Eski Yunan felsefesinin zirveye çiktigi Eflatun ve Aristo ile birlikte dört unsur fikri kuvvet kazanmis, varlik hakkindaki spekülasyonlarin kontrollü deneylerle test edilmeye baslandigi modern bilim geleneginin gelismesine kadar da genel kabul görmüstür. Bugünün anlayisinda maddenin yapitasi olarak görülebilecek temel parçaciklarin eskiden düsünülen unsurlardan çok farkli bir varlik resmi ortaya koydugunu söylemek gerekirse de, toprak, su, hava ve ates unsurlari maddenin dört hali olarak kabul edilen kati, sivi, gaz ve plazma durumlarina dogru bir sekilde tekabül etmektedir. Yalniz Aristo'nun takipçisi kabul edilen Farabi ve Ibni Sina gibi Islâm filozoflarinin degil, Eski Yunan kaynakli felsefe anlayisini elestiren hatta reddeden Imam-i Gazali, Mevlana Celaleddin-i Rumi ve Imam-i Rabbani gibi büyük Müslüman düsünürlerin de maddenin dört unsurdan olustugu fikrini kabul ettikleri görülmektedir. Eflatun ve Aristo'nun eserlerinde yeryüzündeki olus ve degisimlerin arkasindaki dört unsurdan baska gökleri dolduran çok lâtif besinci bir unsurdan da bahsedilir ki, bu, yazimizin mevzuunu teskil edecek olan esirdir.

Evrende boslugun var olup olmadigi tartismasi da Eski Yunan'a kadar gitmektedir. Demokritus ve taraftarlari tabiattaki bütün olusum ve degisimleri bos uzayda hareket eden atomlara baglarken Aristo ve takipçileri evrende boslugun bulunamayacagini kabul etmislerdir. Genel çekim, elektrik ve manyetizma gibi kuvvetlerin bulunmasindan sonra uzayin iki farkli noktasinda bulunan iki cisim arasinda cereyan eden bu tür etkilesimlerin nasil tasindigi veya iletildigi sorusu gündeme gelmistir. Genel çekim kanununu kesfeden Newton, arada hiçbir baglanti olmadan bosluktaki iki uzak cismin birbirlerine kuvvet uygulayabilecegi düsüncesinin aklî melekeleri saglam hiç kimse tarafindan kabul edilemeyecegini söyler. Bulmus oldugu kanunun genel çekimin mekanizmasini açiklamadigini, sadece maddenin davranisini tasvir ettigini vurgulamak için sarfettigi 'hypothesis non fingo' sözü meshurdur. Gene de hayati boyunca iki kütle arasindaki çekim muammasini çözmeye çabalamis, bu maksatla tüm uzayi dolduran esir parçaciklarinin rol oynadigi mekanik bir model kurmaya çalismistir. Ancak bu parçaciklarin maddeyle nasil etkilestigi ve nasil bir yapiya sahip oldugunu anlamak mümkün olmamistir.
Feynman'in Fizik Kanunlarinin Yapisi üzerine verdigi bir konferansta da bahsettigi gibi, uzayi dolduran ve gökcisimlerine büyük kuvvetler uygulayabilen böylesi bir maddenin içinde hareket eden gezegenlerin nasil olup da sürtünme sebebiyle enerji kaybederek Günes'e düsmediklerini izah etmek, bu tür mekanik modellerin içinden çikilamayan güçlüklerindendir. Elektrik ve manyetizma olgularinin incelenmesi, bilhassa elektromanyetik dalgalarin kesfi ve isigin bir tür elektromanyetik dalga oldugunun anlasilmasi esir teorilerine tekrar dikkatleri çekmistir.

Kâinattaki tüm parçaciklari ve etkilesimleri bir çati altinda toplayacak bir Herseyin Teorisi (Theory of Everything = TOE) Einstein'dan beri tüm fizikçilerin en büyük hayali idi. Fizigin en genis ve en saglam iki teorik yapisi olan Genel Izafiyet Teorisi ile Kuantum Mekanigi'nin birlestirilmesi bugünün ve belki de gelecek yüzyilin fiziginde en hayatî problem olarak durmaktadir. Maddeyi, vakumu ve evrenin baslangicini daha iyi anlayabilmemiz bu problemin çözülmesine baglidir. Bu dev problemin çözülmesi yolunda en büyük umut vadeden yaklasim son yillarda gitgide popüler hale gelmeye baslayan Süpersicim Teorisi'dir.

