bu ortamda A grubu ve B grubu bulunsun. İki grupta da 200'er birey bulunsun. Bu 200'er bireyin 100'eri erkek, 100'eri dişi olsun. A grubunda, empati, bağ kurma, sevgi ve nihayetinde aşk gibi duygular bulunacak olsun. B grubunda ise bu duyguların hiç bulunmadığını varsayalım. Bu durumda, iki grup serbest bir şekilde bırakıldığında, üreme başarıları evrimsel açıdan aşkın neden evrimleştiğine dair fikirler verecektir: Muhtemelen, birbirine karşı empati, sevgi ve aşk duyan popülasyonlarda, kendisine uygun gördüğü bireye saplanma, arzulama ve aşk duyma gibi hisler, nihayetinde cinsel başarıyı da getirecektir. Diğer grupta ise, tamamiyle rastlantısal olacak olan çiftleşme, belki de birbiriyle uyumsuz bireylerin çiftleşmesi ihtimalini arttıracak, bu da popülasyonun geleceğini tehlike altına alacaktır. Yani aşk, seksin önünü açan ve onu garantileyen bir mekanizma olarak evrimleşmiş olabilir.
Ancak, burada kritik bir nokta bulunmaktadır: Arkaplan. Bir kişiye aşık olup olmayacağımızı seçememekteyiz. Bunun neden olduğunu hiç düşündünüz mü? Bir erkek olduğunuzu düşünelim: Bir kıza aşık olduğunuzda, öncesinde durup düşünür müsünüz? "Burnu 30 derece eğime sahip, gözleri birbirinden 5 santim ayrık ve mavi renkte, saçları 56 santimetre uzunluğunda ve sarı, boyu 1.66 ve kilosu 55. Bu kız tam bana göre!" diye? Elbette hayır. Tek bir bakış bile, beyninizin anında tek bir bireye saplanıp kalmasına neden olabilmektedir. Zaten evrimsel avantaj da buradan kaynaklanmaktadır: Rastgele, imkan olan ortamda cinsel başarıya ulaşmaktansa, o cinsel başarıyı sağlayacak unsurları yaratmanıza neden olacak bir duygunun evrimleşmesi son derece avantajlıdır.
İşte "arkaplan" dediğimiz unsur, aşk dahilinde bu yüzden önemlidir. Sizin kime aşık olacağınızı, biyolojik ve kültürel arkaplanınız belirlemektedir. Biyolojik yapınız, yani genetik ve gelişimsel özellikleriniz sizin ilk bakıştaki tercihlerinizi belirlemede rol oynamaktadır. Kültürel özellikleriniz ise, aşık olacağınız kişilerin sizin için sosyal anlamda ne kadar uygun olduğunuzu belirlemenizi sağlayacaktır. Kimi zaman ilk bakışta çok güzel/yakışıklı bulduğumuz kişilerden, onlarla konuştuktan ve sosyokültürel durumunu anladıktan sonra soğuyabiliriz. Tam tersi şekilde, ilk bakışta beğenmediğimiz kimselerle konuştukça, onlara aşk duyduğumuzu fark edebiliriz. İşte beyniniz, tüm bu süreçler olurken, sizin sosyal-biyolojik arkaplanınız ile söz konusu şahsın arkaplanı arasındaki uyumluluğa bağlı olarak aşk duygusunu, sizin kontrolünüzden tamamen bağımsız olarak gerçekleştirebilmektedir. Kişisel zevklerimizin, genetik ve çevresel birçok unsurdan ötürü birbirinden tamamen farklı olması, aşkın hedeflerinin de tamamen farklı olmasına neden olmaktadır. Bu yüzden kimi zaman çiftleri birbiriyle yakıştıramaz ve birbirlerine layık görmeyiz; ya da tam tersi şekilde birbirlerine uyumlu buluruz.
Dolayısıyla, evrimsel açıdan bakıldığında, A ve B grupları arasındaki başarılı çiftleşme oranı kıyaslanacak olursa, A grubunun daha başarılı yavrular üretebilmesi çok daha muhtemeldir. Belki B grubu da başarılı olabilecektir (sonuçta üremeyi başarmaktadır); ancak A grubunun yavruları, B grubundan daha üstün olabilecektir. Bu sebeple, cinsel seçilimin etkili olmadığı, yani cinsiyetlerin birbirlerini herhangi bir öncül koşula bağlı olarak seçmedikleri, rastgele çiftleşen türler bile günümüzde hayatta kalabilmektedir; ancak birçok türde cinsel seçilim etkilidir. Bunun sebebi, aşk, sevgi ve bağlılık duygularının popülasyonun cinsel başarısını arttırıyor olması olabilir.
