Genel

Haber – Kuantum Mekaniği, Özel ve Genel Görelilik Teorileri | Bilgi

F16EAB83-4C8B-4272-85E5-523D824D5CB1.jpeg

Kuantum fiziği , öteki adıyla kuantum mekaniği tanımını yapmak kolay değildir; zira içinde belirli olmayan bazı durumlar vardır. Bunlar teorilerle, gözlem ve gözlemlerle anlamlandırmaya çalışılırken bile bazı durumlarda birden fazla sonuca ulaşılmıştır. Doğrusu kuantum fiziği, malum fizik kurallarıyla açıklanamıyor, daha oldukça matematiksel bazı işlemlerle formüller üretilerek emek harcamalar yapılıyor. Ek olarak kuantum fiziği oldukça fazla ayrıntıya haizdir ve uzmanlara gore bile karmaşıktır. İşte bu karmaşıklığın getirmiş olduğu merak duygusuyla beraber kuantum fiziği teorileri, bizim evreni çözümleme isteğimizle beraber adım atmıştır.

Kuantum fiziğini anlayabilmek için bizim algıladığımız evrendeki Newton Fiziği dediğimiz fiziği de idrak etmek gerekir, zira kuantum, maddenin iç yapısını, atomaltı parçacıkları inceleyen bir bilim dalıdır. Birçok görüşe gore, bizim hissettiğimiz her şeyi elde eden ve yaratılışın sırrı olabileceği kabul edilen şey kuantumdur. Luis Bore’un cümlesini de ekleyelim: “Kuantum yasaları sizi şok etmiyorsa kuantum mekaniğini anlamamışsınızdır.”

Evren tamamen atomlardan oluşmaktadır, fakat atomlar da parçacıklardan oluşuyor. Atomun merkezinde proton ve nötronlardan oluşan bir çekirdek ve onun çevresinde da elektron denilen parçacıklar vardır. Bu parçalar çekirdeğe oldukça uzaktır. Doğrusu atomun içinin büyük bir kısmı boşluktur. Bir şeye değiyormuş şeklinde hissetmemize karşın aslen o boşluklar sebebiyle değmiyoruz. Canlıların enerjisi, çekim güçleri karşısındaki canlıya tesir ediyor ve böylece birbirlerini hissediyorlar.

Kuantum fiziği, fizik kurallarına ters düşebilmektedir, kısaca bizim bildiklerimizin tam tersini söyleyebilmektedir. O yüzden kuantum alanı bizlere değişik bir dünya şeklinde gelebilir. Mesela; biz deneyimleyebildiğimiz her şeyi belirli idrak süzgeçlerinden geçiriyor ve bunun gerçek olduğuna inanıyoruz. Evrendeki elementleri düşündüğümüzde katı, sıvı, gaz şeklinde formlarda olduklarını deneyimlemekteyiz. Fakat kuantum fiziği içinde bunun bu şekilde olmadığı da görülmektedir. Katı- Sıvı-Gaz denilen maddelerin aslen kuantum fiziğinde aynı şey olduğu ve bunların parçacıklarının da kendine özgü iradeye haiz oldukları görülmektedir. Algılarımızın bizi yanıltabildiğini düşünürsek kuantum mekaniğinin iyi mi hayatımızın tam da ortasında bulunduğunu anlayabiliriz.

Kuantum fiziğindeki belirsizlik, bir şeyin hem var olabileceğini hem var olmayabileceğini hem de her ikisi birden olabileceğini göstermiştir. Ek olarak evrendeki her şeyin hem dalga hem tanecik doğasına haiz olduğu görüşü mevcuttur. Buradan hareketle kuantum fiziğinin en belirgin özelliklerini şu şekilde sıralayabiliriz:

  • Varlıklar hem parçacıklardan hem de dalgalardan oluşur.
  • Işık frekansı kuantum fiziği hesaplamalarıyla ölçülebilir.
  • Bazı uzmanlara gore, belirsizlik ve olasılıklar vardır.
  • Kuantum tesiri büyük nesnelerde daha azdır.
  • Maddenin atom ve hatta atomaltı seviyesindeki hareketlerini inceler. Dalgalar, parçacıklar, frekanslarla ilgilenir.
  • Elektron, proton, nötron, kuark, gluon parçalarının ışıklarını; bunların x ve gama ışını aralığındaki durumlarını inceler.
  • Dalga boyu, vakit, dalga yüksekliği ve devir sayısı kuantum fiziği çerçevesinde incelenirken karmaşık matematik işlemleriyle ışığın parçacıklarının matematiksel formülü oluşturuluyor.

Birçok görüş tarafınca kuantum fiziğinde 4 temel ilke benimsenmiştir:

