SANA GÖRE, BANA GÖRE VE GERÇEK

 

Her hikâyenin üç tarafı vardır;

Sana göre, bana göre ve gerçek..

Ve kimse yalan söylemiyordur 

***

FİZİK ÜZERİNE YEDİ KISA DERS  Carlo Rovelli

ZAMANIN DÜZENİ Carlo Rovelli

BİRAZ KUANTUMDAN ZARAR GELMEZ Marcus Chown

FİZİK ÜZERİNE YEDİ KISA DERS 

sayfa sayısı 67

Kitabın yazarı Rovelli, Lee Smolin'le birlikte loop(ilmek) kuantum kütle çekimi kuramını geliştiren , günümüzün öncü fizik kuramcılarından biri. Sole 24 Ore dergisinde yazdığı makalelerin genişletilmiş halini bu kitap ile okurlara sunuyor. Amacı modern bilimi tanımayan veya az tanıyanlar için anlaşılır, hap bilgiler vermek .İzlediğim bilim-kurgu filmlerinden aşina olduğum ama ne olduklarını bilmediğim kavramları ve olayları kolaylıkla kavrar oldum buradaki anlatım ile. Bu arada gerçek, filmlerden çok daha büyüleyici.

Kitapta yer alan yedi ders başlıkları sırasıyla şöyle; 

kuramların en güzeli , kuantumlar, evrenin mimarisi, parçacıklar, uzay tanecikleri,  olasılık-zaman ve kara deliklerin ısısı

alıntılar

Kütle çekimi alanı uzayda yayılmış değildi, çekim alanı uzayın ta kendisiydi. Genel görelilik kuramının anafikri işte budur. Nesnelerin içinde hareket ettiği Newton "uzay"ı ve çekim kuvvetini taşıyan "çekim alanı" aynı şeydir

Einstein R'nin (Riemann eğriliği) maddenin enerjisiyle orantılı olduğunu söyleyen bir denklem yazar. Yani: Uzay maddenin var olduğu yerde eğrilir. Hepsi bu. Denklem yarım satır uzunluğundadır, başka bir şey de yoktur..

Kısacası kuram, evrenlerin patladığı, uzayın çıkışı olmayan delikler içine çöktüğü, zamanın bir gezegene inildikçe yavaşladığı, yıldızlar arası uzayın uçsuz bucaksız enginliğinin deniz yüzeyi gibi dalgalandığı renkli ve şaşırtıcı bir dünya tanımlar...........Tüm bunlar temel bir sezginin ürünü: Uzay ve alan aynı şeydir.

Max Planck kuramın (kuantum kuramı) babasıysa Einstein da onu büyüten vasisidir. Ama bütün çocuklar gibi kuram da kendi yoluna gitti, Einstein da onu artık tanıyamaz oldu. 1910'lar ve 1920'ler boyunca büyümesine yön verense Danimarkalı Niels Bohr oldu.

Kuantum mekaniğinde, bir başka cisimle çarpışmadığı sürece hiçbir cismin belirli bir konumu yoktur. Bir etkileşimden diğerine uçuşunun ortasında onu tanımlamak için gerçek uzayda değil, soyut matematiksel uzayda yer alan soyut bir formül kullanılır.

Daha da kötüsü, her bir cismin bir etkileşimden diğerine geçmesini sağlayan bu sıçramalar öngörülebilir bir biçimde değil, büyük ölçüde rastlantısal biçimde gerçekleşir. Bir elektronun nerede yeniden ortaya çıkacağını öngörmek mümkün değildir, yalnızca şurada ya da burada aniden belirebileceğinin olasılığı hesaplanabilir. Olasılık düşüncesi, her şeyin kesin, tek anlamlı, değiştirilemez göründüğü fiziğin tam kalbinde yer edindi.

Einstein yeni kuramın dünyayı anlama yönünde atılmış dev bir adım olduğunu kabul etti ama nesnelerin bu kadar garip olamayacağına , "geride" daha mantıklı bir açıklama olması gerektiğine inanmaya devam etti.

Aradan bir yüzyıl geçti, hâlâ aynı noktadayız. Kuantum mekaniğinin denklemleri ve sonuçları, fizikçiler, mühendisler, kimyacılar, biyologlar tarafından pek çok farklı alanda her gün kullanılıyor. Tüm çağdaş teknoloji için çok işe yarıyorlar. Kuantum mekaniği olmasaydı transistör olmazdı.