Diğer taraftan aşkın sadece cinsel başarı için evrimleşmediğini, aynı zamanda empati ve bağ kurma gibi duyguları da beraberinde getirdiği için kalıcı mutluluğu sağlamak için de evrimleştiğini savunan bilim insanları da var. Zira insanlar ve hayvanlar incelendiğinde her aşkın sonu seks ile bitmeyedebilir.Benzer şekilde her seks, aşk duygularını beraberinde taşımamaktadır. Örneğin çiftleşme sonrası erkeğinin kafasını kopararak yiyen dişi mantisin o sırada pek de aşk dolu duygular beslemediği aşikardır (eğer ki mantislerin aşk anlayışı bizden çok farklı değilse tabii). Bu durumda, aşkın evrimsel geçmişinde başka bir sebep daha yatıyor olabilir. Yani aşkı tamamen seks ile özdeşleştirmek tamamen doğru bir yaklaşım olmaz.
Bağ... Evrimsel süreçte, özellikle toplumsal bir yapıya sahip olan sosyal türlerde, popülasyonu bir arada tutan en önemli özelliklerden biri, bireyler arasında oluşan bağlardır. Ebeveyn ile yavru arasında, benzer dönemde doğmuş bireyler arasında, erkekler ve dişiler arasında oluşan bağlar, sosyal yapıyı güçlendirmekte ve evrimsel olarak avantajlı bir konuma geçilmesini sağlamaktadır. Ayrıca bu bağ duygusu, empati duygusunu da beraberinde getirmekte, böylece bencil ve bireysel davranan bireyler yerine, bir bütün olarak hareket edebilen türler evrimleşebilmektedir. Dolayısıyla türün devamlılığı ve gücü açısından aşk duygusu önem arz etmiş olabilir. Rastgele çiftleşen bireylerde, ebeveynleri ile yavrular arasındaki sevginin farklı bir forma dönüşmesi, cinsiyetler arası sevginin evrimleşmesine neden olmuş olabilir. Çünkü özellikle ebeveyn ile yavru arasındaki sevgi, karşılıklı bir gizli çıkar ilişkisine dayanmaktadır. Her ne kadar "anne sevgisi", kültürel yapımız içerisinde "yüce" olsa da, evrimsel ve bilimsel açıdan oldukça çıkarcı bir ilişkinin ürünü olarak gelişmiştir: Anne, yavrusuna bakarak kendisinin daha ileriye götüremeyeceği genlerinin, gelecek nesillere aktarılmasına katkı sağlamış olur. Yavruysa, annesi tarafından bakılarak, diğer yavrulara göre avantajlı konuma geçebilir. Böylece hem yavru, hem anne evrimsel açıdan kazanmış olur.Dolayısıyla aşkın evriminin temelleri, cinsel güdüler ve toplum bireyleri arasındaki bağın, türün devamlılığına katkı sağlıyor olmasına dayanmaktadır diyebiliriz.
Sinirbilimsel Açıdan Aşk
Aşkın sinirbilimsel temelleri, bize o sırada neleri, neden hissettiğimize dair çok net veriler sunmaktadır. Öncelikle, aşkın diğer tüm duygular gibi tamamen hormonal bir sürecin sonucunda vücudumuzda oluşan tepkilerin toplamında hissedilen bir duygu olduğunu belirtmeliyim. Yani aşkı anlamak istiyorsak, arkasındaki nörokimyasal temelleri anlamamız gerekmektedir.
Şimdi aşık olduğumuz zama vücudumuzda salgılanan hormonları (sinir büyüme faktörü, testosteron, östrojen, dopamin, norepinefrin(noradrenalin), serotonin, oksitosin ve son olarak vazopressin ) ve işlevlerini görelim:
Elbette kültürel evrimimiz dahilinde aşka ve diğer duygulara anlamlar yüklememiz son derece olağandır. Ancak bunları abartarak, bilime dahil etmeye çalışmak, akıl dışı olacaktır. Tüm bunları, aklınızın bir köşesinde bulundurarak, ömrünüzü aşk dolu yaşamanızı dilerim.
Merhaba arkadaşlar. Artık ben de aranızdayım ve elimden geldiğince sizi bilimin ışığına yönlendirmeye çalışacağım. Fazla vakit kaybetmeden ilk paylaşımımı yapayım :)
Gelinen Son Nokta: Kuantum Dalgalanmaları ve Belirsizlik
Gözlerimiz sürekli açık, zira biz bir balığız. Sürekli bizlerle etkileşim içinde olan su molekülleriyle ve deniz suyunda bulunması olası moleküllerle etkileşim halindeyiz. Durun bir dakika, bir balığın bunu ilk bakışta çıkarsaması, -eğer en az ''Homo sapiens model'' bir zekaya sahip olduğunu varsayarsak- çok zor. Bunu, sürekli bizlerle etkileşim halinde olan hava moleküllerinin ve havada bulunması olası moleküllerinin farkında olmayışımız durumundan hareketle çıkarabiliriz. Bizler için, odamızda, yeni aldığımız dolabımızı yerleştireceğimiz köşe, tam anlamıyla ''boş''tur. Aynı durumun üzerinde düşünülebilir bir durum olduğunu, bizler, yarısı ''boş'' olan bardağı değerlendirirken de fark etmeliyiz.
Acaba atom altı ölçekte de balıktan ve balıkla etkileşim içinde olan su moleküllerinden, dolabımızdan ve dolabımızla etkileşim içerisinde olan hava moleküllerinden başka figüranlar da olabilir mi? Cevap, yine her zaman olduğu gibi, evet. Esasında dolapla hava ortamı arasındaki sınır olan düzlem, yani dolap yüzeyi, bu figüranlar için pek de önemli görünmüyor. Zira onlar her yerde. Tüm evreni dolduruyor ve sürekli oluşup kayboluyorlar. Tüm evreni dolduran bu figüranlar, ''sanal parçacıklar''. Acaba ''sanal'' sözüyle neyi anlatmak istiyor olabiliriz? Gerçeklik ve sanallık arasında belli bir skalanın olmadığı açıktır. Diğer bir deyişle, birşey ya gerçek, ya da değildir. Sanal parçacıklar bu bağlamda, biraz da anlaşılamamış bazı noktalar olduğunu ortaya koyar (tıpkı ''karanlık madde'' ifadesindeki ''karanlık'' sözcüğü gibi).
Klasik fizikte yüklü cisimler, elektrik alanı aracılığıyla etkileşirler. Kuantum fiziğinde bu etkileşim, ''foton değiş tokuşu'' dediğimiz olayla beraber gerçekleşir. İki elektron, atağa kalkan bir futbol takımındaki oyuncuların paslaşması gibi, foton değiş tokuş eder. Topun, takım oyuncularının ayaklarına her çarpışında, oyuncuların topu hissetmesi gibi, her foton değiş tokuşu sonunda, elektronlar da bazı değişikliklere uğrar. Söz konusu dünya, kuantum dünyası olduğundan, buradaki değişiklikler daha geniş çaplıdır. Elektronun momentumundaki bir değişim, buna örnektir. Bunun yanında, bu değiş tokuşların sonucu, iki elektronun birbirini itmesidir. İşte burada değiştirilen fotonlar, sanal parçacıklardır. Işığı taşıyan fotonlardan farkları ise, uzaydaki menzillerinin çok kısa olmasıdır. Diğer bir deyişle söz konusu fotonlar, uzun yol için gereken enerjiye sahip değillerdir. Buradaki sanal parçacıklar, kuantum alanını ödünç alıp, sonra geri veren parçacıklardır; tıpkı futbolcunun hareket eden ayağından ödünç aldığı momentumu, başka bir futbolcunun ayağına teslim eden top gibi.
Bunların yanında, bilim dünyasını yakından takip edenlerin aşina olabilecekleri bir sorun vardır:kütleçekiminin kuantum teorisini oluşturmak ya da diğer bir deyişle, kütleçekimini, kuantum teorisi ile birleştirmek. Bunu sorun yapan ise, bu sefer daha yüksek bir olasılıkla aşina olunabilecek ''belirsizlik ilkesi''dir. Bu ilkenin bize ne söylediğinin üzerinden kısaca geçmek gerekirse, atom altı düzeyde ölçüm yaparken, ölçmek istediğimiz büyüklüklerin belirlilikleri arasında bir ödünleşim olduğunu belirtmek gerekir. Yani örneğin, bir elektronun hızını ve konumunu ölçmek istediğimizde, eğer konumu %64 kesinlikle ölçüyorsak, hızını %36'lık bir belirlilikle ölçebiliriz. Bu ilkenin teorik ve deneysel bir sonucu da, yukarıdaki dolap ve balık analojilerinde hatırlamaya çalıştığımız gibi, uzayın aslında tamamen boş olmadığıdır. Eğer böyle olmasaydı, yani boş uzay tümüyle boş olsaydı, günlük hayatta deneyimlediğimiz tüm alanlar ''sıfır'' değerini alırlardı. Diğer bir deyişle, ışık gibi bir elektromanyetik alan ve Güneş'in kütleçekim alanı gibi bir alan, kısaca olmazdı. Neyse ki, söz konusu boş uzay alanının değeri (boş olup olmaması durumu) ve zaman içerisinde değişimi, yukarıda açıkladığımız ödünleşim durumunu hatırlatır. Belirsizlik, söz konusu büyüklüklerden birini ne kadar kesinlikle biliyorsak, diğerini de o kadar belirsizlikle bilebileceğimizi söylüyordu. Buradan hareketle, boş uzaydaki herhangi bir alanın tam olarak ''sıfır'' değerine sabitlendiğini varsayarsak, söz konusu alan, belirsizlik ilkesine uymayan ve tamamen bilinebilir, yani kesin olan bir konum değerine (sıfır), bunun yanında da kesin bir değişim değerine (sıfır) sahip olacaktır. Oysa belirsizlik, iki büyüklüğe de, %0 ve %100 dışındaki tüm değerler için izin veriyordu. Bu sebeple, alanın değerinde, bir ölçüde belirsizlik, yani ''kuantum dalgalanması'' olmalıdır.
Dalgalanmayı soyut biçimde, bu şekilde özetleyebiliyoruz. Ancak tabii ki de durumu somutlaştırmamız gerekiyor. Dalgalanma olgusu esasen, daha önceki yazılarımızı takip etmiş olanlarımızın pek de yabancılık duymayacağı, ''parçacık çiftleri''nin oluşup kaybolması durumuyla özdeştir. Evet, Feynman diyagramlarının bazılarında olduğu gibi, bir noktada etkileşen ve ayrılan parçacıklardan bahsediyoruz. Bir parçacık çiftinin bir süre için birlikte ortaya çıkıp sonra yeniden bir araya gelerek birbirlerini ''yok etmeleri'' olarak düşünülebileceğimiz bu dalgalanmalar, elektromanyetik alanın taşıyıcı parçacığı olan fotonlar gibi, boyutsuz parçacıklarla beraber meydana gelir. Proton ya da nötron gibi gerçek parçacıkların aksine, parçacık dedektörlerince algılanamayan bu parçacıklar, buna rağmen etkilerini, atomun çekirdeği etrafındaki elektron orbitallerindeki (yörüngelerindeki) ufak çaplı enerji değişimleri sırasında gösterirler. Detaya inmeye şimdilik gerek yok. Buraya kadarki olay örgüsünden anlamamız gereken, boş uzayın, yukarıda açıkladığımız belirsizlik ilkesi gereği, kuantum dalgalanmalarına sahne olduğudur.Bu dalgalanmalar her yerde ve her zaman oluşup kayboluyor; tıpkı sıcak bir yaz gününde, yakamozlardan gözümüze çarpan parlak dalgalar gibi. Deniz yüzeyine tepeden baktığımızı hayal ettiğimizde, yüzeyin pürüzlülüğünün, deniz dalgalarından kaynaklandığını anlamamız uzun sürmez. Şimdi bu zemine, dikdörtgen formundaki bir düzlemi oturttuğumuzu varsayalım. Şu durumda dalgalar, denize oturttuğumuz düzlemin -önce üstüne, sonra altına- diye devam eden hareketlerini sürdüreceklerdir. Bir anlamda denize oturttuğumuz düzlem, bu dalgaların ''ortalama profili''dir. Belirli bir anda, düzlemin üzerinde kalan dalgalar, tek tek (+1) değerini alırken, düzlemin altında kalan dalgalar, tek tek (-1) değerini alır. Ne ilginç ve ne zariftir ki, tüm bu dalgaların toplamı, bize çok da yabancı olmadığımız 0'ı verir.
