Bilim tarihi dönüşümün eşiğinde mi

Prof. Dr. Osman Çakmak'ın makalesi

Yüzlerce bilim adamı şu günlerde Avrupa’nın en büyük nükleer araştırma merkezindeki  (CERN)  o süper mikroskoptan çıkacak sonuçları merakla bekliyor.  CERN’de  deneyler temmuz 2008 den  itibaren başlayacak.  Bu deney için bilim adamları 14 yıldır hazırlık yapıyordu.  4.4 milyon sterlin harcama yapıldı.  27 kilometrelik alanda yerin 100 metre altındaki tünellerde dev mıknatıslar yerleştirildi.  Mıknatıslık,   -271 derecede süper iletkenlerden elde ediliyor.    

Heyetin baş fizikçisi ve Bilim Direktörü Jos Engelen, 'Bu deneyler sonunda çok heyecan verici yeni bulguların ortaya çıkacağından eminiz'  diyor. Evet  ne bulunacağı  kesin bilinmese de kapasite ve özellikleri bakımından parçacık fiziği tarihindeki  en güçlü  “yeni çarpıştırıcı” sistem ile   bilimde  çok büyük bir sıçrama yaşanacağına kesin  gözüyle bakılıyor ve   fiziğin yeni bir dönüşümün eşiğinde olduğuna inanılıyor.  

Bir engel çıkmazsa Deneyler Temmuzda başlayacak.    Yeni buluşlarla evrendeki tüm olayların tek bir denklemle ifade edileceği bir noktaya gelineceğini umuyor bilim dünyası. Bütün formüllerin temelinde yatan ana formüle ulaşmanın heyecanlı bekleyişi yaşanıyor.  Bilimi meşhur fizikçi John Wheeler’in dediği noktaya doğru emin adımlarla ilerlediğini söyleyebiliriz:

Wheeler şunu  demişti? 'Bir gün gelecek, bütün eşyayı tek, harikulâde bir görüntü içinde anlayacağız. Bu görüntü öylesine sade, öylesine güzel olacak ki, hepimiz birbirimize 'Ah, biz ne kadar aptalmışız! Nasıl oldu da anlayamadık. Başka türlüsü olamazdı herhalde' diyeceğiz.

Maddenin temelinde ne bulunduğu ve maddenin aslının neden ibaret olduğu öteden beri insanoğlunun en çok merak ettiği konulardan birisi oldu. Madde esas itibarı ile atom çekirdeğinden ibaret olduğuna göre peki çekirdek elemanları  (proton ve nötron) ne kadar maddedir? Onlar maddeye ne kadar benziyorlar? İşte bu sorulara kimse net cevap veremiyor.

19. yüzyılın sonunda, bilim dünyasında hâkim görüş artık her şeyin keşfedildiği ve geriye ayrıntıların kaldığı şeklinde idi.  20. yüzyılın başlarında gelişen Kuantum Mekaniği ile bakış açımız genişledi ve diğer başka boyutların varlığı ortaya çıktı.  Bilim olabildiğince mesafe aldı almasına ama maddenin neden ibaret olduğu hala sır perdesi arkasında saklı kalmaya devam ediyor.

İlk zamanlar madde âlemini ayakta tutan dört temel kuvvetin (elektromanyetik kuvvet, çekim, nükleer ve zayıf nükleer kuvvetler) atomun temelinde tek bir kuvvet hâlini aldığı fark edildi. Bu defa kâinatı izah edecek daha temel ve basit bir teorinin, bütün hâdiseleri açıklayacak her şeyin teorisinin kurulabileceğini akla getirdi. ‘Birleşik Alanlar Teorisi’ bu yönde ulaşılmış önemli bir merhale oldu. Bu teori, önceleri ayrı ayrı mefhumlar kabul edilen kuvvet alanları, ışık, ısı, elektrik ve manyetizmanın artık tek bir yapının ‘farklı görünüşleri’ olduğunu anlatıyordu.  Şimdi Büyük Birleştirme teorisi (GUT) gündemde. Bütün sistemlerin âhenkle işlemesinde rol alan kuvvetler ve bütün maddî unsurlar, tek bir hakikatin değişik yansıma ve tecellilerinden başka bir şey olmadığını söylüyor bu teori.  

Kâinatın bütünlüğü ve hiyerarşisine olan inanç, bilim adamlarını Kâinatı izah edecek daha temel ve basit bir teoriyi bulmaya doğru koşturuyor. Evrendeki tüm sistemlerin ahenkle işlemesinde rol alan kuvvetlerin ve topyekun maddî unsurların, sonuçta tek bir hakikatin değişik yansımalarından ve tecellilerinden başka bir şey olmadığı gün geçtikçe bilim aynasında daha iyi belirmektedir. Tabi konunun diğer bir yönü ise,  gelişmelerin her şeyin Tek bir Elden yönetildiği ve Yaratanın birliği gerçeğine ışık tutmasıdır, “tevhide” delil olmasıdır.  

Keşfedilmeyi Bekleyen Sırlar

Fiziğin beklenen keşifleri ya da problemleri neler?  Başrolde günümüzün geçerli madde kuramının keşfedilmemiş tek parçası olan HİGGS parçacığı var. Bu parçacık keşfedilirse, bağlantılı olarak kozmosla ilgili bir çok paradoks ve probleme çözüm bulunacak.  Dahası Dört temel kuvvetten ikisi olan elektromanyetizma ile zayıf nükleer kuvvetleri farklı kılanın ne olduğunun aydınlanacak. Bu iki kuvvet neden birbirinden farklı?  Evet tüm bu keşifler günlük hayatımızda çok şeyi değiştirecek.  

Bununla bağlantılı olarak evrene bakışımız farklılaşacak.   

Deneylerde ulaşılacak noktayı ve deneyin temelini bir de CERN’de çalışan Bilgisayar mühendisi Osman Zorba’dan dinleyelim: 'Dev Parçacık Hızlandırıcı' adlı cihazda, ışık hızıyla hareket eden protonlar 800 milyon kez çarpıştırılacak. Böylece Kâinatın var olduğu büyük patlama (Big Bang) yeniden oluşturulacak.  Patlamanın sonunda 'Higgs Bosson'a yani 'Tanrı’nın Zerrecikleri'ne ulaşılacağı umuluyor.  Zorba, deneyde ulaşılmak istenen noktayı şu şekilde dile getiriyor: 'Higgs Bosson yani Tanrı’nın Zerrecikleri,  bugüne kadar keşfedilmemiş ancak teorik olarak var olması gereken bir parçacıktır. En azından hesaplamalar bunu gösteriyor. Cisimlerin birbirini çekmesinin kaynağının bu parçacık olduğu düşünülüyor. Tanrı’nın Zerrecikleri, ’Neden Dünya ve Ay’ın ya da Güneş’in çekim gücü vardır?’ sorusuna cevaptır.  Bu deney bunu ortaya koyacak ve bilimde yeni açılımlar sağlayacaktır.'  Ayrıca şunları ekliyor: , 'Müthiş heyecanlı bir döneme girdik'   Evet görüldüğü gibi eğer Higgs Bossonları bulunursa sadece çekim gücünün değil karanlık maddenin sırrı da çözülecek.  

Bu çalışmanın sonuçları neden böylesine önemseniyor? Çünkü bilim adamları varlığın ve yaratılışın sırlarının açıklığa kavuşacağına inanıyorlar bu çalışmalarla. Niye atomlar var? Kimyanın gereği ne? Kararlı atom yapılarını mümkün kılan nedir? Görüldüğü gibi en temel sorulara cevap aranacak CERN’deki deneylerde.  Öyle görünüyor ki elde ettiğimiz sonuçlar evrene ve varlığa yüklediğimiz manayı değiştirecek.  Hatta öyle beklentiler var ki ortaya çıkacak sonuçlar nereden gelip nereye gittiğimiz ve ne amaçla yaratıldığımız gibi yaratılış sırlarına açıklık getirebilir;   din ile bilimi buluşturacak sonuçlara götürebilir.

Dünya Büyük Bir Tehlike ile Karşı Karşıya mı?

CERN , Dan Brown’un çok satan romanı 'Melekler ve Şeytanlar 'a da konu oldu. Romanda, CERN 'in başarılı fizikçilerinden Leonardo Vetra cinayete kurban gider. Vetra 'nın tek gözü oyulmuş ve göğsü 'Illuminati ' sembolüyle dağlanmıştır. Ancak CERN 'in tek kaybı Vetra değildir. Ünlü fizikçinin son derece tehlikeli buluşu 'anti madde'   çalınır.