  1. Nicelleştirilmiş Özellikler: Alman fizikçi Max Planck, bir spektrum üstündeki renk dağılımını açıklamak için denklem geliştirmiştir, E=hv (Planck Sabiti). Burada E simgesi enerjiyi, h planck sabitini, v ise ışınmanın frekansını ifade eder. Doğrusu bir fotonun enerjisi ve onunla beraber olan elektromanyetik dalganın frekansı arasındaki bağlantıyı açıklar. Bu denklemle ışık, matematiksel olarak ifade edilmiştir. Planck ölçeğinde kütle çekimi oldukça güçlüdür ve atomaltı parçacıkların hareketlerini ve davranışlarını değiştirebilir. Bu ölçeğe gore uzay-zaman, kuantum parçaları tarafınca parçalanır. Planck sabiti olan ve h harfi ile simgelenen sabitin kıymeti; h= 6.62607015×10-34 J-s’dir.
  2. Işık Parçacıkları: Einstein, 1905’te ışığın bir çeşit enerji kuantumu bulunduğunu savundu. Bir atomun tüm halinde sıçrayabileceğini ifade etmiştir. Sonrasında bu sıçrama ile oluşan enerji miktarı Planck Sabiti’ne bölünerek sıçrayan ışığın renginin oluşumu tesit edilmiştir. Bugün foton denilen bu ışıklar, hem parçacık hem de dalga olabilir.
  3. Madde Dalgaları: Elektronun 1896’daki keşfinden sonrasında atomun parçacıklara haiz olduğu kabul edilmişti. Değişik bilimsel araştırmalar göstermiştir ki atomdaki nötron-proton-elektronlar, atom çekirdeği çevresinde dalga hareketi yapmaktadır ve bu bulgu de kuantum fiziğine gore her şeyin parçacık olduğu ve dalga hareketi yapmış olduğu görüşünü ortaya çıkarmıştır. Bu ilke, en önemlilerinden biri sayılmış ve kuantum kimyası hakkında araştırma mevzusu ortaya çıkmıştır.

4. Belirsizlik İlkesi: Bazı durağan(durgun) görüşler olsa da kuantum fiziğinde belirsizlik ilkesi devamlı var olmuştur. Elektron aynı anda her yerde var olabilir mi? Momentum’unu (hareketini) ölçemiyoruz. Bu da bizi belirsizlik ilkesine götürüyor. Maddenin bu, aynı anda değişik durumlarda olabileceği kanıtlandığından kuantum fiziği bilimsel olarak kabul edilmiştir. Mesela; bir nesne aynı anda iki değişik yerde olabilir şeklinde bir belirsizlik söz mevzusudur. Bu ilke, “paralel evren” teorilerinin de öne sürülmesinde etken olmuştur. Bu ilke, Heisenberg’in teorisi olarak kabul edilir. Atomların aynı anda değişik durumlarda olması mevzusundaki belirsizlik ilkesi haricinde atomun bir hareketi öngörülebilirse dünyada gizem kalmayacağına dair görüşler vardır. Bunlar hakkında dünyanın oluşum süreci, vakit ve mekan mefhumunun değişik boyutları ve daha birçok gizemden bahsedilir.

Kuantum Teolojisi: bu anlayışa gore evrendeki her şeyin tek bir aslı, kısaca Tanrı’yı temsil etmiş olduğu anlatılan ruhçuluk (spiritüalizm) akımıdır. Kuantum spritüalistler, zamandan ve mekandan bağımsız olarak davranan parçacıkların oluşturduğu bir evrenin parçası olduğumuzu ifade ediyorlar.

Maddenin ardındaki gerçeği arayan kuantum alanı, bazı insanoğlu tarafınca mistik ve ruhani boyutta yorumlanmıştır. Kuantuma giriş, maddenin çözümlenmesiyle adım atmıştır.

Kuantum Teorisi’yle ilgili bazı inanışlara gore; yaratılışın özünde, bilgisayar programının 0 ve 1’lerden oluşan kodlamaları, şifreleri şeklinde durumları vardır. Bunlarınsa bizim tarafımızdan görünüşü kusurlu bir idrak etme ile yorumlamamıza sebep olabilmekte ve doğru şekilde yorumlayamamamıza sebep olabilmektedir.

Uzun senelerce çözülemeyen rezonans ve frekans ile ilgili sır, 1961’de Nicolas Bloemberger atom çekirdeğinin elektriksel alan kullanılarak denetim edilebileceğini savunmasıyla gün yüzüne çıkmaya adım atmıştır. New South Wales Üniversitesi’nde meydana getirilen emek harcamalar esnasında planladıkları halde elektriksel kontrolü sağlanan çekirdeksel bir dönüşün manyetik alan yerine elektrik alanıyla denetim edilmesinin sonucunda oldukça mühim bir bulgu yapılmıştır. Burada açıklanmaya çalışılan durum; manyetik alanlar geniş bir alana tesir edebilir, fakat elektrik alanları ufak bir elektronun üstünde üretilebilir. Bu sayede nanoelektronik cihazlara yerleştirilen atomların ayrı ayrı kontrolü kolayca sağlanabilir. Morwella, çekirdeksel dönüşleri manyetik ve elektrik alanlarla denetim etmeyi bilardo masası ve bilardo toplarına benzeterek açıklamıştır. Manyetik rezonansta tüm bilardo masasının tamamen kaldırılıp sallanarak istenilen topun yönlendirilmesi sağlanırken öteki toplar da hareket edecektir. Elektriksel rezonans kullanılarak ise istenilen topa bilardo sopası ile yön vermek şeklinde bir benzetme yapmıştır. Bu bilimadamlarının yapmış olduğu çalışmanın aslolan amacı; kuantum dünyası ile klasik dünya arasındaki sınırı, çekirdeğin dönüşünün karmaşık hareketi ile açıklamaktı. Bu deneye başlandıktan sonrasında çekirdek davranışı araştırmacılara gore değişik olmaya adım atmıştır. Çekirdek, bazı frekanslara tepki vermemiştir; bazılarına da kuvvetli tepkiler vermiştir. Burada manyetik rezonans yerine elektrik rezonansı oluşturduklarını fark etmişlerdir. Atomun çekirdeklerini, yüksek frekanslı manyetik bir alan oluşturarak denetlemek için hususi bir anteni olan aygıt üretilmiş, oldukça kuvvetli bir manyetik alan oluşturarak antene oldukça fazla güç uygulanmışlar ve aygıt patlamıştır. Daha ufak çekirdeklerde anten hasar gördüğünde gözlem biter, fakat antimon çekirdeğiyle gözlem devam etmiştir. Hasardan sonrasında anten, kuvvetli bir elektrik alanı oluşturmuştur. Böylece “çekirdeksel elektrik rezonansı” ortaya çıkarılmıştır. Bu gözlem sonucunda varlıklara ayrı ayrı tesir edebilme durumunun mümkün olabileceği ve böylece öteki varlıklar müdahaleden etkilenmeden tek bir varlığa müdahale edilebileceği anlaşılmıştır.

