Kuantum ve Uzay Zaman - © Cetin BAL - GSM:+90 05366063183 -Turkiye / Denizli

UZAY ZAMAN BÜZÜLMESİNİN KUANTUMSAL YORUMU

Boşluk farklı dalga boylarına sahip sonsuz sayıda olasılık dalgasının yer aldıgı bir mekandır. Bu dalgalardan elektromanyetik dalga özelligine sahip olanlar Casimir efektiyle ispatlanmıştır. İletken iki plaka paralel olarak aralarında çok küçük bir mesafe kalacak şekilde bir araya getirildiginde plakalar üzerine etki yapan bir kuvvet ortaya çıkmıştır. Buna Casimir etkisi denir. Boşlukta her büyüklükte dalga boyuna sahip elektromanyetik dalgalar yer alabilirken plakalar arasında ise sadece bu mesafeye sıgabilecek dalgalar yer alabilmektedir. Çünkü plakaların iletken oluşları elektromanyetik dalgaların bu noktalarda sıfır genlige sahip olmalarını gerektirir. Plakalar üzerinde genlikleri sıfira denk dusen dalgalar bu aralıkta yer alabilirken diğer dalga boyuna sahip olanlar yer alamayacaklardır. Böyle bir durumda plakalar arasındaki enerji yoğunlugu ile dışındaki enerji yoğunlugu arasındaki farktan dolayı oluşan kuvvetler plakaları birbirine doğru iteceklerdir.İletken plakaları yan yana koyarak bir anlamda negatif enerjili boşluk oluşturulmuştur.

Buna benzer şekilde başka bir açıdan, boşlukta var olduğu söylenen sanal parçacıkların olasılık dalgalarıyla konuya yaklaşabiliriz. Tüm boşlugu olasılık dalgalarıyla dolu olduğunu kabul edip ve bu dalgalardan bazılarının önünü kestiğimizde neler olabileceğine bakalım.

Üstteki şekilde bir engelle karşılaşan olasılık dalgasının geri yansıyarak kendisini sönümlendirdiği gösterilmiştir. Gelen dalgaların tepe noktaları yansıyan dalgaların çukur noktalarına denk düştükleri için birbirlerini yok etmişlerdir. Ortadaki şekilde boşlukta yer alan dünyadan, yansıyarak birbirlerini yok eden dalgalarla birlikte, ayrıca dünyayı engel olarak görmeden geçip giden dalgalar gösterilmiştir. Bu durumda dünya, varlığından dolayı boşluktaki bazı olasılık dalgalarını yok ederek bir anlamda etrafinda negatif enerjili boşluk oluşturmaktadır. Bu negatif enerjinin yoğunlugu, dünyaya olan mesafeyle ters orantılı olarak en alttaki şekilde gösterildiği gibi azalır. Oluşan negatif enerjinin miktarı maddenin kütlesi dediğimiz nicelikle orantılıdır. Madde tarafindan boşlukta oluşturulan bu yoğunluk farkı tıpkı ışığın, yogun bir ortamdan az yoğun ortama geçerken kırılması gibi ışıgı bükecektir.Dünyadan ışınlar halinde dış uzaya doğru uzanan bu negatif enerji hatlarını negatif enerjili sanal parçacıklarmış gibi düşünebiliriz. Yani, madde dış uzaya doğru negatif enerjili parçacıklar yayınlıyor gibidir (sağdaki şekil). Bu parçacıkların uzay zamandaki dagılımları aynı zamanda uzay zamanın şeklini de gösterecektir. Bu dagılımın şeklini, kuantum mekaniginin çok bilinen iki delik deneyinde foton davranışlarına bakarak anlamak mümkündür. Fakat bizim burada bahsettigimiz durumda iki delikten ziyade çok delikli bir ekranla yapılan deneye denk düşmektedir. Çünkü dünya örneğinde oldugu gibi çok sayıdaki belli noktalardan parcacık yayınlanmaktadır. Bu durumda dünya’nın yakınlarında uzay zamanda alacağımız her hangi bir kesitteki parçacık dağılımı çok delikli ekranla yapıldığındaki gibi olacaktır. GRT’deki büzülmüş uzay zaman şekli çok delikli ekrandaki parçacık dagılımına denk düşecektir. GRT’de görünmeyip ama parcacık dağılımında ortaya çıkan farklı bir hadise ise girişim desenindeki karanlık yani, negatif enerjili parçacıkların yer almadıkları bölgelerdir. Bu aralıklar pozitif enerjili boşlukla dolacaklardır. Böylece madde etrafindaki büzülmüş uzay zamanı pozitif ve negatif enerjili boşlugun girişim deseni oluşturdukları, süreksiz bir yapı gibi düşünebiliriz.

