Doppler Olayi ve Genel Görelilik

 


Gözlerimizi kapadigimizda çevreden bize yaklasan veya bizden uzaklasan araçlarin seslerini taniyabiliyorsak, neyin yaklasip, neyin uzaklastigini anlayabiliyorsak bunun açiklamasini, Doppler’e borçluyuz. Doppler Olayi,hareket eden cisimlerin yönlerini ve hizlarini bulmamiza yarar. Bir demir yolu peronunda beklediginizde size yaklasan ve sizden uzaklasan tren düdüklerindeki seslerin nasil degistigini animsiyor musunuz? Yaklasan tren düdügünün sesi tizlesir; uzaklasaninki peslesir. Tren size yaklasirken ses üreten dalga merkezleri de size yaklasmakta ve sesin dalga boyu giderek küçülmektedir. Dalga boyunun küçülmesi demek, frekansin (birim zamandaki titresim sayisinin) artmasi demektir. Tren düdügünün perdesindeki degisim oraninin ölçülmesi, trenin istasyona yaklasma hizinin ölçülmesine olanak saglar. Yildizlarin ve galaksilerin hizlarini ölçmek için de ayni ilke kullanilir.


Rus bilimci A. A. Friedman, genel göreliligin temel denklemlerinin bir çözümüyle “evrenin genisledigi”ni bildirdi(1922). Buna göre evrendeki madde yogunlugu düzenli dolarak azaliyor ve galaksiler arasi uzakliklar artiyor olmaliydi. Uzaklasan galaksiler, genlesen evren. Gökbilimciler, genel göreliligin bu varsayimini dogrulamak için Doppler olayini kullandilar.


Kütlesel çekim alani, isigin yalniz dogrultusunu degil, dalga boyunu (dolaysiyla frekansini) da degistirir. Kütle çekimi altinda cisme dogru gelen isik demetinin dalga boyu azalir (frekansi artar), isik, mavi görünür. Kütle çekiminden uzaklasarak gelen bir isik demetinde ise dalga boyu artar (frekans küçülür), isik, kirmizi görünür. Bir çok galaksinin hizi ölçüldü ve Tayf çizgilerinin, tayfin kirmizi ucuna dogru kaydiklari görüldü. Kirmiziya kayma denen bu olay, galaksilerin bizden uzaklastigini gösteriyordu. Bilim adamlari, daha uzak galaksilerin hizlarinin daha büyük gözüktügünü buldular. Kirmiziya kayma, gözlenebilen en uzak galaksilerinki saniyede 60 bin kilometre ve daha büyük hizlarda olmak üzere, galaksilerin gerçekten birbirinden uzaklasmakta oldugunu kanitladi.


 


Uzaydaki Asansör


 


Yine çekim alani disinda sabit bir ivme ile bos uzaya tirmanan asansörle basliyoruz. Asansörün içinde bir fizikçi bulunuyor. Yildizlar arasi uzayda dolasan aylak avci asansöre bir mermi atiyor. Merak etmeyin fizikçimize hiçbir sey olmayacak!Mermi asansörün duvarini deliyor, içerden geçiyor ve birinci duvari deldigi noktanin biraz altindan olmak üzere öbür duvari da delip geçiyor. Avci olayi nasil açikliyor: Newton’ un eylemsizlik yasasina göre mermi aslinda düzgün bir çizgi üzerinde yol aliyor; ancak asansör “yukari” dogru gittigi için ikinci duvardaki delik biraz “asagida” kaliyor. Durumu bir de asansörün içinde yaralanmadan kalan fizikçimize soralim. O, evrende nerede bulundugunu bilmiyor. Ama Dünya’daki kütle çekimini biliyor. Dünya üzerinde atilan bir mermi kütle çekimi etkisiyle parabolik bir yay çizer. Fizikçimiz de merminin yolunu kütle çekimine bagliyor. Asansör, bos uzaydaki tirmanisini sürdürürken mermi deliginden bir isik düsüyor. Isigin hizi çok büyük oldugu için asansör duvarlari arasindaki küçük uzakligi saniyenin çok küçük bir kesrinde kat eder. Ama bu sürede asansörümüz de yukari dogru belli bir yol alir. Böylece isik karsi duvarda, birinci duvardan girdigi noktanin biraz altina düser. Fizikçimiz bu olayi nasil açiklayacak? Asansörün hareketinden habersizdir ve bir kütle çekim alani içinde bulundugunu sanmaktadir. Kütle çekimi,kütlenin çevresindeki uzayi bükmesi anlamina geliyor. Böylece isigin yolunun egri bir uzayin varligi sonucunda büküldügünü düsünür. Einstein de böyle düsünmüstü. Bu öngörü dogruysa uzak yildizlardan gelen isin Günes çevresinden geçerken kütle çekim alaninin etkisiyle egrilmelidir. Yildizlar gündüz görülmediginden, Günes’ in ve diger yildizlarin birlikte görülebilecegi yalniz bir durum vardi: Günes tutulmasi. Einstein, bir tutulma sirasinda Günes’ in karanlik yüzünü çevreleyen yildizlarin fotograflarinin çekilmesini ve ayni yildizlarin baska zamanlarda çekilmis fotograflariyla karsilastirilmasini önerdi. Günes’i geçen yildiz isiginin egrilmesi sonucu, biz Dünyalilar, yildizlari olduklari yerlerden farkli yerlerde, Günes’ ten uzaklasmis gibi görürüz. Einstein görülecek sapmayi hesapladi. 29 Mayis 1919′ daki Günes tutulmasinin gözlemleri Einstein’ in dogru düsündügünü ve hesapladigini gösterdi.


 


Genel Görelilik Test Edildi mi?


 


Einstein, gezegenlerin yildizlarin çevresindeki uzayi kütleleri oraninda bükmesinin geometrisini-kütlesel çekime esdeger olan bu geometriyi- belirleyen bir dizi denklem türetti. Genel göreliligi sinamak için üç test önerdi:


1. Günes’ in çekim alaninda isigin hafif bükülmesi


2. Merkür gezegeninin yörüngesinden sapmasi


3. Bir kütlesel çekim alaninda saatlerin daha yavas çalismasi gerektigi


Genel görelilik kuraminin ilk testi isigin Günes’in kenarinda bükülmesidir. Bugün bilim adamlari bu testi belli galaksiler ve yildizlar gibi radyo kaynaklarinin Günes’in arkasindan geçerken pozisyonlarini tam olarak ölçebilen cihazlar olan radyo interferometreleri kullanarak yapiyorlar. Fakat Einstein bu deneyi 1916 yilinda önerdigi zaman hiçbir radyoteleskop yoktu. Araya Birinci Dünya Savasi(1914-1918)girmisti. Ingiltereli bir astronom ve Royal Society üyesi olan Arthur Eddington, Einstein’in yeni teorisini duydu ve 29 Mayis 1919’da güney yarikürede gerçeklesmesi beklenen bir tam günes tutulmasini izleyerek onu test etmek istedi. Birinci Dünya Savasi(1914-1918) ortaminda, Royal Society’nin bir günes seferini karsilayacak fonlar bulmasi ümidi yoktu. Eddington bir barisseverdi , hükümetine karsi utangaç davrandi ve muhtemelen kendisini Ingiltere disina götürecek 5000 Sterlin aldi. Günes tutulmasi Sobral, Brezilya ve Bati Afrika kiyilarinda bir ada olan Principe Adalarinda izlendi.


 


 


Bir tam Günes tutulmasi sirasinda tutulmus olan Günes’in çok yakinindaki yildizlarin alani karanlikta görülebilir hale gelir ve fotograflari da çekilebilir. Günes’in arkasindaki uzak yildizlardan gelen isiklar, Günes’in kenarina çok yakin bir yol üzerindedir ve bu nedenle, Einstein’a göre, Günes etrafindaki egri alanda bükülmeleri gerekir. Bu bükülme durumu, alti ay sonra, günes yildizlarin isik yolunun yakininda degilken, bu yildizlarin gece çekilecek ikinci bir fotografi ile kiyaslanirsa açiga çikarilabilir. Bu kiyaslama, iki fotografta yildizlarin göreceli konumlari arasinda Günes etrafindaki egri uzay-zamanda isigin bükülmesi nedeniyle olusan bir kaymayi gösterir. 1919 yilinda, Royal Society, hem Sobral hem de Principe ’de Günes tutulmalari sirasinda görülen yildizlarin konumlarinin Einstein’in kestirimleri ile uyum halinde oldugunu ilan etti. Böylece,Iki yüz yil sonra, Newton’un kütlesel çekim yasasi yikilmis ve Einstein’in ününün yayilmasi dönemi baslamisti.


 


 


Göreliligin klasik testi çok önce yapilmisti. Fakat ancak son on yilda, genel göreliligi çok kesin olarak test eden bazi yeni testler yapilmistir. Basitçe, on yil önce bu teknoloji yoktu. Irwin Shapiro ve MIT’teki arkadaslari genel görelilik için güzel bir test gelistirdiler. Güçlü bir radar isini ve bilgisayar sinyal islemcileri kullanarak, Merkür veya Venüs gibi bir gezegenden, Günes’in arkasindan geçerek tutulmalarindan hemen hemen önce önce radar isinlari gönderdiler. Gezegen tutuldugu zaman hiç radar isini geri dönmemektedir, fakat tutulmadan hemen önce, radar sinyalinin (isik isini ile aynidir) dünyayi terk etmesi, uzak gezegenden yansimasi ve dünyaya dönmesi için gereken süreyi ölçmek mümkündür. Genel görelilik kuramina göre, uzay egriligi nedeniyle bir isik isini, Günes’in çok yakinindan geçerken biraz bükülmek zorundadir. Bu durum, isik isininin tur süresini, Günes’in kenarindan geçmeseydi gerekli olacak süreye göre arttirir. Yeryüzünden görüldügü sekliyle gezegen, Günesin kenarina yaklasirken, radar sinyalinin geri dönmesi için gerekli süre artar ve genel görecelik kuraminda bu gecikme konusunda kesin bir kestirim vardir. Küçük deneysel hatalar siniri içinde bu kestirim dogrulanmistir.


Uydu teknolojisinin gelisimi ve insansiz uzay araçlariyla Günes sisteminin kesfi genel görecelik kuraminin testi konusunda yeni yollar açmistir. Simdi Mars’in etrafinda yeryüzüne sinyaller gönderen bir uydu vardir. Bu uydu ve Mars, dünyanin bakis açisiyla, Günesin arkasindan geçmek üzere iken, Günes yakinindaki uzay egriligi nedeniyle, sinyallerin Dünya’ya ulasmasi gittikçe daha fazla zaman alir. Bilim adamlari, etkili sinyal gecikmelerini kesin olarak ölçebilir ve bunlar da Einstein’in kuramini dogrulamaktadir.


Isigin bükülmesinin belki de en dramatik dogrulanisi, 1979 yilinda bir kütlesel çekim merceginin kesfedilmesi oldu. Kütle yakininda uzay bükülmesine yol açtigi için, isik yollari, büyük bir kütlenin yaninda, siradan bir cam mercekteki odaklasma veya saptirma etkisini yol açtigi gibi bükülürler. Çift kuasar görüntüsünün,bizimle kuasar arasindaki görüs hatti boyunca yer alan bir galaksinin ya da galaksi grubunun gravitasyonel mercek etkisi nedeniyle bir tek kuasarin çok katli görüntüsü oldugu bulundu. Böyle daha bir çok mercek bulundu. Einstein kütlesel çekim mercegi etkisi konusunda 1937’de kestirimde bulunmustu. Einstein bir mercek gibi davranan bir büyük kütle bizimle daha da uzaktaki bir isik kaynagi arasindaki görüs çizgisi üzerinde yer alirsa, o zaman uzaktaki kaynagin çift imajini görecegimizi gösterdi. Dennis Walsh, Robert Carswell ve Ray J. Weynman 1979’da bir kuasarin-son derece uzak bir radyo ve isik sinyalleri kaynagi- güçlü bir teleskop ile gözlendigi zaman, gerçekten iki görüntülü göründügünü fark ettiler.


 


Kuasarin bu çift görüntüsünün en iyi açiklamasi, bizimle kuasar arasinda yer alan tüm galaksinin kütlesel çekim mercekleri ürettigidir. Isigin sapmasiyla yakindan iliskili olan “Shapiro zaman gecikmesi”,Günes’in yakinindan geçen isik sinyallerinin bir gecikmesidir. Örnegin, dünyadan superior baglamdaki Mars’a (Mars,Günes’in öte tarafinda iken) bir gidis-dönüs yolunda Günes’i siyirarak gelen bir sinyal için,gidis dönüs için gerekli süre,Newton kuraminin verdigi yaklasik 250 µs’nin üzerine çikacak sekilde artar. Sinyalin Günes’e olan uzakligi arttikça bu etki azalir. Radyo-astronom Irwin Shapiro’nun 1964’te bu etkiyi kesfini izleyen iki onyilda,radarin gezegenlere ve uzay aracina ayarlanmasi teknigini kullanarak yüksek duyarlikta birçok ölçüm yapildi. Üç çesit hedef kullanildi: Merkür ve Venüs gibi gezgenler,Mariner-6 ve 7 gibi serbest uçan uzay araçlari ve Mars yörüngesindeki Mariner-9 ve 1976’da Mars’a konan ve yörüngesine giren Viking gibi “demir atan uzay araçlari” olarak bilinen uzay araçlari ile gezegenlerin bir kombinasyonu. Viking deneyleri,genel göreliligin öngörüsüyle binde bire kadar uyusan çarpici sonuçlar verdi. Bu Dünya-Mars uzakliginda 30 metrelik bir uzakliga karsilik gelir.


Einstein, yasaminin sonuna degin, elektromanyetik alan ile kütle çekimi alanini bir tek denklemler kümesinde birlestirerek bir birlesik alan kurami gelistirmeye çalisti; ama bunda basarili olamadi.
1925’e dek kuantum mekaniginin en yaratici sonuçlarini ortaya çikaran kendisi oldugu halde,özellikle W.Heisenberg’in belirsizlik ilkesini öne sürmesinden sonra bu alandaki gelismeleri karsit bir tutum içine girdi. Schrödinger’in dalga denkleminin neyi temsil ettigi üzerine Bohr, Heisenberg, Born gibi bilginlerle yaptigi tartismalar bir uzlasmayla sonuçlanmadi ve Albert Einstein, çalismalarini, yeni akimin disinda, yalniz olarak yürüttü. Bu tartismalardan birinde söyle yazmisti:


 


Bilimden beklediklerimiz açisindan birbirimize karsit kutuplarda toplandik. Siz (Bohr), zar atan bir tanriya, bense gerçek nesneler olarak var olan seyler dünyasindaki yetkin yasalara inaniyorum.”


 