Işığın parçacık mı ve dalga mı olduğu mevzusunda ayrışan görüşler olmuştur, deneyler sonrasında ise ışığın hem parçacık hem dalga olduğu kabul edilmiştir. Meydana getirilen gözlem esnasında ışık, bir levhadaki tek bir yarık kısımdan geçtiğinde beklendiği şeklinde netice alınmıştır. Bu yarık ikiye çıkarıldığında ve ışık bu iki yarıktan geçirilmek istendiğinde ise beklendiği şeklinde iki ışık kümesi değil, bir kesişim deseni yapmaya adım atmıştır. Kesişim denilmesinin sebebi, gönderilen fotonların yarıklardan geçtikten sonrasında birbirleriyle kesişerek su dalgası şeklinde davranmalarıdır. Fotonları tek tek fırlatarak sonucun görülmesi istendiğindeyse gene dalga deseni (kesişim deseni) görülmüştür. (Foton bu süreçte bir süper pozisyondadır, çift yarıktan geçerken bir foton aslen her yerdedir. Bunu da fotonun dalga fonksiyonu belirliyor. Yarıklardan geçerken hem parçacık hem de dalga şeklinde davranıyor. Tüm durumlarda aynı anda bulunmuş olduğu için bazı fotonlarda kesişim gerçekleşiyor bazılarındaysa gerçekleşmiyordu. Bu da süper pozisyon olarak ifade ediliyor.) Bu gözlem ile “Parçacıklar kendi halinde devamlı her yerdeler” sonucuna varılmıştır. Fakat bir gözlemci yöntemiyle ölçülmeye kalkıldığında bu sistem çökmüş şeklinde görünmektedir. Ölçüm yada gözlem esnasında dalga fonksiyonu sonlanmıştır. Levhadaki izlere bakıldığında bu sefer fotonların parçacık şeklinde davrandıkları görülmüştür. Fotonların hangi yarıktan geçtiğini görüntülemek için yerleştirilen sensörler bu sonuca niçin olmuştur. Bu durum, elektronlar ve hatta bazı atomlarda da bu gözlemlenmiştir. Gözlem esnasında malum kütleli parçacıklar da süper pozisyondaydı fakat ölçüldüğünde yada gözlemlendiğinde haiz oldukları dalga fonksiyonu gözlemlenemiyordu.

“Atomaltı parçacıkların dünyası bir süper pozisyondadır” bilgisi ile parçacıkların izlendiğini anladıklarında davranışını değiştirmesi durumu bilim dünyasında bazı kapıları açmıştır. Bu durumda bilinçsiz olduğu kabul edilen parçacıkların aslen bilgili olduklarının düşünülmesini elde etmiştir. Doğrusu parçacıkların dalga fonksiyonunun çökmesine, bilincimizin niçin bulunduğunu düşünmüşlerdir. O halde buradan yola çıkarak şu sual sorulabilir; fizyolojik dünyayı düşüncelerimizle denetlemek yada evreni etkilemek mümkün müdür?

Kuantum Sıçraması:

Kuantum mekaniğine gore elektronlar hareket ederken etraflarını değiştirmiyorlar. Elektronların bir yerden diğerine geçmiş olduğu tespit edilebilmekte fakat o aralıktaki geçişi görülememektedir. Bazı araştırmacılar; elektronun bir noktadayken birden bire öteki noktaya geçmesi demek, önceki yerdeki elektronun silinip yeni noktada tekrardan oluştuğunu göstermektedir, burada ışınlanma yada sıçrama şeklinde bir durum yoktur diye düşündüler. O vakit şu sonuca vardılar, “Tanrı önceki yerdeki elektronu sildi, sonraki noktada bir tane daha yarattı.” Bu detay, Tanrı’nın saniyede milyarlarca kez elektron yarattığını göstermektedir, bu da Tanrı’nın varlığına kanıttır diye bir kuram üretmişlerdir. Bu teoriyi her düşünür savunmuyor.

1913’te fizikçi Niels Bohr tarafınca ileri sürülen “kuantum sıçraması” kavramıyla elektronların atom çekirdeği çevresinde dönerek hareket ettiğinin, enerji düzeyi denen bölgelerde daireler çizerek döndüğünün ortaya çıkmasıyla anlamlandırılmaya ve açıklanmaya başlanmıştır. Elektronlar, kuantum adında olan bir enerji paketini emerek yada yayarak bir seviyeden diğerine atlarlar yada inerler; enerji düzeylerinin seviyelerine gore itilir yada çekilirler. Böylece bir sıçrama, yer değişiklik yapma, hareket etme özelliği taşırlar. Özetlemek gerekirse belirtirsek, elektronların enerji emmesi sonrasında geri itmesi yada tepmesi ve bu sayede sıçramasına kuantum sıçraması deniliyor. Ek olarak Bohr ve onun şeklinde düşünen araştırmacılar tarafınca, bu sıçramaların anlık ve rastgele olduğu düşünülür. Fizikçilerin hepsi bu rastgelelik fikrini benimsememişlerdir. Mesela Einstein bu yüzden “Tanrı zar atmaz.” ifadesini öne sürmüştür. Doğrusu parçacıkların / elektronların beklenmedik şekilde sıçradıklarına inanmamaktadır. Fizikçi Zlatko Minev ve emek verme arkadaşları, parçacıkların davranışları direkt ölçüldüğünde, gözlendiğinde değişmiş olduğu için, kuantum sıçramasıyla ilgili elektron davranışlarını yansılamak eden suni atom düzeneği kurdular. Bu deneyde, sıçramanın bir enerji durumundan öteki enerji durumuna muntazam ve devamlı bir geçiş olduğu gözlemlendi. Bu sıçramadan ilkin bir sinyal gönderilerek ve ışık darbesiyle sürekliliği olan sıçramaların tersine çevrilebileceği açıklandı. Minev, bu sıçramalara bu şekilde müdahale etmenin kuantum bilgisayarlarda da hata düzeltme durumu için yararlı olabileceğini düşünmektedir. Ek olarak bu gözlem, parçacıkların aynı anda iki durumda var olduklarını doğrulamıştır.

Kuantum sıçraması olmasaydı evrendeki varlıklar da olmayacaktı, elektron çekirdeğe çarpsaydı yada çekirdekte oluşsaydı madde yok olurdu, bu yüzden evren olaşamazdı. Elektronların hareket ediş yönü ve yeri tahmin edilemiyor. Bu hareket evrenin var olmasını elde etmiştir. Elektron herhangi bir noktada devamlı ortaya çıktıkça bunun belirli bir gücü vardır ve çekirdeğe ne kadar yaklaşırsa enerjiyi o denli oldukça geri itmek zorundadır. Kuanta denilen parçacıklardan da enerji emerek devamlı yer değiştirmektedir. Kuanta, kuantum etkileşimi içinde olan varlıkların en ufak miktarıdır. Bu kuantum sıçraması ile de madde tutarlı hale gelmektedir.

Elektronlar hareketleri esnasında belirli izler bırakır, mesela levha deneylerinde ışın, levhada iz bırakır. Henri Becquerel, x ışınlarının doğasını idrak etmek için deneyler yapmıştır. Tuz bileşiklerini fotoğraf filmine alıp banyo etmiş ve şekillerini görmeye çalışmıştır. Yağmurlu bir günde ise bir uranyum tuzunu çekmeceye bırakması gerekti ve birkaç gün sonrasında tuzun kendi kendine ışınma yaptığını fark etti. Bu ışınmayı elde eden maddelere radyoaktif maddeler denilir. Bu ışını bir tek belirli frekanstayken görebiliyoruz, öteki türlü göremiyoruz. Sözgelişi bir demir yüksek derecelerde ısıtıldığında turuncu ve kırmızı ışıklar saçar şeklinde bir hal alır. Isı arttıkça daha oldukça parlak ışınlar çıkar.

Kuantum boyutu enerji salınımını denetim altında tutuyor. Max Planck’a gore ışık, ısıyla birlikte ortaya çıkarken elektronlar kuantalardan devamlı enerji emerek sonrasında yansıtarak maddenin kararlılığını sağlıyorlar. Doğrusu bizi yakabilecek özelliğe bile haiz olan ışıklar bu şekilde dengeyi korumaktadırlar. Eğer kuantalardan enerji emilme durumu olmasaydı evrendeki her şey yanarak yok olurdu. Fotonların saniyede milyarlarca kez enerji alıp vermesi, birbirlerini yapboz şeklinde bütünlemeleriyle beraber evren kesin bir hale gelir.

Çekirdeğe yaklaştıkça daha çok enerjiye gereksinim duyuyor elektronlar. Bu enerji oldukça artarsa ışınma röntgen denilen ışınların görünmesini de sağlıyor. Işığın değişik formları, bizim göremediğimiz formları da dahil olmak suretiyle evrende devamlı mevcuttur,

Bilardo topu mekaniği denilen fizik yasalarına gore algılanan evren için başka değişik fikirler ortaya konmaya başlandı. Einstein “madde=enerji” teorisini ortaya attı. Planck “enerji=kuanta” teorisini savundu. Brougnie madde, enerji, kuanta, ışık bunların hepsi aynıdır dedi ve bir şeyin birçok şey olduğu anlaşılmaya başlandı.

Kuantum boyutunda düşünüldüğünde aslen elektronlar, parçacıklar hiçbir yasaya bağlı değiller, zira beklediğimiz şeklinde davranmıyorlar.

Çift Yarık Deneyi

Bu deneyde ışık fotonları kullanıldı. Ateşleme sistemiyle fırlatılan fotonlar, ilkin tek yarıklı sonrasında çift yarıklı levhanın yarığından geçmesi için fırlatıldı. Arkadaki levhadaysa yarıktaki boşluğa gore iz bırakması beklenildi. Fakat elektronların, çift yarıklı levhada birçok yarık varmış şeklinde beklenenin haricinde hareket ettikleri görüldü. (olması beklenen değil, geçekleşen hareketler) Bu gözlem esnasında levhanın yanına bir gözlemci yerleştirilirse elektronlar beklenildiği şeklinde davranarak beklenilen yerde iz bırakıyorlar. Fakat bu gözlemci yokken ve elektronların davranışlarını sergilemesinden sonrasında netice incelendiğinde elektronlar sanki aynı anda her yerden geçmiş şeklinde iz bırakmaktadırlar. Doğrusu gözcüyü kandırmaya çalışıyorlar şeklinde bir durum oluşuyor. Buradan anlaşılıyor ki elektronlar hem parçacık şeklinde hem de dalga şeklinde, hem katı hem sıvı şeklinde hareket edebiliyorlar, zira içlerinde her iki hareketi de barındırıyorlar. Bu da gösteriyor ki elektronlar tek bir şey değil birçok şey olma özelliğinde kısaca sonsuz bir potansiyele haiz varlıklardır. Bu varlıklar biz onları inceleyene kadar her şey olma potansiyeline sahiplerse o vakit hayatımızı genel olarak düşündüğümüzde bir hedefimizi “asla kuşku etmeden olmuş yada olacak” şeklinde kabul etmiş olsak o hayalin gerçekleştiğini görebilir miyiz? Doğrusu sonsuz ihtimaller arasından bir tek şeyin oluşmasını bilincimizle mi elde etmiş oluyoruz?

Çift Yarık Deneyi bizlere hem belirsizliği hem ölçüm ile gelen farklılığı göstermiş oldu. Gözlemci, elektronları (kuantum parçacıklarını) incelemeye başladıktan sonrasında sanki hareketlerini de dalga fonksiyonundan parçacık fonksiyonuna geçirerek değiştiriyorlar. Buradan yola çıkarak örneğin biz hayatımızda bu şekilde davranmaya başlasak yarın yaptığımız şey, dün yaptığımız şeyi değiştirmiş olacak sonucuna varan araştırmacılar vardır. Şu andan sonrasında yapacağımız her şey, şu andan ilkin yaptıklarımızın gerçekliğini yada geçmişini değiştirebilir sonucuna da varırlar.

Parçacıklar aslolan hareketlerini ölçüm esnasında bizlere göstermiyorlar. O yüzden buna “ölçüm problemi” denilmiştir. Kuantum parçacıklarının bu ölçümüyle hangi olayın yaşanacağı belirleniyor. Neler olacağı gözlemlenerek, onu fark ederek, farkındalık oluşarak netice beklendiğinde şuur, varlığın yada olayın sonucunun nasıl sonuçlanacağını belirlenmiş, seçmiş oluyor.

Einstein: “God does not play dice with the universe. – Tanrı evrenle zar atmaz.” sözünü şunları özetlemek için söylemiştir. “Yarın yaptıklarım geçmişteki vakaları değiştirmiyor yada ben bir nesneye bakmadığım vakit bu, onun orada olmadığı anlamına gelmiyor. Evrenimizin sabitleri, kuralları vardır. Bizi oluşturan parçacıklar değişmez. Parçacıklar rastlantısal şekilde hareket etmez, Tanrı onları belirli kodlamalar halinde yaratmıştır.” şeklinde düşünür.

Thomas Young’ın çift yarık deneyinde ise birbirine dolanmış parçacıklar kullanılırsa ne olur? Kuantum dolanıklılığıyla ilgili bu duruma “Mesafeler arası korkulu vaka.” demiştir Einstein. Çift yarık deneyinde ışık fotonu kullanılmıştır. James Clerk Maxwell, ışığın elektromanyetik dalga bulunduğunu savunmuştur. Elementler de ışınma yapmaktadır ve maddeler x ve gama ışın aralığında, değişik sıcaklıklarda, değişik renklerde ışık yaymaktadırlar. Madde ısıtıldığında oluşan ışıklar dışarıdan gelen ışıklardan alınan görüntüyle aynını vermemektedir. Bir fotonda görülen ışın çeşitleri ile maddeden alınan kısaca ısıtılan elementlerden ışın versiyonları karşılıklı olarak birbirini bütünler vaziyettedir. Tıpkı yapboz parçaları şeklinde birbirini tamamlarlar. Joseph von Fraunhofer buna, “Soğurma Spektrumu” demiştir. Elementlerin ışını emmesi ve geri yansıtması ortaya çıkarılmıştır. Bu da kuantum sıçrama (elektronların devamlı yer değiştirmesi) ile oluşmaktadır.

Gözlem esnasında parçacıklar karşıdaki duvara çarpmadan ilkin ölçüldüğünde bir halde dalga fonksiyonu çökmektedir, kısaca fotonlar parçacık şeklinde davranmaktadırlar. Fakat bu parçacıklarla dolanık olan başka parçacıklar ve benzer özelliklere haiz, biri ölçüldüğünde ötekinin de durumu malum parçacıklar kullanılırsa ne olacağının sonucu hakkında da gözlem yapılmış oldu. Bir kristalden geçerek dolanık hale gelen iki fotonun biri gözlem için kullanılan, karşıda duran ekrana, diğeri de A yada B dedektörüne gidiyor. Ekrana çarpan fotonun hangi yarıktan geçmiş olduğu biliniyordu, o yüzden direkt ekrana çarpan foton ölçülmedi, dolanık ikizi ölçüldü. Bu durumda da gene dalga fonksiyonu çökmüştür. İki foton ölçüldüğünü biliyordu ve parçacık şeklinde davrandı. Fotonun dalga fonksiyonunun ölçümden etkilenmemesi için araştırma yapılmasına karar verildi ve bu A ve B dedektörleri birazcık daha geri çekildi. Bu durumda, birbirine dolanık iki fotondan biri ekrana düşecek, öteki foton da dedektöre gelecek ve ölçümü foton ekrana düştükten sonrasında yapacaklardı. Doğrusu ekrana çarpacak fotonun ölçüm yapıldığından haberi olmayacak diye düşünüldü. Buna Delayed Choice Experiment (Gecikmiş Seçim Deneyi) deniliyor. Bilginin zamanda geriye doğru akamayacağı düşünülerek bu gözlem yapılmıştır. Doğrusu parçacığın dalga fonksiyonunun çökmesine imkân olmamalıydı. Fakat gene ekranda iki çizgi görüldü, burada dönemin geriye doğru aktığını kuantum evreni bizlere göstermektedir şeklinde düşünülmüştür. Araştırmalar devam etti, fotonun hangi yarıktan geçtiğinin tespiti için ölçüm yapıldığında hangi yarıktan geçmiş olduğu tespit edildiğine gore foton ya parçacık ya da dalga şeklinde davranır. Gözlem düzeneğine fazladan dedektör ilave edilerek toplam dört dedektörle gözlem yapılmak isteniyor. Bu deneyde fotonun hangi yarıktan geçtiğini bazı dedektörler tespit etmekte bazılarıysa etmemektedir. Geçmiş olduğu yarığı tespit eden dedektörlerde foton parçacık şeklinde davranıyor. Dördüncü dedektöre gelen foton bilgisininse hangi yarıktan geldiği bilinmiyordu, fakat bu data siliniyor ve tespit edilemiyordu. Bu da “kuantum silgisi” olgusunun ortaya konulmasını elde etmiştir. Bu dördüncü dedektöre gelen foton davranışları ise dalga gibidir. İkinci ve üçüncü dedektörde fotonların nereden geldikleri bilinmiş olduğu için fotonlar parçacık şeklinde davranıyor. Dördüncüde bu data yoktur ve dalga şeklinde davranırlar. Fotonlar bunu bilmiyor, dedektörlere data, fotonlar perdeye çoktan düştükten sonrasında geliyor. Doğrusu gelecek için meydana getirilen ölçüm, fotonun parçacık mı yoksa dalga şeklinde mi davranacağını belirliyor. Birçok görüşe gore buradan şu netice çıkarılmıştır; evrenin temel yapıtaşı olarak görülen “nedensellik / neden-sonuç ilişkisi” ilkesinin aslen bir temel olmadığı düşünülmeye başlanmıştır. Niçin-sonuç ilişkisindeki bugün yapılanların yarınımızı belirlemesi anlayışını yıkmış ve yarınki tercihleriniz bugününüzü belirliyor şeklinde bir anlayış kazandırmıştır.

Kuantum Silgisi’yle ilgili, fizikçi Richard Feynman’ın görüşü de şöyledir; Kuantum mekaniğinde birkaç değişik şekilde meydana gelebilecek bir olayın olasılığı, her bir alternatif yoldan bir tane olmak suretiyle, karmaşık katkıların toplamının mutlak karesidir. Bir parçacığın uzay-zaman bölgesi içinde bir yerde yatan bir x (t) yoluna haiz olma olasılığı, bölgedeki her yoldan bir tane olmak suretiyle, katkıların toplamının karesidir. [1]

Özetlemek gerekirse özetlersek, bilim adamları parçacıkların kuantum mekaniği özelliklerini inceleyerek şuna inandılar; parçacıklar gözlemlenene kadar belirli bir hal almazlar, bu parçacıkların gelecekteki durumlarının bilinmesi yada ne olacaklarına yeterince inanılması, parçacıkların değişmesini sağlayabilir. Doğrusu zamandan bağımsız olarak maddeler değişebiliyor. O değişiklik olana kadarsa madde aynı anda birden fazla özellik barındırıyor.

Washington Üniversitesi’nde Prof. Kater Murch’a gore, gelecek vakaları bilmek geçmişi değiştirebilir; ek olarak gelecekteki fikir yapımızla verdiğimiz kararlar şu anki yaptıklarımızı etkileyecektir.

Görelilik Kuramı

Einstein Newton hareket yasalarını kabul etmiş, fakat hızı ışık hızına yaklaşan nesnelerin hareketlerini incelemede tamamlanmamış kaldığını düşünerek uzun dönem araştırmalar, hesaplamalar yapmıştır. Newton Mekaniği, oldukça büyük bir bilimsel adımdır ve bilime yol gösteren buluşlardan biri olduğu kabul edilmektedir. Einstein, Newton’a sadık kalmış olarak onun çalışmalarından yola çıktı ve teorilerini bunun üstünden üretti. Doğrusu Newton’un evrensel çekim yasasını temel alarak yerçekiminin uzay ve zaman içinde bağlantılı şekilde işleyişi bulunduğunu gösterdi.

Görelilik kuramı, uzay ve vakit hakkında kuramdır. Fizyolojik bir büyüklüğün, farkı gözlemcilerle ölçülen değerleri arasındaki ilişkiyi açıklayabilir. Bu kuram, hususi görelilik ve genel görelilik olarak ikiye ayrılır.

  • Hususi görelilik kuramı, durağan(durgun) hızda hareket eden sistemleri inceler. Bu sistemler uzay ve zamanı belirtir. Işık hızının sabitliğini çözmek için ortaya çıkmıştır. Işık hızı ortalama olarak 300 000 km’dir ve evrensel anlamda durağan(durgun) olarak kabul edilir.
  • Genel görelilik kuramı, gözlemlenen sistemlerin ivmelerini inceler.