UZAY ZAMAN BÜZÜLMESİNİN OLASILIKCI YORUMU

13/09/2005

Ercan Meydan

Feyman’in eğri uzay zaman yollarıyla bir cismin bir yerden bir yere gidebilme olasılıklarını, genliklerin geometric toplamlarıyla daha önce “gravitasyonel çekimin olasılıkcı yorumu” adlı bölümde anlatmıştık. Yani, sonsuz sayıda eğri uzay zaman yollarının oluşturmuş olduğu bu ortamda her tanecigin her yere mümkün olan her yoldan gidebilme serbestliği vardır. Ve cismin gidebilme genligi her yol için aynı değere sahiptir. Her hangi bir yolun ayrıcalığından veya dezavantajindan bahsedemeyiz. Hal böyle iken bir tanecigin bir yerden bir yere gidebilme olasılığını iki nokta arasındaki doğruya yakın yolların genliklerinin toplamıyla elde edebileceğimizi, diğer yolların genliklerinin toplamını ise sıfira denk düşürebildigimizden de ayrıca bahsetmiştik.

Dolayısıyla tüm hareket serbestliği içersindeyken taneciklerin doğru yollar üzerinde gidebilme olasılıklarının diğer yollara göre daha fazla oldugunu söyleyebiliriz.

“Yani hiçbir kuvvet ya da engelleme yoksa tanecikler doğru yollar üzerinde hareket ederler.”

Şimdi bazı engellemeler yaparak doğru yolların haricinde hangi olası yolların olasılıklarını artırabileceğimize bakalım. Bunu yapabilmek icin Kuantum Mekaniginin çok bilinen çift yarık deneyini dikkate alalım. Bu deneyde taneciklerin geçebildigi iki delikli bir ekran ile arkada taneciklerin dagılımını görebilecegimiz ikinci bir ekran yer almaktadır. Birinci ekrandaki iki deliği şu sekilde yorumlayabiliriz: ışık kaynağıyla ikinci ekran arasındaki mevcut olabilecek sonsuz sayıdaki yollardan büyük bölümünü engelleyerek bertaraf etmek ve sadece iki deliğin yer alabildigi yollara imkan tanımak. Ayrıca kaynakla ikinci ekran arasındaki en kısa hat üzerinde bulunan doğru yolu iptal edip diğer eğri yolların olasılıklarını artırmaktayız. Kaynaktan çıkan taneciklerin doğru yollar üzerinde hareket edebilme olanakları kalmadıklarından dolayı sadece kaynak ile ikinci ekran arasındaki eğri yolları izlemek zorunda kalacaklardır. Bu eğri yollara ait genliklerin geometrik toplamları taneciklerin izleyecekleri yolların olasılıklarını belirleyeceklerdir. Ekrandaki görüntü bir girişim deseni olarak yorumlanmaktadır. Bu desen üzerinde bazı bölgelerde tanecik yogunlaşmaları görünürken bazı bölgeler ise yasak bölgeler olarak ortaya çıkmaktadırlar. Böyle bir ortamda ekranda ortaya çıkan dağılım kaynakla ikinci ekran arasındaki uzay zamanın yapısı hakkında bizlere bilgi verecektir. İki delikli ekranı koymadan önce ikinci ekran ile kaynak arasındaki düzgün, uniform uzay zaman , iki delikli ekrani koyduktan sonra bir çesit büzülme olarak kabul edebileceğimiz eğri uzay zaman şekline dönüşmüştür. Artık taneciklerin böyle bir uzay zaman ortamında doğru yollar üzerinde hareket edebilmeleri mümkün değildir. Bir anlamda eğrilmeye zorlanıyormuş gibi göruneceklerdir. Aslında ortada her hangibir kuvvet soz konusu değildir. Tamamen düz yolların iptali ve eğri yolların daha olanaklı kılındığı geometric bir hadisedir.

