2. Soru: Gözlemcinin, gözlenen nesneye olan etkisi.

Yanıt: Bir otomobilin haraketini gözlemlediğinizi farkezin. Mekanizma şöyledir; Işık fotonları otomobile çarpar ve gözünüze yansır. Fotonlar, otomobil ile kıyaslandığında o kadar küçüktürler ki, hereketin değişmesine pratik olarak, neden olmazlar. Şimdi bir otomobil yerine, bir atomun hareketini gözlemlediğinizi farzedin. Aynı şeyi söyleyemezsiniz. Çünkü, atomun momentumu ile fotonların momentumu artık karşılaştırılacak kadar birbirlerine yakındır. Dolayısıyla, atoma her foton çarptığında, atomun hareketinin yönü ve büyüklüğünün değişmesini bekleyebiliriz. Neticede, gözlemlediğimiz, atomun orijinal hateketi değil, foton çarpması sonucu değişen hareketidir. Kuantum fiziğinde Heisenberg, kesinsizlik (doğru terim budur) ilkesi ile anlatılmaya çalışılan da budur.

3. Soru: Bose-Einstein yoğunlaşması.

Yanıt: İstatistik fizikte, tüm bilinen parçacıklar (elektron, proton, foton vs.) iki temel gruba ayrılır. Boson'lar ve Fermion'lar. Boson'lar spini tam sayı olanlardır ve tüm kuantum sayıları (spin, yük, açısal momentum vs.) aynı olsa bile aynı durumda bulunabilirler. Daha anlaşılabilir bir deyimle, aynı yeri işgal edebilirler. Fermion'lar ise bunun tam tersi. Eğer iki fermiaon'un tüm kuantum sayıları aynı ise yanyana bulunamazlar. Eğer yoğunlaşmayı, parçacıkların izin verilen, en sıkı bir biçimde yan yana gelmeleri olarak tanımlarsak, boson'lardan oluşmuş bir gazın yoğunlaşması, fermionlarınkinden çok daha sıkı olacaktır diyebiliriz. Neticede, bir boson gazının sıfır enerjili bir yoğunlaşma yapması beklenebilir, yani gazı sıfır mutlak sıcaklığına kadar soğutabilirsiniz. Fermionlarda bu olamaz. Yani, enerji düzeyini yöneten "n" baş kuantum sayısı aynı olan iki'den fazla fermiao olamaz. Dolayısıyla, fermion gazını sıfır mutlak sıcaklığına soğutamazsınız.

4. Soru: Dünyaya dair %100 doğrulanmış, ya da 100% yanlışlanmış hiçbir veri yoktur.

Yanıt: Soru, bence, bilimsel değil de biraz felsefi. Her tezin mutlaka bir antitezi oluşturulabilir. Soruya şöyle yanıt vereceğim. Şu anda odanızda oturmuş, televizyon seyrediyorsunuz. Biliyormusunuz ki, odadaki hava moleküllerinin hepsinin birden aynı yönde hareket edip, odanın bir köşesine çekilerek, sizi havasızlıktan boğabilme olasılığı sıfır değildir. Yani, pekala, bu olay meydana gelebilir ve siz de boğulursunuz. Ancak, şimdiye kadar hiç böyle saçma bir nedenden ölen birini duydunuz mu? Aynı mantık, verdiğiniz lambanın yanıp yanmaması örneği için de geçerli. Yeteri kadar uzun süre düğmeyi açıp kaparsanız, bir seferinde lamba yanmayabilir. Bakın dikkat edin, yanmaz demiyorum. Yanmayabilir diyorum. Çünkü bu, olağanüstü durumun ne zaman olacağını kestirme imkanım yok. Bu tür, olasılığı ihmal edilebilir düzeydeki, olaylar için biz pratikte hep kesin bir yanıt vermek, yani imkansız demek eğilimindeyiz.

