Fiziğin sonu mu geliyor?

Bazı biliminsanları bilim aracılığıyla öğrenip anlayabileceklerimizin mutlak sınırına yaklaştığımızı düşünüyor.

Fizik çevrelerinde son derece rahatsız edici ve tartışmaya açık bir fikir konuşulmaya başlandı. Bazı biliminsanları bilim aracılığıyla öğrenip anlayabileceklerimizin mutlak sınırına yaklaştığımızı düşünüyor.

İsviçre’deki CERN parçacık hızlandırıcısı çalışan bir parçacık fizikçisi olan Harry Cliff, “Önümüzdeki bir kaç yıl, bize doğayı kavrayışımızı arttırabilecek miyiz yoksa belki de bilim tarihinde ilk kez cevaplayamayacağımız sorularla mı karşı karşıya kalacağımızı gösterecek.” diyor.

Cliff’e göre sınırlara yaklaşmamızın ürküten nedeni “fizik yasalarının bunu yasaklamış olması” ihtimali. Cliff’in söylediklerinin merkezinde Evren’deki en tehlikeli iki sayı yatıyor. Bu sayılar, Evren’de tanıklık ettiğimiz tüm madde, yapılar ve yaşamdan sorumlu. Cliff’e göre bu sayılar sadece biraz farklı olsaydı dahi Evren boş ve ölü bir yer olurdu.

İlk tehlikeli sayı: Higgs alanının gücü

Cliff’s listesindeki ilk sayı Higgs alanının gücünü gösteren değer. Higgs alanı, evrendeki diğer manyetik alanlardan farklı değil. Parçacıklar Higgs alanında yüzerken kütle kazanıyorlar ve atomları oluşturan proton, nötron ve elektronlar haline geliyorlar.

2012’e CERN’deki fizikçilerin yeni bir temel parçacık olan Higgs bozonunu tespit ederek sarsıcı bir buluşa imza atmaları sayesinde Higgs alanının varlığını neredeyse kesin olarak biliyoruz. Zira, teoriye göre, Higgs alanı olmadan Higgs bozonuna sahip olamazsınız. Ancak Higgs alanı ile ilgili Cliff gibi fizikçileri huzursuz eden gizemli bir husus var.

Cliff’e göre, Evren’i kavrayışımızı akıl almayacak kadar büyük ve aşırı küçük ölçeklerde çözümleyen Einstein’ın genel görecelik teorisi ve kuantum mekaniği teorisine göre Higgs alanı iki görevden birini yapıyor olabilir.

Ya “kapalı” olması, yani sıfır değeri alması ve parçacıklara kütle kazandırma işlevinin olmaması gerekiyor ya da “açık” olması, yani değerinin “mutlak olarak devasa” olması gerekiyor. Ancak fizikçilerin gözlemleri iki senaryoyla da uyuşmuyor.

Cliff, “Gerçekte, Higgs alanı sadece hafifçe ‘açık’ konumda. Sıfır değil ama tam bir değere sahip olmaktan 10 bin trilyon kez daha zayıf ve bu değer hayati nitelikte. Eğer çok küçük bir ölçüde bile farklı olsaydı, bugün Evren’de hiçbir fiziksel yapı olmayacaktı.” diyor.

Higgs alanının gücünün neden saçmalık ölçüsünde zayıf olduğu ise kavrayış sınırlarımızı zorluyor. Fizikçiler, CERN’in henüz geliştirilmiş parçacık hızlandırıcısında yepyeni parçacıklar bularak bu soruya cevap bulmayı umut ediyor.

İkinci tehlikeli sayı: Karanlık enerjinin gücü

Cliff’in ikinci tehlikeli sayısı ise fizikçiler tarafından “fizik tarihinin en kötü teorik öngörüsü” olarak nitelendiriliyor.