Şekil –1’de iki delik deneyinde elde ettiğimiz eğri uzay zaman yollarının başka bir versiyonla elde edilmesi gösterilmiştir. Tek başına bir cisim, üzerinden geçen doğru yolların önünü kesince arka tarafinda eğri yolların daha olanaklı kılındığı bir eğri uzay zaman bölgesi oluşturmuştur.

Diğer bir versiyon ise birinci ekrandaki delik sayılarını artırarak ikinci ekranda şekil-2’deki gibi bir dağılım elde etmekle mümkündür. Böyle bir dagılımı, ekran üzerinde yaşadığını kabul edeceğimiz iki boyutlu canlılar, “merkezden dışa dogru uzaklaştıkca şiddetini azaltan bir çekim alanı mevcuttur. Bu alan içersinde yer alan tanecikler bir kuvvet tarafindan kendisine doğru çekilmektedirler.” şeklinde yorumlayacaklardır.

Şekil-2’deki gibi yaşadığımız dunyayı, çok delikli bir ekran olarak kabul edersek ki gercekte de öyledir bu durumda einstein’in söylemiş olduğu “maddeler uzay zamanı büzer” görüsünün gerçek mahiyetini anlayabiliriz.

Dünya ve diğer cisimler sonsuz yoğunluklu olmadıklarından içlerinden geçebilen sonsuz sayıda olanaklı, eğri yolların olması muhtemeldir. Bir nötrino için dünya ve diğer cisimler tam olarak çok delikli bir ekran gibidir. Böyle çok delikli bir ekrandan gecen olasılık yollarının oluşturacağı girişim desenine uzay zamanın büzülmüş hali olarak bakabiliriz. Büzülmüş Einstein uzay zamanının sürekliliğinden farklı olarak bu yeni uzay zamanda süreksizlikler söz konusu olacaktır. Girişim deseninde ( büzülmüş uzay zamanda) taneciklerin bulunamadığı yasak bölgeler, yeni uzay zamanımızda da yer alacaklardır. Böyle bir uzay zamanla Kuantum Mekanigi ve Genel Relativite Teorisi birleştirilmiş olacaktır.

KÜTLESEL ÇEKİMİN KUANTUMSAL YORUMU

Çok kaba tanımıyla, uzay zamanda yer kaplayan her şeye madde dendiğini söyleyebiliriz. “Yer kaplama”yı, madenin varlığı konusunda belirleyici faktör olarak seçmem özellikledir. Her yeri işgal eden bir ortamda başka bir şeyin varlığından bahsedebilmek, o şeyin, bulunduğu ortamdaki şeylerin yerine geçmesiyle ya da onları değiştirmesiyle mümkündür. Madde de içinde bulunduğu uzay zamanı değiştirerek boşluktan farklı bir varlık durumu sergiler.Einstein “madde uzay zamanı büzer” diyerek bir anlamda maddenin varoluş biçimini geometrik olarak açıklamıştır. Diğer bir deyişle büzülmüş uzay zamanı, maddenin varlığına ve miktarına ölçü olarak göstermiştir. İvmeli referans sistemleriyle yerçekimi etkilerinin eşdeğerligi ilkesiyle bir çeşit analoji yaparak bu sonuca varmıştır. Sonuç mükemmele yakın olup yapılan deneylerle uzay zamanın gerçekten büzüldüğü ispatlanırken teorisinede “Genel Relativite Teorisi” adını vermiştir. Ama maddenin uzay zamanı nasıl büzdüğünü açıklamamıştır. Bunu anlayabilmek için boşluk dediğimiz şeyin varlık biçimini iyi anlamak gerek. GRT açısından boşluk, uzay zaman eğriliğinin gerçekleşbildiği ama yapısal olarak hiçbir şey içermeyen boş bir ortamdır. Bu yaklaşımı nedeniyle GRT klasik mekaniğin son evresi olarak görülmüştür. Her ne kadar makro dünyayı çok iyi açıklayabilse de atom altı dünyayı açıklamakta yetersiz kalmış, mikro dünyanın süreksiz dünyası içerisinde, belirsizliğin hüküm sürdürgü, konumun ve momentumun tamamen belirli olduğu yörüngelerin artık yer alamadığı bir ortamda GRT acze düşmüştür. Bu noktadan itibaren Kuantum Mekaniği işin içersine girer.