özümüzün bizi sartlandirmasi dolayisiyla evrenin dolu ve ona göre de bos oldugunu algilar, bunun disinda potansiyel olarak farkli boyutlarinda neler oldugunu degerlendiremeyiz.  Halbuki, maddenin derinligine indigimizde sirasiyla maddesel, moleküler, atomik, parçaciklar ve nihayetinde kuvvet alanlarinin bulundugu boyuta ulasmis oluruz. Evrenimizin bos olarak algiladigimiz kisimlarinda bu kuvvet alanlari bulunur. Bunlar sirasiyla güçlü, zayif nükleer, elektromagnetik ve gravitasyonel kuvvet alanlaridir. Ilk ikisi atomalti boyutlarda geçerli iken elektromagnetik kuvvet hem mikroskobik hem de makroskobik uzayda geçerlidir. Gravitasyonel kuvvet ise tüm evrende hüküm sürer. Fakat quantum düzeyindeki birtakim gözlemler daha derin boyutta yeni bir alanin mevcudiyetini zorunlu kilmaktadir. Radyoaktif bir maddenin kütlesinde yarilanma süresi ya da maddenin radyasyonunun yarisini yaymasinin alacagi zamanin bu kütledeki atomlarin sayisiyla belirlenmesi (çünkü kütle azalirsa yarilanma süresi etkilenmektedir), çift yarikli deneyde 100 farazi parçacigin araliktan teker teker geçmelerine izin verildiginde parçaciklarin % 10’unun A bölgesine çarpmasindan sonra, yariktan geçen öteki parçaciklarin sanki ihtimaller hesabini biliyormusçasina bölgeden kaçmalari,  bir elektronun plazma içinde bütünün bilgisine sahip olarak hareket etmesi gibi nedenler bu görüsü dogrulamaktadir. Bu da bize quantum alti düzeyde ayri ayri parçaciklarin baglantili oldugunun isaretlerini vermektedir . “O halde baglantinin yapisi nasildir?” Neils Bhor, atom alti parçaciklar gözlemlenmedikleri zaman var olmuyorlarsa, bagimsiz nesneler olarak düsünülemeyecegini ve bölünmez sistemin parçalari olmasi gerektigini, baska türlü düsünmenin anlamsiz oldugunu belirterek bu soruyu yanitladi. Jhon Wheeler de astrofizikte “kurt deligi olarak” bilinen iki uzay zaman noktasini bir üst boyutta baglayan Einstein-Rosen köprülerini kuantum düzeyine monte ederek Kuantum Köpügü kavramiyla açiklamaya çalismistir.(Yani uzay-zamandaki bütün noktalar birbirleriyle çaprazlama bir biçimde Kuantum köpügündeki kabarciklar vasitasiyla baglantilidir.) Her ne kadar Bhor’ un ve Wheeler in görüsleri dogru olsa da, David Bhom, quantum alti düzeydeki karsilikli baglantilarin yapisini en iyi ve her seyi kapsayacak biçimde açiklayarak buna “Quantum Potansiyel Alani” adini verdi . Bu alanin özellikleri, sistemi alisilmisin disinda açiklayarak hayret verici sonuçlara götürmektedir. Bunlar , Bütünsellik ve Mekânsizlik özellikleridir. (Zaman, mekân ile mevcuttur .Mekânsizligin bulundugu bir yerde zaman da yoktur. Böylece, bu özellikle tanimlanan seyin yok oldugu sonucuna gidilir .Yok olan bir seyin de bütünselliginden bahsedilemeyeceginden, bir seyin ayni anda hem mekânsizlik hem de bütünsellik özelligine sahip olmasi anlamsizdir.Dolayisiyla bu, “bir nesnenin varligi onun ayni zamanda yoklugudur” anlamina gelir. Yani var olan seyin varligi hükmidir,bir kabulden ibarettir. Baska bir deyisle her sey quantum potansiyelinde “yok” olarak mevcuttur.) Bunu söyle açiklayabiliriz,algiladigimiz evrende tüm nesnelerin belirgin bir yeri olmasina karsin QPA ( Kuantum Potansiyel Alani ) düzeyinde yer kaplama özelligi yoktur, bununla birlikte uzaydaki herhangi bir nokta diger noktalarin tümüyle esitlenmekte, böylece bir seyin diger seyden ayriligi da ortadan kalkmaktadir. Baska bir özelligi de bu alanin tipki yerçekimi gibi uzayin tümüne egemen olmasidir. Ancak yerçekimli, manyetik ve digerler alanlarin tersine bu alanin etkisi, aralarindaki uzakliktan ötürü azalmiyor, karmasik bir biçimde hemen hemen fark edilmez düzeyde, uzayin her yerinde ayni güce sahip oluyor. Tüm bu özelliklerden çikan sonuç ise ; parça adi altinda bütünün kendisi oldugudur. Bir anlamda parçaciklar seklinde nitelendirilen, aslinda tek bir parçacigin çogul görüntüsüdür .Yani tüm parçaciklar kendi boyutlarinda Tek ve ayni parçacigin kendisidir. Örnek verirsek; sonsuz foton denizindeki fotonlar, aslinda tek bir fotonun kendisidir, ayni sekilde elektron, proton….vb) ve Rölativite teoremi uyarinca da tüm evreni boyutlariyla içinde barindiran bir foton, ayni zamanda o evreni olusturandir. Böylece, tüm parçaciklarin birbirleriyle QP’de karsilikli olarak uzay-zaman içindeki her noktanin diger noktalarla ne sekilde baglantili oldugunu açiklamaktadir .Bu da QP’ de var kabul edilen evrenimizi uçsuz bucaksiz bir hayal uzayi kilar .Yani bir hayaldeki uzay-zaman algilamalarimiz, biz onlari tasavvur ettigimiz derecede mevcut olup bir hacme vb’e sahip degillerdir. Baska bir deyisle, her sey bu QP’nin çalkantili denizinden düzenlenerek dalgalanmanin birbirlerine göre bakis açisindan bize göre yogunlasma seklinde algilanip madde olarak açiga çikmasindan ibarettir. Enerji titresimlerinin yogunlastiginda aldigi isim de diyebiliriz. Dolayisiyla madde kabulüne dayanan evren anlayisindan yola çikarak gelinen ilk nokta olan Big-Bang görüsü,QP düzeyinden bakis açisina göre anlamsizlasmaktadir. Çünkü Big-Bang patlamasi ve sonraki süreçler de ayni sekilde düzenlenmektedir. David Bhom buna “Her seyin altinda yatan bir düzenin ikinci kademede ortaya çikis görüntüsünden baska bir sey degildir. Bu düzeni kuran, düzenin ayni zamanda kendisi. Bir ve Tek… Bu da algiladigimiz evrendeki tüm olusumlarin ötede distan biri tarafindan olusturulmayip, kendiliginden meydana geldigini de açiklamaktadir. Bundan binlerce yil önce Hz Muhammed (sav)’ in dile getirdigi “Zerre külün aynasidir.”sözü ile Hz Isa (as)’ in “Hepinizin üzerinde olan isik benim.Bütün Benim. Bütün benden çikti ve bütün bana eristi . Agaci yarin ben oradayim; tasi kaldirin beni orada bulursunuz” ifadesi bugün modern bilimin tabanda eristigi gerçegi kisaca özetlemektedir.


