Sicim Teorisi Nedir? Evrende Kaç Boyut Var?

Bir fizikçiye​ evrene dair gündemdeki en ilginç teori nedir diye sorsanız büyük ihtimalle size vereceği cevap "sicim teorisi" olur. Bilim kurguda sıkça kendisine yer bulan bu ilginç teori, birçok insanın aklını karıştırıyor. Peki sicim teorisi nedir? Gerçekten de fazlasıyla karmaşık olan bu teoriyi sizler için inceledik.

Sicim Teorisi Nedir?

Popüler bilimde sıklıkla kendine yer bulan sicim teorisi, fiziğin en karmaşık ve anlaşılmaz teorilerinden biri olarak görülüyor. Aslında temelde basit bir varsayım üzerine dayanıyor. Sicim teorisi, her maddenin belli bir dalga alanına sahip olduğunu savunan kuantum alan teorisine dayandırılıyor. Kuantum alan teorisinie göre dalgaların her biri elektron ya da foton tarafından oluşturularak diğer kuantum alanları da etkiliyor. Böylece parçacıkların etkileşimi meydana geliyor. Yani kısaca ifade etmek gerekirse kuantum alan teorisi, her maddenin aslında bir enerji olduğunu ifade ediyor.

Deneysel kanıtı bulunmayan sicim teorisi ise bu enerjilerin etkileşimi ve evrenin kumaşı noktasında devreye giriyor. Sicim teorisine göre evrendeki tüm maddeler gözle görülemeyen çok küçük iplik parçalarından oluşuyor. İlk olarak 1968 yılında şekillenmeye başlayan sicim teorisi, kütle çekimi açıklamak, mikro ve makro evrendeki yasaları birleştirmek için ortaya atılmıştı. Kütle çekiminin diğer kuvvetlere kıyasla daha zayıf olması, fizikçileri dört boyuttan daha fazla boyutu olan bir evreni düşünmeye itti.

Theoder Kaluza adlı bir matematikçinin yaptığı çalışmalarda 5 boyutlu bir evrende kütle çekimi kuvvetinin bizim evrenimize çok benzediği ortaya çıktı. Kısa sürede hem matematikçiler hem de fizikçiler arasında yaygınlaşan dörtten fazla boyut fikrine Oskar Klein farklı bir bakış açısı getirdi. Açık bir şekilde gözlemlenemeyen bir beşinci boyutun ancak ve ancak gözle görülemeyecek kadar küçük olduğu fikrine varıldı. Beşinci boyutun da kendi içinde aynı bizim algıladığımız gibi ileri,geri, aşağı, yukarı gibi yönlere sahip olduğunu belirten Klein'in açıklamalarından sonra diğer kuvvetlerin de işin içine girmesiyle sicim teorisi, toplamda 11 farklı uzay boyutunu öngördü.

İşin içine karmaşık boyutlar girdiği zaman tam bir keşmekeş halini alan sicim teorisi aslında basitçe gözle görülemeyen iplikçilerin titreşmesidir diyebiliriz. Atom altı parçacıkların yapısını oluşturan bu sicimler, farklı şekil, boyut ve yönlerde titreşerek parçacıkların davranışını belirliyor. Bu sayede standart modeldeki boşluklardan olarak görülen Higgs Bozonu ve kütle çekim-kuantum fiziği uyuşmazlığı gibi sorunlar ortadan kalkıyor. Fakat her bir sicimin kendi içinde farklı açılarda ve yönlerde dönüş yapması, sonuç olarak toplamda 11 farklı boyutun gerekliliğini doğuruyor. Hiçbir zaman deneysel olarak kanıtlanamayacak olan sicim teorisi, matematiksel olarak ispatlanmış gibi görünse de fizik için her zaman bir muamma olarak kalacak.

Süper Sicim Teorisi Nedir?

Sicim teorisini anladıysak teoriye farklı bir bakış açısı katan süper sicim teorisi hakkında konuşabiliriz. Sicim teorisinin ilk ortaya çıktığı zamanlardan sonra popülerleşen süper sicim teorisi, klasik bozonik sicim kuramından farklı olarak fermiyonları süpersimetri ile birleştiren bir teori olarak biliniyor. Genel görelelik ile kuantum fiziğini bağdaştırabilen en iyi kuramlar arasında görülen sicim teorisine göre Planck uzunluğundaki sicimler, eşit bir rezonans ve harmonik ile titreşiyor. Bu sayede atomik ölçüde ilk sicim teorisindeki uyuşmazlıklar giderildiği gibi kütle çekim kuvveti ile bir birliktelik sağlanabiliyor. Süper sicim teorisi hakkında uzmanlar arasında farklı görüşler bulunsa da en az 10 olmak üzere 26'ya kadar yükselebilen boyut sayısının gerekli olduğu düşünülüyor.

Sicim Teorisi Kitap Önerisi

Sicim teorisi ne yazık ki ufak bir internet yazısıyla anlatılamayacak kadar karmaşık ve anlaşılması güç. Eğer sicim teorisine ilginiz varsa aşağıdaki kitaplardan birini temin edebilir, fiziğin en ilginç kuramını uzmanların ağzından öğrenebilirsiniz.

• Sicim Teorisi Hakkında Küçük Bir Kitap - Steven S. Gubser
• Evrenin Zarafeti - Brian Greene
• Paralel Dünyalar - Michio Kaku

Sicim Teorisi Belgesel Önerisi

Sicim teorisi hakkında hem Türk YouTuberlar tarafından yapılmış hem de profesyonel olarak çekilmiş bazı videolar bulunuyor. Özellikle Bebar Bilim tarafından yapılan sicim teorisi belgesel, hem modern fiziğin gelişimini anlamanızda hem de sicim teorisini kavramada size çok fazla yardımcı olabilir.

Zamanın Kısa Tarihi - Stephen Hawking

Ünlü fizikçi Stephen Hawking tarafından sunulan aynı isimli kitabından yola çıkarak oluşturulmuş 80 dakika uzunluğundaki belgesel, evrenin gizemlerinden sicim teorisine kadar pek çok ilginç fizik konusunu ele alıyor.

Evrim Ağacı Sicim Teorisi Videosu

Bebar Bilim Sicim Teorisi Belgesel Serisi