Mikroskobik Evren

Çeviri: Esin Tezer
Altyazı: Erkan Ağır – Hakan Cakmak

Başlangıçta karanlık vardı. Ve daha sonra… Sonsuz genişleyen zaman, uzay ve maddenin varlığını doğuran Patlama… Yeni keşifler; “Evren” diye adlandırdığımız gizemli, akıllara durgunluk veren, müthiş sırları olan
yeri gün be gün çözüyor. Evrenin gizemini çözmeye başladıkça, bilim adamları hayret verici bir sonuca
ulaşıyorlar. Dıştaki uzayın anlaşılması için, içerideki uzayı, gördüğümüz her şeyin temelini oluşturan
mikroskobik maddeyi anlamaya ihtiyaçları var. Fakat atomları ve atomaltı parçacıklarını
milyarlarca defa küçültme; bizleri tuhaf, keşfedilmemiş bir dünyaya götürüyor…

-Mikroskobik dünyaya indiğimizde, onun gerçekten esrarengiz ve gerçeği söylemek gerekirse,
tamamen tuhaf ve şaşırtıcı olduğunu keşfediyoruz…

Bu evrendeki nesne, mikroskopla görebileceğimiz bir şeyden bile çok daha küçük,
fakat kozmosun anahtarını elinde tutuyor…

-Nereden geldiğimizi eğer sadece bu çılgın mikrodünyayı anlarsak anlayabiliriz.

Öyleyse, “Mikroskobik Evren” olarak bilinen, keşfedilmemiş bir dünyaya, fantastik seyahatimize devam edelim… İnsanlar evrenden bahsettiklerinde, genellikle radyo teleskopları ve kozmik imajlamayla görebildikleri
milyarlarca ışık-yılı boyunca olan uzayın muazzam genişliğini kastederler…

-Yıldızları, galaksileri, gezegenleri ve oradaki bütün büyük nesneleri akıllarına getirirler.

-Yerçekimi kuvvetine bağlı gökbilimsel cisimleriniz var.

-Doğa yasaları var ve yasaların kesin olarak doğru olduklarını düşünürsünüz.

Bununla birlikte; başka bir evren, gördüğümüz her şeyi yöneten, görülmeyen bir dünya vardır…

-Boyutu trilyonlarca defa daha küçültüp indirdiğimizde, prensipler; büyük-ölçek dünyadan gelen
alışkın olduğumuz olanlara nazaran, sezgi yoluyla keşfedilenlerdir.

Mikroskobik evrenin sihiri, bir metrenin yaklaşık on milyarda birinde başlar veya bir atom boyutundadır. Madde bu seviyede çok farklı şekilde davranıyor diye, bilim adamları ne olduğunu anlatmak için tamamen farklı prensipler grubu geliştirdiler. Bunu da “Kuantum Teorisi” olarak adlandırdılar. Ve onun söylediği şey, olağanüstüdür…

-Bu beyzbol topu, mikroskobik evrende her türlü tuhaf, garip nesneleri her zaman yapan bir elektron veya ışığın fotonu gibi atom altı bir parçacığı temsil etmektedir. Bu beyzbol topu, atom altı biçimi gözle görülmeyen olabilir,
katı objelerden kolaylıkla geçebilir, aynı zamanda birçok yerde olabilir, görünüşe bakılırsa da, zamanda geri
gider ve geçmişi değiştirir. Bu, şu manaya gelmektedir: Bu mikroskobik beyzbol topunu aynı anda kaleye
ve kale levhasına doğru fırlatabilirim… Veya o hâlâ giderken görünen o ki, bir oyunun önceden belirlenmiş neticesini değiştirir. Bu şimdi, bilim kurgu şeyidir. Fakat onun gerçekten doğru olduğunu biliyoruz veya en
azından kuantum dünyamızda doğruluk payı olduğu gözüküyor. Her tür garip şeyin meydana geldiğini açıklıyoruz…

Eğer bilimadamları bu garip şeylerin nasıl işlediğini anlayabilseler, hergünkü yaşamımıza geçirebilirlerdi, modern hesaplamayı kökten değiştirebilirler ve belki de kozmos boyunca anında iletişim kurmamıza izin verirlerdi. Bu mucizeleri gerçeğe dönüştürmenin anahtarı, “Kuantum Dolanıklık” adı verilen bir işlemdir ve bilim adamları,
bu hayret verici keşfi hem sivil hem de askeri amaçlar için zaten kullanıyorlar…

-Kuantum Fizik’te, buradaki bir objeye ne olduğu,  buradaki objeyi de anında etkileyebilir ve buradaki,
milyonlarca mil uzakta da olabilir.

Bu, nasıl işlediğidir. İki atom altı parçacık birbirleriyle etkileştiklerinde, “Dolanık” hale gelirler. Bu; devir hızları, pozisyonları veya diğer özelliklerinin modern bilimde bilinmeyen bir işlem aracılığıyla bağlantılı hale gelmesi manasına gelmektedir…

-Eğer daha sonra parçacıkların bir tanesinin ölçümünü yaparsanız, o, o zaman diğer parçacığın davranışının ne olduğunu hemen belirler. Ve gerçeği söylemek gerekirse; deney tamamlandığında, eş parçacığın kuantum halinin ölçümünü yaptığınızda, diğer parçacığın kuantum halinin tam anlamıyla belirlendiği keşfedilmiştir.