Süpersicim Teorisi
Süpersicim Teorisi'nde bütün parçaciklar ve kuvvet tasiyicilari (elektronlar, kuarklar, fotonlar, gravitonlar, vs) Planck uzunlugu (10-33 cm) mertebesinde boyutlara sahip sicimlerden olusmaktadir. Uçlari açik veya kapali (halka seklinde) olabilen bu sicimlerin farkli titresim modlari, farkli parçaciklara tekabül etmektedir. Bu teorinin en cazip yönü dört temel kuvveti ve onlarca temel parçacigi basit bir sicimin titresimleri ve hareketleri cinsinden ifade edebilme sikligidir. Daha önceki parçacik modellerinin onlarca parametre ve katsayisi yerine sicimlerin yalnizca bir parametresi vardir, o da yaklasik 10-39 ton olan sicim gerginligidir.
Süpersicim Teorisi'nin en sira disi özelligi sicimlerin titresim ve salinimlarini ifade edebilmek için tam 10 boyuta ihtiyaç duyulmasidir. 1 zaman ve 9 uzay boyutunda hareket eden bu sicimler dört boyutlu uzay-zamanimizda noktasal parçaciklari ve bu parçaciklar arasindaki etkilesimleri olusturmaktadirlar. Gözlemleyebildigimiz dört boyutun disinda kalan boyutlarin kendi üzerine kivrildigi ve çok ufak kaldiklari için fark edilmedikleri düsünülmektedir.

Genel Izafiyet Teorisi, gravitasyonel alanlarin uzay-zamanin temelini olusturdugunu ortaya koydugu için, gravitasyon da dahil olmak üzere tüm kuvvet alanlarini içeren sicimler, ayni zamanda uzay-zamani da meydana getirmektedir. Günümüzde hareketleri belli bir uzay-zaman çatisi altinda yaklasimlarla formüle edilmeye çalisilan sicimlerin gerçek teorisi bulunabilirse uzay-zamanin ne oldugu ve nasil ortaya çiktigi gibi büyük problemler hakkinda da fikir sahibi olabilecegiz.

Süpersicim Teorisi kâinatin nasil yaratildigini arastiran kozmoloji sahasinda da açilimlar saglamistir. Bugünkü fizik teorileri, kâinatin 'Yalanci Vakum' durumundan 'Gerçek Vakum' durumuna yapilan bir kuantum siçramasiyla baslamis olabilecegini göstermektedir. Astrofizikçilerin yaptigi kaba bir hesapla kâinatin toplam enerjisinin yaklasik olarak sifira esit oldugu gösterilmistir. Gerçekten de kütle ve hareket enerjilerinden meydana gelen pozitif enerji, gravitasyonel çekimin olusturdugu negatif enerji ile hemen hemen ayni büyüklüktedir. Bu sasirtici bulgu, havsalamizin almadigi genislikteki muazzam kâinatin kelimenin tam anlamiyla yoktan var edildigini gözler önüne sermeketedir. Vakumun az önce yukarida verdigimiz tanimini hatirlayacak olursak, kâinatin esirdeki bir tür dalgalanma ile basladigini tahayyül edebiliriz. Süpersicim Teorisi'nde ise dört boyutlu evrenimizin, kâinatin 10 boyutunun (4)*(6) seklinde ayrismasi sonucu ortaya çiktigi kabul edilmektedir.

Su noktayi özellikle vurgulamak isteriz ki, 'esir' kavramina felsefe ve fizik tarihinde çok çesitli anlamlar yüklenmistir. Mesele o kadar basit ve net olmamasina ragmen denebilir ki, bugünün fizik kitaplarinda Einstein'in ortadan kaldirdigi söylenen esir, Lorentz'in ve bazi çagdaslarinin tasavvur ettikleri esirdir. Bu konudaki yanlis anlasilmalar ve kafa karisikligina parmak basan Physics Today dergisi editörü Frank Wilzcek, Einstein'in esiri fizikten silmek söyle dursun bilakis esiri yüceltip fizikçilerin arastirma ve çalismalarinda çok mühim bir konuma yükselttiginden söz etmistir. Bugünkü teorik fizigin büyük bir kisminin, bilhassa Süpersicim Teorisi'nin, adi konmamis bir sekilde esirin mahiyetinin ve özelliklerinin incelenmesi oldugu söylenebilir. Eflatun ve Aristo'nun besinci elementi, diger elementleri de içine alarak varligin asil unsuru haline gelmistir.