Bu tehlikeli sayı, uzay derinliklerinin dibinde işliyor ve karanlık enerji denen karmaşık fenomen ile ilgili. Evren’imizin hızlanan genişlemesinden sorumlu olan itici kuvvet olan karanlık enerji ilk kez 1998’de ölçüldü. Yine de Cliff, “Karanlık enerjinin ne olduğunu bilmiyoruz. Ama en iyi fikir boş uzay kendi enerjisi, vakum enerjisi olduğu yönünde.” diye itiraf ediyor.

Eğer bu doğruysa boş uzayın tüm enerjisini toplayıp karanlık enerjinin gücünü ortaya koyan bir değer elde edebilmeniz gerekiyor. Her ne kadar teorik fizikçiler bunu yaptılarsa da, cevaplarıyla ilgili koskocaman bir sorun var.

Cliff, “Karanlık enerji, astronomi gözlemlerinden hesapladığımız değerden 10¹²⁰ (1’den sonra 120 sıfır) kat daha güçlü olmalı. Bu sayı akıl alamayacak kadar büyük. Hatta astronomideki her sayıda daha büyük. Evren’deki tüm atomlardan bin trilyon kere trilyon kere trilyon kat daha fazla. Bu çok kötü bir tahmin demek.” diyor.

Olumlu yönden bakarsak, karanlık enerji teorisyenlerin tahmin ettiğinden küçük olduğu için şanslıyız. Teorik modellere uygun olsaydı, karanlık enerjinin itici gücü o kadar büyük olacaktı ki Evren gerçekten parçalanırdı. Atomu bir arada tutan temel kuvvetler ona karşı güçsüz kalırdı ve galaksiler, yıldızlar, gezegenler ve bildiğimiz anlamıyla var olamaz ve hiçbir şey oluşmazdı.

Öte yandan, bugünkü Evren teorilerimizi var olan gözlemlerle uzlaşacak şekilde daha iyi bir karanlık enerji ölçümü geliştirmek için kullanamıyor oluşumuz can sıkıcı. Teorilerimizi geliştirmekten daha iyisi ise karanlık enerji ve Higgs alanının güçlerinin neden böyle olduklarını anlamak olurdu.

Cevapları bulmak mümkün olmayabilir

Cliff, bazı cevapları almanın bir yolu olduğunu ama hiçbir zaman bunu kanıtlayacak yeteneklere sahip olamayabileceğimizi söylüyor.

Cliff’e göre, Evren’imizin, devasa bir çoklu-evreni oluşturan milyarlarca başka evrenden sadece birisi olduğunu bir şekilde teyit edebilirsek o zaman birden bire bu iki tehlikeli sayının garip şekilde ayarlanmış değerlerini anlayabilirdik. Bu durumda diğer evrenlerin çoğu karanlık enerjinin çok güçlü olması nedeniyle parçalanmış ya da Higgs alanı çok zayıf olduğu için hiç bir atom oluşmamış olurdu.

Bunu kanıtlamak için, fizikçilerin çokluevrenin varlığını öngören sicim kuramı gibi radikal teorileri ayakta tutacak yeni parçacıklar keşfetmeleri gerekiyor. Şu anda, eğer varsa bu parçacıkları üretebilecek dünyada bir tek yer var, o da CERN’deki Büyük Hadron Çarpıştırıcısı (BHÇ).

Fizikçilerin CERN’in daha gelişkin hale getirmek için bakıma alınmadan önce BHÇ’yi kullanabilecekleri sadece iki ya da üç yılları var. Cliff, “Biz o zamana kadar bir şey bulamadıysak, bu sonun başlangıcının habercisi olabilir.” diyor.

Fizikte yeni bir döneme giriyor olabiliriz. Bu dönem, Evren’de açıklayamadığımız garip özelliklerin olduğu, sinir bozucu bir şekilde erişebileceğimizin ötesinde olan bir çoklu evrende yaşadığımızı gösteren ipuçlarının olduğu, neden hiçlik yerine bir şeylerin var olduğu sorusunu hiç bir zaman cevaplayamadığımız bir dönem olabilir.