Tanrı nın Sigarası

08 Nisan 2011

Sigara içenler bilirler ya da başlarına gelmiştir..
Bazen içilen sigaranın dumanı garip şekiller alır, garip şekillerin beynimizdeki iz düşümü, beynimizce, anlamlandırılır.
İşte o an o garip şekiller garipliklerini kaybedip, çiçeğe böceğe,insan suratına, silüete, etten varlıkların gölgesine dönüşürler..
Kısacası hafızamızın varlık hanesindeki varlıkların eskizi oluverir o duman..
Sigarayı biz yaktıysak, gerçekte o dumanın benzettiğimiz varlık olmadığını biliriz..
Hatta yanımızdakine dumandan varlığımızı göstermeye kalksak o göremez..
Çünkü dumanın bu değişimi anlık ve çok hızlıdır.
Çünkü, gözlerimizin ve beynimizin ortaklaşa kürek çekerek oynadıkları bu oyun, tek perdelik ve sahibine özeldir genellikle..
Yanımızdakinin kürekçileri kendi sahiplerine başka bir oyun oynuyor olabilirler..
Tek perdelik bu oyunun ortak bir sahnede oynamaması da mümkündür, yani yanınızdaki, sigara dumanındakindeki hayali varlığınızı, sizinle birlikte görebilir..
Ama ihtimali azdır..
Bütün bunların en yakın, birinci dereceden sebebi bizim o sigarayı yakışımızdır..
Şimdi bu senaryoyu devasa evren sahnesinde bir oyun haline getirelim:

Bugün hala çakılan çakmağın sesini duyuyorsak, çakmağın çakıldığı anda Büyük bir Patlama olmuş demektir..
Herşey bu büyük patlama ile başladı, öncesini bilmiyoruz..
Bildiğimiz sigaranın yandığı ve dumanının tütüp etrafa yayıldığı..
Hala da yayılıyor..
İlk anlardaki yayılmaya, hatta “şişmeye göre” biraz yavaş yayılsada, yine de yayılıyor..

Tanrı sigarasını yaktı..
Dumanı rastgele çevreye yayılıyor..
Artık Tanrı, dumana dokunmadan, sadece bakıp, beyninde garip şekiller oluşturabilir..
O garip şekiller garipliklerini kaybedip, çiçeğe böceğe,insan suratına, silüete, etten varlıklara dönüşebilirler..

Tanrı şunu biliyor, sigarasının dumanındaki rastgelelik ne kadar çok artarsa, görebileceği garip şekillerin sayısı da artar.
Sigarının ilk yakıldığı anda çıkan dumana baktığında, yapacağı kurgu sayısı azdır..
Yani duman, sigaradan ilk çıktığı anda 1. durumdan 2. duruma geçerken yayılır, yayılmak zorundadır.
Derken gitgide dumanın alabileceği durum sayısı artar..
Bu girilebilecek durum sayısı artışı yani rastgeleliğin artması, dumanın bir önceki durumdan, daha düzensiz hale geçmesi demek..
İşte buna entropi diyorlar..Düzensizliğin ölçüsü..
Dumanın içinde bulunduğu andaki düzensizliği, o an için olabileceği en yüksek seviyededir..
Tıpkı evren gibi, evrenin de entropisi maksimalmiş..
Düzensizliğin maksimumda olması, biz canlıların ortaya çıkmasına sebep olmuş..
Tıpkı Tanrı nın sigara dumanından garip şekilleri gibi..

Bu garip şekillerin garipliği, aslında davranışlarından geliyor..
Normalde bulundukları ortama dağılmaları gerekirken, bir süreliğine bir noktada toplanıyorlar..
Hemen dağılmadan önce de kendilerine benzer şekiller meydana getiriyorlar.
Evet, tahmin ettiğiniz gibi, ürüyorlar, ürüyoruz..
Ama eninde sonunda ölüyoruz, duman topağından garip şekiller dağılıyor..
Bu bize, bence şunu gösteriyor; doğmaya ve ölmeye mecburuz..
Sorun şu ki, Tanrı sigarasının dumanına bakmasaydı, yıldız tozu dumanından bizler var olabilir miydik?

Benim yorumuma ve kurguma göre olamazdık..
Fakat dediğim gibi bu sadece benim tasarladığım bir kurgu..
Bu kurgunun gerçeklerle bir ilgisi olmayabilir, yani yanlış olabilir..
Fakat kurgumdan bağımsız bir gerçek var;
Sigara dumanı tekrar birleşip sigara olmaz, olamaz..
Öyleyse bu sigara kimin sigarası?