Bazi yaklasimlar
Süpersicim Teorisi'nin tutarli olabilmek için ihtiyaç duydugu 10 boyut, kanimizca semavatin yedi tabaka halinde yaratilmasi hakikatine de isaret etmektedir. Kâinat 10 boyutlu bir gerçeklik olarak düsünülüp 4 boyutlu evrenimizin yeri ve birinci kat semayi olusturdugu kabul edilirse, geri kalan 6 boyut da ikinciden yedinciye tam alti kat semaya karsilik gelmektedir. Bediüzzaman Said Nursi'nin Lemalar adli eserinde 'Yedi gök ve yer ve içindekiler O'nu tesbih eder' ve '...sonra iradesini semaya yöneltti ve gökleri yedi tabaka olarak tanzim etti; O herseyi bilir' (Bakara Suresi, 29) mealindeki ayet-i kerimeleri tefsir ederken 'Sema emvaci karardide olmus bir denizdir' hadîs-i serifinden de istimdatla esir ve gök tabakalari üzerine yaptigi su yorumlar, süpersicim teorisi isiginda degerlendirildiginde çok daha iyi anlasilmakta ve varlik hakkindaki düsüncelerimize yeni boyutlar kazandirmaktadir:

"Birinci kaide: Fennen ve hikmeten sabittir ki, bu haddi yok feza-yi âlem, nihayetsiz bir bosluk degil, belki esir dedikleri madde ile doludur.

Ikinci kaide: Fennen ve aklen, belki müsahedeten sabittir ki, ecram-i ulviyeden cazibe ve dafia gibi kanunlarin rabitasi ve ziya ve hararet ve elektrik gibi maddelerdeki kuvvetlerin nasiri ve nakili, o fezayi dolduran bir madde mevcuttur.

Üçüncü kaide: Madde-i esiriye, esir kalmakla beraber, sair maddeler gibi muhtelif tesekkülata ve ayri ayri suretlerde bulundugu tecrübeten sabittir. Evet nasil buhar, su, buz gibi havai, mayi, camid üç nevi esya ayni maddeden oluyor. Öyle de, madde-i esiriyeden dahi yedi nevi tabakat olmasina hiçbir mani-i akil olmadigi gibi, hiçbir itiraza medar olamaz. "

Yine Isaretü'l-Icaz adli tefsirinde esirin kâinattaki konumu hakkinda verdigi izahat dikkat çekicidir: "Madde-i esiriye, mevcudata nazaran akici bir su gibi mevcudatin aralarina nüfuz etmis bir maddedir. 'Arsi su üzerindeyken...' (Hud Suresi, 7) âyeti su madde-i esiriyeye isarettir ki, Cenab-i Hakk'in arsi, su hükmünde olan su esir maddesi üzerinde imis. Esir maddesi yaratildiktan sonra, Sani'in ilk icadlarinin tecellisine merkez olmustur. Yani esiri halk ettikten sonra cevahir-i ferde kalb etmistir. "
Elmalili M. Hamdi Yazir da kiymetli tefsiri "Hak Dini Kur'an Dili"nde, Hud suresindeki "Arsi da su üstündeydi..." âyetiyle ilgili olarak çesitli izahlari karsilastirirken, "Bir de bunlar arsin herseyi kaplayan bir cisim olmasi anlamiyla ilgilidir" der.
Esir kavraminin bilim tarihi içerisinde geçirdigi transformasyonlar bilimin insanî boyutlari hakkinda fikir vermekle beraber, zamanla degisen teorilerden bagimsiz bir gerçeklik anlayisina ulasma ihtiyaci ancak ilahî vahyin dogru bir sekilde anlasilmasiyla tatmin edilebilecektir.

Mutlak referans noktasi tartismasi ve esir

Bir deniz dalgasinda titresen sey su, ses dalgasinda hava iken, isikta nedir? Radyo ve telsiz sinyalleri neyin dalgalanmasiyla iletilmektedir?

