Evrenin başlangıcı ve kuantum fiziği

Evrenin başlangıcı... (1/12)

Arkadaşlar öncelikle uyarayım, hiçlik, zamansızlık ve bir kaç bilimsel terimi anlamakta güçlük çekebilirsiniz. Çünkü bu konu zor bir konudur, kuantum dünyasını bazı bilim adamları bile anlamakta güçlük çekebiliyor. Yazı ağır beyin ağrıtabilir, ben olduğu kadar anlatmaya çalışacağım.

Kuantum Fiziği dahilinde Kuantum Dalgalanma uzayın belli bir noktasında belirsizlik İlkesi dahilinde, enerji miktarındaki geçici değişmedir. Bu olay, enerji korunumu ilkesinin ihlal edilebileceğini göstermektedir. Enerjinin korunumu ilkesi enerjinin yoktan var olamayacağını söyler. Ancak bu ihlal; sadece çok küçük zaman aralıklarında olabilmektedir. Buna rağmen fizikçiler, bu ihlalin yapıldığı anda var olan koşullara bağlı olarak sürenin uzatılabileceğini ve hatta, Evren'i yaratabilecek bir baloncuğun yoktan oluşup genişleyebileceğini ileri sürmektedir. Peki ama kuantum dalgalanma nasıl hiçlikten enerji, dolayısıyla madde oluşumuna neden olabilir? Bunun evren algımız açısından değeri ve önemi nedir ?

Kuantum Dalgalanma sonucunda sanal parçacıkların madde-antimadde çiftleri hiç yoktan var olabilmektedir. Sanal parçacıklar, Kuantum Alan Teorisi dahilindeki matematiğin bir sonucu olarak ortaya çıkan, henüz tam olarak anlaşılamamış bir konsepttir. Bu parçacıklar, doğrudan yapılan gözlemlerle tespit edilememektedirler. Matematiksel hesapların gözlenebilir ve tespit edilebilir kısımları üzerinde etkileri olmadığı için, bunlara "sanal" parçacık denmiştir. Ancak bu yapıların çok ilginç özellikleri vardır: İlk olarak, fiziğin temel ilkelerini ihlal edebilmektedirler. Örneğin zamanda geriye hareket edebilmektedirler, enerji korunumuna tabi değilmiş gibi davranmaktadırlar ve hatta ışıktan hızlı hareket edebilmektedirler. Bunların hiçbiri, gerçek parçacıklar tarafından yapılamaz. Sanal parçacıkların bunu yapabilmesinin nedeni, varlıklarının madde ve enerji üzerindeki toplam etkisinin her zaman sıfır olmasındandır. Gerçek bir madde, asla bu kuralları ihlal edemez, çünkü kendisinin sebep olduğu her şey, "bilgi değeri" taşır ve etrafındaki sistemi toplamda sıfır olmayacak şekilde etkiler. Sanal parçacıklar ise, her zaman kendilerini iptal eden karşıt sanal parçacıklarla bir arada oluştukları için, fiziğin tüm temel ilkelerini ihlal edebilirler. Burada uyaralım: Sanal parçacıklar, anti parçacıklar ile karıştırılmamalıdır; ayrı konulardır. Sanal parçacıklar olduğu gibi, sanal anti parçacıklar da bulunmaktadır. Bunların etkileri, maddenin karşıtı olan antimaddeden farklıdır.

Bu kulağa fantastik geliyor olabilir; ancak kuantum mekaniğinin en temel bulguları arasında yer almaktadır. Üstelik, gerçek madde ve enerji üzerinde tekil etkileri de tespit edilmiştir. Az önce, maddeye ve enerjiye etki edemeyeceklerini söylemiştik. Ancak bu, sanal parçacıkların toplam etkisidir. Sanal parçacık çiftlerinin tekil halleri, madde ve enerjiyle etkileşebilir. Ancak sanal parçacıkların sistemin toplamına etkisi sıfırdır. Sanal parçacıkların etkileri, sayısız defalar, çok çeşitli fiziksel araştırmalarda tespit edilmiştir. Coulomb kuvveti, dipoller arası manyetik kuvvet, elektromanyetik indüksiyon, zayıf çekirdek kuvveti, kuarklar arası güçlü çekirdek kuvveti, fotonların spontane saçılımı, vakum polarizasyonu, Casimir etkisi, atomik düzeydeki Lamb kayması, Hawking radyasyonu gibi sayısız olguda, sanal parçacıkların etkisi tespit edilebilmiştir. Kendileri doğrudan gözlenip tespit edilememektedirler; ancak doğru yere bakmayı bilirseniz, etkileri ayırt edilebilmektedir. Hatta günümüzde, bu sanal parçacıkların muhtemelen Evren'in her noktasında her an oluştuğunu ve sonrasında hemen yok olduklarını doğrulamaktadır.

Not: Yazı uzun olduğu için 12 bölüm halinde atacağım.