 


1. Bölüm


 


Galileo Galile ile baslayan modern bilim, Newton’un kartezyen dünya görüsüyle hiz almistir. Newton’un kuramlari bize, gördügümüz tüm varligin, bölünmez en küçük yapi taslari olan atomlardan meydana geldigini ve ondan olusan tüm nesnelerin de birbirlerinden ayri kati olusumlar halinde uzay-zamanda (ki bunlar da birbirlerinden bagimsizdir) yer kaplamakta oldugunu söylemektedir. Bu anlayisa göre insan bilinci, bu parçalarin ayri ayri olarak birbirlerini etkiledigi evrenden tamamen kopuk ve onu etkilemeksizin mevcuttur. Dalgasal hareketler, isik dalgalari gibi eterimsi uçucu bir ortamda titresimler seklinde var olmaktadir. Dalgasal özelligin yaninda parçaciklarin temel yapi taslari olarak da maddesel dünyamizi meydana getirmektedir. Göz boyutunda algiladigimiz evrenin isleyis mekanizmasini (ki nedensel ve deterministtir) belirleyen Newton Fizigi ya da Klasik fizik, Görecelik kuraminin gelismesiyle birlikte, atomalti boyutlarinda yerini yeni bir fizik anlayisi olan Kuantum fizigine birakarak anlamini yitirir.
Evrensel sistemin kökenini açiklamaya çalisan Kuantum fiziginin, klasik anlayisimiza ne tür bir açiklama getirdigini anlamak için, bu kavrami farkli açilardan görmeye çalisan ekollerin yorumlan ile anlamaya çalisalim. Bunlar sirasiyla, Kopenhag, Wheleer-Everet (çoklu dünyalar) Bhom’un Sakli Düzen yorumlaridir.



KopenHag Yorumu;


 


 Ünlü Danimarkali fizikçi Neils Bhor ve onun düsünce sistemini takip eden fizikçilerin olusturdugu ekoldür. Bu düsüncelerin ilkeleri özetle söyledir:


 


Kuantum fizigi, istatistiksel mekanik gibi ayni türden çok sayida sistemin istatistik özellikleriyle degil, tek bir sistemin davranislariyla ilgilenir. Yani, tek bir atomun, elektronun ya da birkaç parçaciktan, atomdan olusan tek bir sistemin ya da çok sayida atomdan olusan bir kristalin davranisini inceler. Olasilik ve Indeterminizm ise temel ilkedir.


Shördinger denkleminin belli bir sistem için çözümüne, o sistemin dalga fonksiyonu adi verilmekteydi. Dolayisiyla, bu dalga fonksiyonunun tespit ettigi ihtimaller, gözlemcinin ya da kuantum Fiziginin eksik bilgisinden degil, ihtimallerin neden oldugu belirsizlikler doganin kendi özelliginden kaynaklanmaktadir.