Bu, şu manaya gelir: Eğer bir bilim adamı bir dolanık parçacığı gözlemlerse ve onu saat yönünde dönmeye zorlarsa, diğer dolanık parçacık anında karşı yönde dönmeye başlayacaktır. Bu, şaşırtıcı gözükebilir, fakat bu, iki dolanık parçacığın milyarlarca ışık-yılıyla ayrılabileceği göz önünde bulundurulana kadar neredeyse hiç de önemli değildi ve bir parçacığın dönüşünü gözlemlediğiniz an, zaten diğer parçacığın dönüşünü belirliyorsunuz…

-Bu esrarengizdir, çünkü bilginin ışık hızından daha hızlı, bir parçacıktan diğerine hemen yol aldığını ileri sürer. Bunu anlamıyorum, kimsenin anladığını da sanmıyorum. Einstein, bunu “Belirli bir mesafedeki hayalet hareket” olarak adlandırmıştır.

Kuantum Dolanıklık, mikroskobik dünya merakından daha fazlasıdır. Çünkü dolanık parçacıkların etkileri dünyamızda görülebilir ve hissedilebilir. Eğer bilim adamları bazı temel engellerin üstesinden
gelebilirlerse, Kuantum Dolanıklık; günün birinde insanların uçsuz bucaksız uzaklıklar
boyunca anında iletişim kurmalarına yardımcı olabilir…

-İnsanlar Kuantum Dolanıklığın, çoğu zaman ışığın hızından daha hızlı hızdaki istenen bilgi aktarma hedefini başaracağını düşünürler. Bunun başarılacağını düşünmüyorum, çünkü bu sistemleri kurmak için,
oraya ışığın hızından daha yavaş hızlardakileri getirmiş olmalısınız. Ama zaten ne biliyorum ki?
Yüz yıl önce, Ay’a gideceğimizi düşünmüyorlardı.

Kuantum Dolanıklık, modern hesaplamayı dönüştürmek için çok büyük bir olasılıktır. Bilim adamları
güçlü yeni bilgisayarlar yapmak için mikroskobik evrenin sihrini kullanmayı umuyorlar…

-Bu eserin ne yapabileceğini göreceğiz.

Massachusetts Teknoloji Enstitüsü’nden Profesör Seth Lloyd, hesaplamaları yapmak için geleneksel bilgisayar bit’leri kullanan kuantum bir bilgisayarın ilk örneğini yaratmada yardımcı oldu.

-Bu laboratuar, dünyanın en iyi süper iletken kuantum bit’ine veya  “Q-bit’ine” sahiptir ve kuantum hesaplamalarını Q-bit’ler yaparlarken, çoklu görevleri aynı anda yapan kuantum bilgisayara sahip olabiliriz. O bunu yapabilir, bunu aynı anda yapabilir.  İki artı ikiyi toplayabilir, bir artı üçü toplayabilir ve bu iki şeyi aynı anda toplayabilir.

Tek bir Q-bit’in aynı anda pek çok hesaplamayı aynı anda yapabildiği gerçeği, kuantum bilgisayara şimdiye kadar hayal edilen herhangi bir bilgisayardan çok daha kuvvetli potansiyeli vermektedir. 1950’lerdeki geleneksel bilgisayarlar gibi… Kuantum bilgisayarlar, bugün başlangıç aşamasındalar. Makinalar büyük odaları
kaplıyorlar ve yalnızca en basit hesaplamaları yapabiliyorlar. Fakat gelecek için büyük umut vaad ediyorlar…

-Kuantum Fizik, herkesin bildiği gibi tuhaf, garip ve mantık dışı… Bu nedenle kuantum bilgisayarlar,
bu tuhaflığı, klasik biçimde olan bilgisayarların yapamadığı şekillerde kullanıyorlar.

Temel engel; klasik biçimde olan bilgiyi, bilgisayarların kullandığı birleri ve sıfırları, mikroskobik evrenin dolanık parçacıklarını kullanarak işlemden geçirebildiği biçimdeki etkileyici kodlamayı çözmektir. Bilim adamları
ancak bunu çözdüklerinde, kuantum bilgisayarlar, gezegenin biçimini değiştirebilirler…

-O kadar çok bit’li olmayan bir kuantum bilgisayara sahip olsanız bile, insanların internet üzerinde iletişim kurmak için kullandıkları tüm kodları çözme gibi şeyleri hâlâ yapabilirdiniz. Veya çok fazla değişkenlere sahip çok zor problemleri çözebilirdiniz, Büyük Patlama’da (Big Bang’de) ne meydana geldiğini çözmeyi denemek gibi…
İnanması güç olabilir fakat mikroskobik evren daha da tuhaf hale gelmiştir. Aslına bakılırsa, Kuantum
Fizikteki en ünlü deney,  bir objenin aynı anda iki yerde olabileceğini göstermektedir. Bu, büyük
Albert Einstein’ı ürküten sonuçtur… Bilim adamları mikroskobik evreni keşfettikçe, normal dünyada
bizlere çoğu kez anlaşılmaz gelen kanunlar tarafından yönetildiğini keşfediyorlar. Göz önüne
getirilebilir en ufak ölçeklerde, bilgi; sadece ışık hızından daha hızlı yol almakla kalmaz,
aynı zamanda da insan gözleminin çoğu kez ne olduğuna karar verir gibi gözükür…

-Kuantum Mekanik nesnenin davranışı, baktığımız zaman bakmadığımız zamandan farklı gibi gözükür.

Bu sorunların derinliğine inen sonuç, çift-delik deneyini yapmaktan gelmektedir. Bilim adamları bu deneyi
ilk kez iki uzun ve dar delikli olan metal levha aracılığıyla ışık fotonlarını ateşleyerek geçirdi.
Delikler aracılığıyla geçen ışık, levhanın arkasındaki ekrana çarptı.