Kuantum Mekaniğinin en belirleyici özelligi Heisenberg’in keşfettiği belirsizlik ilkesidir. Bu ilkeye göre “bir cismin konumunu ve momentumunu aynı anda yüzde yüz belirlemek imkansızdır.“ Buradaki belirsizlik ölçüm tekniğinin yetersizliğinden değil tamamen maddenin içsel karakteri icabıdır. Belirsizlik ilkesinin diğer bir ifade biçimi ise “ bir taneciğin veya bir ortamın içerdiği E enerjisindeki belirsizlikle E’nin ölçümünün yapıldığı anda zamandaki belirsizliğin çarpımı belli bir büyüklükten küçük olamaz. Buna göre boşluğun enerjisini sıfir olarak ölçtüğümüzde ölçüm anındaki belirsizlik sonsuza gideceğinden boşlugun da bir enerji miktarı içermesi zorunlu hale gelmektedir. Bu enerjinin varlığı Casimir etkisiyle ispatlanmıştır. Enerjinin aynı zamanda bir elektromanyetik dalga özelliğinin de olması tüm boşluğun, her boyda dalga boyuna sahip dalgalarla dolu olabileceğini ve belli bir aralıkta paralel konan iletken plakalar arasında da sadece belli dalga boylarında dalgaların yer alabileceğini düşünen Casimir, plakalar arasındaki ve dışındaki dalga miktarlarının farklılığından dolayı oluşan kuvvetlerin, plakaları birbirine yaklaştıracağını öngörmüştür. Öyleyse boşluk için, sonsuz sayıda her boyda dalganın yer aldığı bir ortamdır diyebiliriz. Böyle bir sonuçtan boşluğun sonsuz enerji taşıdığı ortaya çıkmaktadır ki bu durumda da tüm evrenin GRT geregi karadelikler gibi kendi üzerine kapanması gerekirdi. Bu durumdan kurtulabilmek içinse boşluktaki enerjiyi taşıyan sanal taneciklerin spinsel özelliklerinin bu kapanmayı engellediği ileri sürülmüştür. Görüldüğü gibi boşluk KM sayesinde bir hiçlik durumundan çıkarılıp bir var oluş biçimine dönüştürülmüştür. Öyle ki, sonsuz sanal parçacığın sürekli olarak var olup yok olduğu, sonsuz sayıdaki enerji dalgasının girişim yaparak bir doku oluşturduğu hareketli bir yapı olarak karşımıza çıkmaktadır.

Kuantum Mekaniginin bir diğer öngörüsü enerjinin olduğu gibi maddenin de dalgasal karaktere sahip olabileceğini söylemesidir. Işığın kuantumu olan fotonlar gibi maddesel cisimlerin de dalgasal özellikler göstermesi klasik fiziğe indirilen başka bir darbe olmuştur. Çift yarık deneyinde parçacıkların davranış biçimleri, girişim desenleri ortaya koyarak bu öngörüyü doğrulamıştır. Maddeye eşlik eden bu dalgaya olasılık dalgası adı verilmiştir. “Schrodinger dalgası” da denilen bu dalganın her hangi bir noktadaki genliğinin karesi, parçacıgın bu noktada bulunabilme olasılığını verir. Maddenin bu dalgasal özelliği tünelleme etkisi olarak adlandırılan bir davranış biçimiyle potansiyel bariyerini aşabilmesini sağlayabilmektedir. Tanecik olarak geçemediği bir engelden dalgasal olarak geçebilmesini mümkün kılmaktadır. Bu olagan dışı davranış biçimi radyoaktif elementlerin parçacık salma eylemini çok güzel açıklayabilmiştir. Çekirdek içersinde hapsolmuş tanecik, dalga karakterine bürünerek kaçabilmektedir. Aynı şekilde fotonlar da TV ve radio dalgaları şeklinde evlerimizin duvarlarını geçerek cihazlarımıza ulaşabilmektedir. Eğer fotonun dalga boyu, engelden küçükse tanecik gibi davranıp yansırken, büyükse dalga gibi davranıp duvarları geçebilmektedir. Madde ve enerjinin tanecik ve dalgasal davranışlar gösterebilmesine “madde ve enerjinin dualitesi” olarak bakılmıştır.