5. Soru: Zeno paradox'u. Yani Aşil kaplumbağayı yakalayabilir mi, yakalayamaz mı?.

Yanıt: Arkadaşlarda biri bu paradox'u çok iyi yanıtlamış. Ben de, bir anlamda onu tekrar edeceğim. Burada, paradox, aşil'in hareketiyle, kaplumbağanın hareketi karşılaştırılırken, sadece yer değiştirmenin dikkate alınıyor oluşundan kaynaklanıyor. Zeno ve onu dinleyenler, matematikteki diferansiyel kavramını bilmediklerinden, hareket sırasındaki "dx" yerdeğiştirme aralıklarının küçülürken, zaman aralığı "dt" nin de küçüldüğünü ve oranlarını sabit kaldığını akıl edememektedirler. Newton'a kadar bu hikaye hep bir paradox olarak kaldı.

6. Soru: Kaos ve kelebek etkisi.

Yanıt: Şöyle başlayayım; Eğer hangi kelebeğin bu durumu meydana getirebileceğini bilse idik, bu kaotik bir etki sınıfına girmezdi. Kelebeği yakalar, "aman dur yapma!.." diyebilirdik. Kaos, nonlineer diferansiyel denklemlerin, belirli bir başlangıç koşulu için sonuçta yarattığı karmaşık etki. Olaylar için, doğada, şimdilik kaos'u bir kenara bırakacak olursak, iki tip davranış var. Ya, periyodik, yani birbirini takrarlayan davranışlar (örnek, gezegenlerin güneş etrafındaki hareketi). Ya da, rastgele (random) (örnek, radyoaktif bozunma). Kaos ise bambaşka bir şey (örnek, musluktan akan su). Kaoscular ikiye ayrılıyor. Bir grup, temel davranış biçiminin kaos olduğu, diğer ikisinin bunun özel bir hali olduğunu düşünmekte. Diğer grup ise, temel davranışın yariyodik ya da rastgele oluşu, kaosu'un ise bu ikisinin karışımı olduğunu düşünmekte. Ben, ilk grubun görüşünü daha akla yakın buluyorum. Nedeni ise, periyodik ve rastgele davranışların ikisi de lineer diferansiyek denklemlerin çözümleri. Ama, doğa nonlineer.

7. Soru: Nükleer santraller.

Yanıt: Nükleer santrallere karşı olanların savundukları argümanların başında, çevre gelmekte. Bu görüş sahiplerine önerim, lütfen, hidroelektrik santrallerin çevre de yaptıkları tahribatı düşünsünler. O zaman hala aynı fikirde iseler ben buradayım.

8. Soru: Duvar!..hatırladığım kadarıyla tartışma, insan yeteri kadar hızlı koşarsa duvardan geçebilir mi?, sorusu üzerine idi.

Yanıt: Cevabım, kesinlikle hayır!.. Sorunun kendisi, dalga-parçacık kavramının yeterince anlaşılamadığını gösteriyor. Bu kavram ilk kez 1924 yılında de Broglie tarafından ortaya atıldı. Özetle, "her cisim aynı zamanda bir dalgadır da" demektedir. Dalganın boyu onun karekteristiğidir ve bu hipoteze göre, ? = h/p ifadesi ile verilir. Burada h Planck sabiti, p ise momentumdur ve p = mv ile verilir. m: kütle ve v: cismin hızıdır. Planck sabiti 10-34 joule saniye dir. Buna göre, insan gibi makroskopik bir cisime eşlik eden dalganın dalga boyu, yaklaşık 10-36 metre mertebesindedir. Duvar atomlardan yapıldığına göre ve atomların büyüklüklerinin de 10-10 metre mertebesinde olduğu düşünülecek olursak, insana eşlik eden dalganın dalga boyu, bu büyüklüğün milyar kere onmilyonda biridir. Yani, mukayese edilemeyecek kadar küçüktür. Dalga-parçacık ikilemindeki kural şudur; Eğer dalganın üzerine düştüğü cismin büyüklüğü, dalganın boyuna yakınsa cisim üzerine düşeni dalga gibi algılar, değilse, parçacık gibi algılar. Dolayısıyla, duvarın atomları, koşan adamı bir parçacık gibi algılar ve adam da fizik de "tunelling effect" adı verilen duvar geçme olayını yapamaz. Öte yandan, "yeterince hızlı koşarsa…" ifadesi durumu daha da kötüleştirmektedir. Zira, cisim daha hızlı hareket ederse momentumu artar ve dolayısıyla da eşlik eden dalganın boyu kısalır. Aslında, soruya mizahi bir cevap şöyle olabilirdi!. İnsan yeterince hızlı koşarsa, taşıdığı momentum artacağından, belki bir şekilde duvarı yıkıp öte yana geçme şansı da artar. Tabii, kafası gözü de yarılacaktır.

9. Soru: Eski fizik, yeni fiziğe ne kadar muhtaç?

Yanıt: Eski fizik-Yeni fizik, Klasik fizik-Modern fizik vs. Bu sınıflamalar fizikçilerin değildir. Onlar için fiziğin eskisi yenisi, klasiği moderni olmaz. Fizik bir tanedir. Bunlar, fiziğin dışındaki kimselerin, kendi birtakım kıstaslarına göre yaptıkları sınıflandırmadır. Ancak soruyu "Kuantum fiziği, Newton fiziğine nekadar muhtaç?" şeklinde sorarsak, bunun bir yanıtı olabilir. Benim yanıtım; Kuantum fiziği, Newton fiziğine yüzde yüz muhtaçtır. Zira, enerji, momentum vs. gibi kavramlar newton fiziğinin ürünüdürler. Bunlarsız da hiçbir şey olmaz. Aslında, Newton fiziği de kuantum fiziğinin bir özel halidir. Örneğin, Planck sabitini sıfır alırsak, kuantum fiziği, Newton fiziğine, ışık hızını sonsuz alırsak da, Lorentz dönüşümleri (yani özel relativite) , Galilei dönüşümlerine indirgenir.

10. Soru: Esir nedir?

Yanıt: Bu kavramın ortaya atıldığı dönemlerde, bilinen tek dalga türü madde içerisinde ilerleyen dalgalardı. Örneğin, ses dalgaları, sudaki dalgalar vs. Dolayısıyla, fizikçiler madde olmayan ortamlarda dalganın yayılamayacağı fikrine sahiptiler. Ancak ışığın boşlukta da yayılabildiğini biliyorlardı. Bu çelişkiyi ortadan kaldırmak için "Esir" (ingilizcesi ether) kavramını ortaya attılar. Buna göre, boşluk yoktu, onun yerine kütlesi olmayan esir adı verilen bir madde bütüm uzayı kaplamıştı. Bu nesnenin varlığını kanıtlayabilmek ve ışığın bu madde içerisindeki hızını ölçmek amacıyla, Michelson ve Morley 1880' lerde bir deney yaptılar. Ancak başarılı olamadılar. Daha sonraları, bu deneyin, eter fikrini ortaya atanlara göre olumsuz, ışık hızının kaynağın hızından bağımsız olarak evrensel bir sabit olduğunu savunanlara göre (ki bu tek kişi Einstein idi) olumlu sonucuna göre esir diye birşey yoktur ve ışık boşlukta da yayılabilir.

11. Soru: Zaman izafi (göreceli) midir?

Yanıt: Evet. Aslında zamanı anlayabilmek için kozmoloji ve yüksek enerji fiziği hakkında bilgimiz olması gerekir. Ama ben kısaca açıklayabilirim sanıyorum. Bu soruya en iyi yanıtı özel ve genel relativite verebilir. Bu kuramları anlayabilmek için de, zamanın da uzay gibi bir koordinat olduğunun iyi kavranması gerekir. Yani evren, bizim algılayabildiğimiz kadarıyla, üçü uzay ve biri de zaman olmak üzere dört boyutludur. Özel relativite, kendine göre v hızı ile hareket etmekte olan bir sistemi gözlemleyen gözleyici için uzay ve zaman koordinatlarının şu şekilde değişeceğini söyler.