-Bu hayret verici deneyin sonuçlarını bir grup beyzbol topu ve iki deliği olan kurduğumuz bir bariyerle kanıtlayacağız. Şimdi normalde, hergünkü dünyada, beyzbol toplarını bir delik üzerinden veya diğerinden fırlatırsam, kale levhasının arkasında kurduğumuz ekran üzerinde tahmin edilebilir modeli oluşturacaklardır.
Bir yerde veya diğerinde olacaklardır. Tüm bu beyzbol topu grubuyla model oluşturalım. Bu fırlatma makinasını kullanacağım. İşte bu ilk olanı… Ne olacağını görelim bakalım… Şimdi topların aşağı yukarı her iki delikten gelen direkt çizgi boyunca, iki grupta ekran üzerine düştüklerini görüyoruz. Bu doğaldır, bu beklediğimiz şeydir.
Fakat miroskobik evrene indiğimizde ve beyzbol toplarından 10 trilyon defa daha küçük olan elektronları kullandığımızda, bu deneyi gerçekleştirirken çok farklı, şaşılası sonucu alıyoruz: Sanki iki delik boyunca
aynı anda giden ve birbirleriyle çatışan dalgalarda beklediğiniz bir modeli… Diyordum ki, elektronları
genellikle parçacıklar olarak düşünürüz. Öyleyse, dalga benzeri özellikleri nasıl sergileyebilirler?

Bu deneme sonuçları şaşırtıcıydı. Ekranda ateşlenmeden önce, elektron bir parçacıktı, buna rağmen, bu tek elektron iki delikten de aynı anda geçiyormuşçasına ekranda bir model oluşturdu. Mikroskobik bir
parçacık havada kendini anında kopyalayabilir mi? Yıllarca süren çalışmadan sonra, bilim
adamları hâlâ tam olarak neyin meydana geldiğini bilmiyorlar…

-Kuantum Fizik’teki en sihirli olan şey, bir objenin muhtemelen aynı anda bir yerden daha fazla yerde olabilmesidir.

-Aslına bakılırsa o, her iki uzun ve dar deliği de algılayabilir, aslında oradan geçer, deneydeki her iki uzun
ve dar deliğin yapısını kuantum-mekanik olarak hisseder.

-Pek çok fizikçi matematiğin bir hayli sağlam olduğuna, inkâr edilemez çözümlere yol açtığına ve deneysel ölçümlerle teyit edilebileceğine katılıyorlar. Fakat tam olarak ne olduğu ve nasıl olduğu, başka
bir tartışma sorunudur…

Bu hayret verici deneysel sonucu kavramaya çalışmak için, bilim adamları iki uzun ve dar delik aracılığıyla geçerken tekil elektronların nasıl davrandıklarına karar verdiler. Bir parçacık iki delikten aynı anda
tam olarak nasıl geçebilirdi?

-Bilim adamları bu elektronların veya diğer atom altı parçacıkların veya hatta ışık fotonlarının garip davranışını gözlemlemek için ön sıradaki koltuklara yerleştiler. Küçük olduktan sonra ne oldukları önemli değil…  Sadece onların ekranda nereye indiklerini değil, aynı zamanda delikler boyunca giden parçacıkların davranışını da
izlediler. Ve daha sonra, hayret verici bir şey gördüler… Bilim adamları delikleri izlerlerken, elektronlar arka taraftaki ekranda beyzbol topuna benzer modeli oluşturarak parçacıklar gibi davrandılar. Fakat bilim adamları onları izlemiyorlarken, o zaman elektronlar, dalgalar benzeri davrandılar. Ekrandaki dalgalar tarafından
meydana getirilen çatışma modeline benzeyen bir modeli oluşturdular. Bu gerçekten de gariptir… Ne gördüğünüz,
sizin izleyip izlemediğinize bağlı oluyor. Eğer izliyorsanız, beyzbol topları gibi parçacığa benzer davranışı
görüyorsunuz. Eğer izlemiyorsanız, dalga benzeri davranışı görüyorsunuz. Ama ikisi aynı zamanda değildir…

Bu, hayret vericiden farksızdır. Gözlem, atom altı parçacıkları değiştiriyor gözükmektedir…

-Esrarengiz bir şekilde, bakmadığımız zaman nesneler, dalgalardır. Baktığımız zaman, parçacıklar gibi gözükürler. Bundan dolayı,  bize bir parçacık gibi gözüken bir elektron bile, bakmadığımız zaman dalga benzeri
özelliklere sahiptir.

-“Bakmadığımız zaman durumu”; elektronun her iki delikten de geçiyor görünmesi, fakat baktığımız zaman
hep bir deliğe veya diğerine geçerken görmemiz, “Kuantum Bilmecesi” olarak adlandırdığımızdır.

Birşeyin nasıl davrandığını birşeyin değiştirmesini gözlemlemek veya gözlemlememek hakkındaki
kararımız nasıl olurdu? Bunun teknik bir açıklaması vardır…

-Bir gözlem yapmak için, bir şekilde bir sistemle etkileşim içinde olmalısınız. Örneğin, onun üzerine ışık tutmalısınız, o bu durumda seker ve siz, ışığı gözlemlersiniz. Bu, bir beyzbol topunun burada veya orada olduğunu nasıl söyleyebildiğimizdir, ışık, onun üzerinden seker.  Makroskobik parçacıkları ise çok rahatsız etmez. Fakat mikroskobik parçacıklar, parçacığın ışık sekme hareketinin nerede olduğuna ve nasıl ilerlediğine göre değişirler.

Dolayısıyla,  atom altı parçacıklarla neredeyse aynı boyutta ışık fotonlarının olduğu mikroskobik evrende, bu fotonlar, parçacıkları aydınlattıkları zaman büyük bir etkiye sahiptirler, böylece onları görebiliriz. Fakat bu,
“Basitçe söylemek gerekirse, atom altı parçacıkların yönünü ışık neden değiştirmiyor?”
sorusunu yanıtlamaz. Gözlem, gözlemlenenin asıl doğasını neden değiştirmektedir?