Evrenin Zarafeti

30 Aralık 2010

-Bu yazı Tübitak Yayınlarından çıkan, Evrenin Zarafeti-Brian Greene adlı kitaptan sadeleştirilerek alınmıştır-

Bir şey keşfetmenin insanın yeni bir şey görmesi değil de bakışını biçimlendirmesi demek olduğu söylenir.
Fizikçiler, yarım yüzyılı aşkın bir süredir -tarihteki en büyük bi­limsel başarıların tam ortasındayken bile- ufukta kara bir bulutun toplandığını içten içe biliyorlardı.
Buna ört bas etmek demek fazla ağır olur.
Soruna modern fiziğin dayandığı iki temel kaideden yola çıkarak yaklaşmakta fayda var.
Biri Albert Einstein’ın, evreni en geniş ölçeklerde -yıldızları, galaksileri, galaksi kümelerini- anlamaya yönelik kuramsal bir çerçeve sunan genel görelilik kuramıdır.
Diğeriyse evreni en küçük ölçeklerde, moleküller, atomlar ile daha derin­lere inip elektronlar ve kuarklar gibi atomaltı parçacıklar düze­yinde kavramaya yönelik kuramsal bir çerçeve sunan kuantum mekaniğidir.
Yıllar süren araştırmalar sonucu, fizikçiler her iki kuramın da öngörülerinin hemen hepsini neredeyse akıl almaz bir doğrulukla deneysel olarak doğrulamış bulunuyor.
Fakat kaçınılmaz bir biçimde bu kuramsal araçlar, rahatsız edici başka bir sonuca da yol açtı:

Halihazırda formüle edildikleri biçimiyle genel görelilik ile kuantum mekaniği aynı anda doğru olamaz.
Geçen yüzyıl içinde fizikte kaydedilen muazzam ilerlemenin -göklerin genişlemesini ve maddenin temel yapısını açıklayan ilerlemenin- temelinde yatan bu iki kuram birbirine uymaz.
Bu feci karşıtlığı önceden incelemediyseniz, neden böyle diye merak ediyor olabilirsiniz.
Cevap pek de zor değil.
En uç durumlar hariç, fizikçiler ya küçük ve hafif (atomlar ve bileşenleri gibi) ya da büyük ve ağır (yıldızlar ve galaksiler gibi) şeyler üzerinde çalışırlar, aynı anda her ikisinin de üzerinde çalışmazlar.
Bu da ya yalnızca kuantum mekaniğini ya da yalnızca genel göreliliği kullanmaları gerektiği, diğerinin uyarı ikazlarına şöyle kaçamak bir bakış atıp omuz silkebildikleri anlamına geliyor.
Elli yıldır, bu yaklaşım cehalet kadar neşe dolu olmadı, fakat ona epeyce yaklaştı.

Fakat evren, uçlarda olabilir.
Bir kara deliğin merkezindeki derinliklerde, muazzam bir kütle çok çok küçük boyutlara iner.
Büyük Patlama sırasında evren, yanında bir kum tanesinin dev gibi kaldığı mikroskobik boyutlarda bir kütleden doğmuştu.
Bunlar küçük, fakat inanılmaz derecede kütleli alanlardır, dolayısıyla hem genel göreliliğin hem kuantum mekaniğinin eş zamanlı olarak devreye girmesini gerektirirler.
İlerledikçe giderek açıklık kazanacak sebeplerden ötürü, genel görelilik ile kuantum mekaniği denklemleri birleştiklerinde, su kaynatmış bir otomobil gibi sarsılır, takırdar, buharlar çıkarır.
Bu kadar süslemeden söyleyecek olursak, iyi kurgulanmış fizik soruları, bu iki kuramın mutsuz birleşmesinden saçma cevaplar çıkmasına neden olur.
Kara deliklerin derinliklerini ve evrenin başlangıcını bir gizem perdesinin ardında tutmak istiyor olsanız da, kuantum mekaniği ile genel görelilik arasındaki karşıtlığın daha derin bir anlayış beklediğini hissetmekten kendinizi alamazsınız.