Uzayın, içinde atom olmayan boş bir köşesinde bile, sayıları az da olsa bu parçacıkların cirit attığı görülür. Gerçekten boş olan bir boşluk yoktur. Tamamen durgun görünen bir deniz yüzeyinin yakından bakıldığında hafifçe dalgalanması ve titreşmesi gibi, dünyayı oluşturan alanlar da küçük ölçeklerde dalgalanır, dünyanın bu titreşimlerle sürekli olarak yaratılıp yok edilen temel parçacıklarının çok kısa ömürlü olduğunu hayal edebiliriz. Bu, kuantum mekaniğinin ve parçacık kuramının tanımladığı dünyadır.

Üniversitede sabah genel görelilik dersine, öğleden sonra da kuantum mekaniği dersine giren bir fizik öğrencisi, ya profesörlerin ahmak olduğunu ya da bir yüzyıldır birbiriyle konuşmayı unutmuş olduklarını düşünmeden edemez. Öğrencilere dünyanın birbiriyle taban tabana zıt iki imgesini öğretirler. Sabah, dünya her şeyin sürekli olduğu eğri bir uzaydır; öğleden sonra dünya enerji kuantumlarının sıçrayıp durduğu düz bir dünyadır. Çelişki, her iki kuramın da harika bir biçimde işlemesinde yatar.

Bulduğumuz şey, evrenin aşırı derecede sıkışmış olduğu zamanda, kuantum mekaniğinin geri itici bir kuvvet yarattığıdır ve bunun sonucunda Büyük Patlama'nın aslında "Büyük Sekme" , Big Bounce olabileceğidir : Evrenimiz kendi ağırlığıyla büzüşmüş ve sonunda çok küçük bir uzaya sıkışmış, sonra da "sekip" yeniden genişlemeye ve çevremizde gördüğümüz genişleyen evrene dönüşen daha önceki bir evrenden doğmuş olabilir. Evrenin bir ceviz boyutunda sıkıştırılmış halindeki sekme ânı kuantum çekiminin hüküm sürdüğü andır: Uzay ve zaman tamemen yok olmuştur, dünya yine de denklemlerle açıklanabilecek bir olasılık bulutuyla kaynar duruma indirgenmiştir. (ilmek kuantum çekimi)

Örneğin sürtünme olmadığında bir sarkaç sonsuza dek salınmaya devam eder. Hareketini filme alıp tersten oynatırsak, hareketin tamamen mümkün olduğunu görürüz. Ama sürtünme varsa, sarkaç sürtünme nedeniyle bağlantılarını biraz ısıtır, enerji kaybeder ve yavaşlar. Sürtünme ısı üretir. Böylelikle hemen ( sarkacın yavaşladığı) gelecek, geçmişten farklılaşır. Duran bir sarkacın bağlantılarından ısı alarak kazandığı enerjiyle salınmaya başladığı hiçbir zaman görülmemiştir. Geçmiş ile gelecek arasındaki fark yalnızca ısı söz konusu olduğu zaman vardır.

"Şimdi"yi "Burası"yla karşılaştırın. "Burası" konuşan kişinin yerini belirtir: İki farklı kişi için "burası" iki farklı yer gösterir. Bu nedenle "burası" anlamı nerede söylendiğine bağlı olan bir sözcüktür. "Şimdi" de söylendiği ânı belirtir. Kimse "buradaki" şeylerin var olurken "burada" olmayan şeylerin var olmadığını hayal dahi edemez. Öyleyse neden "şimdi" olan şeylerin var olduğunu, diğerlerinin var olmadığını söyleriz ?

BİRAZ KUANTUMDAN ZARAR GELMEZ

sayfa sayısı 237

Fizik üzerine yedi kısa ders kitabında ana fikir şeklinde okuduğum kavramların daha detaylı , teferruatlı ve örnekli bir anlatısı bu kitap. Bir miktar zor geldi , bu zorluk da anlatılan bazı şemaları tam olarak zihnimde  canlandıramamaktan kaynaklı. Dalgayı canlandırdık  canlandırmasına zihinde fakat, üst üste binip kesişimlerinin aldığı deseni iyi tartamadık misal:)  O kısımlarda bir parça destek aldım, google birçok kısa video ve metaryel sunuyor . Bu hikayenin nazarımda esas oğlanı elektrondur, daha da ötesi yoktur :) 

alıntılar

Nobel ödüllü Amerikalı bilim adamı Richard Feynman, "Büyük bir afette sahip olduğumuz tüm bilimsel mirası kaybetsek ve gelecek nesillere aktarabileceğimiz tek bir cümle olsa, hangi ifade en az kelimeyle en çok bilgiyi aktarırdı?" diye sormuş ve cevabı kesin olmuştur: "Her şey atomlardan oluşmaktadır."

Naif bir şekilde kuantum davranışlarının insanlar ya da ağaçlar gibi büyük şeylerin değil, atomlar gibi küçük şeylerin bir özelliği olduğunu düşünebiliriz. Fakat böyle kesin bir kaide yoktur. Kuantum davranışı aslında yalıtılmış şeylerin bir özelliğidir. Bu davranışı gündelik hayat yerine mikroskobik dünyada görmemizin nedeni, küçük bir şeyi kendisini çevreleyen unsurlardan yalıtmanın, büyük bir şeye nazaran çok daha kolay olmasıdır.

John Wheeler ve Richard Feynman elektronların neden hiçbir şekilde ayırt edilemez olduğu sorusuna gayet ilginç bir öneri getirdiler. Çünkü evrende yalnızca tek bir elektron vardır! Wheeler ve Feynman'a göre, bu elektron zamanda ileri-geri hareketlerle bir ağ örmektedir; tıpkı bir duvar halısı üzerinde gidip gelen iplik gibi. İpliğin halının dokumasına girip çıkarak ilmekler oluşturduğunu görür ve yanılarak her bir ilmeğin farklı bir elektron olduğunu düşünürüz.

İki elektron aynı kuantum durumunda olamaz. Elektronlar antisosyal parçacıklardır ve birbirlerinden vebalıymış gibi uzak dururlar. (Pauli dışlama ilkesi)

Richard Feynman'ın dediği gibi, "Masaları ve katı olan diğer her şeyi mümkün kılan, elektronların birbirleri üstüne çıkmadığı gerçeğidir."

"Bir adam güzel bir kızla oturup bir saat geçirdiğinde, bu süre kendisine bir dakika gibi gelir. Bir de onu, bir dakika için sıcak bir fırının üzerine oturtun; bu süre ona bir saatten daha uzun gelecektir. İşte görelilik budur!" - Albert Einstein -

Evrenimizdeki sabit olan unsur, uzay ya da zamanın akışı değil, ışığın hızıdır. Ve evrendeki her şeyin, kendisini ışığın egemen durumuna göre ayarlamak dışında hiçbir şansı yoktur.

.... , teleskoplarımızdan gördüğümüz evrenin şu anda var olduğunu düşünmek hatalı bir bakış açısıdır.Baktığımız an içinde evrenin nasıl olduğunu asla bilemeyeceğiz. Uzayda ne kadar uzağa bakacak olursak, zamanda da o kadar geriye bakıyoruz demektir.

Einstein'a göre, ağaçlardan düşen elmaları ya da gezegenlerin güneşin etrafında dönüşünü kendimize açıklayabilmek için, kütleçekim kuvvetini biz uydurduk. Çünkü çevremizdeki unsurların bize göre ivmelenmekte olduğunu görmezden geldik. Fakat cisimler yalnızca eylemsizliklerinin bir sonucu olarak hareket eder. Kütleçekim kuvveti diye bir şey yoktur!

Gergin bir trombolinin iki boyutlu yüzeyinde yaşayan bir karınca ırkı düşünün. Karıncalar yalnızca yüzeyde olanı görebilir; trombolinin aşağısındaki ya da yukarısındaki uzaya, yani üçüncü boyuta dair hiçbir fikirleri olamaz. Üçüncü boyuttan çıkıp gelmiş muzır karakterler olarak aramızdan birinin, trombolinin üzerine bir gülle koyduğunu düşünelim. Karıncalar önünde sonunda, gülleye yaklaştıkları zamanlarda yollarının esrarengiz bir şekilde gülleye doğru eğim kazandığını keşfedecek ve bunu, güllenin üzerlerinde bir çekim gücü uyguladığı şeklinde açıklayacaklardır. ....

....... Onları gülleye çeken herhangi bir kuvvet yoktur. Yaşadıkları durum, güllenin trombolin üzerinde vadi benzeri bir çöküntüye neden olmasından başka bir şey değildir ve yollarının gülleye doğru eğim kazanması da bundandır.

Öncelikle, zamanda bir mesafeyi katetmet için uzayda da bir mesafe katetmeniz gerekir. Yalnızca zaman makinenizin içine kurulup, bir kolu çekip kendinizi bir anda 1066'da bulamazsınız. Diğer bir önemli farklılık ise kullandığınız zaman makenisinin icat edildiği zamandan öncesine gidemeyeceğinizdir. Bir dinazor safarisine çıkmak istediniz diye, bugün bir zaman makinesi inşa etmeniz pek işinize yaramaz.

