Simetri Kırılması ve Evrenin Başlangıcı

Spontaneous_symmetry_breaking_(explanatory_diagram)

Evrenin büyük patlama sonucu milyarlarca yıl önce gerçekleştiği biliniyordu. Çünkü bütün kanıtlar onu gösteriyordu. Yapılan bütün gözlemler ve deneyler sadece tekrar tekrar kanıtladı. Fakat bilinmeyen, açıklanamayan sorular vardı. Büyük patlamaya sebep olan neydi? Madde nasıl kütle kazanıyordu?  Kütlenin kaynağı ne idi? Bu sorulara cevap bulunamıyordu. Ancak  artık bu önemli soruların cevabı biliniyor.

Çok az kişinin sonuçlarını anlayabildiği CERN deneyinden çıkan sonuç ve kuvantum mekaniği bu sorulara cevap buldu. CERN’de teorik olarak var olması gerektiği bulunan ancak deneysel olarak o güne kadar gözlenememiş (teknolojik yetersizlikten) olan Higgs bozonu keşfedildi. Higgs bozonu maddeye kütlesini veren parçacıktır. Higgs bozonunun kuvantum dünyasındaki davranışı maddeye kütle kazandırıyor. Peki CERN  nedir? CERN  çok büyük bir mikroskoptur. Dünyada şu anda var olan en büyük mikroskop. Optik mikroskop demek  merceklerden yapılan ve ışık yardımı ile baktığı yeri inceleyebilen mikroskop demektir. Fakat bir optik mikroskobu istediğiniz kadar büyütseniz de, çok çok büyük mercekler yapsanız da büyütme gücü belli bir yerden sonra sabit kalır ve ondan sonrası bulanıktır. Bunun nedeni ışık yardımı ile görebilmesidir. Görünür ışığın dalga boyu 6.5×10^-5 m’dir. Optik mikroskoplar bu değerden daha küçük boyutlardaki yapıları görememektedirler çünkü ışık o küçük boyutlara ulaşamamaktadır. Çünkü ışık kendi dalga boyundan daha küçük boyutlardaki yapılara ulaşamadığından optik mikroskoplarla atom altı dünya incelenememektedir. Bu nedenle elektron mikroskopları icat edilmiştir. Elektronlar tüplerin içinde hızlandırılırlar bu sayede frekansları küçültülerek daha küçük boyuttaki yapıları, ince yapıları görmek mümkün olur. CERN’de yapılan ise protonların dairesel dev mıknatıslar içinde  hızlandırılarak yüksek enerjiye ulaştığında   mikroskobunun gözlem yapılacak alanında  çarpıştırılması sonucu elde edilecek görüntülerin ve verilerin incelenmesi olayıdır. Ne kadar yüksek hızla çarpıştırırsanız o kadar hassas sonuç elde edersiniz. Higgs bozonunun keşfedilebilmesi için CERN  bu boyutlarda inşa edildi. Elde edilen sonuçlar Higgs bozonunun varlığını kanıtladı. Çin’de CERN ‘den  100 kat daha güçlü parçacık hızlandırıcısının yapımı projelendirildi. Bu bozonların davranışı ile ilgili çok detaylı bilgiler sağlayacağı gibi süpersimetri kuramında öngörülen ; her parçacığın anti parçacığı vardır fikrini deneysel olarak araştıracak. Çünkü CERN  şu anki gücü ile bazı anti parçacıkları oluşturamamıştır.

Peki evrendeki simetri nedir ? Yıllarca yapılan fizik araştırmalar sonucunda fizikçiler evren ile matematiksel simetri arasında çok ciddi bir ilişki olduğunu keşfettiler. Buna göre evrenin her yerinde bir şekilde simetri yasaları açık veya gizli olarak işlemektedir. Bazıları gözümüzün önündedir bazıları zekamızın göremeyeceği derinlikte ya da yapıdadır. Mesela zaman, hareket, boyut ve hız evrende simetriye sahiptir. Ne demek bu?  Evrenin yasaları zamanla değişmemektdir, bu zamanın simetrisidir. Zamanı tersine de çevirsek ilerletsek de değişmeyecektir. Yani evrenin yasaları zamana göre simetrik olarak çalışmaktadır. Aynı şekilde madde bir yerden başka bir yere gittiğinde ulaştığı yerde ve yol boyunca yine aynı fizik yasaları altında kalmaktadır. Madde hız kazandığında da aynı yasalara maruz kalmaktadır. Bu bir simetridir. Doğduğunuzdan beri bu duruma alıştığınız için tabi ki öyle olacak diyebilirsiniz ancak öyle olmak zorunda değildir. Başka özelliklere sahip bir evrende harekete bağlı simetri yok ise bir canlı tek bir adım attığında kafası ve ayağı farklı farklı noktalarda ortaya çıkabilir. Yani eğer her metre için farklı fizik kurallar geçerli ise bu durumda yer değiştirilmiş yerde hangi kurallar mevcutsa madde o kurallara bağlı değişikliklere uğrayacaktır. Yürümek ne kadar kolay değil mi? Başka bir evrende bir binaya doğru yürürken ona doğrudan değil de helezonik bir şekilde çevresini turlayarak yaklaşmak zorunda kalabilirsiniz. Bulunduğumuz evrenin böyle olması  homojenliğindendir. Fizik yasaları evrenin her yerinde aynıdır. Çünkü bir nesne başka yasaların geçerli olduğu bir evrende bir yerden bir yere doğrudan doğrusal olarak değil mesela diagonal ve dolaylı yollarla ulaşmak zorunda kalabilir. İçinde bulunduğu boyut buna izin vermiyor olabilir. Aynı şekilde hareket ettiğinde başka bir noktaya ulaştığında şeklinde ve molekül yapısında değişikliğe uğrayabilir.