-Kısa yanıt, “Bilmiyoruz” dur. Bu, Kuantum Mekanik’in esas gizemidir, Kuantum Mekanik’in neden zor olduğunun nedenidir. Gizemli bir şekilde, nesnelere baktığımızda, parçacıkları görürüz ve bakmadığımızda ise nesneler, dalgalardır.

-Bu, neredeyse yüz yıldır biz bilim adamlarının hararetle tartıştığı bir şeydir ve hâlâ da, fikir birliği yoktur.
Yüzyıl önce ilk kez açığa çıkarıldıklarında, bu deney sonuçları bilimdeki en parlak zihni bile
heyecanlandırmak için yeterliydi…

-Einstein, “Kuantum Fiziğine inanmıyorum, çünkü bakmadığım zaman da Ay’ın orada olduğuna inanıyorum” dedi. Einstein, tabii ki gözlemlenene kadar gerçekten hiçbir yerde olmayan
teorinin saklı olan anlamlarına işaret ediyordu.

Bununla birlikte, çift-delik deneyinin akıllara durgunluk veren sonuçları burada bitmiyor.  Yakın zamandaki
yıllarda, teknoloji, bilim adamlarının deneyin çok enteresan bir çeşidini yapmalarına izin verdi.
Sonuçları, zaman algımızın doğruluğunu sorgulamaktadır…

-Bu, çift-delik deneyinin ileri-teknoloji biçimi gibidir. Elektronlar, içinde iki deliği olan bariyere doğru ateşlenmişlerdir. Fakat bilim adamları elektronlar deliklerden geçene kadar gözlemleyip gözlemlememek hakkındaki kararlarını onlar ekrana çarpmadan önceye erteleyebilirler. Bir beyzbol sahasındayım ve delikli bariyere doğru eğimli bir beyzbol topu varmış gibi… Fakat gözlerim kapalı, böylece geçiyor ve bir dalga gibi davranıyor. Ama daha sonra, ekrana çarpmasından önceki son saniyede, gözlerimi açıyorum ve gözlemlemeye karar veriyorum…

O anda, elektronlar, esas itibarlarıyla parçacıklar haline geliyorlar, görünüşe göre de elektron tabancasından çıktıkları andan itibaren hep parçacıklar oldular…

-Bu nedenle, deliklerden çıktıklarından önceki zamana geri dönmüş gibiydiler ve birinden veya diğerinden geçmeye karar verdiler, dalgalar gibi davrandıkları zamanki gibi ikisinden de geçmediler. Bu gerçekten
de çılgın! -Bu “bilmece”! Hangi deneyi yapmak için olan kararımız, elektronun önceki haline karar vermektedir.
Her nasılsa, bir şekilde veya diğer şekilde zamanda geriye doğru yol alıyor gözüken etkiye sahip olduk.

Bilim adamları bu mikroskobik gizemlerin zaman yolculuğunu ve hergünkü dünyamızdaki geçmişi değiştirdiklerini kavramaya başlıyorlar. Fakat bir şey belirgin… Bu atom altı dünyayı yöneten kanunlar, bilim kurgu kadar
gizemli olan bir evreni ima ediyorlar. Aslına bakacak olursak, Kuantum Fizik; basitçe realitenin hayal
gücümüzün bir hayal ürünü olduğunu iddia edebilir… Bilim adamları mikroskobik evrendeki
gizemleri keşfettikten sonra, onları hızlı bir şekilde aydınlatmayı, onların üzerlerinde çalışmayı
ve çözmeyi istediler. Fakat bu tuhaf atom altı âlemde tam olarak ne olduğunu çözmeye çalıştıkça,
tamamen beklenmeyen birşeyi keşfettiler… Doğa, onlara bunu anlatmayı geri çevirdi…

-Mikroskobik dünyaya indiğimizde, aslında ölçmeyi istediğimiz tüm miktarlarda temel bir belirsizlik olduğunu keşfediyoruz.  Ve bu, ölçme işleminde problem yaratmıyor, bunu doğanın kendisi bilmiyor.

Bilim adamları bunu “Belirsizlik Prensibi” olarak adlandırıyorlar ve garip olduğu kadar da, mikroskobik evrende ortaya çıkan en temel kavram olabilir. Basitçe söylemek gerekirse, hiçbir şeyi kesin belirlilikle bilemeyiz…

-Hergünkü yaşamımızda, etrafımızdaki şeyler hakkında çok şey bildiğimizi düşünürüz.  Aslına bakacak olursak, örneğin, bu işaret topunun konumunun yerini tayin edebiliriz ve onu bildiğimiz belirli bir hızda isabet
ettirebiliriz. Ve onu diğer toplarla çarpıştırmak için kullanabiliriz, oynamaya devam edebiliriz ve
havuz oyununu oynayabiliriz. Aslına bakılırsa eğer herşeyi trilyonlarca defa küçültürsek, ne olur?
O dünyada, bu havuz topları aslında atom altı parçacıklara benzerler.

Bu mikroskobik âlemde, kuantum fizikçiler basit bir şekilde söylemek gerekirse, bu parçacıkların dalga benzeri özelliklerinden ötürü nerede konumlandıklarına kesin olarak karar veremeyeceklerini keşfettiler. Ve daha
da garip olanı, eğer bilim adamları bir parçacığı bir kutuda sıkıştırmaya çalışsalar, o, konum ve hızı kararlaştırılmadan önce kutudan çıkmak için hep yeterli enerjiyi üretecektir. “Belirsizlik Prensibi”,
temel elementlerinin sıkıştırılmalarına izin vermeyeceğini söyler…

-Çünkü mikroskobik dünyadan dolayı parçacıklar tamamen farklı kurallar dizisiyle etkileşim içinde olacaklardır. Kuantum Fiziğin kanunları, mikroskobik havuz, tamamen farklı bir oyun olacaktır.

Mikroskobik evrenin belirsizliği, parçacıkların konumunun ötesine uzanır. Bir parçacığın enerjisi de dâhil,
her şeye uygulanır ve bu, “Kuantum Tünelleme” adı verilen hayret verici bir olaya sebep verir…

-Klasik fizikte, eğer bir topu duvara fırlatırsanız ve yeteri kadar sert fırlatmazsanız, duvardan geçmeyecektir.
Fakat eğer bir elektronsa ve onu duvardan geçecek kadar sert fırlatmadıysanız, herhangi bir
şekilde geçebilir. Bunu “Kuantum Tünelleme” olarak adlandırıyoruz.

Bu nasıl olabilir? Acayip gelebilir, fakat Kuantum Tünelleme’yi izah etmenin bir yolu, mikroskobik evrenin belirsizliğinin bir parçacığın bariyeri bozmak için gelecekte olacak şeyden enerji ödünç almasına izin
vermesi ve daha sonra diğer tarafa geçtikten sonra da onu geri vermesidir…

-Aslına bakılırsa, elektron zaten duvarın diğer tarafındadır, dolayısıyla ondan geçebilir ve duvarın
diğer tarafında gözükebilir.

Mikroskobik dünyanın bu mucizeleri bir asır önce keşfedildiğinden beri, insanlar Kuantum Tünelleme’nin aynı
anda birden çok yerde olup olmadığını sordular ve ”zamanda geriye doğru yolculuk yapma” diye
gözüken, hergünkü dünyamızda başarılabilir. Bazı bilim adamları, bir beyzbol topunu sert bir
bariyer boyunca asla fırlatamayacağımızı söylüyorlar…

-Bir beyzbol topu, muazzam parçacıkların sayısıdır. Hepsinin toplu olarak beyzbol topu için başka yerde, topluca başka bir yerde aniden gözükmelerine ihtiyacınız olurdu. Ve bu, alışılmadık biçimde bir beklenilmeyendir.
Tek bir elektron veya tek bit proton bunu yapabilir. Fakat parçacığınız daha büyükse veya
parçacıkların yığını daha büyükse, o tünelleme işlemi daha zordur.

Bununla birlikte, sayıları giderek artan fizikçiler ne olup bittiğine dair daha şoke edici bir teoriyi geliştiriyorlar…
-Bu minnacık parçacıkların aynı anda iki yerde olabileceklerini biliyoruz. Ama hey, ben bu tür parçacıklardan yapılmışım! Öyleyse, aynı anda iki yerde olabiliyorlarsa, ben de olabilirim!

Bilim adamları bunu Kuantum Fizik’in “Çoklu Dünyalar Yorumu” olarak adlandırıyorlar. Çift-delik deneyindeki elektron gibi, insanların da aynı anda birden çok yerde olduklarını söylüyorlar… Herhangi bir zaman,
her hangi birisi bir karar verdiğinde, aslında bir seçimi bir diğerine tercih etmediğimizi söylüyorlar…
Bunun yerine, realitenin birazcık farklı biçimleriyle her ikisini de yapıyoruz…

-Olaylara karar vermek için aklınızı ve iradenizi kullandığınızda olan, aslına bakılırsa, aynı anda pek çok seçimi yapmanızla son bulur ve bunların hepsi farklı paralel evrenlerde gerçekleştirilmiş hale gelirler.

-Kuantum Fiziğin “Çoklu Dünyalar” hipotezi, yanılttığımda yalnızca bu evrende böyle yapacağımı söylüyor.
Diğer evrende hızlı ve kontrollü atışı kullanabilirim. Ve bununla birlikte bir diğer evrende de, hayatımda ilk kez beyzboldaki bir atış türünü kullanırım. Ve yine de diğer evrende,  bu topu iç sahanın dışına fırlatırım. “Çoklu Dünyalar” hipotezinde, tüm bu seçimler kendimizinkine paralel olan evrenlerde meydana gelen, sadece
bizimkinde değil ama paralel evrenlerde olan sonuçlardır. “Çoklu Dünyalar” hipotezinin de bize söylediği budur.

Bu ihtimal dışı gibi gelebilir ama bir dizi etkileyici teorik fizikçi, mikroskobik dünyanın böyle işlediğine inanıyorlar. Eğer gerçekse, bu çok korkutucu teorinin olası sonuçları beyzbol sahasının ötesine gitmektedir. Esas itibarıyla, kendi evrenimize paralel olan evrenler olduğunu ileri sürmektedir… Naziler İkinci Dünya savaşını kazandılar ve diğerinde de, Amerikan hükümeti 9/11 hava korsanlarını önledi. Bundan dolayı Dünya Ticaret Merkezi hâlâ Manhattan’da durmaktadır…

-Eğer Kuantum Mekanik’i bütün yönleriyle ilk bakışta bırakılan izlenime göre ele alırsanız, her zaman kuantum-mekanik birşeyi gözlemlediğinizde, kendinizin iki farklı kopyası haline geleceğinizi söyler… Bir yanıtı alan
kopya vardır ve diğer yanıtı alan bir kopya vardır. Evrende azıcık farklı şeylerin meydana geldiğini
gören muazzam sayıdaki diğer kopyalarınıza da işaret etmektedir.

-Bu günlerde mikrodünyanın tuhaf olduğu tamamen kabul edilmiştir. Pek çok insan bu tuhaflığın mikrodünyayla sınırlandırılabileceğini ummuştur, böylece bizim gibi büyük nesneler ayrıcalıklı olurdu ve her zaman tek bir yerde olurdular. Fakat şimdi, umudun denenmemiş olduğu netlik kazandı. Tuhaflık, sınırlandırılamaz!

