Teorik Fizikte Beş Büyük Problem

Amerika’lı en büyük teorik fizikçilerden biri olan Lee Smolin, Teorik Fizik’te en büyük 5 problemin ne olduğunu belirlemiş. Kendisine göre en büyük problemler arasında; Kuantum Yerçekimi, Kuantum Mekaniğinin Temel Problemi, Parçacıkların ve Kuvvetlerin Birleşmesi, Ayarlama problemleri ve Kozmolojik Gizemler’dir. İşte Lee Smolin’e göre Teorik Fizik’te ki en büyük 5 problem:

Kuantum Yerçekimi Problemi

Kuantum yerçekimi, hem genel göreliliği hem de parçacık fiziğinin standart modelini içeren bir teori oluşturmak için teorik fizik çalışmalarındandır. Şu anda, bu iki teori, farklı doğa ölçeklerini tanımlamakta ve yerçekimi kuvveti (veya uzay zamanının eğriliği) sonsuz hale geldiği gibi, anlam taşımayan verim sonuçlarının üst üste geldiği ölçeği keşfetmeye çalışmaktadır. (Sonuçta, fizikçiler doğada gerçek sonsuzluklar görmezler!)

Kuantum Mekaniğinin Temel Sorunları

Kuantum fiziğini anlamakla ilgili bir konu, altta yatan fiziksel mekanizmanın ne olduğudır. Kuantum fiziğinde pek çok yorum var – klasik Kopenhag yorumu, II Hugh Everette’nin tartışmalı Çoklu Evren ve Katılımcı Antropik Prensibi gibi daha tartışmalı olanları. Bu yorumlarda ortaya çıkan soru, kuantum dalga fonksiyonunun çökmesine neden olan şey etrafında dönmektedir.

Kuantum alan teorisi ile çalışan çoğu modern fizikçi, artık bu yorum sorularını konuyla ilgili olarak düşünmemektedir. Dekontaminasyon ilkesi, birçoğu için açıklamadır – çevre ile etkileşim kuantum çökmesine neden olur. Daha da önemlisi, fizikçiler denklemleri çözebilir, deneyler yapabilir ve fiziği temel bir seviyede tam olarak neler olup bittiğini çözmeden uygulayabilirler.

Parçacıkların ve Kuvvetlerin Birleşmesi

Fiziğin dört temel gücü vardır ve parçacık fiziğinin standart modeli sadece üçünü içerir (elektromanyetizma, güçlü nükleer kuvvet ve zayıf nükleer kuvvet). Yerçekimi standart modelden çıkarılır. Bu dört gücü birleşik bir alan teorisine birleştiren bir teori oluşturmaya çalışmak , teorik fiziğin ana hedefidir.

Parçacık fiziğinin standart modeli bir kuantum alan teorisi olduğundan, herhangi bir birleşme, kuantum alan teorisi olarak yerçekimini içermelidir, bu da problemi çözmenin problemin birinci çözümü ile bağlantılı olduğu anlamına gelir.

Buna ek olarak, standart parçacık fiziği modeli, birçok farklı parçacık – hepsinde 18 temel parçacık gösterir. Birçok fizikçi, temel bir doğa teorisinin, bu parçacıkları birleştirmek için bazı yöntemlere sahip olması gerektiğine inanırlar, bu yüzden daha temel terimlerle tarif edilirler. Örneğin, bu yaklaşımların en iyi tanımlanmış olan dizgi teorisi , tüm parçacıkların, temel enerji lifleri veya tellerin farklı titreşim modları olduğunu tahmin eder.

Tuning Problemi

Teorik bir fizik modeli, tahminlerde bulunmak için belirli parametrelerin ayarlanmasını gerektiren matematiksel bir çerçevedir. Parçacık fiziğinin standart modelinde, parametreler teori tarafından tahmin edilen 18 parçacık tarafından temsil edilir, yani parametreler gözlem ile ölçülür.

Bununla birlikte, bazı fizikçiler, teorinin temel fiziksel prensiplerinin, ölçümden bağımsız olarak bu parametreleri belirlemesi gerektiğine inanırlar. Bu, geçmişte birleşik bir alan teorisine olan ilginin çoğunu harekete geçirdi ve Einstein’ın meşhur “Tanrı ​​evreni yaratırken herhangi bir seçeneği var mıydı?” Sorusunu ateşledi. Evrenin özellikleri, evrenin formunu doğal olarak ayarlıyor mu, çünkü bu özellikler form farklı ise işe yaramaz mı?

Bunun cevabı sadece yaratılabilecek tek bir evrenin olmadığı fikrine güçlü bir şekilde eğiliyor gibi görünmektedir, fakat farklı teorilerin (ya da farklı fiziksel parametrelere dayanan farklı teorilerin farklı varyantları) orijinal enerji ve evrenimiz bu olası evrenlerden sadece bir tanesidir.

Bu durumda, soru, evrenimizin, yaşamın varlığına izin vermek için çok ince ayarlanmış özelliklere sahip olma nedenleri haline gelir. Bu soruya ince ayar problemi denir ve bazı fizikçilerin bir açıklama için antropik prensibe dönmelerini teşvik etti , bu da evrenimizin gerekli özelliklere sahip olduğunu dikte eder.

Kozmolojik Gizemlerin Sorunu

Evrenin hala birtakım gizemleri var, ama çoğu fizikçiyi sinirlendirenler, karanlık madde ve karanlık enerji. Bu tür madde ve enerji, yerçekimi etkileriyle belirlenir, ancak doğrudan gözlemlenemez, bu yüzden fizikçiler hala ne olduğunu anlamaya çalışırlar. Yine de, bazı fizikçiler, yeni madde ve enerji biçimlerini gerektirmeyen bu yerçekimsel etkilere yönelik alternatif açıklamalar önermişlerdir, ancak bu alternatifler çoğu fizikçiye göre popüler değildir.

İlginizi Çekebilecek Benzer Yazılar

Renkler Hakkında 24 İlginç Bilgi Renkler bizi çevreliyor ve hayatımızda önemli bir rol oynamaktadır. En sevdiğim giysilerimiz, arabalarımız, evcil hayvanlarımız, hatta bedenlerimizden...
Reynolds Sayısı Nedir? Uygulama Alanları Nelerdir? Reynolds Sayısı, Akışın Türbülanslı mı yoksa Doğrusal (Laminer) mı Olduğunu Gösterir Reynolds sayısı, akışkanlar mekaniği çalışmasında önemli bir ro...
Sıcaklık Nedir? Sıcaklık Ölçümü ve Termometre Tarihi Sıcaklık Nedir? Sıcaklık, cismin ne kadar sıcak veya soğuk olduğunun nesnel bir ölçümüdür. Bir termometre veya bir kalorimetre ile ölçülebilir. Siste...
Bulutlar Hakkında Bilgi ve Bulutların Çeşitleri Gökyüzünde görülen bulutların çeşitli olmasının bazı nedenleri var. Üstelik bu bulutların farklı göründüğünü bilip onları sınıflandırarak ve tanımlaya...
Fizik Dalları / Alanları Nelerdir? Fizik tüm bilimlerin en temelidir ve bu nedenle dalları fiziksel dünyanın her yerini anlamak için gelişmiştir. Parçacık fiziğinden biyofizikten bu k...