Bu kuramlar ile evren bilim ve parçacık fiziği daha da açıklanabilir hale gelmiştir.

Fizikçiler, evrenin en ufak parçacığından, en büyük galaksi kümelerine kadar her varlığı ortak bir teoriyle incelemek istemişlerdir. Fakat atom ve atomaltı parçacıklarının özellikleri ve davranışlarıyla bunların oluşturduğu evrenin özellikleri ve davranışları aynı şekilde açıklanamamaktadır.

Karşılaştırma meydana getirecek olursak, Kuantum Teorisi ve Einstein’in Genel Görelilik Teorisi evrenin işleyişiyle ilgili açıklamalar ihtiva eder. Fakat bu açıklamalar birbirinden oldukça farklıdır. Kuantum Teorisi’yle açıkladığımız vakaları Genel Görelilik Teorisiyle açıklayamayız. Meselakütleçekimi kuvveti, Genel Görelilik Teorisi’yle açıklanabiliyorken Kuantum Teorisi’yle açıklanamaz. Genel Görelilik Teorisi de atomaltı parçacıkları açıklamaya uygun değildir.

Görelilik Kuramı, kişiden kişiye değişen görüşleri, göreceliliği ifade eder.

Bana gore olan ile sana gore olan ne bakımdan aynıdır ne bakımdan farklıdır? Değişik olan tarafların bana gore ve sana gore görünümleri birbiriyle ilişkili midir? Evet ise, bu ilişki nedir? Bana gore hızla giden bir otomobil, sen giden bir otobüste otururken, sana gore ne yapıyordur? Benim falanca frekansta duyduğum sesi ya da gördüğüm ışığı, sen hangi frekansta duyar ya da görürsün? Duyar ya da görür müsün? Bu tarz şeyleri, kısaca senin vakaları iyi mi gördüğünü / duyduğunu, sana sormadan bilebilir miyim? Sen ve ben bir arabanın, kuşun, merminin… hareketini, ışığın ya da sesin davranışını aynı şekilde mi anlarız? Görelilik kuramı, bu soruların cevaplarını araştıran bir fikir disiplinidir. Sadece bu soruları yalnızca fizik (dolayısıyla tabiat bilimleri) açısından ele alır, felsefi yönleriyle ilgilenmez.[2] Einstein bu teoriyi iki bölümde açıklamıştır.

Hususi Görelilik Kuramı (İzafiyet Teorisi): Bir araçta ışık hızıyla seyahat yapabildiğimizi düşünürsek, bu seyahat esnasında bizim, dünyada kalanlara gore daha azca yaşlanmamızın, dönemin yavaşlaması olgusuyla ve Hususi Görelilik Teorisi’yle açıklanır. Bu teoriyle beraber Einstein, E=mc2denklemini ortaya koymuştur. Hususi Görelik Kuramı’yla ilgili çalışmalarına 1905’te Bern’deki İsviçre Patent Bürosu’nda adım atmıştır. Süre, 0mekân, hareket olgularının birbirine bağlı izafi bir tüm bulunduğunu ileri sürmüştür. Kütleçekimsel vakit genişlemesi Einstein’in savunduğu teoriye gore hızlanan referans alanında kütleçekimi tesiri altındaki vakit daha yavaş akar. Bu durum, hususi görelilik (izafiyet) teorisinin savunusudur.

Genel Görelilik Kuramı: Einstein, Hususi Görelilik Kuramı’nı ortaya attıktan ve derinlemesine inceledikten sonrasında bu kuramın genelleştirilmesi icap ettiğini farkına varmış ve bu genelleştirmenin eylemsizlik ve kütleçekiminin eşdeğerliliği düşünülerek incelenmesi icap ettiğini savunmuştur. Ek olarak bu kuram kütleçekimin dört boyutlu uzayzaman’ın geometrik bir teorisidir.

Kütleçekim (çekim kuvveti), evrendeki her şeyin birbirine doğru hareket etmiş olduğu, birbirine doğru çekilmiş olduğu ivmedir. İki nesne birbirleri üstünde çekim kuvveti uygular. Bu nesneleri birbirine çeken kuvvet, bu nesnelerin kuvvetine ve birbirlerine olan uzaklıklarına bağlıdır. Ek olarak kütleçekimi, nesnelerin etrafındaki uzay ve dönemin bükülü bulunduğunu da ifade eder. Bu bükülme, nesnelerin uzayda iyi mi hareket edeceğini de belirlemektedir. Doğrusu Görelilik Kuramı, kütleçekiminin nereden çıktığını açıklar.

Einstein’a gore, hacmi olan nesneler, çevresinde olan uzay ve dönemin bükülmesine sebep olur. Ona gore uzay ve vakit bir aradadır, zira ışık fotonlarından oluşan bir enerjiyi ifade ederler ve E=mc2 formülüne gore enerji, kütle ve ışık hızının karesine eşit olarak hesaplamıştır ve enerji uzay-zaman’ı büker açıklaması yapmıştır. Bu yüzden fizikçiler gore uzay-zaman ayrı düşünülemez ve dönemin dördüncü boyut bulunduğunu kabul ederler. Einstein, dönemin tanımını söyle yapmıştır: “Temel olarak vakit, üç boyutlu olarak malum uzayda vakaları tanımlamak için kullanılan gerçekliğin dördüncü boyutudur.”

Uzay-zaman’ın bükülmesini bir benzetmeyle şu şekilde açıklıyorlar; uzay gerilmiş bir örtü şeklinde düşünülürse bu örtünün üstüne irili ufaklı nesneler koyup örtünün büküldüğü ve içe doğru göçtüğü görülecektir. Kütleçekimi sebebiyle de enerji bu şekilde uzay zamanı büker.