Evren gerçekten de en temelden bölünmüş; şeyler büyük olduğunda başka yasaları, küçük olduğunda başka yasaları gerektiriyor olabilir mi?
Kuantum mekaniği ile genel göreliliğin saygıdeğer yapıları ile kıyaslandığında genç bir yapı olarak karşımıza çıkan süpersicim kuramı, yankılanan bir hayırla cevap veriyor bu soruya.
Tüm dünyada fizikçiler ile matematikçilerin son on yıl içinde yaptığı yoğun araştırmalar, maddeyi en temel düzeyde betimleyen bu yeni yaklaşımın genel görelilik ile kuantum mekaniği arasındaki gerilimi çözdüğünü ortaya koyuyor.
Aslına bakarsanız süpersicim kuramı daha da fazlasını gösteriyor.
Bu yeni çerçevede, kuramın anlamlı olabilmesi için genel görelilik ile kuantum mekaniği birbirini tamamlıyor.
Süpersicim kuramına göre, büyük olana dair yasalarla küçük olana dair yasaların evliliği yalnızca mutlu değil, aynı zamanda kaçınılmaz bir birlikteliktir.
Bu iyi haberin bir kısmı.

Süpersicim kuramı -kısaca sicim kuramı- bu birlikteliği dev bir adım daha öteye taşıyor.
Einstein otuz yıl boyunca birleşik bir fizik kuramı, doğanın bütün kuvvetleri ile maddi bileşenlerini tek bir kuramsal dokumada birleştirecek bir kuram arayıp durdu.
Bulmayı başaramadı.
Bugün, yeni binyılın şafağında, sicim kuramı yandaşları bu ele geçmez, bütünlüklü dokumanın ipliklerinin nihayet ortaya çıkarıldığını iddia ediyor.
Sicim kuramı, evrendeki bütün mucizevi olayların -atomaltı kuarklarm çılgın dansından, birbirlerinin etrafında dönen çift yıldız sistemlerinin gösterişli valsine, Büyük Patlama’nın ilk ateş topundan göklerdeki galaksilerin muhteşem girdabına varıncaya dek- hepsinin, tek bir büyük fiziksel ilkenin, tek bir temel denklemin yansımaları olduğunu gösteriyor.

Sicim kuramının bu özellikleri uzay, zaman ve madde anlayışımızı ciddi biçimde değiştirmemizi gerektirdiğinden, bunlara alışmak, rahatça sindirebilir hale gelmek biraz zaman alacak.
Fakat, bağlamına yerleştirildiğinde açıklık kazanacağı üzere, sicim kuramı, fizik alanında son yüzyılda yapılmış devrimci keşiflerin ciddi ve doğal bir ürünü olarak beliriyor.
Aslına bakarsanız genel görelilik ile kuantum mekaniği arasındaki çatışmanın da, geçen yüzyılda karşı karşıya kalınan, çözümleri evreni kavrayışıımzın hayret verici bir biçimde değişmesiyle sonuçlanan temel çatışmalar dizisindeki ilk değil üçüncü çatışma olduğunu da göreceğiz.

Üç Çatışma

1800’lerin sonu gibi uzak bir tarihte görebildiğimiz ilk çatışma, ışığın hareketinde görülen şaşırtıcı özelliklerle ilgiliydi.
Kısaca şöyle açıklayabiliriz: Isaac Newton’un hareket yasalarına göre, yeterince hızlı koşarsanız hareket halindeki bir ışık demetine yetişebilirsiniz; James Clerk Maxwell’in elektromanyetizma yasalarına göreyse yetişemezsiniz.
Einstein bu çatışmayı özel görelilik kuramıyla çözdü, bunu yaparken de uzay ve zaman anlayışımızı tümüyle alt üst etti.
Özel göreliliğe göre, uzay ve zaman artık değişmeyen, herkesin aynı şekilde deneyimlediği evrensel kavramlar olarak düşünülemez.
Einstein’ın yeniden işlediği biçimiyle uzay ve zaman, biçimleri ve görünümleri insanın hareket haline bağlı olan şekillenebilir yapılar olarak karşımıza çıkar.
Özel göreliliğin geliştirilmesi, çok geçmeden ikinci çatışmaya zemin hazırlamıştır.
Einstein’m çalışmasından çıkan sonuçlardan biri şuydu:

Hiçbir nesne -aslına bakarsanız olumlu ya da olumsuz hiçbir etkiyle- ışık hızından daha hızlı yol alamaz.

