Harika ve karmaşık bir evrende yaşıyoruz ve doğamız gereği merak ediyoruz. Neden buradayız? Biz ve dünyamız nereden çıktık? Dünya nasıl oluşmuş? Bazı cevapları bulma yönünde muazzam ilerleme kaydedildiğinde yaşamak ayrıcalığımızdır. Sicim teorisi, son sorunun bir kısmını cevaplamaya yönelik en son girişimimizdir.
Peki dünya nasıl yapılmış? Sıradan madde, atomlardan oluşur ve bunlar sadece üç temel bileşenden oluşur: nötronlar ve protonlardan oluşan çekirdeğin etrafında dönen elektronlar. Elektron gerçekten temel bir parçacıktır (leptons diye bilinen parçacıklardan biridir), ancak nötronlar ve protonlar kuarklar olarak bilinen daha küçük parçacıklardan oluşur.
Evrenin atom altı bileşimi hakkındaki güncel bilgilerimiz, parçacık fiziğinin Standart Modeli olarak özetlenmektedir. Hem dünyanın yapıldığı temel yapı taşlarını hem de bu taşların etkileşimde bulunduğu güçleri tanımlıyor. On iki temel yapı taşı var. Bunların altısı kuarktır - ilginç adları olan yukarı, aşağı, çekicilik, garip, alt ve üst ile dolaşmaktadırlar. (Bir proton, örneğin, iki yukarı kuark ve bir aşağı kuarktan oluşur.) Diğer altısı leptonlardır. Bunlara elektron ve onun ağır iki kardeşi, muon ve tauon ve üç nötrin dahildir.
Evrende dört temel güç vardır: yerçekimi, elektromanyetizma,zayıf ve güçlü nükleer kuvvetler. Bunların her biri, kuvvetin taşıyıcısı olarak işlev gören temel parçacıklar tarafından üretilir. Bunlardan en tanıdık olanı foton, elektromanyetik kuvvetlerin arabulucusu olan bir ışık parçasıdır. (Bu, örneğin, bir mıknatısın çiviyi çektiği anlamına gelir, çünkü her iki nesne fotonları değiştirir.) Graviton, yerçekimiyle ilişkili parçacıktır. Güç güçlü, gluon olarak bilinen sekiz parçacık tarafından taşınır. Son olarak zayıf kuvvet üç parçacık, W +, W- ve Z tarafından iletilir.
Tüm bu parçacıkların ve kuvvetlerin davranışı, önemli bir istisna olmak üzere, Standart Model tarafından kusursuz bir hassasiyetle tanımlanmaktadır: YERÇEKİMİ. Teknik sebeplerden ötürü, yerçekimi kuvveti, günlük hayatımızda en çok tanıdık olanı mikroskobik olarak tanımlamak çok zor olduğunu kanıtladı. Bu, teorik fizikteki en önemli sorunlardan biri olan yerçekimi kuantum teorisini formüle etmek için uzun yıllar boyunca olmuştur.
Son birkaç on yılda sicim teorisi, yerçekiminin mikroskobik bir teorisi için en umut verici aday olarak ortaya çıkmıştır. Ve bundan daha son derece iddialı: evrenimizin temel yapısının tam, birleştirilmiş ve tutarlı bir tanımını sağlamaya çalışıyor. (Bu nedenle bazen oldukça küstahça, 'Her Şey Teorisi' denir).
Sicim teorisinin arkasındaki temel fikir şudur: Standart Modelin farklı 'temel' parçacıkları, aslında yalnızca bir temel nesnenin farklı belirtileri; bir dizge. Peki bu nasıl olabilir? Normalde, bir elektronu, örneğin iç yapısı olmayan bir nokta olarak tasvir ederiz. Bir nokta hareket etmekten başka bir şey yapamaz. Ancak sicim teorisi doğruysa, o zaman son derece güçlü bir 'mikroskop' altında, elektronun gerçekten bir nokta olmadığını, küçük bir sicim döngüsü olduğunu kavrarız. Bir dize hareket ettirmekten başka bir şey yapabilir, farklı şekillerde salınabilir. Belli bir şekilde salınırsa, uzaktan baktığımızda gerçekten bir tel olduğunu söyleyemeyiz, bir elektron görürüz. Fakat başka bir yöne salınırsa, ona bir foton ya da kuark diyoruz. Dize teorisi doğruysa, bütün dünya tellerden yapılır!
Sicim teorisi ile ilgili belki de en dikkat çekici şey, böyle basit bir düşüncenin işe yaramasıdır. Bir teori kuramından (Deneysel olarak inanılmaz derecede doğrulanmış olan) Standart Modeli türetmek mümkündür. Bununla birlikte, bugüne kadar, sicim teorisinin kendisinin Doğanın doğru tanımı olduğuna dair doğrudan bir deneysel kanıt bulunmadığı söylenebilir. Çoğunlukla sicim teorisinin halen gelişmekte olduğu gerçeğine bağlıdır. Bitleri ve parçalarını biliyoruz, ancak henüz bütün resmi görmüyoruz ve bu nedenle kesin tahminler yapamıyoruz. Son yıllarda, teori ne olduğuna dair anlayışımızı kökten genişleten birçok heyecan verici gelişme yaşandı.
Daha fazla bilgi edinmek isterseniz, Brian Greene, köklü dize teorisyeni tarafından yazılmış popüler bilim kitabı "Zarif Evren: Süper İpler, Gizli Boyutlar ve Ultimate Teori Arayışı" (W. W. Norton & Company, 1999) öneririm.