12. Soru: 5. Kuantum peri masalı!!!…

Yanıt: Sanırım hikaye Heisenberg'in kesinsizlik ilkesi ile ilgili. Eğer kutuları konum, incilerin renklerini momentum olarak benzeştirirsek bu ilke "bir incinin rengini ve hangi kutuda olduğunu aynı anda kesinlikle bilemezsin" temel kuralını getirir. Buna göre, kellesi gidenler her kutuda kesinlikle hangi renk inci olduğunu söylemeye zorlandıklarından, ilke ihlal edilmesin diye hep söylediklerinin tersi çıktı. Prendesle evlenen genç ise bu ilkeyi biliyor olmalı ki, ilk iki kutu için kesin birşey söylemedi ve dolayısıyla bir kutudan beyaz diğerinden siyeh inci çıktı. Sonuncu kutu için sadece bir tek renk seçeneği kaldığından, o da ilkeyi ihlal etmemek için açılmadı.
 

13. Soru: J. C. Maxwell, Eletromagnetizmayı tarif ederken eter (ether) kavramını var kabul etmiş ve başarılı sonuç almıştır……..

Yanıt: 19. Yüzyıl, hata 20. Yüzyılın başlarına kadar, dalga hareketinin maddesel bir ortam dışında var olamayacağı kanısı vardı, bilim adamları arasında. Maxwell'in elektromagnatizmayı açıklayan denklemlerinde ışık hızı vardır "c". Ancak, bu hızın hangi referans sistemine göre olduğu denklemlerde yer almaz. Dolayısıyla, Maxwell denklemleri, Galilei dönüşümleri altında invaryant (değişmez) değildir. Bu durum, Maxwell denklemlerinin evrensel yasalar olup olmadığı tartışmasına yol açtı. Bir grup bilim adamı, bu denklemlerin evrensel olmadığı gerekçesiyle yanlış olduklarını iddia etti. Diğer bir grup ise, eter kavramını ortaya attı. Bu anlayışa göre, boşluk (vacum) diye birşey yoktur, uzay eter adı verilen, bir madde ile doludur ve her nesnenin, ışık dahil, hızı buna göredir. Böylelikle, Maxwell denklemleri bir bakıma aklanmış oluyordu. Yalnız yanıtlanması gereken bir soru vardı. O da, "ışığın bu ortama göre hızı nedir?". Bunu saptamak için, meşhur Michelson - Morley deneyi yapıldı. Sonuç çok şaşırtıcı idi. Işık, referans noktasının hızından bağımsız bir hızla hareket ediyordu!!.. Yani, ışık, kaynağının gözlemciye göre hızı ne olursa olsun hep sabit c=300 000 km/sn 'lik bir hızla yayılıyordu. Tartışmalar yeni bir boyut kazandı. Tüm bu tartışmalar arasında, tek sorgulanmayan Galilei dönüşümleri olduğundan, Lorentz onu da sorgulamaya başladı ve 1900'lerin hemen başında, Maxwell denklemlerini değişmez bırakan dönüşümleri elde etti. Bunlar, günümüzde bile hala geçerliliğini korur. Buna göre uzay ve zaman, Galilei dönüşümlerinde olduğu gibi, birbirlerinden bağımsız kavramlar değildi. Artık evren 4 boyutlu (uzay-zaman) oldu. Yani r = (x,y,z,ct), "c" ışık hızı ve o da evrensel bir sabit. Lorentz dönüşümleri ayrıca, değişik referans sistemlerinde uzunlukların kısaldığı, zamanın uzadığı gibi bir takım, o çağda, asla anlaşılamayacak bir takım sonuçları da bereberinde getirdi. Buna, Lorentz'in kendiside pek bir yanıt bulamadı, belki de inanmadı. Aslında bulduğu doğru idi. Bilim dünyası bu gerçeği anlayabilmek için Einstein'I beklemek zorunda idi. Einstein'in Planck sabiti yerine, "delta" (????) adını verdiği sabit hakkında hiçbir bilgim yok. Bilimsel açıdan bir değeri olsa idi mutlaka bilirdim. Yani, fizik de adı bile geçmiyor. Eter sorununa geri dönelim. Şu anda da bilim dünyasında buna benzer bir tartışma var. Yalnız orijini Maxwell denklemleri değil, çok daha derin. İşin içerisine kozmoloji ve parçacık fiziği giriyor. Hikaye şu: Bilim adamları, şu sıralarda, karanlık madde (dark matter) adı verilen, galaksiler arası, bir maddenin varlığından şüpheleniyorlar. Nedeni de, evrenin bilinenen kozmolojik kuramlarla, olması gereken kütkesi ile, gözlemlenen kütlesi arasındaki çok büyük fark. İki ayrı yaklaşım var. Biri, bu maddenin, günümüzde bilinen parçacıklardan çok daha farklı bir takım nesnelerden oluşmuş olabileceği. Diğeri ise bugün kütlesiz olarak bilinen (örneğin, nötrinolar'ın), çok da küçük olsa kütlelerinin olabileceği varsayımına dayanıyor. Dolayısıyla iş, ya bu parçacıkları keşfetmek, ya da, nötrinoların kütleleri olduğunu kanıtlamak. Ancak, ortada elle tutulur bir sonuç henüz yok.