20. yüzyil'in baslarina kadar bu sorulara verilen en makul cevap elektrik ve manyetik alanlarin esirin sikismasi, seyrelmesi ve hareketlerinden ibaret oldugu, isigin da esirin dalgalanmasindan olusup bu yolla yayildigi seklindeydi. Elektromanyetizma, isima ve optik alanlarindaki çalismalar esirin özelliklerinin arastirilmasi olarak adlandiriliyordu. Maxwell'in elektromanyetizma teorisini hareketli yükler ve alanlar için gelistiren Lorentz, elektrik ve manyetik alanlarin uydugu matematiksel denklemlerin bir referans çerçevesinden digerine geçerken Galile dönüsümlerine göre degil yepyeni özellikler gösteren Lorentz dönüsümlerine göre degismesi gerektigini göstermistir. Birbirilerine göre sabit bir hizla hareket eden iki referans sistemi arasinda uzaysal ve zamansal büyüklüklerin nasil degistigini gösteren Lorentz dönüsümlerine göre hareketli bir çubugun boyu hizina bagli olarak kisalirken, hareketli bir saatin gösterdigi zaman da hizina bagli olarak uzamaktadir. Farkli referans sistemleri içerisinde bir tanesinin özel ve mutlak oldugunu kabul eden Lorentz, bunun esirin durgun oldugu referans sistemi oldugunu düsünerek, mutlak uzayi bir bakima esirle özdeslestirmistir. Einstein ise ayricalikli bir referans sisteminin mevcudiyetinin simetri ilkeleriyle bagdasmayacagindan yola çikarak mutlak uzay kavramini sorgulamis ve bütün referans sistemlerinin fizik kanunlarinin isleyisi bakimindan özdes oldugu temel varsayimi üzerine dayanan meshur Izafiyet Teorisi'ni gelistirmistir.

Burada su noktayi biraz açmakta fayda vardir ki, Lorentz ve Einstein'in bulgulari matematiksel olarak özdes olmakla beraber sonuçlarin yorumlanmasinda ve baz alinan kabullerde farklar mevcuttur. Lorentz esirin belirledigi referans sisteminde uzay ve zamanin gerçek oldugunu kabul etmekte, esire göre hareket eden nesnelerin boylarinin kisalacagini söylemekte ve esirin disindaki referans sistemlerinde ortaya çikan zamanin fiziksel bir anlami olmadigini düsünmekteydi. Zamanin uzayip kisalmasi denklemlerinde apaçik görünmesine ragmen, Lorentz mutlak ve evrensel bir tek zamana inandigi için diger referans sistemlerinde ortaya çikan zamanlarin yardimci matematiksel kavramlar oldugunu düsünmekteydi. Einstein ise fizik kanunlarinda ve evrenin isleyisindeki simetrinin mutlak uzay ve mutlak zaman kavramlarindan daha temel oldugunu kavramis ve fizik kanunlarinin referans sistemlerine göre degismedigi ancak uzay ve zamanin tamamen izafi oldugu bir teori gelistirmistir. Bu yeni teoride mutlak ve özel bir referans sistemine ihtiyaç olmadigi için Einstein da o zamanlarda mutlak uzayla özdeslestirilen esir kavramina artik gerek kalmadigini ifade etmistir.

Bosluk mu esir mi?
Klâsik fizikte esirin su veya hava gibi maddî bir ortam olarak tahayyül edilmesinin neticesinde çesitli nesnelerin, meselâ Dünya'nin esire göre hizini ölçmenin mümkün olabilecegi düsünülmekteydi. Bu amaçla tasarlanan ünlü Michelson-Morley deneyinin Dünya'nin hizini sifir olarak vermesi ve sene içerisinde yapilan tekrarlarin ayni sonucu dogurmasi üzerine esirin mahiyeti hakkinda soru isaretleri olusmaya basladi. Azinlik sayilabilecek bir kisim fizikçiler, esirin Dünya tarafindan sürüklendigini, dolayisiyla sonuçlarin normal karsilanmasi gerektigini kabul etmektedir. Hattâ uzun yillar boyunca esirin sürüklenme hizinin Dünya atmosferindeki yükseklige bagli olarak degiseceginden yola çikilarak, çesitli dag ve tepelerde M-M türü deneyler tekrar edildi. Bir kisim iddialarin aksine, sonuçlarin pozitif oldugunu savunmak pek mümkün degildir. Fizik camiasinin büyük çogunlugu ise M-M deneyinin sonuçlarinin Lorentz kisalmasindan kaynaklandigi üzerinde hemfikirdir. Buna göre fizik kanunlari öyle bir sekildedir ki, esir var olsa da olmasa da esire göre yapilacak hiz tayinlerini imkânsiz kilmaktadir.