Fakat Nevvton’un deneysel olarak başarılı olmuş ve sezgisel olarak hoşa giden evrensel kütleçekimi kuramı, etkilerin uzayda geniş mesafelerde anında aktarılmasını gerektiriyordu.
1915’te ortaya koyduğu genel görelilik kuramıyla yeni bir kütleçekimi kavrayışı sunarak devreye girip çatışmayı çözen yine Einstein oldu.
Özel göreliliğin daha önceki uzay ve zaman kavrayışlarını alt üst etmesinde olduğu gibi, bu kez de genel görelilik, önceki uzay ve zaman kavrayışını alt üst etti.
Uzay ve zaman, hareketlilik durumundan etkilenmekle kalmıyor, madde ya da enerjinin varlığına bağlı olarak yamulabiliyor ve eğrilebiliyordu.
Uzay ve zamanın dokusundaki bu tür çarpılmalar göreceğimiz üzere kütleçekimi kuvvetini bir yerden diğerine aktarıyordu.
Dolayısıyla uzay ve zaman artık, üzerinde evrendeki olayların gerçekleştiği atıl bir zemin olarak düşünülemeyecekti; aksine özel ve sonra da genel görelilik kuramlarıyla birlikte olayların içindeki oyuncular haline gelmişlerdi.

Sahne bir kez daha baştan alındı: Genel göreliliğin keşfi bir çatışmayı çözerken bir diğerine yol açtı.
1900’den beri 30 yıldır, fizikçiler, 19.yüzyılın fizik kavrayışlarının mikroskobik dünyaya uygulanması halinde baş gösteren birtakım belirgin sorunlara cevaben kuantum mekaniğini geliştirmekteydi.
Yukarıda da belirttiğimiz gibi, üçüncü ve en derin çatışma, kuantum mekaniğiyle genel görelilik arasındaki uyumsuzluktan doğdu.

Genel göreliliğin ortaya koyduğu uzayın yumuşak kıvrımlı geometrik biçimi, kuantum mekaniğinin anlattığı, evrenin çılgın, bulanık, mikroskobik davranış biçimiyle sürekli bir uyumsuzluk içindedir.
Sicim kuramının bir çözüm önerdiği 1980’lerin ortalarına dek, bu çatışma haklı olarak modern fiziğin ana sorunu olarak nitelenmiştir.
Dahası, özel ve genel göreliliğin üzerine kurulan sicim kuramı da, uzay ve zaman kavrayışlarımızın ciddi biçimde yenilenmesini gerektirmiştir.
Örneğin birçoğumuz evrenimizin üç uzamsal boyutu olduğunu kabul ederiz.
Fakat sicim kuramına göre durum böyle değildir; sicim kuramı evrenimizin gözle görülenlerden daha fazla boyuta -kozmosun katlanmış dokusu içinde sıkıca kıvrılmış boyutlara- sahip olduğunu öne sürer.
Uzay ve zamanın doğasıyla ilgili bu dikkat çekici görüşler o kadar merkezi bir önem taşır ki, bundan sonra söyleyeceğimiz her şeyde bunları kılavuz tema olarak kullanacağız.

Sicim kuramı, gerçekten de, Einstein’dan bu yana uzay ve zamanın hikâyesidir.
Sicim kuramının aslında ne olduğunu takdir edebilmek için, bir adım geri atıp geçen yüzyılda evrenin mikroskobik yapısına dair ne öğrenmiş olduğumuzu kısaca betimlememiz gerekiyor.
En Küçük Haliyle Evren: Madde Hakkında Bildiklerimiz Eski Yunanlılar, evrendeki her şeyin atom dedikleri, küçük, “bölünemez” bileşenlerden yapıldığını varsaymışlardı.
Alfabe kullanılan bir dilde, muazzam sayıda sözcüğün, az sayıda harfle oluşturulmuş zengin kombinasyonlardan meydana gelmiş olması gibi, engin bir varlık gösteren maddi nesnelerin de az sayıdaki ayrı, temel yapıtaşlarından oluşmuş kombinasyonlar olabileceği tahmininde bulunmuşlardı.
İleriyi gören bir tahmin olmuş bu.
En temel birimlerin kimliği, sayılamayacak kadar çok değişiklikten geçmiş olsa da, 2000 yıl sonra hâlâ bunun doğru olduğuna inanıyoruz.