Bunu biraz daha açarsak, bildigimiz gibi kuantum boyutlarinda, herhangi bir fiziksel sistem, olmasi gereken durumlarin bir tanesinde degil, birçok durumun hepsinde ayni zamanda bulunabilmektedir. Mesela bir elektron, klasik fizigin öngördügü gibi, çekirdek etrafindan bulundugu yörüngenin herhangi bir zamanda belirli bir noktasinda degil, ayni zamanda küresel yörünge yüzeyinin ayni anda her yerinde bulunmaktadir. Yani, parçacik için su ya da bu konumdadir diye bir sey söylenemez. Yalnizca, nerede bulunabilecegine iliskin bir olasilik araligi verilebilir. Fakat gözlemci ile gözlemlenen ya da algiladigimiz boyutun kavramlari ile olusan kuantum olaylarinin arasinda bir baglantinin varligi nedeniyle, ölçme ile ilgili ilkeler ortaya konarak, klasik bir alan olmadan kuantum fiziginin bir anlami olamayacagi, baska bir deyisle kuantum sistemleri üzerindeki gözlemlerimizin yalnizca klasik fizikle anlatilabilecegini söyler. Bu nedenle hem ölçme aletlerimizin, “bir elektron için her yerdedir” düsüncesinin verdigi anlamsizlik, hem de bu islem sirasinda Haysenberg in belirsizlik ilkesi geregince ölçümledigimiz olaya müdahale edip ölçümü geri dönülmez bir sekilde bozacagimizdan dolayi, aletlerimiz olmasi gereken ihtimallerden hangi konumu bize veriyorsa, onu göz önüne almak zorundayiz. Bu olaya (collopse) “çökme” denir. Bu çökme kavramini daha iyi anlamamiz için ucu üzerine dikilmis bir sopanin hali üzerinde devrilecegi yönün ayni anda üst üste konulmus tüm olasi konumlari içermesi ve devrildigi durumda da yani Shördinger dalga denkleminin çökmesiyle yalnizca bir konumu göstermesi ve bunun sonucunda da bizim bu sonsuz olasiliklardan sadece birini seçerek algilayacagimiz yönü verecegini düsünebiliriz. Bu da bize, algiladigimiz gerçekligin, Shördinger dalga denkleminin geçerli olmadigi durumlar disinda geçerli oldugunu gösterir. Böylece gözlenen sistemle, gözleyen sistem bölünmez bir bütün olarak ele alinarak gözlemlenen sistemin özelliklerinden, gözleyenden bagimsiz bir biçimde bahsetmek anlamsizlasin
Bununla birlikte, tamamlayicilik (complamentarity) ilkesine göre de, taneciklerin, parçacik ya da dalgasal özelliklerinin belirsizlik prensibi geregince, ayni anda gözlemlenmemesinden dolayi bunun ancak deneyin kosullarina göre ayri ayri belirlenebilecegini, hangi özelligi belirlenmisse, diger özelliginden bahsetmenin bir anlami olamayacagini söyler. Yani, bir ölçüm sonucu elde edilenler, “gerçek” olarak nitelendirilir. Bunun disinda gerçek hakkinda baska bir sey söylenemez, çünkü anlamsizdir. Bunu örneklersek, sandalyede oturup Tv seyrederken belli sebeplerle birden evden disari çikmamiz gerektigini ve bu yüzden de kapiyi kilitleyip disari çiktigimizda, Newton fizigi bize evin içini gözlemlemedigimiz için onlarin gerçekliginden bahsedemeyecegimizi söyler. Ancak onlari, biraktigimiz gibi bulabilmemiz için tekrar geri dönüp gözlemlememiz gerekecektir. Tipki Amerika’nin su an benim için belirsiz olup ancak biletimi aldigim an onu yavas yavas yaratmakta olacagim gibi.
Bu konuda Nick Herbert’in, “Bazen arkama döndügümde dünyanin her zaman kökeni belirsiz ve amaçsizca akip duran bir kuantum çorbasi oldugu duygusuna kapiliyorum. Ama, ne zaman ki yüzümü oraya çevirecek olsam, dünya yeniden her zamanki.
Gerçekligine dönüsüyor. Bu durumda kendimi biraz ipegin dokunusunu hiçbir zaman duyumsamayan ve dokundugu her seyi altina dönüstürdügü için hiçbir insanin eline dokunamayan efsanevi Kral Midas’a benzetiyorum, iste insanoglu da upki ayi u bibimde kuantum gerçekliginin dokusunu asla deney imleyemez. Çünkü dokundugumuz her sey maddeye dönüsüyor” dedigi gibi.
Bununla beraber, fizikçiler, Bhor’un kuantum kuraminin dogrulugunu kabul etmekte ama, sadece kuramin bazi yönlerini açiklamada yetersiz olduguna inanmaktadirlar. Bunlardan Wheleer ve Everett, çoklu evrenler teorisiyle alternatif bir yorum getirmeyi basardilar. Bu teori, hem kuantumun olasilikli yapisina hem de çökmenin nasil oldugu ve ölçümü ne sekilde tanimlayabilecegimize, (ki Kopenag yorumunun indirgemenin olasiliklarini bir yasa olarak kabul ediyor, fakat çökmenin mekanizmasini açiklamiyordu) dalga fonksiyonunun gerçekte çökmeyip buna karsin, fonksiyonun indirgenmesi için ne kadar olasilik varsa, o kadar alternatif evrene bölünmekte oldugu biçiminde açiklik getirdi. Bunu hali üzerindeki sopa örnegine uygularsak, sopa bir yöne degil, düsebilecegi tüm yönlere düserek paralel evrenlere bölünür ve buna karsin gözlemci de, onu hangi evrende gözlemliyorsa (ki gözlemcinin kendisi de bölünmektedir), o gözlemledigi evrendeki sopanin yönelimini bilinci ile belirleyerek algilamis olur. Bunu daha iyi anlamamiz için daha önce de yazilarimizda belirttigimiz Shördinger’in kedisi tekrar göz önüne alalim. Bildigimiz gibi radyoaktivitenin bozunmasina bagli olarak kedi ya Ölecek ya da diri kalacakti. Çünkü kutunun içindeki kedinin dalga fonksiyonu, iki durumun üst üste binmis halidir. Bu olayi Kophenag yorumuyla açiklarsak, kutu açilip içine bakilincaya kadar her iki olasilik da gerçek degildir. Ancak kutuyu açip içine baktigimiz takdirde, dalga fonksiyonu bu iki olasilikli durumdan birine indirgeneceginden, kedinin ya canli ya da ölü oldugunu gözlemleyebiliriz.


Everett yorumu ise, her iki olasi durumun varliginin da gerçek olarak, evrenin ikiye ayrilmasiyla gerçeklestigi seklindedir. Yani, gözlemci kutuya bakmadan önce de kedi bir evrende canli iken, digerinde ölü olarak mevcuttur. Böylece, evrenlerin birinde gözlemci kutuyu açar ve kediyi ölü halde gözlemlerken, digerinde de canli görecektir. Bununla birlikte, iki evren arasinda bir baglanti yoktur.


Kisaca Wheleer ve Everett, ortaya koyduklari temel ilkelerle, Shördinger dalga denkleminin matematigini, dalga denkleminin kollarindan hiçbirinin çöküntüye ugramadigini ve Kopenag yorumundaki gibi fiziki bir gerçekligin var olmadigini kabul etmektedirler.


Paralel evrenler kavramini da ortaya atan bu görüs, sonsuz sayida dünyanin var oldugunu ve bizim bunlarin her birinde, birbirinden farkli versiyonumuzun bulundugunu, bu yüzden de hepsinin farkli olaylar zincirinin gelismesini sagladigini söyler. Böylece hiçbir kayip olasilik olusmayarak kuantum teorisinin herkesçe kabul gören, ihtimal hesabina dayali yorumundan da ayrilmaktadir.