14. Soru: Cins, cinsi çeker ifadesinin yüksek enerji fiziğindeki anlamı nedir?

Yanıt: Soru da ima edilen elektrik yükleri olsa gerek. Zira doğada tek itici kuvvet zıt elektrik yükleri arasındaki kuvvettir. Yüksek enerji fiziği kuvvetli etkileşmelerle ilgilenir (strong forces). Bunlar, nükleonlar ve kuarklar arası etkileşimlerdir ve daima çekicidirler.

15. Soru: Işıkta bir madde olduğuna göre, uzayın tam olarak gözlemlenmesi olanaksız değil mi?

Yanıt: Einstein'in genel görelilik denklemleri zaten uzayın doğrusal olmayıp, aksine, eğri olduğunu göstermektedir. Elbette, ışık da, netice olarak, bir madde olduğundan, kütle yakınından geçerken bükülecektir. Daha öteye birşey söyleyeyim. Uzay deyince aklımıza, çok büyük bir küre içerisinde, rastgele saçılmış, yıldızlar galaksiler vs. gelir. Aslında bu doğru değil. Uzayın, çok büyük bir küre olduğu çok yanlış değil. Ancak, yıldızlar, galaksiler vs. (yani biz) bu kürenin içinde değil, yüzeyindeyiz. Dolayısıyla iki nokta arasındaki en kısa yol doğru değil, bir yay (jeodezik). Örnek, Paris - New York seferini yapan uçak, en kısa yol olarak rotasını, harita üzerinde cetvelle çizilmiş doğru yerine, merkezi yerin merkezinde bulunan ve yeryüzünü Paris ve New York norkalarında delen bir çember yayı üzerinde belirler. Onun içindir ki, önce kutuplara doğru yaklaşır, sonra güneye yönelir.

16. Soru: Madde için referans ne?, bir yıldızın yaşı için neyi referans alacağız?

Yanıt: Büyük patlama (Big bang) zamanı ve mekanı başlattı. Sadece kavramsal olarak değil, fiziksel olarak da. Zira, Bugün evreni dolduran tüm madde, büyük patlamadan önce bir noktada sıkışmış sonsuz yoğun bir durumda idi. Süper gravitenin olduğu yerde (örneğin kara deliklerin içi) zaman ve mekan boyutları birleşmiş bir durumdadır. Patlama ile bunlar birbirlerinden ayrılmaya başladılar. İşte o an zaman saati tıklamaya başladı. Bence, mutlak zaman referansı budur. Ancak bunun sorunun yanıtı olmadığını biliyorum. Zira, öyle ise tüm yıldızların yaşı da aynıdır. Öyleyse, sorunun yanıtı kozmolojik değil, astrofizikseldir. Yani yıldızın doğum anı, uzaydaki hidrojen atomlarının bir noktada yoğunlaşmaya başladıkları andır. Bu anı, demin tanımladığım, mutlak zamandan çıkarırsanız, yıldızın yaşını bulursunuz. Mekana gelince!!. Burada durum farklı. Sizi şaşırtıcı bir gerçekle söze başlayacağım. Yukarıda, uzayda iki nokta arasındaki en kısa uzaklığın bir jeodezik olduğunu söylemiştim. Düzeltiyorum, uzayda, herhangi iki nokta arasındaki en kısa uzaklık SIFIR' dır. İlginç değil mi? Şimdi uzayda, iki nokta alın, bu noktalarda, bir şekilde, kara delik etkisi yaratın, yani maddeyi sonsuz sıkıştırın (tabii ne kadar başarabilirseniz, ama doğa bunları başarabildiğine göre çok da olanaksız değil), zamanla mekan birleşeceklerdir. Buna, modern kozmolojide "kurt deliği" (worm hole) adı veriliyor. Mekan'ın olmadığı yerde uzaklıklar da sıfırdır. Buradaki fiziksel mekanizma şöyle: Gravitasyon uzayı büküyor, öyle ki, iki ayrık nokta birbiri ile çakışıyor. Örnek vermek gerekirse; elinize bir tabaka kağıt alın, bir köşegeninin iki ucuna iki nokta koyun. Sonra kağıdı elinize alıp, köşegene dik bir şekilde bükün. Sonunda iki nokta çakışacaktır ve aralarındaki uzaklık SIFIR olacaktır. Bilmem, Mesaj (Contact) adlı filmi izlediniz mi? Bu filmde de anlatılmak istenen buydu.