19.yüzyılda bilim insanları oksijen ve karbon gibi tanıdık maddelerin birçoğunun tanınabilir, en küçük bir bileşeni olduğunu gösterdi; Yunanlıların geleneğine uyarak bu bileşene atom dediler.
İsim tuttu, ama tarih bunun yanlış bir isimlendirme olduğunu gösterdi, zira atomlar tabii ki “bölünebiliyordu.”
1930ların başında J.J.Thomson, Ernest Rutherford, Niels Bohr ve James Chadwick’in kolektif çalışmalarıyla birlikte, hepimizin aşina olduğu Güneş sistemine benzer bir atom modeli geliştirildi.
Atomlar maddenin en temel bileşeni olmak şöyle dursun, yörüngede dönen elektronlarla çevrelenmiş protonlar ve nötronlar içeren bir çekirdek taşıyordu.
Bir süre, birçok fizikçi protonlar, nötronlar ve elektronların Yunanlıların “atomları” olduğunu düşündü.
Fakat 1968’de, Stanford Doğrusal Hızlandırıcı Merkezi’ndeki araştırmacılar, teknolojinin artan kapasitesinden yararlanarak maddenin mikroskobik derinliklerini araştırırken, protonlar ve nötronların da temel bileşenler olmadığını gördüler.
Aksine her birinin kuark denilen -daha önceden bu parçacıkların varlığını varsayan kuramsal fizikçi Murray Gell-Man’in James Joyce’un Finnegan’s Wake adlı romanındaki pasajdan aldığı mizahi bir isimdi bu- daha küçük üç parçadan daha oluştuğunu gösterdiler.
Deneyi gerçekleştirenler kuarkların da iki çeşit olduğunu doğruladı; bunlara pek o kadar yaratıcılığa kaçılmadan yukarı kuarklar ve aşağı kuarklar dendi.

Bir proton iki yukarı kuarkla, bir aşağı kuarktan oluşur; bir nötronsa iki aşağı kuarkla bir yukarı kuarktan.
Maddelerin dünyasında ve yukarıda göklerde gördüğünüz her şey, elektron, yukarı kuark ve aşağı kuark kombinasyonlarından oluşur.
Bu üç parçacığın daha küçük bir şeylerden yapıldığını gösteren deneysel bir kanıt yoktur.

Fakat birçok kanıt, evrenin parçacık türü başka bileşenleri olduğunu göstermektedir.
1950’lerin ortalarında Frederick Reines ve Clyde Cowan nötrino denilen dördüncü bir tür temel parçacığın varlığına dair kesin deneysel kanıtlar buldular; 1930’ların başında Wolfgang Pauli tarafından varlığı tahmin edilen bir parçacıktı bu.
Nötrinoları bulmak çok güç oldu, çünkü bunlar başka maddelerle nadiren etkileşime geçen hayaletsi parçacıklardır: Ortalama düzeyde enerjiye sahip bir nötrino, trilyonlarca kilometre kurşunun içinden, onun hareketini bir nebze olsun etkilemeksizin kolayca geçip gidebilir.
Bu sizi epeyce rahatlatmalı, çünkü siz bu satırları okurken, Güneş’in uzaya saldığı milyarlarca nötrino, kozmostaki yalnız seyahatlerini sürdürürken, vücudunuzdan ve yerkürenin içinden geçip gidiyor.
1930’ların sonunda, kozmik ışınlar (dış uzaydan Dünyaya yağan parçacık yağmurları) üzerine çalışmakta olan fizikçiler müon denilen başka bir parçacık keşfetti.
Kozmik düzende müonun varlığını gerektiren hiçbir şey, çözülmemiş bir bilmece, hazır edilmiş bir yer olmadığından, Nobel Ödüllü parçacık fizikçisi Isidor Isaac Rabi müonun keşfini hiç de şevkli olmayan “Bunu da kim sipariş etti.” sözleriyle karşılamıştı.
Ama ne yaparsınız vardı işte.
Arkası da gelecekti.

Daha da güçlü bir teknoloji kullanan fizikçiler, madde parçacıklarını giderek artan bir enerjiyle çarpıştırmayı, Büyük Patlama’dan bu yana hiç görülmemiş koşulları bir anlığına yaratmayı sürdürdü.
Enkazın içinde, giderek uzayan parçacık listesine ekleyecek yeni temel parçacıklar arıyorlardı.
İşte şunları buldular:

Dört kuark daha -çekici, tuhaf, alt ve üst kuarklar- elektronun tau denilen daha ağır bir kuzeni, ayrıca nötrinoya benzer özellikler gösteren başka iki parçacık daha (bugün elektron-nötrino denilen özgün nötrinoyla karıştırılmamaları için bunlara müon-nötrino ve tau-nötrino denmiştir).
Bu parçacıklar büyük enerji patlamalarıyla oluşturulmuşlardır ve ancak geçici bir ömürleri vardır: Genelde karşılaştığımız hiçbir şeyin bileşeni değillerdir.
Fakat hikâye burada bitmiyor.