Kütleçekimi etkisiyle dönemin daha yavaş ilerlemesi sonucuna ulaşan Einstein, hızlanan cisim dolayısıyla dönemin aktığını öne sürerek Hususi Görelilik Kuramı’nı ortaya atmıştır. Ek olarak eşitlik prensibi doğrultusunda düşünülürse hızlanan bir kaynakta vakit daha yavaş akıyorsa kütleçekim alanındayken de dönemin yavaş akması gerektiği sonucuna varılmıştır.

Genel Görelilik Kuramı, geometrik kütle çekimi teorisidir. Bu kuram, Hususi Görelilik Kuramı’nın genelleştirilmesini elde etmiştir. Büyük kütleli cisimler çevresinde dönemin daha yavaş aktığını (vakit genişlemesi), ek olarak bu biçim cisimlerin ışığının rota değiştirdiğini ifade eder. Bu büyük kütleli cisimlerin birbiri arasındaki etkileşimlerin sonucunda kütleçekim dalgası oluşması söz mevzusudur.

Genel Göreliliğin çıkış noktasına “eşdeğerlik ilkesi” deniliyor. Bu ilkenin ilk şekli, bilimsel yöntemi yerçekimine tatbik eden ilk şahıs olan Galileo’nun gözlemine kadar gider.[3] Hususi Görelilik Kuramı’nı dikkatlice gözden geçirdikten sonrasında genelleştirmenin eylemsizlik ile kütleçekiminin eşdeğerliliği üstünde temellendirilmesi gerektiği mevzusunda ana düşüncesini ortaya koydu 1911’de yazdığı başka bir çalışmada, kütleçekiminin ışık üstündeki etkisiyle ilgili genel kuramdan çıkarılan bazı neticeleri tartışır: (1) İzgesel (spektral) çizgilerin sıklığı (frekans) üstünde kütleçekim alanının tesiri (kütleçekimsel kırmızıya kayma); (2) Güneş’in kütleçekim alanı tarafınca ışık ışınlarının eğilip bükülmesi. Fazlaca yoğun ve daha ileri çalışmalardan sonrasında kuramın bilhassa matematik temeli üstünde genel göreliliğin kati biçimine 1916’da ulaşıldı ve bu son şekil aynı yıl yayımlandı.[4]

Galileo anlayışına gore kütle çekimine bakarsak, aynı yükseklikten bırakılan nesnelerin boyutları yada kütleleri ne olursa olsun aynı anda yere düşeceğini, cisimlerin ivmeleme hızlarını hesaplamış ve “Yere düşen cisimlerin kat etmiş olduğu mesafeler geçen dönemin karesine gore eşit oranda artar.” görüşünü savunmuştur. Kütleçekimi belli bir mesafeden tesir etmiş olduğu için gezegenler eş zamanlı olarak birbirlerinden etkilenir. Ek olarak iki cisim içinde belli bir uzaklık varken herhangi bir temas olmadan birbirlerine tesir ettikleri görülmüştür. Einstein’a gore gerçekte kütleçekimi olarak değerlendirilen olayın sebebi uzay-zaman’da oluşan geometrik bir bükülmedir. Uzaydaki kütleler, uzay-zaman dokusunu bükerek onu eğri bir doku haline getiriyor. O eğri durumda hareket edern cisimlerin yönü değişmiş olur. Burada bahsedilen, cisimleri birbirine çeken “kuvvet”, uzaydaki cisimlerin oluşturduğu uzay-zaman bükülmesinin sonucunda oluşur. Ağırlığı oldukça olan cismin uzay-zamanda daha çok bükülmeye sebep olduğundan çevresindeki cisimler, onun oluşturduğu bükülü ortamda o ivmeye gore hareket eder.

Tüm bu teorilerden anlaşılıyor ki Kuantum Mekaniği oldukça ufak varlıklarla, Görelilik Kuramı’ysa oldukça büyük varlıklarla ilgili açıklamalar yapar. Her ne kadar birbirleriyle ilgisiz şeklinde görünseler de tüm evrende belirli bir düzenin var bulunduğunu düşünecek olursak hepsi birbiriyle belirli bir etkileşim içerisindedir. Buradan hareketle kabul edilen “seviye içinde kaos “ yada “seviye içinde karmaşa” anlayışının evrende hakim olduğu düşünülmektedir. Ek olarak buna “Kaos Teorisi –Düzensizliğin içindeki seviye” de denilir. Bu düzensizlik yada kaos denilen durum, kim bilir gizli saklı bir düzeni ifade ediyordur.

KAYNAKÇA:

[1] (Richard Feynman Kuantum Teorisini Iyi mi Tekrardan Keşfetti? – ikiman.com, 21.08.2022; Richard Feynman Kuantum Teorisini Iyi mi Tekrardan Keşfetti?, 21.08.2022)

[2] (Semiz, İbrahim. 50 Soruda Görelilik Kuramları, Haziran 2010, Bilim ve Gelecek Yayınevi, sf. 17)

[3] (Semiz, İbrahim. 50 Soruda Görelilik Kuramları, Haziran 2010, Bilim ve Gelecek Yayınevi sf. 53)

[4] (Tercüme: Bozkurt, Nejat. Albert Einstein Bilim ve Felsefe Yazıları, 2013, Bireşim Yayıncılık, sf:28)

İlgili Makaleler

bahis forum define forum
Başa dön tuşu