Paralel Evrenler ve Başka Boyutlar Mümkün Olabilir mi?

Sicim teorisi, fizikçiler tarafından bir gün her şeyi açıklaması umulan “her şeyin teorisidir”. Bütün kuvvetleri, bütün parçacıkları, bütün sabitleri, yani aklınıza gelebilecek her şeyi kuramsal bir çatı altına toplar; görebildiğimiz her şey, titreşen ufacık sicimler sayesinde var olur.

Fizikçiler bu teori üstünde 1960’tan beri çalışıyor ve teorinin gerçek olabilmesi için evrende dört boyuttan fazlasına ihtiyaç duyulduğunu bilirtiyor.

Kulağa her ne kadar çılgınca gelse de, teori kağıt üzerinde gayet tutarlı görünüyor.

Boyutsal Felaket

Sicim teorisine göre çeşitli atom-altı parçacıklar (elektron, kuark, nötrino vb.) ve kuvvet-taşıyıcı parçacıklar (foton, gluon, graviton vb.) aslında titreşen sicimlerin yarattığı küçük ilmeklerdir – ki teoriye göre bunlar yaşamın yapıtaşlarıdır. Her bir sicim o kadar küçüktür ki bize noktasal bir parçacıktan ibaretmiş gibi görünür, ama farklı modlarda titreşebilirler, tıpkı bir gitar telinden farklı notalar çıkabildiği gibi. Her titreşim modu, farklı bir parçacık türüne denk gelir. Yani bir tür titreşen tüm sicimler elektrona benzer; başka tür titreşen tüm sicimlerse fotona benzer gibi. Parçacık çarpışması olarak gördüğümüz şey ise birçok sicimin birbiriyle birleşip ayrılmasıdır.

Başta dediğimiz gibi, bu teorinin çalışması için evrende bildiğimiz dört boyuttan fazlası olması gereklidir çünkü sicimlerin, olmaları gereken tüm farklı parçacıklara evrilmeleri için klasik uzay-zamanda yeterli “yer” yoktur. Bir başka deyişle, sicimlerin yeterli hareket alanı bulunmamaktadır. Yani sicimler tek boyutta değil, boyutlar-arası hareket etmelidir. Sicim teorisinin güncel versiyonları için 10 boyut gereklidir, hatta M-teorisi olarak bilinen varsayımsal bir süpersicim teorisi için bu sayı 11 boyuta çıkar. Fakat, etrafımıza baktığımızda sadece 3 olağan boyutu ve buna ek olarak zaman boyutunu görürüz. Yani evrende 4 boyuttan fazla olsaydı, şu ana kadar farkında olurduk herhalde.

Peki sicim teorisinin gerektirdiği çoklu boyutlar, her gün gözlemlediğimiz evren ile nasıl uyuşabilir?

Sıkışık ve Kompakt

Neyse ki fizikçiler, bu radikal kavram için tarihsel bir olaya parmak basabildiler. 1919 yılında Albert Einstein, Genel Görelilik Teorisi’ni yayımladıktan hemen sonra, matematikçi ve fizikçi Theodor Kaluza denklemleri incelerken ilginç bir şeyle karşılaştı: Denklemlere beşinci boyutu ekleyince hiçbir şey olmuyordu. Bu teoriyi anlamlandırabilmek için daha farklı bir şey eklemeniz gerekiyordu. Bunun üzerine Kaluza, “Silindirsel Durum” adını verdiği teoriyle beşinci boyuta yeni bir çözüm kazandırdı. Kaluza, Genel Görelilik’in denklemlerini bildiğimiz dört boyutta iyileştirmekle kalmadı; elektromanyetizmanın çıkarımlarını veren yeni bir denklem de ekledi.

Denklemlere boyut eklemenin fiziği bütünleştirebileceği düşünülüyordu. Geriye dönüp bakıldığında, bunun dikkatleri dağıttığı ortaya çıktı. Yine de yıllar sonra Oskar Klein adlı başka bir fizikçi, Kaluza’nın fikirlerine kuantum mekaniği açısından bir yorum getirmeye çalıştı. Eğer bu beşinci boyut gerçekten varsa ve bir şekilde elektromanyetizmadan sorumluysa, o boyut sıkıştırılarak küçültülmeliydi; Kaluza’nın fikrinde olduğu gibi ama çok daha küçüğe, 10^-35 metreye.

Sicim Teorisinin Birçok Uygulaması

Eğer ekstra boyut (veya boyutlar) gerçekten de o kadar küçükse, şu ana kadar fark etmememiz normal. O kadar küçük ki günümüz teknolojisiyle inceleyemeyiz bile. Denklemler doğruysa, 4-boyutlu uzayda her dolaştığınız anda o ekstra boyutların milyarlarca defa etrafından dolanıyorsunuz demektir ki sicimler de o ekstra boyutlarda bulunur. Matematiğin ışığında anlaşıldı ki, sicim teorisinin gerekliliği olan ekstra 6 boyut, Calabi-Yau Manifoldu denen özel bir konfigürasyonda var olur. Ama sicim teorisinde tek bir manifold yoktur, yaklaşık 10^200.000 tane vardır. 6 boyut birbiri içine mümkün olan herhangi bir yolla sıkıştığında görürüz ki sicim teorisinin uygulamaları gerçek olabilir.

Ekstra boyutların iç içe sıkışması için birçok yol vardır ve her değişik yol, içindeki sicimlerin nasıl titreştiğini belirler. Sicimlerin nasıl titreştiği de makroskopik dünyada nasıl davrandıklarını belirlediğinden her bir manifold için farklı fizik kuralları olan bir evren oluşur. Yaşadığımız dünyayı sadece bir manifold meydana getirebilir, ama hangisi? Sicim teorisi ne yazık ki buna bir cevap veremez, en azından şimdilik. Asıl sorun, sicim teorisinin tamamlanmamış olması. Gerçeğe ulaşmak için bir umut kullandığımız çeşitli yaklaşım yöntemlerimiz var, ama şu an ne kadar doğruyuz, hiçbir fikrimiz yok. Spesifik manifoldları ve sicimlerin titreşimlerini anlamlandırabilmek için yeterli matematiksel teknolojimiz yok.

Fizikçiler ise bu sorunlara Landscape diye adlandırılan çoklu bir evrenle karşılık verebiliyor. Bu evren, çeşitli manifoldlar tarafından öngörülen tüm olası evrenleri – bizim evrenimiz de dahil olmak üzere – kapsıyor. Sicim teorisi de Landscape üzerinde bir yerde belirsizliğini korumaya devam ediyor.

Kaynak