Şimdi tüm bu açıklamalardan sonra sıra, maddenin boşlukla etkileşiminin nasıl olabileceğine, uzay zaman büzülmesini nasıl açıklayabileceğimize gelmiştir:

Madde, tüm olasılık dalgalarının var olduğu boşlukta yer alır. Bu yer alma eylemiyle bazı dalga boylarındaki dalgalar için engel teşkil ederken bazılarının geçişlerine ise olanak tanımaktadır. Özü itibariyle tüm hadise bundan ibarettir diyebiliriz. Madde bazı dalgaların kendi üzerinden geçişlerine engel olarak varlık durumunu ortaya koyarken bir anlamda da gölgesini, etrafindaki boşluk üzerine düşürür. Gölge düşmesiyle aydınlık şiddetinin azalması gibi her yönden gelen dalgalardan bazılarının engellenmesiyle de maddenin etrafinda bir enerji eksikliği oluşturulmuştur. Madde kendi varlığı ile bu şekilde, etrafinda bir negative enerji alanı oluştururken bu alanın kuantum parçacıklarını, sanki dışarıya yayınlanıyormuş gibi görünecektir. Bu dağılım merkezden dışarı doğru gidildikçe şiddetinin azaldığı bir kuvvet alanı şeklinde kendini hissettirecektir. Maddenin etrafinda mevcut potansiyel enerjinin, altında bir değere sahip olan bu negatif enerjili durumu uzay zamanın büzülmesi olarak kabul edebiliriz. Burada dikkat edilirse kütlenin rolü çok belirgin değildir. Uzay zamanın büzülmesinde kütlenin ne derece etkili olduğu açık değildir. Daha ziyade, maddenin, dalgalara karşı ne kadar engel olabildiğiyle orantılı bir durum ortaya çıkmaktadır. Tabi ki şu söylenebilir madde, kütlesiyle orantılı olarak dalga geçişine engel olabildiği için uzay zamanı da o oranda büzecektir. Ama bu söylemin çok doğru olacağını sanmıyorum. Maddenin kütlesiyle geçirgenligi arasında bire bir orantı olacağını söyleyebilmek henüz erkendir. Öyleyse uzay zamanın büzülme şiddetine bakarak kütle miktarını belirlemek yanlış sonuçlar verebilir. Eğer uzay zaman büzülmesini, kütleye değilde tamamen maddenin geçirgenlik kat sayısına bağlayacak olursak sonsuz enerji içeren boşluğun kendi üzerine neden kapanmadığını belkide daha doğru açıklayabileceğizdir. Küçük dalgalanmalar haricinde boşluk, madde olmaksızın kendi başına negatif enerji bölgeleri oluşturamayacağından kendi üzerine kapanmasına neden olacak çekim kuvveti de oluşamayacaktır. Diğer taraftan kütleyle uzay zamanın büzülmesi arasında görünürdeki yakın ilişkiyi açıklayabilmek için ise şunu ileri sürebiliriz; Madde, uzay zamanı büzebildiği oranda kendi üzerine kütle alabiliyor.

Madde etrafinda oluşan negatif enerjili parçacıkların dağılım biçimi nedense bende, çok delikli ekrandan geçen parçacıkların oluşturacağı girişimi düşündürüyor. Bu girişim deseninde detayda aydınlık karanlık bölgeler oluşurken bütünsel olarak baktığımızda ise merkezden dışa doğru şiddetin gittikçe azaldığı bir eğri ortaya çıkmaktadır. Madde üzerinden geçemeyen dalgaların sebep olduğu negatif enerjili dalgaların, değişik noktalardan yayınlanıyormuş gibi görünmesi böyle bir girişimin oluşmasını sağlayabilir. GRT alan teorisinde sürekli bir yapı gösteren uzay zaman büzülmesinin detayında bu girişim desenindeki karanlık bölgelerin ortaya çıkması uzay zamanın, süreksizliği olarak görünecektir. Einstein’in alan denklemlerinin bu girişim deseniyle de elde edilebilmesi çok ilginç olacaktır.

Hiçbir yazı/ resim izinsiz olarak kullanılamaz!! Telif hakları uyarınca bu bir suçtur..! Tüm hakları Çetin BAL' a aittir. Kaynak gösterilmek şartıyla siteden alıntı yapılabilir.

Ana Sayfa / Index / Roket bilimi / E-Mail / Kuantum Fizigi / Astronomy

/ Time Travel Technology / UFO Galerisi / UFO Technology /