Peki simetri kırılması nedir? Simetri kırılması evrende bir nesne ya da durumun içinde bulunduğu düzenin  değişiklik göstermesi sonucu yeni bir duruma geçmesidir. Bir seçimdir.  Ucu açılmış sivri uçlu bir özdeş bir kalemi kusursuz düz bir zemine koysanız, herhangi bir hava hareketinin olmadığı ve kuvvetin uygulanmadığı bir durumda bile, sadece yerçekiminin olduğu bir yerde koyduğunuzda kalem bir seçim yapıp bir yere düşecektir. işte kalemin hangi yöne düşeceğine böyle  bir durumda kuvantum dünyası karar verecektir. Kalem dimdik konduğunda yerçekimi kuvveti dikey yönde etki edeceğinden normadesonsuza dek öyle kalması gerektiği söylenebilir fakat bir süre sonra mutlaka düşecektir. Büyük patlama da bu şekilde gerçekleşmiştir. Olmayan evrenin yokluğun simetrisi bozulmuştur. Çok yoğun olan kütlesiz çekirdek yani 0 sayısnı simgeleyen durum, simteri kırılması sonucu bozulmuştur. Bu durumu da higgs bozonu bozmuştur.Çünkü kuvantum dünyasındaki sonsuz olasılıktan biri gerçekleşmek zorundadır. O anda çekirdek hem var olan hem de var olmayan maddeyi simgeleyen bir koca 0 gibiydi ve bu durum bozuldu. Zaman da büyük patlamanın gerçekleşmesi ile başladı. Bu nedenle  Tanrının evreni yaratacak zamanı da yoktu. Simetri kırılması evrende her zaman ve heryerde gözlemlenmektedir. Herhangi bir durum sonsuza dek aynı şekilde devam edememektedir. Bu aynı şekilde insanların canlıların hayatında da öyledir. Bir olay yaşanır ve artık ondan sonrası farklı olacaktır. Herhangi bir mevcut durum asla sonsuza dek korunamaz. Sıfır sonsuza dek sıfır olarak kalsaydı ne pozitif sayılar ne de negatif sayılar oluşabilirdi.

Bazı teorisyenler evreni açıklama konusunda sicim teorisini ortaya atmıştır. Sicim teorisine göre evrendeki tüm madde henüz göremeyeceğimiz kadar küçük ipliksi yapılardan oluşmaktadır. Sicim teorisini savunmaktadırlar çünkü açıklanamayan tüm durumlara cevap vermektedir. Süpersimetri kuramı ise sicim teorisinin gerçek olması için kanıtlanması gereken kuramdır. Yani süpersimetri eğer yoksa sicim teorisi de yoktur. Süpersimetri teorisi yukarıda da bahsedildiği gibi her parçacığın bir antisi olması gerektiğini söyler. Bazı parçacıkların antisi olduğu kanıtlı olarak biliniyor.Mesela artı ve eksi yüklü elektronlar, proton ve anti proton vb. Bazı parçacıkların antisi gözlemlenemedi.  Bunun için daha yüksek enerjili hızlandırıcılar gerekecektir. Sicim teorisi doğanın kuvantum yapısı içine kütle çekim kuramını dahil etme problemini çözmektedir.

mετiη  ∫arıλar

Reklamlar

The URI to TrackBack this entry is: https://aritmetik.wordpress.com/2016/10/21/simetri-kirilmasi-ve-evrenin-baslangici/trackback/

RSS feed for comments on this post.

Bir Cevap Yazın

Aşağıya bilgilerinizi girin veya oturum açmak için bir simgeye tıklayın:

WordPress.com Logosu

WordPress.com hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap / Değiştir )

Twitter resmi

Twitter hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap / Değiştir )

Facebook fotoğrafı

Facebook hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap / Değiştir )

Google+ fotoğrafı

Google+ hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap / Değiştir )

Connecting to %s

%d blogcu bunu beğendi: