Bir önceki yazımda, sicim teorisinden bahsederken, sicimlerin planck sabiti uzunluğunda tanımlanan parçacıklar olduğundan söz etmiştim. Ancak belirtmekte fayda var ki, planck sabitinin kullanım alanı bu kadarla sınırlı değildir ve gerçekliğimizde oldukça çarpıcı etkilere sahip bir konumdadır. Bu sebeple, kuantum mekaniğinin doğumuna da ön ayak olacak olan planck sabitini anlatacak bir yazı hazırlamaya karar verdim.

planck

Gelişim Süreci

19. yüzyıl sonlarında bilim insanları, fiziğin artık tamamlanmış bir alan olduğu yanılgısıyla, keşfedilecek hiçbir şey kalmadığı fikrine kapılmışlardı. Ancak aynı dönemde klasik fiziğin yapısında sorun yaratan, atom seviyesindeki fenomenlerle de karşılaştı bilim insanları. Klasik fiziğin yetersiz kaldığı bu durumlar arasından özellikle de kara cisim ışıması, kriz niteliğinde bir problemdi. Kriz niteliğindeydi çünkü, konu üzerinde deneysel çalışmalar yapan fizikçiler, üzerine düşen bütün elektromanyetik ışınımı soğuran kara cisimler için sonsuz bir ışınım yoğunluğu öngördüklerini açıklamışlardı.

graph

Her madde ısı derecesine bağlı bir frekans yoğunluğuyla ışınım yapar, klasik fizik çözümlerinden elde edilen sonuçlar ise bu ışınım derecesinin kara cisimler için sonsuz olduğunu öngörmekteydi. Güvenilir deneysel verilerle çelişen bu mantıksız sonuçlar, herkes gibi Max Planck’i de hayrete düşürmüştü. Böylece, nihayetinde kuantum fiziğinin doğumuna ön ayak olacak çalışmalarına da başlamış oldu.

Planck, klasik fiziğin yetersiz kaldığı bu problemin üstesinden gelebilmek için yeni bir yaklaşım kullanmak zorunda olduğunun farkındaydı. Bu doğrultuda, kendisini her ne kadar rahatsız etse de Boltzmann’ın tanımladığı olasılıksal entropi fikrini kullanarak bir varsayımda bulundu. Enerjinin sürekli değil de paketçikler halinde iletildiği düşüncesiyle, değeri e=h*f ile hesaplanan, kuanta adını verdiği enerji birimlerini tanımladı. Klasik fiziğin öngördüğü düz ve sürekli hareketin, tanecikli ve paketçikler halinde olduğu fikriyle fizik dünyasında yeni bir dönüşüm başlatan Max Planck, bu çalışmasıyla 1918 yılında Nobel ödülünü kazandı.

Planck Sabitini Değiştirmek

Max Planck’in tanımladığı denklemdeki ‘h’, kendi adıyla anılan, planck sabiti olarak geçer ve bir fotonun dalga frekansına bağıl olarak taşıyabileceği enerji miktarını tanımlar. Peki, kuantum teoreminin temel fenomenlerinde kendine yer edinmiş bu sabit üzerinde değişiklik yapacak olursak ne gibi sonuçlar elde ederiz?

eqn

Aslında Planck sabiti teknolojik hassasiyetin artmasıyla süreç içinde değişimlere uğradı, ama bunlar nispeten küçük seviyedeydi. Örneğin, 1985 yılında 6.626176*10^-34 olan sabit, 2018 yılında 6.62607015*10^-34 olacak şekilde revize edilmişti. Ancak sabitin aldığı değişimlerin astronomik boyutlarda olması durumunda, gerçekliğimizin alacağı halde oldukça farklı olurdu.

Stranger Things’in üçüncü sezon finalinde, planck sabitinin 6.62607004 olduğu şeklinde bir ifade geçiyor. Eğer Planck sabiti gerçekten de bu kadar büyük olsaydı, mikro kozmosta yaşanan garip kuantum olayları, gündelik hayat deneyimimizin de bir parçası haline gelirdi. Böyle bir gerçekliği ‘Ve.. Sonraki Hayattan Kırk Öykü’ kitabında işleyen David Eagleman’ın yazdıkları şöyle: “Burada her şey olası tüm hallerinde, hatta birbirinden bağımsız tüm hallerinde, aynı anda var olur… Kendinizi aynı anda hem yemek yerken hem de bowling oynarken bulabilirsiniz…” Diğer taraftan sabitin çok çok küçük bir değere indirgenmesi de mikro kozmos kavramını tamamen ortadan kaldırırdı. Kuantum kuramının olmadığı bir evren ise aslında hiç var olmamış bir evren olabilirdi Hawking’e göre.

maxwell
Maxwell Denklemleri

Peki söz konusu böyle bir ince ayardan ne anlamalıyız? Bu, evrenin bir yaratıcı tarafından tasarlandığı anlamına mı gelir yoksa bilimin bize sunduğu başka bir açıklama var mıdır?

Yararlanılan Kaynaklar:

  1. Kuantum Teorisi – J. P. McEvoy, Oscar Zarate
  2. 101 Soruda Kuantum – Kenneth W. Ford
  3. Büyük Tasarım – Leonard Mlodinow, Stephen Hawking
  4. Ve.. Sonraki Hayattan Kırk Öykü – David Eagleman