Cinayeti gizleyen CERN direktörü, Harvard Üniversitesi  Simgebilim Profesörü Robert Langdon 'u İsviçre 'ye çağırır. Dr. Vetra 'nın kızı Vittoria ile Langdon, Roma sokaklarında soluk soluğa, Illuminati’nin 400 yıllık izini sürerek cinayetleri önlemeye çalışacaklardır.

Dan Brown'un kitabında iddia ettiği gibi bu deneylerden  sonra Dünya'yı büyük bir tehlike mi bekliyor? Kimi bilim adamına göre Brown meşhur olmak için yapıyor tüm bunları.  Evet burada  küçük bir 'Big Bang' örneği yaşanacak.  Prof. Dr. Rössler, bütün insanlığın büyük bir tehlike altında olduğunu söylüyor ve ekliyor:    'Eğer kara delik dengede tutulamazsa, hesaplamalarıma göre 50 ay içinde dünyamızı yutacak.  Dünyanın ağırlığı minicik bir noktada yoğunlaşacak'  Bu fikre katılan başka araştırmacılar da bulunuyor: Walter Wagner ve Luis Sancho , oluşacak kara deliğin dünyanın, hatta evrenin sonunu getirebileceğini savunuyor. Amerika ’da bu deneylere karşı dava bile açıldı.   CERN yetkilileri ise  “Dev kara delik teorisini saçmalık ” olarak değerlendiriyorlar. Çünkü bu deney doğrudan Big Bang Yaratılış Patlaması esnasında neler olduğuna yönelik değil. Atomaltı parçacıkları çarpıştırarak bir bilgi birikimi elde etmek ve bu bilgi birikimini kullanarak Big Bang ve evrenin yaratılışı ile ilgili yeni teoriler geliştirmek…

TeV ölçeği

Bu deneylerle dünyada erişilmiş en yüksek çarpışma enerjisi olacak.  Bilim tarihinin  en büyük en güçlü mikroskobunda  1 trilyon elektronvolt  (kısaca 1 TeV) enerji üretecek   bir sistemi tasarlıyorsunuz.   İşte bir kısım çevreler, ilk defa çıkılacak olağanüstü şiddetteki bu elektrik potansiyelini  korkutucu buluyorlar.  Bir parçacığın bu kadar elektrikle yüklenmesi durumunda orada bir karadelik oluşabileceğini ihtimalinden söz ediyorlar. Ama çoğu bilim adamına göre tüm bunlar saçma düşünceler.

TeV (trilyon elektron volt) ölçeğini keşiflere açmak , yepyeni bir deneysel fizik dünyasına girmek anlamına geliyor. Önceki deney düzeneklerinde ancak milyar elektron volt düzeyine çıkılabiliyordu.

Elektrozayıf simetri kırılması, hiyerarşi problemi ve karanlık maddenin sırrı  gibi konular,  bu problemlerin ancak TeV ölçeğinde çözülebileceğine inanıyorlar. Şimdiye kadar bir türlü bulunamayan Higgs parçacıklarının ancak  bu enerjilerde ulaşılabileceğine inanılıyor.  Kim bilir belki de  evrendeki maddenin çok büyük bölümünü oluşturan “karanlık madde”  dediğimiz şeyin aslının Higgs Bossonları olduğunu anlayacağız.  Belki de hatta 19 yüzyılın sonlarında (ve 20. Yüzyılın başlarında) bilim dünyasının yoğun bir şekilde tartıştığı   “esir maddesi”nin “karanlık madde” ile ilişkili olduğu, hatta ondan ibaret olduğu ortaya çıkacak.

Deneyin temelini kısaca anlatmaya çalışırsak; dev parçacık hızlandırıcısında önce parçacık demetleri oluşturulacak.  Parçacıklar önce tek yönde hızlandırılacak. Daha sonra ters yönlerde hızlandırma ve sonunda çarpıştırma duraklarından geçilecek.  Önce düşük enerji düzeyleri, sonra tera ölçeği... Nisbi zayıf deney yoğunluklarından,  kontrolü daha zor olan yüksek yoğunluklara geçilecek.  Sonra?....  Yol üzerindeki her adımda,  görev alan  binlerce  bilim insanı, mühendis ve öğrenci sonuçları yorumlayacak.   