Yukarıdaki formülizasyona dikkatlice bakalım. Kendisi, esasında, belirsizlik ilkesinden başkası değil. Werner Heisenberg'in ortaya koyduğu bu ilkeye yeniden göz atmak istersek,parçacığın pozisyonunun belirsizliği çarpı hızının belirsizliği çarpı kütlesi, daima belirli bir nicelikten fazla olmalıdır. Bu belirli nicelikse, bir parçacığın enerjisinin frekansına oranı olan Planck sabitidir. Eğer siz, parçacığın pozisyonundaki belirsizliği 2 katına çıkarırsanız, hızındaki belirsizliğini yarıya indirmelisiniz demektir. Bunun yanında, eşitsizliğin en sağındaki ''parçacığın kütlesi'' ne kadar büyük olursa, eşitsizliğin sol tarafının geri kalanını oluşturan iki belirsizlik de o kadar az olmak zorundadır. Bu bize biraz tanıdık gelmiş olmalı: Ay'dan Dünya'mıza bakan hiçbir astronot, Dünya'nın kaybolup yeniden oluştuğuna rastlamamıştır. Zira kütle çok yüksektir, dolayısıyla belirsizlikler çok çok düşüktür. Evren, bu formülizasyon üzerinde yapacağınız herhangi bir hamleye karşı, eşitsizliği yeniden sağlamak adına, başka bir hamleyle size cevap verir.
19. yüzyıl'ın başlarında, Simon Laplace adlı bir Fransız fizikçisi, gayet cüretkâr bir biçimde,evrenin herhangi bir anındaki veri setleri elimizdeyse, evrende olabileceklerle ilgili keskin tahminlerde bulunmamızı sağlayacak bir bilimsel yasalar dizisinin olduğunu belirtiyordu. ''Cüretkâr'' nitelemesi, burada olumsuz bir anlam kazanmamalıdır; belki gelecekte de belirsizlik ilkesini ortaya koyan Werner Heisenberg'ün görüşleri oldukça cüretkâr görülecektir, ancak bu olasılığı Söz konusu yasalar için gereken tek veri seti, evrenimizin herhangi bir andaki eksiksiz durumudur. Başka bir deyişle gerekli olan, evrendeki tüm parçacıkların, o anki konum ve hız bilgilerinin verileridir. İşte Laplace burada, bu verilere sahip olduğumuzda, evrenin, zaman içerisindeki herhangi bir noktadaki durumunu hesaplayabileceğimizi söylüyordu.
Astronomların, gezegenlerin hareketlerini, gelecekteki konumlarını ve tutulma tarihlerini hesaplayabilmesi, esasında Lalplace'ı biraz haklı çıkarıyor gibi. Ancak 19. yüzyıl'ın başları da, henüz ''herkesin konuşmadığı'' tarihlerdi. Daha Werner Heisenberg, Erwin Schrödinger, Paul Dirac, Stephen Hawking gibi bilim insanlarının söz hakları, olduğu gibi duruyordu. Bir önceki başlık altında, hiçbir astronomun, Dünya'yı kaybolup yeniden ortaya çıkarken gözlemediğinden bahsetmiştik. Burada da bu örnek geçerlidir; Laplace, belli sınırlar dahilinde haklıdır. Ancak evrenin kendisine sıra geldiğinde, söylenmesi gereken herşeyin henüz söylenmediğini belirtmeliyiz. Evrenin kendisi, bir gezegenle karşılaştırılamayacağı gibi, Laplace'ın savunduğu kadar da belirli değildir. Evrendeki tüm parçacıkların, tüm fiziksel özelliklerinin belirli bir anda bilinmesi, Belirsizlik İlkesi uyarınca, olanaksızdır. Doğa yasaları, bizlerin, evrenin geleceğini belirli formüllere dayanarak hesaplaması girişimine engel teşkil eder. Elbette ''yukarıdan birileri'' bizleri engellemez; ancak evren bünyesindeki belirsizlik, kendisini, ortaya çıkıp tekrar yok olan parçacıklarla gösterir ve bu parçacıklar, daha önce de belirttiğimiz gibi, evrenin her noktasını doldururlar.
Bu noktada Laplace'ın determinizmi, yani nedenselciliği, iki açıdan eksikti: öncelikle evrenin ilk durumunu belirtmiyordu. İkincil olarak, yasaların nasıl seçilmesi gerektiğini söylemiyordu; diğer bir deyişle, bu yasaları seçen bir tanrıyı, hipotezine dahil ediyordu. Tüm bunları yeniden düzenleyip anlatmak gerekirse, tanrı, Laplace'a göre, evreni bir kere yaratmış ve ''gerisine karışmamıştı''. Ne var ki tanrı, artık 19. yüzyıl fiziğinde anlaşılamayan olgularla sınırlanıyordu. Bu, determinizmin, krallığını tehlikede hisseden bir kralın, vergiye bağlanmayı kabul etmesi gibi bir şeydi.
Paylaşım için Emre Oral'a ve Evrim ağacına teşekkür ederim
Adsız 1 Mart 2013 07:36