Büyük Tasarım

96
Daha  önceki  gözlemler  de  büyük  birleşik  kuramı  destekleme­
diğinden  çoğu  fizikçi  standart  model  denilen  geçici  bir  kuramı 
kabul  ettiler;  standart  model  ile  KKD’yi  birleştiren  kuramı  güç­
lü  kuvvetler  kuramı  olarak  kabul  ettiler.  Ancak  standart  modelde 
elektrozayıf  kuvvet  ile  güçlü  kuvvetler  birbirlerinden  ayrı  iş  gö­
rüyorlar  ve  gerçekten  birleşmiyorlar.  Standart  model  çok  başarılı 
ve  bugünün  gözlemlere  dayanan  kanıtlarıyla  uyuşuyor,  ama  nihai 
olarak  tatmin  edici  değil,  çünkü  elektrozayıf  kuvvetle  güçlü  kuv­
vetleri birleştirmediği gibi, kütleçekim kuvvetini de içermiyor.
Güçlü  kuvvet  ile  elektromanyetik  ve  zayıf  kuvvetlerin  bir  ara­
ya  getirilmesindeki  güçlükler,  çekim  kuvvetini  diğer  üçü  ile  bir­
leştirme  veya  kütleçekim  kuvvetinin  bağımsız  kuantum  kuramı­
nı  yaratma  sorunuyla  karşılaştırıldığında  hiç  kalır.  Kütleçekimin 
kuantum  kuramını yaratmanın bu kadar zor olması Heisenberg’in 
belirsizlik  ilkesiyle  ilişkilidir,  bu  ilkeyi  dördüncü  bölümde  tartış­
tık.  Çok  açık  olmamakla  birlikte  bu  ilkeyle  bağlantılı  olarak  bir 
alanın  değeri  ve  değişim  oranı,  bir  parçacığın  konumu  ve  hızıy­
la  aynı  rolü  oynuyor.  Yani  biri ne  kadar  doğru olarak  belirlenirse, 
diğeri  o  kadar  az  doğrulukta  belirlenebiliyor.  Bunun  önemli  bir 
sonucu boş uzay diye bir şeyin olmamasıdır. Çünkü boş uzay de-
"Korkarım bir kutu içine almak onu birleşik kuram haline getirmez."

---

97
mek,  bir  alanın  hem  değerinin  hem  de  değişim  oranının  tam  ola­
rak  sıfır  olması  demektir.  (Eğer  alanın  değişim  oranı  sıfır  değilse 
uzay  boş  olarak  kalmayacaktır.)  Belirsizlik  ilkesi  hem  alanın  hem 
de  değişim  oranının  kesin  olmasına  izin  vermediği  için  uzay  asla 
boş  değildir.  Uzay  minimum  enerji  durumunda  olabilir  ve  bu  du­
ruma  vakum  denir;  bu  bir  kuantum  gecikmesi  veya  vakum  dal­
galanmasıdır  -  parçacıklar  ve  alanlar  titreşerek  var  olur  ve  yok 
olurlar.
Vakum  dalgalanmaları  bir  çift  parçacığın  bir  zamanda  birlikte 
ortaya  çıkmaları,  ayrılmaları  ve  sonra  yeniden  bir  araya  gelerek 
birbirlerini  yok  etmeleri  olarak  düşünülebilir.  Feynman  diyag­
ramları açısından bu durum kapalı döngülere denk düşer. Bu par­
çacıklara  sanal  parçacıklar  denir.  Gerçek  parçacıkların  tersine 
sanal  parçacıklar  parçacık  dedektörü  ile  gözlenemez.  Ancak  do­
laylı  etkileri,  örneğin  elektron  yörüngelerindeki  küçük  enerji  de­
ğişimleri  ölçülebilir  ve  kuramsal  öngörülerle  dikkat  çekecek  doğ­
rulukta  örtüşür.  Sorun  şu  ki,  sanal  parçacıkların  enerjileri  vardır 
ve  sonsuz  sayıda  sanal  parçacık  olduğu  için  enerjileri  de  sonsuz 
miktarda  olacaktır.  Genel  görelilik  kuramına  göre  bu,  sanal  par­
çacıkların  evreni  sonsuz  küçüklükte  bir  ölçeğe  kadar  bükebile­
cekleri anlamına gelir, ancak bunun gerçekleşmediği ortadadır!
Bu sonsuzluklar sorunu güçlü, zayıf ve elektromanyetik güçler­
de  ortaya  çıkan  soruna  benzemekte,  ama  bu  kuvvetlerde  renor- 
malizasyon  sonsuzlukları  ortadan  kaldırıyor.  Ancak  Feynman’ın 
çekim  kuvvetini  gösteren  diyagramlarındaki  kapalı  döngünün  ya­
rattığı  sonsuzluklar  renormalizasyon  ile  soğrulamıyor,  çünkü  ge­
nel  görelilikte  bütün  sonsuzlukları  kuramdan  çıkarmaya  yete­
cek  kadar  renormalize  edilebilir  veri  (kütle  ve  yük  değerleri  gibi) 
yok.  Böylece  geriye,  uzay-zamamn  eğikliği  gibi  belirli  niceliklerin 
sonsuz  olduğunu  öngören,  bu  nedenle  içinde  yaşanabilir  bir  ev­
reni  yönetmesi  mümkün  olmayan  bir  kütleçekim  kuramı  kalıyor. 
Yani  anlamlı  bir  kuram  yaratmayı  başarmak  için,  sonsuzlukları 
renormalizasyona başvurmadan ortadan kaldırmamız gerekiyor.
1976’da  bu  soruna  çare  olabilecek  bir  çözüm  bulundu.  Buna 
süperçekim  dendi.  “Süper”  öneki,  fizikçiler  bunun  süper  olduğu­
nu, bu  kuantum  çekim kuramının gerçekten  işe yarayacağını  dü­
şündükleri  için  eklenmedi.  Tersine  “süper”  önceki  kuramda  yer 
alan ve süpersimetri denilen bir tür simetriyi ima ediyor.
Bir  sistemin  özellikleri  belirli  dönüşümlerde,  örneğin  onu 
uzayda döndür düğümüzde veya ikiz görüntüsünü aldığımızda de­
ğişmiyorsa  bu  sistemin  simetriye  sahip  olduğunu  söyleriz.  Örne­

---

ğin  bir  kek  dilimini  olduğu  yerde  döndürürseniz  tam  olarak  ay­
nı  görünecektir  (Elbette  üzerinde  çikolata  sosunun  olmadığı­
nı  düşünürsek.  Aksi  takdirde,  siz  iyisi  mi  keki  sadece  yiyin).  Sü- 
persimetri,  sıradan  uzayın  dönüştürülmesiyle  ilişkilendirilemeye- 
cek kadar incelikli bir simetri türüdür. Süpersimetrinin en önem­
li  sonuçlarından  birine  göre,  kuvvet  parçacıkları  ile  madde  par­
çacıkları,  dolayısıyla  kuvvet  ve  madde,  yalnızca  aynı  şeyin  iki  gö­
rünümünden  ibarettir.  Daha  açık  söylemek  gerekirse,  kuark  gi­
bi  her  bir  madde  parçacığı  bir  kuvvet  parçacığı  eşe  ve  foton  gibi 
her  bir  kuvvet  parçacığı  da  bir  madde  parçacığı  eşe  sahiptir.  Bu 
durum  sonsuzluklar  sorununu  çözme  kapasitesine  sahiptir,  çün­
kü  kuvvet  parçacıklarının  kapalı  döngülerinin  oluşturduğu  son­
suzlukların  pozitif,  madde  parçacıklarının  kapalı  döngülerinin 
oluşturduğu  sonsuzlukların  ise  negatif  olduğu  anlaşılmıştır;  böy­
lece  kuramdaki  kuvvet  parçacıklarından  ve  onların  madde  parça­
cığı  olan  eşlerinden  kaynaklanan  sonsuzluklar  birbirlerini  götür­
me  eğilimindedir.  Ne  yazık  ki  süperçekimde  iptal  edilmemiş  son­
suzluklar  kalıp  kalmadığını  anlamak  için  yapılması  gereken  he­
saplamalar o kadar uzun, zor ve hata yapma olasılığı o kadar yük­
sek ki, kimse bunu üzerine almaya hazır değildi. Bununla birlikte 
fizikçiler  çoğunlukla  süperçekimin  çekim  kuvvetini  diğer  kuvvet­
lerle birleştirme sorununa en iyi yanıt olduğuna inandılar.
Süpersimetrinin  geçerli  olup  olmadığını  kolaylıkla  inceleyebi­
leceğimizi  düşünebilirsiniz  -  yalnızca  var  olan  parçacıkların  özel­
liklerine  ve  çift  olup  olmadıklarına  bakmak  yeterli  olacaktır.  An­
cak  gözlemlenmiş  olan  böyle  eş  parçacıklar  yoktur.  Fizikçile­
rin  yaptığı  değişik  hesaplamalar,  gözlemlediğimiz  parçacıklara 
denk gelen eş parçacıkların bir protonun bin katı kadar hatta da­
ha  ağır  bir  kütleye  sahip  olmaları  gerektiğini  gösteriyor.  Şimdiye 
kadar  yapılan  deneylerde  görülmüş  olan  parçacıklardan  fazlasıy­
la  ağır  oldukları  anlaşılıyor;  ancak  Cenevre’deki  Büyük  Hadron 
Çarpıştırıcısı’nda  bir  gün  nihayet  bu  parçacıkların  ortaya  çıkaca­
ğını umuyoruz.
Süpersimetri  düşüncesi,  süperçekimin  yaratılmasında  temel 
oluşturur,  ancak  bu  kavram  ilk  kez,  yıllarca  önce  yeni  filizlenme­
ye  başlamış  Sicim  kuramı  üzerinde  çalışan  fizik  kuramcıları  ta­
rafından  ortaya  atılmıştır.  Sicim  kuramına  göre  parçacıklar  nok­
ta  değildir,  uzunluğu  olan  ama  yüksekliği  veya  genişliği  olmayan 
titreşim  örüntüleridir  -  sonsuz  incelikteki  sicim  parçaları  gibi. 
Sicim  kuramında  da  sonsuzluklar  vardır  ama  doğru  bir  uyarla­
mayla hepsinin ortadan kalkacağına inanıldı. Bu kuramın da ola­

---