Dünya parçacık fizik camiası da LHC den gelecek ilk sonuçları heyecanla bekliyor.  MIT dan Fransk Wiczek, LHC nin Fizikte bir altın çağ başlatacağı yolundaki sözleriyle fizik camiasının ortak duygularına tercüman oluyor.  Bilimciler yeni bir dönemin bereketli buluşlarının  eşiğine geldiklerini ve  sağanak  sağanak buluşlarla gündemin sarsılacağını ifade ediyorlar.

Karanlık Madde

Evren, gerçekte evrende olması gereken maddenin yüzde onu kadardır.  Bu evren, yüzde doksan, ne olduğunu bilmediğimiz,  hakkında hiçbir fikrimizin bulunmadığı, 'Karanlık Madde'den oluşmaktadır.  Bu demektir ki uzay “boş” olmayıp, gözlenen maddenin dokuz katı kadar ağırlıkta görünmeyen kütle bulunmaktadır.  Görünmediğinden ve doğrudan belirlenemediğinden karanlık unvanı verilen “kayıp kütle” ya da “karanlık Madde'dir. Karanlık maddenin ve “kara enerji”nin varlığını gerektiren bir çok gözlem bulunuyor.  Sürekli genişleyen evreni ivmeli olarak genişleten etkinin bu “kara enerji” olduğu bildiriliyor. Tüm evrene hâkim olan bu kuvvet beraberinde yıldızları ve galaksileri de bir düzen içinde tutuyor, dengeyi sağlamada    “aracı” ve “vasıta”  bir madde ve enerji olduğu anlaşılıyor.   

İşte Dünyanın en büyük süper iletken mıknatısı,  Avrupa Nükleer Araştırma Merkezi CERN’in yeraltı laboratuarındaki Büyük Hadron Çarpıştırıcısı ile parçacık çarpıştırma deneyinde bu karanlık maddenin temsilcisi Higg Bossonlarına ulaşılması bekleniyor.

Varlığın Düğümlendiği Noktalar

Bilim insanları hep daha da küçük parçacıklara ulaşmanın hayalini kurarken, fiziğin o tuhaf yasası karşımız çıkıyor: Parçacıklar küçüldükçe, ağırlıkları artıyor, öyle ki bütün evreni tartabilecek bir nokta çıkıyor karşımıza. Bu parçacıklardan bir tanesinin parçalanması, yeni bir büyük patlamaya yol açıp evrenin yeniden şekillenmesine neden olabilir?

Varlığın düğümlendiği noktalara baktığımızda karşımıza süper sicimler çıkıyor:   Yaşamın en küçük yapı taşı nokta şeklinde değil, iç içe geçmiş titreşen sicimler (strings) şeklindeki yapılardan ibaret. Sicimlerin en şaşırtıcı yanlarından birisi sadece bilinen boyutlara (zaman ve uzay) değil, on ya da hatta on bir boyuta sahip olması.  Bu haliyle sicimler madde ve madde ötesi tüm varlıkların temeli olabilir.  Bir yerlerde, görünmez bir şekilde, yumak halinde sarılı olduğu için bu boyutları göremiyoruz.

Bu nesnelerin (tabii söz konusu olanın nesne olup olmadığı da bilinmiyor) tarif edilmesi imkânsız. Princeton'daki Elite Üniversitesi'nde görevli bir fizik dahisi sayılan Edward Witten bile, süper sicimler söz konusu olunca,  büyülendiğini ve onları çok garip bulduğunu ifade ediyor.  Witten, bazen saatlerce koltuğuna uzanıyor ve gözlerini tavana dikerek evrenin yapısını açıklamayı amaçlayan 'M-Teorisi' üzerine düşünüyor. Teoriyi henüz tek bir formül haline getiremiyor. Daha, M harfinin anlamını bile çözmüş değil. Süper sicim teorisini irdeleyen bilim insanları M kelimesinin sır, gizem anlamına gelen 'Mysterium'dan geldiğini düşünüyorlar. Tariflerin fiziki anlamdan ziyade dini bir nitelik taşıması karşısında şaşkın… Bilgi ve akılcı  araçlarla analiz yapan yöntemlerden farklı  bir sır ile mi karşı karşıyayız acaba? Tüm çabalara rağmen varlığın  en merkezinde yer alan şeye ulaşılamayacağı bir nokta mı var?

