Kütle Çekim Neden Diğer Kuvvetlerden Daha Zayıf?

Kütle Çekim Neden Diğer Kuvvetlerden Daha Zayıf? (Evet daha zayıf!)

Sizlerinde yakından bildiği gibi evrene 4 temel kuvvet hükmeder bunlar: elektromanyetik kuvvet ki bunun taşıyıcı parçacığı fotonlardır, güçlü nükleer kuvvet ki bununda çok aşikar olduğu gibi taşıyıcı parçacığı gluonlardır adından da anlaşılabileceği gibi gluonlar atom çekirdeğinin bir arada durmasından sorumludur aksi taktirde çekirdekte 2 proton ve 2 nötron bir arada duramazlardı. Diğer temel kuvvetimiz ise zayıf nükleer kuvvettir ki bu genelde bozunmalardan sorumludur  aynı zamanda bir çok elementin kararsız olmasından da sorumludur peki nedir bunun taşıyıcı parçacığı? W+, W- ve Z0 bozonlarıdır. Konudan bağımsız olsada Z0 bozonunun yüksüz ancak W+ ve W- bozunlarının yüklü ve birbirlerinin anti parçacığı olduğunu bilmekte fayda var.

Peki nedir bu kütle çekimin taşıyıcı parçacığı? Veya kütle çekim tam olarak nedir? Hala Newton’un kütle çekim yasasına göre mi kütle çekimi açıklıyorsunuz? Evetse, gurur duyabilirsiniz çünkü bunda yanlış hiçbir şey yok hatta NASA bile uzay mekiklerinin dünyadan kaçış hızına ulaşması için veya yörüngeye oturmaları için bunu kullanıyor. Peki ne eksiği var bunun NASA bile bunu kullanıyorsa?

Newton’un kendisinin de bildiği gibi denklemleri hareketi çok iyi tarif etse hatta ay’ın dünyanın yörüngesinde dolanmasının ve elmanın yere düşmesinin aynı kuvvet tarafından etkilendiğini bilmesine rağmen en basit bir o kadar da karmaşık olan bu kütle çekimin kaynağı ne sorusuna cevap verememiş olması çok doğaldır. Günümüzde bile bu sorunun cevabı çok açık değildir tabii ki o zamanlarda genel göreliliğin bilinmediğini bildiğimiz için bunu anlayışla karşılayabiliriz.

Einstein’ın genel göreliliğinin formüle ettiği gizi uzayı ve zamanı birbirinden ayrı şeyler olarak düşünemeyiz ki Newton zamanında bunlar birbirinden ayrı olarak ele alınıyordu. Uzay-zaman bir trambolin gibi düşünülürse dünyaya bowling topu ay’a ise bilardo topu diyebilirsiniz ve kütle çekimin aslında uzay-zamanın kendi eğriliğinden başka bir şey olmadığını görürsünüz. Einstein’ın da söylediği gibi   “Spacetime tells matter how to move; matter tells spacetime how to curve.” Yani uzay-zaman maddeye nasıl hareket etmesi gerektiğini; madde ise uzay-zamana nasıl eğrilmesi gerektiğini söyler.

Peki genel olarak her şeye değindik ama birkaç şeyi söylemedik, bu kütle çekimin taşıyıcı parçacığı ne? Kütle çekimin taşıyıcı parçacığı graviton: kütlesiz, nötr, 2 spinine sahip bir taşıyıcıdır ki bu taşıyıcı parçacık şu ana kadar hiç gözlemlenmemiştir ama Einstein’ın genel görelilik teorisinin önemli bir parçasıdır. Hatta sicim teorisinin bir çözümüdür.

Bu yıl Nobel fizik ödülünün kütle çekim dalgalarının keşfedilmesine şaşıran oldu mu hiç? Tabii ki hayır, bir nevi herkes bekliyordu ancak kütle çekim dalgalarının uzay-zamanda dalgalanmalar gibi davranıp tespit edileceği nasıl biliniyordu? Tabii ki izafiyet teorisinin yardımıyla yani yine Einsten’a borçluyuz bu keşfi. Kendisi keşiften tam 100 yıl önce uzay-zamanda iki kara deliğin çarpışması veya iki nötron yıldızının çarpışması vasıtasıyla kütle çekim dalgalarının keşfedilebilir olduğunu öne sürmesine rağmen keşif anından öncesine kadar gerçekliği kesin değildi sadece teorinin bir başka tahminiydi ancak sonra LIGO yardımıyla bununda doğru olduğu keşfedildi ve Einstein tahminlerinde bir kere daha haklı çıktı.

Peki neden kütle çekime zayıf diyorum? Bunu şöyle düşünürseniz daha iyi kavrayabilirsiniz, elinize bir bar magnet alın ve hafif bir demir parçasının azcık üstüne getirin, belli bir mesafeden sonra demirin aniden bar magnete yapıştığını göreceksiniz ve liseden hatta ilkokuldan beri bunu bildiğiniz için şaşırmayacaksınız. Neden şaşırmıyorsunuz? Az önce ufacık bir bar magnet koskoca dünyanın kütle çekimini yenip, demiri kendisine doğru çekebildi.

Evet, sona yaklaştık gibi… Neden kütle çekim baskın gelip tutamadı sevdiğini yanında? (mecazi olarak tabii bunu kimsenin ciddiye almasını beklemiyordum zaten.)

Buna kanıtlanmış, deneylerle hatta bir deneyle bile sınanmış bir cevap yok, şu an elimizde olan sadece teoriler mesela her şeyin teorisine en büyük aday olan sicim teorisi veya kuantum alan teorisi. Biz bunu sicim kuramının açıkladığı gibi açıklayacağız.

Sicim kuramı bize noktasal parçacıkların hepsinin paket lastiği veya kesilmiş paket lastiği gibi Planck uzunluğundaki sicimlerin farklı frekanstaki titreşimlerinden oluştuğunu söyler. Yani bir açık sicim olan elektronu oluşturan sicimin belli frekansta titreşmesi elektronu oluşturur başka frekansta titreşmesi ise başka bir parçacığı neyi mesela? Graviton’u tabii.

Normal nokta parçacıkların hepsi açık sicimlerden oluştuğu için bu içinde olduğumuz D-zar’ı terk edemezler bunu bir nevi zar yapı olarak düşünebilirsiniz bizim evrenimizi de 3 –zar olarak(daha fazla bilgi için büyük birleşim kuramı yazısını okuyabilirsiniz) ve bunun dışında extra boyutlu zar yapıları 5-zar, 7-zar, 9-zar gibi düşünebilirsiniz. Graviton diğer noktasal parçacıkların aksine bizim 3-zar’ımızı rahatlıkla terk edebilir ve extra boyutlara sızabilir çünkü gravitonun temel yapı taşı olan sicim açık değil kapalıdır bu da D-zar’a tutunmasına izin vermez ve D-zardan kolayca başka boyutlara sızmasını sağlar işte bu yüzden kütle çekim bu kadar zayıftır bizim evrenimizde çünkü başka boyutlarada nüfuz etmektedir.

Hazırlayan:Eyüp Gürses

Bir Cevap Yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir