Archimedes bazı ilkeler veya aksiyomlar ışığında doğayı tanımlayan ve bu ilkeleri kullanarak yeni sonuçlara ulaşan ilk bilim adamı sayılabilir. Bu şekilde, birkaç aksiyomdan yola çıkarak "her şeyi" açıklamaya çalışmıştır. Bunun gibi, "her şeyin kuramının da aksiyomlara dayalı olması ve bu aksiyomlarla tüm gözlemlenebilir olayları açıklaması beklenmektedir.
Democritus tarafından ortaya atılan atom kavramı de birleştirme fikrinin bir ürünüdür. Öyle ki, doğada gözlemlenebilir tüm olaylar atomun hareketinden kaynaklanmaktadır. Doğayı tanımlamak için kullanılan atoma dayalı modelin bir parçası olarak, eski yunan felsefecileri doğada gözlemlenen olayların çeşitliliğini, atomların çarpışmasından ibaret olan tek bir çeşit etkileşime bağlamışlardır. Daha sonra, mekanikçi felsefe (17. Yüzyılda) kâinattaki tüm kuvvetlerin atomlar arasındaki kuvvetlere indirgenebileceğini savunmuştur.
Tarihsel olarak ilk "birleştirme" diyebileceğimiz çalışma, Newton tarafından yapıldı. Kütle çekim yasasıyla Newton, yeryüzünde dalından düşen bir elmanın hareketiyle gökyüzündeki yıldızların hareketinin aynı fizik yasasıyla açıklanabildiğini gösterdi. Newton’un yaşadığı çağda, bilinen tek bir kuvvet vardı: kütle çekim kuvveti.
19. yüzyılın başında Oersted, Weber, Ohm, Ampere ve Faraday, elektrik (kehribar kuvveti) ve mıknatıslarla yaptıkları çalışmalarla bu iki yeni kuvvetin doğasını bir miktar aydınlattılar. Elektrik ve magnetizma üzerine yaptığı çalışmalardan sonra Faraday, bir süre bu kuvvetleri tanımlayan denklemlerle mekanik yasalarının birleştirilip birleştirilemeyeceğini inceledi. Ancak bu araştırmasında başarısız oldu. Bu türden radikal bir kuram için henüz çok erkendi. Faraday’ın bu çalışmalarından kısa bir süre sonra bir başka İngiliz fizikçi, James Clerk Maxwell, farklı gibi görünen elektrik ve magnetik kuvvetlerin aslında aynı kuvvetin farklı görünümleri olduklarını gösterdi. Elektrik ve magnetik kuvvetleri birleştirerek elde edilen “elektromagnetizma” kuramı, modern anlamda ilk birleşik kuramdır: Elektromagnetik kuvvet.
Newton'un yasaları, her gün karşılaştığımız olaylardaki hızlar için doğru sonuçlar veriyor; ancak ışık hızına yakın hızlarda, ışığın evrendeki en büyük hız olma ilkesiyle çelişiyordu. Einstein bunun üzerine Newton’un yasalarını genelleştirerek özel görelilik kuramını oluşturdu. Ardından kütle çekim yasasına el atan Einstein bunu da genel görelilik kuramıyla açıkladı. Böylece genel görelilik kuramı özel görelilik kuramıyla birlikte, evrendeki büyük ölçekli yapıları en başarılı şekilde açıklayan kuram olarak kabul edildi.
1927 yılında Brüksel’de toplanan konferansta "kuantum mekaniğinin matematiksel temelleri atıldı. Bu konferansta Niels Bohr ve Werner Heisenberg “dalga-partikül ikilemi” fikrini ve "belirsizlik ilkesini" ortaya attılar. Böylece 1930'lu yıllara gelindiğinde fizikte iki önemli kuram vardı: Genel görelilik kuramı evrendeki büyük ölçekli yapılarla, kuantum kuramıysa evrendeki küçük ölçekli yapılarla ilgiliydi. Bu iki kuram da birçok gözlem ve deneylerle desteklenmiş olmalarına karşın hâlâ tam olarak anlaşılamamış özelliklere sahiptiler. Karl Schwarzschild ve daha sonra birçokları, genel görelilik kuramının fiziksel olarak kabul edilemez tekil çözümler içerdiğini göstermişlerdi. Kuantum kuramı da atom ölçeğinde çok başarılı olmasına karşın, daha büyük ölçeklerde, gözlemlerle çelişen sonuçlar veriyordu.
Paul Dirac, elektronun hareketini tanımlayan ünlü denklemini yazdı. Bu denklem aynı zamanda özel görelilik kuramının kuantum mekaniğinde kullanıldığı ilk örnekti. Enrico Fermi ve çalışma arkadaşları, atomun çekirdeğinde proton ve nötronların birbirleriyle sadece küle çekimsel ve elektromagnetik kuvvetlerle değil, aynı zamanda "zayıf" ve “şiddetli” diye adlandırılan çekirdek kuvvetleriyle de etkileştiklerini öne sürdüler.
Ardından temel partiküllerin ortak özelliklerine göre sınıflandırılması çalışmaları oldu. Murray Gell-Mann şiddetli çekirdek kuvvetini bir kuantum alan olarak tanımladı. Gell-Mann'ın bu kuramından sonra kuantum alan kuramı olarak yazılmamış yalnızca iki kuvvet kalmıştı: zayıf çekirdek kuvveti ve kütle çekim kuvveti. Zayıf çekirdek kuvvetinin kuantum alan kuramı şeklinde ifadesi, 60’lı yılların sonunda Steven Weinberg ve Abdussalam tarafından yapıldı. Ardından kuvvet taşıyıcı partiküllere kütle kazandıran mekanizma, Peter Higgs ve Thomas Kibble tarafından geliştirildi.