Varlığın derinliklerine iniyorsunuz.  Ama her araştırma, karşımıza yeni sorular çıkarıyor.    'karanlık enerjiyi' keşfetmiş bulunuyoruz. Ama nereden geldiğini bilmiyoruz. Üstelik evrende bulunan kütlelerin yüzde 90'ı karanlık maddeden ibaret. Düşünebiliyor musunuz? Evrenin çoğunluğunu neyin teşkil ettiğini hala bilemiyoruz.   Varlığın  şahit olduğumuz kısmı devede kulak mesabesinde.. Tüm bunlar perdenin arkasında daha nice alemler ve evrenler bulunduğu düşüncesine götürüyor zihinleri.   İşte CERN’deki deneyler karanlık maddeden süper sicimlere kadar teorilere destekleyici bulgular getirebilir.

Maddenin Temeli

Maddenin çekirdeğini, temelini bulmak için  yüzyıllardır süren arayışların içine girdik. Maddenin derinliklerine daldık.  Önce atomları, sonra  ondan yüzbinlerce  daha   küçük olan atom çekirdeğini, ardından da atom çekirdeğindeki alt yapılar olan protonları, nötronları ve diğer yüzlerce 'temel parçacıklar'ı keşfettik.. Hayvanat bahçesini andırıyordu parçacıkların dünyası.  'Standart Teori' adını taşıyan karmaşık bir teoriyle düzenlemeye çalıştık bunları. Ama gördük ki bu o kadar kolay değil. .

 “Standart Teoriye” göre maddenin temeli kuark, gluon ve leptonlardan ibarettir. Bunlara parçacık demek de zor. Bazen madde, bazen enerji yapısında olan ve aniden kaybolan tuhaf parçacıklar..  Bu yapı taşları hareketlidir. Kuarklar sadece ikili ya da üçlü gruplar halinde bulunuyor; gluonlar ise proton ve nötron gibi parçacıkların içinde yaşıyorlar, kuarkları bir arada tutuyorlar. Onları birbirine sıkı sıkıya bağlıyor. Hepsi bir araya geldiğinde  ise sanki bir şeyleri gizlemek istercesinde kılık ve yapı değiştiriyorlar.. İlginçtir ki insan onu gözlediğini fark edince yapı  değiştiriyorlar farklı bir keyfiyete bürünüyorlar.

Evet her şey gibi zerrelerin de kendi ortamlarında hususi âlemlerinde pek çok gayeleri, hikmetleri ve vazifeleri olduğu aşikar.  Sürekli hareketleri ve vazifeleri ile varlığın dokusunu ve esasını teşkil ediyorlar. Yaratanın kendilerine yüklediği vazifeyi kendi çaplarında ifa ediyorlar.   

Tek başına Genel İzafiyet Teorisi düşünce sınırlarımızı zorluyor. Teori, uzay ve zamanın, evrende bulunan büyük kütlelerin etkisiyle büküldüğünü ifade ediyor. Kuantum mekaniğini anlayabilmek daha da zor... Bu teori de, elektronların atom çekirdeğinin çevresinde bulunan sağlam yörüngeler etrafında dönmediğini, hatta bunların parçacık bile olmayıp, parçacık ve dalgadan oluşan tuhaf, çift türlü yapılar olduğunu; bu nedenle elektronların atom içindeki yerini tam olarak belirlemenin imkânsızlığını söylüyor. Formüller karmaşıklaştıkça, ileri sürülen teoriler de varsayım düzeyinde kalıyor. Belki de maddenin içinde bulunan en küçük parçacıklar, nokta biçiminden çok, muhallebi tarzında yapılardır. İncelemeye kalkışıldığında kayboluyorlar. Uzaydaki yeri belirsiz; bir burada, bir orada; ama her zaman tam olarak insanların gözlem yapmadığı bir yerde bulunuyorlar.

Son Söz

Yaratanın biz insanlara bahşettiği her şeyi anlama ve çözme merakı ile varlığın sırrını anlama konusunda hayli bir mesafe alacağız ve belki de varlığın sınırlarına ulaşacağız.  Gelinen noktada Evrenin % 90’ını teşkil eden “karanlık madde” ve “karanlık enerji”  “madde” ve “enerji” dışında bir mahiyet olduğu ortaya çıkarsa madde-fizik ötesi (mana) esaslı bir kâinat tablosu ile karşılaşacağız demektir: Sonuçta her şeyin kaynağının “madde” ve “enerji” olduğu ön kabulünden sıyrılacağımızı bekleyebiliriz..

(Haber 7)