Kuantum fiziginin parçaciklar arasinda öngördügü ilginç bir özellik de söyledir: Bir elektron ve bir de anti elektron olan pozitrondan meydana gelen pozitronyum atomunun, madde-antimadde birlesmesindeki kural geregi, birbirlerini yok ederek iki isik ya da foton kuantasina ayrismalanyla zit yönde hareket ederek birbirlerinden uzaklasirlar. Fakat yine kuantum fiziginin öngörülerine göre, fotonlar birbirlerinden ne kadar uzaga giderse gitsinler, her an polarize açilarini yani, ilk andan itibaren hareket yönünü korumaktadirlar. Bunlardan birinin yönünü degistirdigimizi düsünürsek, aralarindaki mesafe ne olursa olsun, digeri, ayni anda degisimi algilayip ona göre polarizasyon açisini ayarlar. Bu durum, John Bell’e ait olan teorinin 1982 yilinda Fizikçi Alain Aspect tarafindan deneye uygulanmasiyla gösterilmistir.


Fakat bu durum da Einstein’in yerel nedensellik ilkesine aykiri idi.


 


                                                  2. Bölüm


 


Çünkü evrendeki her fiziksel olusum, önce meydana geldigi yer ve yakin çevresini etkilemektedir. Tipki bir firtinanin, önce bulundugu yeri etkileyip etki alani disindaki yerlerde hiçbir etki olusturmamasi ya da günesin su anda yok oldugunu düsündügümüz takdirde, bize olan etkisini sekiz dakika sonra burada göstermesi gibi…  Fakat bu durum da Einstein’in yerel nedensellik ilkesine aykiri idi. Çünkü evrendeki her fiziksel olusum, önce meydana geldigi yer ve yakin çevresini etkilemektedir. Tipki bir firtinanin, önce bulundugu yeri etkileyip etki alani disindaki yerlerde hiçbir etki olusturmamasi ya da günesin su anda yok oldugunu düsündügümüz takdirde, bize olan etkisini sekiz dakika sonra burada göstermesi gibi…  Fakat Bohr, Einstein in kendisine saldiracagini bildigi için buna karsilik olarak, isiktan hizli bir iletisimin varligi yerine, atomalti parçaciklari gözlemlenmedikleri takdirde var olmuyorlarsa, bunlarin birbirlerinden bagimsiz nesneler olarak degil, bölünmez bir sistemin parçalan seklinde var olduklari biçiminde bir açiklama getirdi. Fakat Bohr, kuantum alti sistemin ne oldugunu bilemiyor ve bu yüzden de açiklik getiremiyordu. Bhor’un, atomalti sistemin bölünmez oldugu görüsü, her seyin birbirleriyle karsilikli etkilesmesini göstermesine ragmen, maalesef hem Bohr hem de takipçileri tarafindan görmezden gelinmistir.  Bununla birlikte Einstein’in, kuantum fizigindeki ölçüm sonucunun rastlanti kavramini ön plana çikartmasi, ölçüm öncesinde tanecikler hakkinda hersey bilinse dahi, ölçümün hangi sonucu vereceginin ve ölçümden sonra parçacagin hangi durumda bulunacaginin bilinmemesi (ki ölçüm sonucu, tam ölçme aninda dogal olarak takip edilmeyecek bir süreç sonunda çikiyordu) sistemin Newton’un determinist düsüncesini yikarak indeterminist bir çizgiye oturmasini ve yerel nedensellik ilkesinin ihlali (ya da tam açiklanamamasi) onu, kendi çalismalarinin nedeni oldugu kuantum kuramini reddetmeye götürdü. Çünkü, evrende sans faktörüne yer yoktu. Dolayisiyla, kuantum fizigini, doganin kendisinde degil, ölçümü yapan gözlemcinin bir yanilgisi ya da yetersizliginden kaynaklandigini düsünüyor, bu yüzden de tamamlanmamis eksik bir teori olarak görüyordu. Bunun çözümü olarak da, Kuantum alti boyutta yer alan ayri bir gerçekligin (yani, determinist, nedensel bir yapinin) mevcut oldugunu ve bunun da kuantum düzeylerinde fiziksel olaylari açiklayabilecegini, baska bir deyisle dalga paketinin çöküsünü meydana getiren sahnenin arkasindaki belirlenebilir etkenlerin gizli degiskenlerle betimlenerek, ,kuantum olaylarinin aslinda salt rastlantisal olmayan olaylar oldugunu düsünüyordu. Böylece ikiz parçaciklar arasindaki haberlesmelerde, yerel nedensellik ilkesini bozarak (ya da isiktan hizli iletisimin) telapati kurmalari degil, daha temel düzeyde parçaciklarin birbirlerinin davranislarini bilmelerine karsin, kuantum düzeylerinde bilmiyormus gibi davranis hile yaptiklari seklinde açikliyordu.  David Bhom da Einstein’la uzun görüsmeler  sonucunda çalismalarini bu boyutta yogunlastirip atom alti parçaciklarinin bir gözlemci olmadigi zaman da mevcut olduklarini varsayarak çalismalarina basladi ve sonunda kuantum potansiyeli adini verdigi kuramla Kuantum düzeyindeki tüm olusumlara açiklik getirdi. Buna göre, algiladigimiz evrende tüm nesnelerin belirgin bir yeri olmasina karsin, Q.P.A. düzeyinde yer kaplama özelligi yoktur. Böylece uzaydaki herhangi bir nokta diger noktalarin tümüyle esitlenerek bir seyin diger bir seyden ayriligini ortadan kaldirmaktadir. Baska bir özelligi de bu alanin, gravitasyonel alana benzer tüm uzaya egemen olmasina karsin, diger dört temel kuvvetinde oldugu gibi uzakliklara bagli olarak azalip ya da artmamasidir. Aksine karmasik ve fark edilmez bir düzeyde uzayin her yerinde ayni güce, etkiye sahip olmaktadir ki, bu da bu alanin mekansizlik özelligi yaninda bütünsellik özelligini de göstermektedir.  