Konuya yabancı olanlar başlığı okudukları zaman şaşırmış olabilirler. Bu nedenle detaylara geçmeden önce neden bahsettiğimizi aktaralım. Çok basitçe söylemek gerekirse Her Şeyin Teorisi evrendeki bütün maddenin, kuvvetlerin, uzayın ve zamanın olabilecek en temel seviyedeki en basit, en olası matematiksel tarifidir.
Her şeyin teorisini bulmak gerçek bilimin başlama zamanıdır. Bu teori nihayetinde tüm temel kuvvetleri birbirine bağlayacaktır. Bu sayede her tür parçacığın davranışını ve etkileşimlerini tanımlama ve her durumda uzay ve zamanın nasıl davrandığını ayrıntılı olarak açıklama şansına erişme şansımız olacaktır.
Bunların sonucunda da evreninin sırları teker teker açıklığa kavuşacağı düşünülmektedir. Heyecan verici, değil mi? Konuya yabancı olanlar için bir kaç tanım ile başlayalım.
Her Şeyin Teorisi Nedir?
Evrende gerçekleşen tüm olaylar aslında dört temel kuvvet tarafından yönetilmektedir. Bunlar Kütleçekim kuvveti, Zayıf Nükleer Kuvvet, Elektromanyetik Kuvvet ve Güçlü Nükleer Kuvvetidir. Ancak sorun mikroskobik dünyayı makroskopik olanla birleştirmenin mümkün olmamasıdır. ( Detaylar için: Her Etkileşimi Kontrol Eden Evrendeki Dört Temel Kuvvet)
Astronomik ölçeklerde, yerçekimi hakimdir ve en iyi Einstein’ın genel görelilik teorisi tarafından tanımlanır. Ancak moleküler, atomik veya atom altı ölçeklerde kuantum mekaniği doğal dünyayı en iyi şekilde tanımlar. Ve şimdiye kadar kimse bu iki dünyayı birleştirmenin iyi bir yolunu bulamamıştır. İşte, “her şeyin teorisi nedir?” sorununun cevabı budur.
Bu iki seçenekten ya biri ya da her ikisi de geçerli! Kuantum mekaniğin de kuvvetleri nasıl hesaplayacağımızı biliyoruz. Ama ortaya çıkan sonucu uzayın bükülmesini hesaplamak için nasıl kullanacağımızı bilmiyoruz.
20. Yüzyılın ortalarında, fizikçiler “neredeyse her şeyin teorisi” olarak adlandırılan Standart Modeli geliştirdiler. Bu model, bilinen tüm atom parçacıkların ve dört temel kuvvetten üçünün etkileşimlerini, Elektromanyetizma, güçlü ve zayıf nükleer kuvvetleri açıklar. Fakat yer çekimini açıklayamaz.
Evrensel Kütleçekim Yasası İle İlgili Sorunlar
Evrensel Kütleçekim Yasası bize Ay’ın neden Dünya’nın etrafında döndüğünü, neden tüm yörüngelerin eliptik olduğunu söyler. Hatta gezegenlerin, yıldızların, ayların ve Dünya’nın neden yuvarlak olduğunu hızlı bir şekilde açıklar.
Bu gerçeklerin her biri, Newton’un hareket ve yerçekimi denklemlerinin çözümlerinden gelir. Bu formüller kağıt üzerinde bize bazı cevaplar verir. Ancak yine de bazı şeyleri açıklamak için başka şeyler de bilmek gereklidir.
Garipliklerin çıktığı yerlere örnek vermek gerekirse ikisi Lagrange noktaları ve birçok galaksinin neden sarmal kollara sahip olduğudur. Daha da kötüsü, üç veya daha fazla nesneyi içeren sorunları da gerçekten çözemezsiniz. ( Detaylar: Gezegenler Arası Bir Otoban: Lagrange Noktaları Nedir?)
İki nesnenin birbirinin yörüngesinde tam olarak nasıl döneceğini yazabilirsiniz ancak üç tane olduğu anda yapabileceğiniz en iyi şey tahmin etmektir. Bu “üç cisim problemi” olarak bilinmektedir. (Detaylar: Asırlık Bir Fizik Gizemi: Üç Cisim Problemi). Dünya, güneş ve ay arasındaki etkileşim, 3 cisimli bir problemdir. Fizikçiler ve matematikçiler tarafından çalışılmış olmasına rağmen, üç cisim problemi büyük ölçüde teoriktir.
Her Şeyin Teorisini Bulsak Bile Tam Olarak Her şeyi Bilemeyebiliriz
Belli bir fiziksel süreç hakkında bilinmesi gereken her şeyi (sözde) bildiğimizde bile, çoğu zaman bu bilgiyle yapabileceğimiz her şey, öngörü gücümüzün sınırlarını belirlemektir. Bunun nedeni, birçok sürecin temelde rastgele veya aynı derecede kaotik olmasıdır.
Üç cisim problemi, kaotik sistemin bir örneğidir. Kaotik bir sistemde, küçük hatalar veya belirsizlikler zamanla birleşerek büyük hatalara dönüşür. Bu nedenle uzaydaki herhangi bir üç veya daha fazla cisim kümesinin uzun vadeli geleceği elimizdeki denklemlere bakarak tahmin edilemez.
Her şeyin teorisi, tüm kuvvetlerin, parçacıkların ve uzay zamanının tüm seviyelerde nasıl etkileşime girdiğinin ayrıntılarını tanımlayabilir. Yine de yalnızca bir dizi denklemden ibaret olacaktır. Bazı denklemlere sahip olmak, bu denklemlere çözüm bulmak demek değildir. Daha da önemlisi çözüm bulsak bile her zaman çözümlerin sonuçlarını anlamak da başka bir meseledir.
Kaynaklar ve ileri okumalar:
- What Is the Theory of Everything?; https://www.space.com/
- Seth Stannard Cottrell; Do Colors Exist? And Other Profound Physics Questions; Springer International Publishing 2018
Size Bir Mesajımız Var!
Matematiksel, 2015 yılından beri yayında olan ve Türkiye’de matematiğe karşı duyulan önyargıyı azaltmak ve ilgiyi arttırmak amacıyla kurulmuş bir platformdur. Sitemizde, öncelikli olarak matematik ile ilgili yazılar yer almaktadır. Ancak bilimin bütünsel yapısı itibari ile diğer bilim dalları ile ilgili konular da ilerleyen yıllarda sitemize dahil edilmiştir. Bu sitenin tek kazancı sizlere göstermek zorunda kaldığımız reklamlardır. Yüksek okunurluk düzeyine sahip bir web sitesi barındırmak ne yazık ki günümüzde oldukça masraflıdır. Bu konuda bizi anlayacağınızı umuyoruz. Ayrıca yazımızı paylaşarak veya Patreon üzerinden ufak bir bağış yaparak da büyümemize destek olabilirsiniz. Matematik ile kalalım, bilim ile kalalım.
Matematiksel