17. Soru: Kuantum evreninde de entropi kuralı geçerli mi?

Yanıt: Evet. Bir düzeltme yapayım: kuralın adı maksimum entropi'dir. Öte yandan, "….atomaltı dünyada parçacıkların sürtünmesizlik prensibine göre hareket ettikleri…" ile başlayan cümleden ne kastedildiğini pek anlayamadım. Bildiğim, sürtünme cisimleri oluşturan moleküllerin, moleküller arası Van der Waals adı verilen zayıf bir kuvvetle etkileşmelerine dayanır ve tamamen makroskopik bir etkidir. Entropi'ye gelince. Bu kavram tek bir parçacık için pek geçerli değildir. Zira entropi, parçacıkların oluşturduğu bir topluluk (ensamble) için tanımlanabilir. İlkenin ifadesi şöyledir: ?E ? 0, yani bir süreç sonunda sistemin entropisi ya değişmez yada büyür. Diğer bir deyişle, sistem düzenden, düzensizliğe doğru geçiş eğilimindedir. Örnek: Oda içerisindeki hava moleküllerini bir köşeye sıkıştırın ve entropisini hesaplayın. Daha sonra gazı serbest bırakın. Odanın içerisine yayıldığını göreceksiniz. Tersi olmaz, yani, odadaki diğer hava molekülleri de toplanıp köşeye sıkıştırılmış gaza doğru yürümezler. Entropiyi tekrar hesaplayın, büyümüş olduğunu göreceksiniz. Yani süreç, düzenzizliğe doğru gelişecektir.

18. Soru: Fuzzy Logic'in isim babası Lütfizade Ali Asker midir?

Yanıt: Fuzzy Logic'in isim babasını açık adı Lütfi Asker Zade (İngilizce yazılışıyla Lotfi Asker Zadeh' dir.) dir. Ancak belki orijinali Ali Asker Lütfizade 'de olabilir. Bu konuda kesin bir bilgim yok.

19. Soru: Gravitasyon nedir? yapisi alan etkisinde midir, yoksa bir tur parcacikla ilişkili midir?

Yanıt: Gravitasyon doğada bilinenen dört etkileşmeden biri ve en zayıf olanıdır. Diğerleri, kuvvet sıralarına göre, Kuvvetli etkileşmeler, Zayıf etkileşmeler, Elektromagnetik etkileşmelerdir. Gravitasyon dahil tüm etkileşmeler alan denklemleri ile tanımlanabilirler. Ayrıca ilk üçü için sorumlu birer parçacıkta vardır. Kuvvetli etkileşmeler için "gluon", Zayıf etkileşmeler için "W" ve "Z" parçaçıkları, Elektromagnetik etkileşme için "Foton". Gravitasyon için de bir parçacık aranmakta. Henüz bulunamadı ama bir adı var "Graviton".