Süphesiz, Bhom buna elektronlarin bir plazma (yüksek yogunluklu elektron, pozitif iyon ve atomlar tabyan bir gazdir) içine girer girmez bagimsiz davranis biçimlerini terk ederek daha genis bir bütünün karsilikli baglanti içinde bulunan parçalariymis gibi davrandiklarini gözlemleyerek ulasmisti. Bu elektronlarin gelisigüzel bireysel  hareket eder gibi görünmelerine karsin, sayisiz elektronlar bir arada  çok mükemmel biçimde örgütlenmekteydi. Böylece plazma,  sanki bir amip gibi sürekli olarak kendisini yenileyerek, tüm aksi eylemlere yol açan tanecikleri de, biyolojik bir organizmanin yabanci bir varligi kist içinde toplamasina benzer biçimde, bur duvar içine aliyordu.  Bhom, plazmalar üzerinde yaptigi çalismalar sonucunda gördügü canli elektron denizini, metallerde de gözlemledi. Sonucunda da elektronlarin neden ortaliga saçilmadiklarini, kuantum düzeyi altindaki kuantum potansiyeli yoluyla tüm sistemin, tipki askerlerinki gibi, es güdümsel hareketlerinden kaynaklanmakta oldugunu anladi. Yalniz elektronlarin böylesi bir bütünselligin içinde olmasinin Newton fiziginin öngördügü, bir makinenin parçalarinin bir araya getirilmesiyle saglanan (ya da makinenin içinde yer alan bir hayaletin meydana getirdigi) birlikteligin degil, canli bir varligin parçalari arasindaki örgütlü bir Tekligin varligini göstermekteydi.  Bu konuda arastirmalarini derinlestirdikçe, kuantum alti düzeyin tipki bir hologram plakasindaki girisim desenlerine benzer oldugunu kesfetti. Böylece, bu iki düzen arasinda var olan sürekli ve akici alis verisi, pozitronyum atomu örnegindeki, taneciklerin bir tür parçaciktan diger bir parçaciga dönüserek nasil biçim degistirdiklerine uyguladi. Mesela, bir tanecik (elektron), gizli düzene geri dönüp saklanirken, bir baska parçacik (bir foton) ortaya çikarak onun yerini almaktadir. Bu ayni zamanda dalga (parçacik dualitesinin nasil olustuguna da açiklama getiriyordu. Dolayisiyla, her iki görünüm de, daima bir kuantum toplulugu içinde gizlenmis durumda iken, hangi görünümün ortaya çikip hangisinin saklanacagini gözlemcinin, bu kuantum toplulugu ile olan karsilikli etkilesim sekli belirleyecektir. Fakat burada dikkat edilecek bir husus da, kophenag yorumunun öne sürdügü gibi, bir gözlemlenen olay, bir de onu gözlemleyerek etkileyen, var kilan gözlemcinin mevcut olmayip (ki kophenag yorumu bunu ikiye ayirir) ikisinin de aslinda ayni sey oldugu gerçegidir.  Dolayisiyla bu bizim bir avizeden çikan isinla, bir masa. gezegen, yildiz ya da galaksilerle ayni yapidan meydana gelmis bir bütünsel yapi oldugumuzu degil, ayni tek sey oldugumuzu söyler. Burada dikkat edilecek nokta; ister Neils Bhor’un Kophenag  yorumu, ister Wheleer-Everett’in çoklu evrenler modeli, isterse de David Bhom’un sakli düzen kavrami olsun, her üçü de, zihne basvurmadan kuantum sisteminin asla çözümlenemeyecegini, görünenin gözlemci tarafindan yaratilmakta ve evrenin de bir fiziksel gerçeklige sahip olmaksizin bir düsünceden yanilsamadan ibaret oldugunu belirtir.  Bhom, her ne kadar Einstein’in ekolüne bagli olsa da, kuantum alti düzeyinde, farkli görüsleri vardir. Çünkü Einsten’in gizli degiskenleri, yerel nedensellik ilkesini çignememesine karsin, Bell’in deneysel olarak da ispatlanan teorisi, uzay-zamanla etkilesmeyeçek sekilde ayri bölgeler arasinda etkilesmeye izin veren, yerel olmayan (non-local)  etkilesimlerin varligini göstermekteydi ki, bu da anlik bilgi aktarimina neden olmaktaydi. Dolayisiyla bu gizli degiskenler, Bhom tarafindan sakli düzenin bir örnegi, Sarfatti ve arkadaslari tarafindan da isiktan  hizli hareket eden Takyonlarm örnegi olarak görülür. Böylece Bhom’a göre, ikiz parçaciklar hem hile yapmakta, hem de hilesiz telepati. Çünkü gizli degiskenlerin, deneyle ispatlanmis kuantum gerçekligini de ifade etmesi gerekmektedir.


 


 


 


Kaynak: Barrow,John D.,Evrenin Kökeni(1994),Çev: Sinem Gül,Varlık/Bilim Yay(1998,Einstein,Albert; İzafiyet Teorisi,Çeviren: Nihat Fındıklı,Deniz Kitaplar Yayınevi(1976),Einstein, Albert;Fikirler ve Tercihler,Çev:Z.Elif Çakmak,Arion yay-1999),Gamow,George; Güneş D
belgesi-388

Belgeci , 2422 belge yazmış

Cevap Gönderin