Einstein 1905 yilinda yayinladigi Özel Izafiyet Teorisi'ni sunan makalesinden sonra, esire göre hareketin ölçülememesi gerçegini esirin var olmadigi seklinde ifade etmis olmasini bazi sonuçlari yorumlamada asiriya kaçma olarak degerlendirecektir. Hattâ 1920 yilinda Leyden'de yaptigi bir konusmasinda esir var kabul edilmeden uzay-zamanin yapisinin anlamanin mümkün olmayacagini, isigin yayilmasi ve genel çekimin de esir olmadan düsünülemeyecegini söylemistir. Einstein'a göre M-M deneyi ve Özel Izafiyet Teorisi bize esirin hareketinin uzay-zamanda izlenemeyecegini, dolayisiyla esire göre hareketin tanimlanamayacagini ve esirin, referans sistemlerinin üstünde bir gerçeklige sahip oldugunu ögretmistir. Bilhassa uzay-zamanin egilip bükülebilen, genisleyip büzülebilen bir yapisi oldugunu gösteren Genel Izafiyet Teorisi, bos uzayin (vakum) yokluk olmayip bir tür nesne oldugunu ortaya koymustur.

Relativistik fizigin gelisiminden sonra esirin fizikteki eski rolünü ve anlamini kaybetmesi, bu kavramin içeriginin artik farkli bir sekilde düsünülmeye baslanmasi ve Einstein'in 1905 makalesinin muazzam etkisi, fizik literatüründe bu kelimenin kullanimini büyük ölçüde ortadan kaldirdi. Tam karsiligi olmasa da bugün esir yerine kullanilabilecek en yakin kavram vakumdur.
Vakumun ne oldugu ve özellikleri ise halen kuantum fiziginin en ciddi sorulari arasindadir. Bütün parçaciklarin ve kuvvetlerin alanlarla temsil edildigi Kuantum Alan Teorisi'ne göre vakum, bu alanlar kuantize edildiginde karsimiza çikan sifir basamagidir. Sifir basamagi en temel düzey olmasina ragmen cüz'i miktarda da olsa bir enerji içerir. Sifir nokta enerjisi (ZPE) adi verilen bu enerji tüm dalgaboylari üzerinden toplandiginda sonsuz bir enerjiye tekabül etmektedir. Elbette bizim gözleyebilecegimiz, bu enerjideki dalgalanmalardir. Nitekim bu sifir nokta dalgalanmalari (ZPF) vakumda birbirine çok yakin iki metal levha arasinda ölçülebilir bir çekme kuvveti olusturmaktadir (Casimir Etkisi). Vakumu alanlarin sifir düzeyi olarak düsündügümüzde vakum bir bakima esirin titresimsiz ve durgun haline tekabül etmektedir.

Yüzyillardan beri mutlak bosluk anlaminda kullanilan "vakum" kelimesinin bugünkü fizikte yüklendigi anlami elestiren bilim tarihçisi Whittaker, kitabina "Esir ve Elektrik Teorilerinin Tarihi" basligini seçmesiyle ilgili olarak sunu söylemektedir:
"Baslik hakkinda birkaç kelâm edilebilir; niçin esir ve elektrik? Herkesin bildigi üzere, esir ondokuzuncu yüzyil fiziginde büyük rol oynadi; ancak yirminci yüzyilin basinda, temelde dünyanin esire göre hareketini ölçme girisimlerinin basarisizliga ugramasi ve bu tür çabalarin her zaman basarisizliga mahkum olacagi prensibinin kabul görmesi üzerine "esir" kelimesi gözden düstü ve gezegenler arasi uzayi tamamen bosluk olarak düsünülen ve elektromanyetik dalgalarin yayilimindan baska hiçbir özellige sahip olmayan "vakum" kavramiyla ifade etmek genel kanaat haline geldi. Fakat kuantum elektrodinamiginin gelisimiyle, vakum elektromanyetik alanin "sifir-nokta" salinimlarinin, elektrik yükü ve akiminin "sifir-nokta" dalgalanmalarinin ve birden farkli bir dielektrik sabitine karsilik gelen bir "polarizasyon" un oturagi olarak kabul edilmeye baslanmistir. Bu kadar zengin fiziksel özelliklere sahip bir nesnenin vakum diye adlandirilmasi tamamen anlamsizdir, esir kelimesine hakli olarak dönülebilir."

Yorum (0)

RSS yorumları

İsim

Başlık

Yorum

Gönder