ZAMANIN DÜZENİ

sayfa sayısı 147

Biraz Kuantumdan Zarar Gelmez kitabındaki benzer şeyleri okuduğumu düşünüyordum ilk sayfalarda, neticede ortak zemin. Fakat, öyle olmadı. Konunun dahilinde yeni sekmeler açıldı. "Döndük mü yine başa? " derken solucan deliklerine düştüğümü fark ettim :) Bir de yazar son fasıllarda kendinden, yaşamından aktardıkları ile sohbet ediyor okuyucuyla.

alıntılar

"Çevredeki hiçbir şey değişmiyorsa, ısı soğuk bir kütleden sıcak bir kütleye geçemez." (Rudolf Clausius)

Buradaki can alıcı nokta, düşen şeylerle arasındaki farktır : Bir top düşebilir ama kendiliğinden geri de dönebilir - örneğin geri sekebilir. Fakat ısı geri dönemez. Clausius'un ortaya koyduğu bu yasa, fiziğin, geçmişi gelecekten ayıran tek genel yasasıdır.

Uzay-zaman bir elektron gibi fiziksel bir nesnedir. O da dalgalanır. O da farklı konfigürasyonlara ait bir "süperpozisyon"da bulunabilir . Genişleyen zaman resmini, ....... farklı uzay-zamanların bulanık bir süperpozisyonu gibi düşünmemiz gerekir. (belirsizlik; kuantum mekaniğinin ikini keşfi)

Evreni bir olaylar ve süreçler toplamı olarak düşünmek, onu kavramanın, onun bilincine varmanın, onu betimlemenin en iyi yoludur. Görelilikle uyumlu olan tek yol budur. Evren bir nesneler toplamı değildir, bir olaylar toplamıdır. Nesneler ile olaylar arasındaki fark, nesnelerin zaman içinde kalıcı olmasıdır. Olayların süresi sınırlıdır. Tipik bir "nesne" örneğin bir taştır; yarın onun nerede olacağını merak edebiliriz. Oysa bir öpücük bir "olay"dır. Öpücüğün yarın nereye gideceğini merak etmenin bir anlamı yoktur. Doğa taş ağlarından değil, öpücük ağlarından oluşur.

Enerji (mekanik,kimyasal,elektriksel ya da potansiyel enerji şeklinde olsun) ısıl enerjiye yani ısıya dönüşür, soğuk şeylere gider, oradan da onu bir bedel ödemeden geri almak ve bir bitkiyi büyütmek veya bir motoru çalıştırmak için yeniden kullanmanın artık bir yolu yoktur. Bu süreç içinde enerji aynı kalır ama entropi artar, geriye dönmeyen şey budur. Onu tüketen, termodinamiğin ikinci yasasıdır. Dünyayı döndüren enerji kaynakları değil, düşük entropi kaynaklarıdır. Düşük entropi olmasaydı enerji eşit biçimde ısı olarak dağılır, dünya da geçmiş ile gelecek arasında bir farkın olmadığı, hiçbir şeyin gerçekleşmediği ısıl denge durumuna doğru giderdi.

Bir taş yere düşer. Neden ? Sık sık taşın, aşağıda olan, "en düşük enerji düzeyi"ne geçtiğini okuruz. Peki ama taş neden kendisini en düşük enerji durumuna koymak zorunda olsun? Enerji korunuyorsa eğer, neden enerjiyi yitirmek zorunda olsun? Yanıt şudur: Taş yere vurduğu zaman onu ısıtır; mekanik enerji ısıya dönüşür, oradan da geri dönüş yoktur. Termodinamiğin ikinci yasası olmasaydı, ısı olmasaydı, mikroskobik kaynaşma olmasaydı, taş sürekli olarak sekmeye devam eder, hiç durmazdı.

Doğaya ilişkin bilgilerimiz yüzyıllar boyunca baş döndürücü bir hızla arttı, hâlâ da öğrenmeye devam ediyoruz. Ama zamanın gizeminden bir şeylere ancak şöyle bir gözucuyla bakıyoruz. Zamanı olmayan dünyayı görebiliriz, evrenin, tanıdığımız zamanın artık olmadığı derin yapısını zihnin gözleriyle görebiliriz, Paul McCartney',nin batan güneşe bakıp dünyanın döndüğünü gören tepedeki delisi gibi. Bizim zamanın kendisi olduğunu görmeye başladık. Bu alan biziz, nöronlarımızın bağlantıları içindeki bellekte bulunan izler tarafından açılan açıklığız. Biz belleğiz. Biz özlemiz. Gelmeyecek bir geleceğe karşı arzu duyuyoruz. Belleğin ve öngörünün açtığı bu alan, bizi belki bazen kaygılandıran ama özünde bir lütuf olan zamandır.