Kuantum Fiziğin “Çoklu Dünyalar” yorumu hakkındaki etkileyici tartışması, fizikçiler mikroskobik evrenin gizemlerini tamamen çözene kadar şiddetle devam edecek. Ne var ki, bazı astronomlar, bu gizemlerin hiçbirini asla tamamen açıklayamayacağımız sonucuna varıyorlar. Çünkü hesaplamalarına göre, evreni birarada tutan maddenin
muazzam çoğunluğu asla keşfedemeyeceğimiz daha yüksek bir boyuttadır… Mikroskobik evrende eğer
herhangi bir şey kuantum parçacıklardan daha yabancıysa, bu, bilim adamlarının hiç görmedikleri fakat gezegenlerin, güneş sistemlerinin ve galaksilerin oluşmasında can alıcı rol oynayan gizemli maddedir…

-Astronomlar orada yerçekimsel etkiyi ortaya koyan her çeşit maddenin olduğunu ama onu göremediğimizi biliyorlar. Bunu “Kara Madde” olarak adlandırıyoruz.

-Eğer Kara Madde olmasa, var olmazdım çünkü Kara Madde, yapıyı oluşturmak için nesneleri biraraya
getiren, hayat için kesinlikle gerekli olan galaksileri oluşturmak için büyütme gücüne sahiptir.

Kara Madde, evrende yerçekimsel cazibeli nesnelerin şaşırtıcı yüzde 85’ini oluşturur…

-Eğer Kara Madde bir çeşit parçacıksa, o zaman genel anlamda, Kara Madde parçacıklarının
milyonlarcası her saniyede bir benim içimden geçecektir.

Ne var ki Kara Madde’nin var olduğunu bilseler bile, astronomlar, mikroskobik bir gizemle sınırlandırılmışlardır,
o nedir? İlk başta, sıradan bir madde olduğunu düşündüler, bazı nedenlerden dolayı onu göremediler…

-Fakat olan şey, astronomların gitmeleri ve bir döküm yapmalarıydı. Evrende ne kadar sıradan madde olduğunu biliyoruz. “Sıradan madde” ile esasında atomları kastediyoruz: Protonlardan, nötronlardan ve elektronlardan yapılmış olan nesneler, size, bana, Dünya’daki her şeye sığan temel parçacıklar… Ve bu, beklenen
kıstaslara uymadı. Toplamı bir araya getirmek için evrende neredeyse yeterli sıradan madde yoktu.

Bu kanı acayipti. Mikroskobik evrendeki maddenin pek çoğu nasıl olur da protonlardan,
nötronlardan ve elektronlardan yapılmış olamazdı?

-Bu atomların aslında evrendeki tüm maddenin sadece ufak bir azınlığını oluşturduğunu keşfetmek bayağı şok ediciydi. Tamamen farklı maddenin altı katından daha fazlası bize görünmeyendir.

-Bilimin bizleri sadece evrenin merkezi olmadığımıza değil, esas itibarıyla evrenin yapıldığı aynı maddeden bile yapılmadığımızın farkına vardığımız bir noktaya getirmiş olması ilginçtir… Evrendeki pek çok madde,
bu Kara Madde’dir ve onlar direkt algılamamızın ötesindeki bazı küçük parçacıklardır.

Bazı teorik fizikçiler, Kara Madde’nin; bir elektrondan bin defa daha küçük olan, Kara Madde’nin bilinen pek çok özelliğine uyan nötrinolardan yapılmış olabileceğinin tahmininde bulundular…

-Nötrinoların var olduklarını biliyoruz ve kütleleleri vardır, ağırlıkta payları vardır, bundan dolayı belki kabul edebiliriz. Fakat şimdi nötrino olmadıkları çıktı.

-Kara Madde’nin pek çoğu büyük olasılıkla normal nötrinolar değildir, çünkü onlar çok çok hızlı yol alırlar. Ve “Büyük-ölçek yapı” diye adlandırılanın, galaksilerin ölçeğinde, evrenin erken tarihindeki ölçekteki
maddenin kümeleşme oluşumunu silip yok ederler. Dolayısıyla, eğer evren etrafta yoğunlaşan
bir sürü nötrino ile doluysa, galaksileri oluşturmak çok daha zor olur.

-Bu nedenle, Kara Madde sıradan madde değildir, nötrinolar değildir. Henüz keşfetmediğimiz
tamamen yeni bir parçacık türüdür.

-Evren çok sıcak ve yoğun olduğu zaman, Büyük Patlama’dan (Big Bang’den) gelen artık, bir çeşit tuhaf atom altı parçacığı olmalıdır. Parçacıkların bütün çeşitleri oluşmuştu. Pek çoğu yok edilmiş veya diğer parçacıkların içine parçalanmıştı. Fakat birazı artıktı ve onun Kara Madde olduğunu düşündüler.

Ama bu acayip mikroskobik parçacık ne olabilirdi ki? Bilimde hiçbir biçimde bilinmediğine göre, astronomlar Kara Madde’nin tüm özelliğini bünyesinde barındıran tamamen yeni bir parçacığı teklif ettiler ve daha sonra onu evrende aramaya başladılar. Onu “WIMP”, “zayıf bir şekilde karşılıklı etkileşen kütle parçacığı” olarak adlandırdılar…

-WIMP hipoteziyle olan problemlerden bir tanesi,  aslında WIMP’yi bir laboratuarda hiç keşfetmememizdi.

-Aslına bakılırsa, yeraltındaki laboratuarlarda WIMPleri aramak için şu dakikada çeşitli deneyler sürdürülmektedir ve Cenova’daki Büyük Hadron Çarpıştırıcısı gibi parçacık hızlandırıcısında da onları yapmak istersiniz.
Dolayısıyla eğer doğru yanıt iseler, WIMPleri direkt olarak keşfetmek için çok yönlü atak vardır.

Eğer bilim adamları Kara Madde’nin kanıtını bulurlarsa, kara gezegenlerin, kara yaşam-formlarının diğer
dünyasının ve elementlerin kara madde tablosunun kanıtını da bulacaklar mı?

-Bizim gibi olduklarını düşünmüyorum,  çünkü kara madde parçacıkları, gezegenleri ve benzeri şeyleri oluşturabilirler. Çünkü oluşturabilirlerse, o zaman güneş sistemimizdeki pek çok gezegenin Kara
Madde’den yapılmış olduğunu düşünürüz. Fakat bir taneden çok daha karmaşık pek çok
farklı türde parçacığın, kara bölge olduğunun daha bir mümkün olduğunu düşünüyorum.

Bununla birlikte modern bilim, bu gizemli mikroskobik maddenin kanıtını hâlâ bulamadı ve bilim adamlarının artan sayısı bunu tartışıyor, çünkü bu, başka bir şey değil… Diğer boyutlar gibi, başka bir yerde…

-İnsanlar Kara Madde’nin diğer boyutlardan geldiğini veya aslında diğer boyutlarda hareket eden sıradan parçacıkları temsil ettiği fikrini çok ciddiye aldılar. Diğer boyutlarla ilgili olan şey, onları görmüyoruz, onlarla
kuvvetli şekilde etkileşimde bulunmuyoruz, dolayısıyla, Kara Madde’yi yerleştirmek için doğal yerler…

-Kendi evrenimizde Kara Madde’ye atfettiğimiz galaksilerdeki yerçekimsel etki ve galaksiler kümesinin, aslına bakacak olursak, boyutlarımızın içinde hissedilen diğer boyutlardaki madde yoğunlaşmalarından kaynaklandıkları ama kendi boyutlarımızın içinde asla keşfedilmeyecekleri, çünkü aslında başka yerde oldukları düşünülebilir.
Her neyse veya nerede olursa olsun, pek çok fizikçi er ya da geç Kara Madde gizemine tam bir çözüm keşfedeceklerine güveniyorlar… Yoksa inanılmayacak derecede ufak boyutta, insanların şimdiye kadar keşfedebildiklerinden çok daha fazla ufak boyutta var olduğunu söylüyorlar. Bu, şu soruya neden oluyor:
“Mikroskobik evrenin en küçük ölçeklerinde ne bulunuyor?” Bu, Houston, Teksas’tan olan izleyici Jason L.’nin ne istediği… Evrene sorun…

-Jason, bu soruyu sorduğun için memnunum. Evrendeki en ufak nesneler, elektronlar gibi veya protonları oluşturan kuarklar ve nötronlar veya nötrinolar gibi temel atom altı parçacıklardır. Şimdi tüm bu parçacıkların “sicim (string)” diye adlandırılan küçük, minnacık özün farklı titreşimsel biçimleri, enerjinin küçük, minnacık
bir paketi oldukları düşünülmüştür. Ve o, daha sonra herşeyin meydana geldiği en küçük şeydir.

Bilim adamları sicimleri ve diğer inanılmaz bir şekilde küçük nesneleri keşfetmeyi denemeye yeni başladılar.
Ve ne buldukları, bir dünyanın ötesine kışkırtıcı ipuçlarını sunmaktadır… Mikroskobik evrende daha da
küçük alanlara araştırdıkça, bilim adamları başarılı bir şekilde atomların içine baktılar. Fakat eğer
fantastik yolculuğumuza, bu atom altı cehenneme hâlâ daha derin olarak devam edersek, ne olur?

-Elektrondan daha ufak olan ölçekler bile aslında güneş sistemlerinden veya evrenden bile kat be kat muazzam, keşfedilmemiş bir bölgedirler. Çünkü gezegenlerin, yıldızların, galaksilerin ve evrenin gözlemlerini yapabiliriz,
fakat zaman ve uzayda direkt olarak keşfetmemize izin veren deneyleri yürütmek zordur.

-Mikroskobik dünyayı incelemeniz için gerçekte gereken, o en ufak seviyede detayları ayırmanıza izin
veren bir şey, daha keskin bir araçtır.

Fakat bilim adamları atomdan daha ufak alanları derinlemesine incelemeyi denedikçe,  onları açıklığa kavuşturmak için yeteri kadar ışığa odaklanmaları mümkün değildir. Daha kuvvetli birşeye ihtiyaçları vardır…

-Çok iyi bir biçimde bakmanız için daha fazla enerjiye ihtiyacınız vardır. Çeşitli türdeki yüksek-enerji aygıtlarını kullanarak inanılmaz şekilde ufak detaylara girebiliriz. Şimdiki teknoloji harikası, aslında parçacık hızlandırıcılarıdır. Temel parçacıkları aslında diğer temel parçacıkların yapısını birbirine çarpıştırarak derinlemesine incelemek için kullanıyoruz: Birbirleriyle etkileşim içine girmelerine izin vererek ve daha sonra çeşitli enerji ölçeklerinden ne geldiğini görerek… Dolayısıyla, bu işleme uzaydaki daha da ufak uzaklıkları ve zamanı inceleyerek, çarpıştırma deneyleriyle aslında daha da yüksek enerjiye girerek devam edebiliriz.

Bununla birlikte, dünyanın en büyük parçacık hızlandırıcıları, atomların içindeki temel parçacıklardan daha ufak nesneleri derinlemesine araştırmak için yeterli enerjiyi henüz üretmediler. Bütün bunlara rağmen, bilim
adamları daha da ufak ölçeklerde birşeyin var olduğuna inanıyorlar… O kadar minnacık bir
boyutta ki, insan zihninin kavraması mümkün olamaz…

-Fizikçiler şimdi 10 üzeri eksi 33 üssü santimetre olan “Planck Uzunluğu” nu anlamaya çalışıyorlar. Bu 10’un 20 çarpanıdır, bir elektrondan daha ufak olan 20 büyüklük sırasıdır. Şimdi bir elektron gerçekten büyüktür
ve ben çok abartıyorum. Dolayısıyla Planck Uzunluğu, aslında ölçebildiğimiz herhangi objelerden
neredeyse tasavvur edilemez kadar daha ufaktır. Buna rağmen fizikçiler, bu ölçeklerin üstesinden
gelmeye çalışıyorlar. Ve bu, Sicim (String) Teorisi’nin tam olarak ne olduğudur.

-Sicim (String) Teorisi, bir parçacık olarak düşündüğümüz herşeyin aslında minnacık titreşen bir sicim halkası olduğunu söylemektedir. Ne kadar minnacık olduğu düşüncesine kapılmak için, burada bir gözdamlası pompam var. Bir damla suyu yayacağız. Bu, yaklaşık bir trilyon, trilyonlarca hidrojen ve oksijen atomu… Şimdi bir hidrojen atomunu aldığınızı ve onu 10 milyar defa havaya uçurduğunuzu hayal edin. Yaklaşık ½ metre boyunca olur.
“O hidrojen atomunun içerisindeki başlıbaşına olan sicimleri şimdi görebilir miyiz?” diyebilirsiniz. Fakat cevap, hayırdır. Onu daha büyük yapmaya devam edebiliriz, bir hidrojen atomunu Güneş Sistemi’nin büyüklüğü kadar yapabiliriz. Sicimler hâlâ küçük olarak görülürler. Yalnızca o atomu gözlemlenebilir evrenimizin büyüklüğü kadar yaptığımızda, o sicim makroskobik olarak büyük hale gelir. Eğer bir hidrojen atomu tüm gözlemlenebilir evren kadar büyükse, bir sicim ne kadar büyüktür? Sadece bu ağaçların bir tanesinin büyüklüğü kadar… Şaşılacak şey, biz insanların bu mikroskobik ölçekte neyin var olduğu hakkında duyarlı bir biçimde konuşabilmeleridir.

Bilim adamları duyarlı bir biçimde konuşabilmekle kalmayıp,  orada ne olduğu hakkındaki teorileri
de açık ve kesin ifade ettiler…

-Bu gerçekten de tüm bilimin “manevi değerleri” nden bir tanesi…

-Sıradan uzay ve zamanın Planck Uzunluğu’nda durdurulmasının var olduğunu düşünürüz. Bilmediğimiz,
onların ne olduğudur… Uzayla ilgili düşüncemizi boyutların farklı rakamlarını içerebilen birşeyle
veya tamamen farklı bir kavramla, daha temel birşeyle değiştirmeliyiz.

Bir olasılık da, Planck Uzunluğu’ndaki alanın futbol sahasındaki andırmasıdır. Boşluk çizgileri, evrenimizin dokusudur ve basitçe söylemek gerekirse, aralarında bir şey yoktur…

-Bu, zaman belirli bir noktadan diğerine sıçradığı için olabilir ve aralarında hiç aralıklar yoktur.

-Ve o, küçük kuantum mekanik örümcekler gibi parmaklıkların bir noktasından bir diğer noktasına aralardaki
alana hiç müdahale etmeden tünel açabilmesi gibidir. Neden? Çünkü aralarında müdahalede
bulunan hiçbir alan yoktur.

Bu inanılmaz bir şekilde ufak ölçekte ne var olursa olsun, pek çok bilim adamı, daha ufağa küçülmenin manasız
bir kavram olduğu başka tür bir evrende uzay ve zaman kavramının hafifçe geçtiğine inanıyorlar…

-Uzay ve zaman, evrenin “Ortaya çıkan özellikleri” diye adlandırdıklarımız olabilirler, fakat eğer çok ufak
uzayla ilgili ölçeklere giderseniz veya çok ufak zaman dilimlerine giderseniz, zaman ve uzay
kavramları yok olurlar, bir anlam ifade etmezler.

Bilim adamları Planck Uzunluğu’nun durumlarının Büyük Patlama’dan (Big Bang’den) önce var olanlara, büyük olasılıkla evrenimizdeki herşeyin mikroskobik noktada yoğunlaşmış olmasına benzer olabileceğini söylüyorlar…

-Belki de “en ufak ölçeklerde evrene ne olur?” sorusu hakkındaki aynı cevaplar, “Büyük Patlama’dan
(Big Bang’den) önce evren neye benziyordu?” yu bilmeyle bağlantılı da olabilir. Az evvel Büyük
Patlama’da (Big Bang’de) bulunmaya mı geldi? Ya da Büyük Patlama (Big Bang’de) aşina olduğumuz
daha sonra evrene dönüşen farklı birşey mi vardı?  Bunların hepsi cevabını bilmediğimiz sorular,
fakat hepsi de Planck Uzunluğu’nda ne olduğu konusuyla bağlantılılar…

-Bu minnacık Planck-ölçek nesnelerinin bizim gibi çok daha büyük olanlarla hiçbir alakası olmadığını düşünebilirsiniz. Fakat aslına bakarsak bizimle çok alakalılar. Onlar bizim kökenlerimiz… Eğer dış
değerini geriye doğru hesaplarsak, tüm evrenimiz Planck Uzunluğu’ndan daha ufak olurdu…

Atom altı dünyanın en ufak ölçeklerinde her ne varsa ve bu nesneler nasıl davranıyorlarsa, bilim adamları kozmosun yukarısını, insan davranışını ve Büyük Patlama’dan (Big Bang’den) önce ne var olabildiyse kavrayabilmelerinden önce, belki onun akla uygun gelmesi gerektiğini söylüyorlar. Mikroskobik
evrenimizin tasavvur edilemez ufak alanının içerisinde saklı, akıllara durgunluk veren bilgi var…