Higgs mekanizması Weinberg ve Salam tarafından kullanıldı. Weinberg ve Salam elektromagnetik ve zayıf çekirdek kuvvetlerinin kuantum ifadelerini aynı kuramda birleştirdiler. Bu nedenle bu kurama “elektrozayıf kuram” adı verildi. Elektrozayıf kuramı ve kuantum renk dinamiği kuramı beraberce doğada gözlenen üç kuvveti (kütle çekim dışındakiler) ve maddeyi oluşturan temel partikülleri başarıyla açıklar. Bu iki kurama birlikte "standart model” deniyor.
Standart model deneylerle başarıyla denenmiş ve Higgs partikülüı dışında kuramın öngördüğü bütün partiküller gözlenmiş durumdadır. Bu nedenle standart model, partikül fiziğinde ve birleşik kuramlarda gelinen en başarılı noktadır. Ancak, standart model kütle çekimi kuramını (gravite) içermiyor. Bu durum fizikçileri yeni arayışlara ve süpersimetri, süper kütle çekimi, süpersicim, süperzar ve M-kuramı gibi daha büyük simetriler içeren, -bazılarında- temel konusu partikül olmayan kuramlar geliştirmeye itti.
Higgs partikülü (Higgs bozonu): Peter Higgs, Gerald Guralnik, Richard Hagen, Tom Kibble, François Englert ve Robert Brout tarafından Standart Model'deki fermiyonlara kütle kazandırmak için varlığı öne sürülmüş spini 0 (sıfır) olan partiküldür.
Süpersimetri: Süper simetri, partikül fiziğinde uzay-zaman simetrisinin karşılığıdır ve iki temel partikülden oluşur. Açısal momentumu olan bozonlar ve yarı değerli açısal momentumu olan fermiyonlar.
Süpersicim teorisi: Süpersicim kuramı partikülleri ve temel kuvvetleri çok küçük süpersimetrik sicimlerin titreşimleri şeklinde modelleyerek onları tek bir kuramda anlatmayı amaçlayan bir denemedir. Partikül fiziğinde, kuantum mekaniği ile Einstein'ın genel görelilik kuramını birleştiren bir teoridir. Baş farklı süpersicim teorisi vardır; Tip 1, Tip IIA, Tip IIB, Tip HO, Tip HE
M-kuramı (Membran teori, veya zar kuramı): Güncel paradigmanın tanımlamalarına göre, bir kuram olmadığından, baş harfi ile anılır. Beş farklı sicim kuramını ((tip I, tip IIa, tip IIb, HO, HE) birleştirme çabasıdır ve her şeyin kuramı olmaya en olası adaydır.
Günümüzde en yakın ve akla uygun açıklama efektif teoriden bekleniyor, sonsuza uzanımın sonlu bir redüksiyonu da denebilecek temel formasyon peşi sıra entropi, Einstein Rosenberg köprüsü ile bağ kuran açısal kuantum momenti ve koordinatlarının Planck ölçeğinde kodlanması ve hata ayıklama protokollerinin yerçekimi ile olan ilişkisini dört boyutlu uzay zaman içerisinde önermesi (fırıl-spin teorisi altında) bu beklentinin esas nedenini oluşturmaktadır.
Efektif teori: Fizikte efektif alan teorisi; istatiksel mekanik model teorisi ya da kuantum alan kuramı gibi, altta yatan fiziksel kurama (ya da efektif teoriye) bir yaklaşma/yaklaştırma modelidir. Efektif alan teorisi, seçilen bir enerji ya da uzunluk ölçeğinde meydana gelen fiziksel olayları açıklamak için; kısa mesafelerde serbestlik derecelerini ve altyapıyı (ya da yüksek enerjilerde denkliği) göz ardı ederek, serbestlik derecelerinin uygunluğunu içerir.
Einstein Rosenberg köprüsü (Solucan deliği): Einstein-Rosenberg köprüsü, Nathan Rosen ve Albert Einstein tarafından ileri sürülmüştür. Solucan deliği aslında uzay-zamanın nokta tasarımı ve zamanda bir kısa yol olan kuramsal topolojik bir vasfıdır. Genel olarak beyaz delikler ve kara delikler arasındaki bağlantıya solucan deliği denmektedir. Bir solucan deliğinin bir boğaza bağlı en az iki ağzı vardır. Eğer solucan deliği geçilebilirse bir madde solucan deliğinde bir ağızdan diğerine boğazdan geçerek ulaşabilir. (Solucan deliği ismi fenomeni açıklamakta kullanılan bir analojiden gelir. Eğer bir solucan bir elmanın üzerinde seyahat ediyorsa, tüm elmanın etrafını dolaşmak yerine içinden geçerek bir kestirme yol bulmuş olur.)
Solucan deliğinin merkezi (ortası) durak noktadır, yani oraya geçerken spagettileşme denen bir olaydan sonra takılırsınız ve yıldızların bir ömrü bitirmesini 10 saniye içinde görebilirsiniz. Oradan çıkmak için ışıktan hızlı olmalısınız. Çıkamazsanız karadelik yok olurken enerji veya gaz kütlesine dönüşürsünüz.
21 Ocak 2020
21 Ocak 2020
GERİ (standart model; teoriler birleşecek mi??)