Bu parçacıkların her birinin bir karşı parçacık partneri vardır; benzer kütleye sahip, fakat elektrik yükü (ayrıca aşağıda tartışacağımız başka kuvvetler bakımından yükleri) gibi başka bazı bakımlardan karşıt olan bir parçacık.
Örneğin bir elektronun karşı parçacığına pozitron denir; elektronla aynı kütleye sahiptir, ama elektronun elektrik yükü —l’ken onun elektrik yükü +l’dir.
Temasa geçtiklerinde madde ve karşı madde birbirlerini ortadan kaldırıp saf enerji ortaya çıkarabilirler; etrafımızdaki dünyada doğal olarak mevcut son derece küçük miktarda karşı madde bulunmasının sebebi budur.

Madde parçacıkları genellikle aile denilen üç gruba ayrılmaktadır.
Her aile iki kuark, bir elektron, elektronun kuzenlerinden birini ve nötrino türlerinden birini içerir.
Nötrino kütlelerinin değerleri, bugüne dek deneysel olarak belirlenememiştir.

Netice itibarıyla, fizikçiler bugün maddenin yapısını, metrenin milyarda birinin milyarda biri ölçeğinde araştırmışlar ve bugüne kadar karşılaşdan her şeyin -ister doğal ola­rak mevcut olsun, ister devasa atom çarpıştırıcılarda yapay ola­rak üretilmiş olsun- bu üç ailede yer alan parçacıkların ve on­ların karşı madde partnerlerinin bir kombinasyonundan oluştuğunu göstermiştir.
Bu parçacık ailelerine şöyle bir göz gezdirdiğinizde, Rabi’nin müonun keşfi karşısındaki şaşkınlığını daha iyi anlayacaksınız kuşkusuz.
Ailelerin düzenlenmesi, en azından düzenlilik benzeri bir şeyin var olduğunu gösteriyor, fakat birçok “neden” sorusu da gündeme geliyor.

Neden bu kadar çok temel parçacık var, özellikle de etrafımızdaki şeylerin büyük bir çoğunluğu sadece elektronları, yukarı-kuarkları ve aşağı-kuarkları gerektiriyormuş gibi görünürken?
Neden üç aile var?
Neden aile sayısı bir ya da dört ya da başka bir şey değil?
Neden parçacıkların kütlesel dağılımı görünüşte rasgele; örneğin taunun ağırlığı neden elektronun ağırlığının yaklaşık 3520 katı.
Neden üst kuarkın ağırlığı, yukarı-kuarkın ağırlığının yaklaşık 40.200 katı?
Bunlar tuhaf, görünüşte rasgele rakamlardır.
Şans eseri mi mevcutturlar yoksa ilahi bir tercih yüzünden mi, yoksa evrenimizin bu temel özelliklerinin anlaşılabilir bir bilimsel açıklaması var mıdır?
Kuvvetler ya da Foton nerede?

Doğadaki kuvvetleri düşündüğümüzde işler daha da karışıyor.
Etrafımızdaki dünya etki yaratma araçlarıyla doludur: Toplara sopalarla vurulabilir, bungee meraklıları yüksek platformlardan kendilerini yere doğru bırakır, mıknatıslar süper hızlı trenleri metal rayların üzerinde tutar, Geiger sayaçları radyoaktif maddeye tepki verir, nükleer bombalar patlayabilir.
Şiddetli bir biçimde iterek, çekerek ya da sarsarak; onlara başka nesneler fırlatarak ya da ateşleyerek; çekiştirerek, bükerek ya da parçalayarak; dondurarak, ısıtarak ya da yakarak nesneleri etkile­ebiliriz.
Geçen yüzyıl içinde fizikçiler, çeşitli nesneler ve maddeler arasındaki bütün bu etkileşimlerin, ayrıca her gün karşılaştığımız milyonlarca etkileşimin, dört temel kuvvetin kombinasyonuna indirgenebileceği yolunda giderek artan sayıda kanıt topladı.

Bu kuvvetlerden biri kütleçekimi kuvvetidir.
Diğer üçü elektromanyetik kuvvet, zayıf kuvvet ve güçlü kuvvettir.
Kütleçekimi en tanıdık kuvvettir, bizi Güneş’in etrafında yörüngede tutar, ayrıca ayağımızın yere sağlam basmasını sağlar.
Bir nesnenin kütlesi, ne kadar çekim kuvveti uygulayabileceği ve hissedebileceğiyle ölçülür.
Elektromanyetik kuvvet, dört kuvvet arasında en tanıdık ikinci kuvvettir.
Modern hayatın sunduğu bütün rahatlıkların -ampuller, bilgisayarlar, televizyonlar, telefonlar- itici gücüdür; ışıklar saçan fırtınalar ve bir insan elinin yumuşak dokunuşundaki tuhaf kudretin temelinde yatar.
Mikroskobik olarak, bir parçacığın elektrik yükü, kütlenin kütleçekimi açısından oynadığı rolün bir benzerini elektromanyetik kuvvet açısından oynar: Bir parçacığın elektromanyetik olarak ne kadar kuvvet açığa çıkarabileceğini ve ne kadar karşılık verebileceğini belirler.
Güçlü ve zayıf kuvvetler o kadar tanıdık değildir, çünkü güçleri atomaltı mesafe ölçekleri dışında her yerde hızla azalır; bunlar nükleer kuvvetlerdir.
Bu iki kuvvetin bu kadar yakın dönemde keşfedilmiş olmasının sebebi de budur.
Güçlü kuvvet, kuarkların protonların ve nötronların içinde “yapışık” durmasını, protonlar ve nötronların atom çekirdekleri içinde bir arada sıkışık durmasını sağlar.
Zayıf kuvvet, uranyum ve kobalt gibi maddelerin radyoaktif bozunmasından sorumlu kuvvet olarak tanınır daha çok.
Geçen yüzyıl içinde fizikçiler bütün bu kuvvetlerde ortak olan iki özellik buldular.

İlki,mikroskobik düzeyde bütün kuvvetlerin kuvvetin en küçük demeti ya da paketi olarak düşünebileceğiniz birleşik bir parçacığa sahip olmasıdır.
Bir lazer ışını ateşlerseniz -“elektromanyetik bir ışın tabancası”- bir foton akımı, elektromanyetik kuvvetin en küçük demetlerini ateşlersiniz.
Keza, zayıf ve güçlü kuvvet alanlarının en küçük bileşenleri de zayıf ayar bozonları ile glüonlardır.
Glüonları atom çekirdeklerini bir arada tutan kuvvetli bir tutkalın mikroskobik bileşenleri olarak düşünebilirsiniz.
1984’e gelindiğinde deneyciler, bu üç tür kuvvet parçacığının varlığını ve ayrıntılı özelliklerini kesinleştirmişlerdi.
Fizikçiler kütleçekimi kuvvetinin de birleşik bir parçacığı -graviton- olduğuna inanıyor, fakat bu parçacığın varlığı deneysel olarak henüz doğrulanmış değildir.

Kuvvetlerin ikinci ortak özelliği şudur: Kütlenin, kütleçekimin bir parçacığı nasıl etkileyeceğini belirlemesinde, elektrik yükünün de elektromanyetik kuvvetin bir parçacığı nasıl etkileyeceğini belirlemesinde olduğu gibi, parçacıklar, güçlü ve zayıf kuvvetler tarafından nasıl etkileneceklerini belirleyen belli miktarlarda “güçlü yük” ve “zayıf yük”e sahiptir.
Fakat tıpkı parçacık kütleleri bakımından söz konusu olduğu gibi, deneysel fizikçilerin bu özellikleri titizlikle ölçmüş olması gerçeği dışında, evrenimizin neden bu özel parçacıklardan, bu özel kütlelerden ve kuvvet yüklerinden oluştuğuna, kimse bir açıklama getirebilmiş değildir.
Ortak özellikleri bir tarafa, sadece temel kuvvetlerin incelenmesi bile yalnızca soruların ağırlığını artırıyor.

Neden dört temel kuvvet var.
Neden beş ya da üç ya da belki de yalnızca bir kuvvet yok?
Neden kuvvetlerin böyle farklı özellikleri var?
Neden bu kuvvetlerin içkin gücünde böyle muazzam bir yayılma var?

Bu son soruyu değerlendirebilmek için sol elinizde bir elektron, sağ elinizde bir başka elektron tuttuğunuzu, benzer elek­trik yüküne sahip bu parçacıkları bir araya getirdiğinizi düşünün.
Karşılıklı kütleçekimleri yaklaşmalarını desteklerken, elektromanyetik iticilikleri de onları ayırmaya çalışacaktır.
Hangisi daha güçlüdür?
Burada yarışa yer yoktur: Elektromanyetik itiş 1042 kere daha kuvvetlidir! Sağ kolunuz kütleçekimi kuvvetinin gücünü temsil ediyorsa, sol kolunuzun elektromanyetik kuvvetin gücünü temsil edebilmek için bilinen evrenin kıyısının ötelerine ulaşması gerekir.
Etrafımızdaki dünyada, elektromanyetik kuvvetin kütleçekimi tümüyle aşmamasının tek sebebi, çoğu şeyin eşit miktarda pozitif ve negatif elektrikle yüklü olması, bu yüklerin kuvvetlerinin birbirini iptal etmesidir.
Öte yandan kütleçekimi her zaman çeken bir kuvvet olduğundan, benzer bir iptal söz konusu değildir; daha fazla şey daha büyük bir kütleçekim kuvveti anlamına gelir.
Fakat esasen, kütleçekimi son derece zayıf bir kuvvettir.
Graviton’un varlığını deneysel olarak doğrulamanın güçlüğü bu olguyla açıklanır.
En zayıf kuvvetin en küçük demetini aramak hayli zor bir iştir.
Deneyler güçlü kuvvetin elektromanyetik kuvvetten yüz kat, zayıf kuvvetten de yüz bin kat daha güçlü olduğunu göstermiştir.

Peki, evrenimizin bu özelliklere sahip olmasının mantığı nerededir?

Bazı ayrıntıların neden şöyle değil de böyle olduğu üzerine aylak aylak felsefe yapmaktan ileri gelen bir soru değildir bu; maddenin ve kuvvet parçacıklarının özellikleri bir parça bile değiştirilseydi, evren çok farklı bir yer olurdu.
Örneğin periyodik tablodaki yüz kadar elementi oluşturan kararlı çekirdeklerin varlığı, güçlü kuvvetle elektromanyetik kuvvetin güçleri arasındaki hassas orana dayanır.
Atom çekirdeklerinin içindeki protonların hepsi de birbirini elektromanyetik olarak iter; protonların bileşeni olan kuarkları etkileyen güçlü kuvvet, şükürler olsun ki, bu itkiyi yener ve protonları sıkıca bir arada tutar.
Fakat bu kuvvetlerin göreli güçlerindeki küçücük bir değişiklik bile aralarındaki dengeyi kolayca bozacak ve atom çekirdeklerinin çoğunun çözülmesine yol açacaktır.
Dahası elektronun kütlesi, olduğundan birkaç kat daha büyük olsaydı, elektronlar ve protonlar nötronlar oluşturma eğiliminde olurlar,çekirdeklerini yutarlar, böylece daha karmaşık elementlerin ortaya çıkmasını engellerlerdi.

Yıldızlar, kararlı çekirdekler arasındaki füzyona dayanır ve oluşumları da temel fizik koşulları açısından değişik durumlar oluşturmaz.
Kütleçekimi kuvvetinin gücü yıldızların oluşumunda da rol oynar.
Bir yıldızın merkezinde bulunan çekirdekteki maddenin ezici yoğunluğu, yıldızın nükleer ocağını besler ve sonuçta oluşan yıldız ışığına yol açar.
Kütleçekimi kuvvetinin gücü artsaydı, yıldız kümelenmesi daha sıkı bir biçimde birbirine bağlanır, bu da nükleer tepkimelerin oranında ciddi bir artışa neden olurdu.
Fakat tıpkı parlak bir alevin yakıtını, ağır ağır yanan bir muma nazaran daha hızlı tüketmesinde olduğu gibi, nükleer tepkime oranındaki bir artış da Güneş gibi yıldızların daha hızlı yanıp tükenmesine yol açardı ki, bunun da bildiğimiz biçimiyle hayatın oluşumu üzerinde yıkıcı bir etkisi olurdu.

Öte yandan kütleçekimi kuvvetinin gücü azalsaydı, madde bir arada kümelenmezdi, bu da yıldızların ve galaksilerin oluşumunu engellerdi.
Devam edebiliriz, fakat fikir gayet açıktır: Evren olduğu gibidir çünkü madde ve kuvvet parçacıkları sahip oldukları özelliklere sahiptir.

Peki, neden bu özelliklere sahip olduklarının bilimsel bir açıklaması var mıdır?