Bir Parçacık Tüm Evreni Yok Edebilir mi?

Bir Parçacık Tüm Evreni Yok Edebilir mi?

Tanrı parçacığı Hawking’in söylediği gibi, uzay-zaman çökmesine sebep olabilir mi?

Yakın bir zamanda keşfettiğimiz bir parçacık, evreni her an bir yokluğa dönüşebilir! Higgs Bozonu olarak bilinen Higgs Parçacığı 2012’de Büyük Hadron Çarpıştırıcı’nın ATLAS (A Torodial LHC AppartatuS) ile CMS (Compact Muon Solenoid) dedektörlerinde keşfedildi. Bu dedektörler CERN’de (Avruoa Nükleer Araştırma Merkezi) yer alan ve yerin altında 27 km’lik uzunlukta devasa bir parçacık hızlandırıcıdır.

Higgs Parçacığı ilk olarak teorik fizikçi olan Petter Higgs tarafından ortaya atılmıştır. 1960’larda önerilen bu öngörü yıllar sonra Peter Higgs ve François Englert’ 2013 yılında Nobel ödülü getirecektir. Standart Model yine 1960 yılarından beri bu parçacığı keşfetmek için kullanıldı. Standart Modelin ilkel aşamasından beri yer alan bu parçacık bir çok bilim insanı için keşfedilmesi imkansıza yakındı. Buna karşın Higgs Bozonu keşfedildiğinde, bilim camiası ikiye ayrıldı. Bir kısmı bu büyük keşfi hayranlıkla ayakta alkışlarken, bir kısmıda Standart Model için daha ilginç ve beklenti dışı bir şey çıkmadığından burun kıvırdılar. Maddeyi oluşturan parçacıklara Higgs alanı ile kütle özelliği kazandıran bu parçacık, sanılanın aksine heyecan verici bir şeyler ortaya çıkarabilir.

Dünyaca ünlü fizikçi Stephan Hawking’e göre varsayımsal olarak bu parçacık her şeyi hatta evreni eninde sonunda yok edecek. Hawking’ten öncede buna benzer fikirler ortaya atılmıştı. Ama Hawking’in 2014 yılında verdiği bu demeç medyada sorgulanmadan yayınlandı ve geniş çaplı yer buldu. Aslında Hawking’in söyledikleri bilimsel yanlış anlamanın ve yanlış aktarılmanın ürünüydü. Tenerife’de düzenlenen Starmus Festivali’nde Stephan Hawking şöyle bir yorumda bulunmuştu: “Higgs Parçacığı potansiyelli 100 milyar gigaelektrovolt (GeV) veya fazlası enerjilerde yarı kararlı hale gelebilecek, kaygı uyandıracak özelliğe sahip. Bu, gerçek vakumun adeta bir balon gibi genişleyip evreni vakum bozunması felaketine sürüklemesi anlamına gelir. Bu durum her an gerçekleşebilir. Ve biz de bu durum gerçekleştiğini anlamayız bile.”

Bu konuşma bu şekilde kulağa bile ürkütücü gelse de, medyanın yansıttığından çok farklıdır. Burada en önemli fark fizikçilerin atom altı kütleleri ifade ettikleri birimler. Gigaelektrovolt (GeV) veya gigaelektrovolt (MeV). Örneğin, proton yaklaşık 1 gigaelektrovolt kütlesi varken, Higgs Parçacığı 125 gigaelektrovolt kütlelidir. Hawking söylediklerinde, Higgs Parçacığı’ndan değil, evrene yayılmış durumda olan Higgs Alanı’ndan bahsediyor. İkisi birbiri ile bağlantılı fakat aynı şey değildir. Bu durumu anlamak için elektronu ve elektrik alanı düşünebiliriz. Bu ikisi de birbiri ile bağlantılı ama farklı şeylerdir. Vakum felaketi, gerçek temel seviyede olmadığını ve her an çökebileceği anlamına gelir.

Peki, Hawking’in bahsettiği Higgs Alanı’ndan kaynaklanacak olan bu olağanüstü durum gerçekten nedir?

Uzaydaki vakum, gerçek bir vakum değidir. Gerçek vakum mümkün olan en düşük enerji seviyesidir. Buna karşın Higgs Alanı’nın tamamına yayılmış bir evren bu durumda olması imkansızdır. Peki, evrenimiz daha düşük bir daha düşük bir eneri seviyesine çökme tehlikesinde olabilir mi? Dahası, Higgs Alanı bu durumdan sorumlu olabilir mi?

Hawking bu fikirde yalnız değil. Bazı bilim insanları Hawking ile aynı görüşteler. Amerikan Bilimi Geliştirme Derneği’nin 2013 senesinde yapılan toplantıda, Dr. Joesphe Lykken: “Standart Model içerisinde, Higgs’in kütlesini bildiğimiz zaman yapabileceğimiz bir hesaplama mevcut. Bilinen tüm fiziği kullanarak bu kolay hesaplamayı yaptığımızda, kötü bir habere ulaşıyoruz.” dedi. Lykken yapmış olduğu hesaplamalar ile kuantum dalgalanmalarının nasıl oluştuğunu gösteriyor. Bu dalgalanmalar baloncuklar oluşturarak, vakumu daha düşük seviyele itebiliyor. Bu baloncuklar ışık hızında ilerliyor ve evrenin daha düşük bir enerji seviyesine çökmesine neden olabilir. Bu bildiğimiz evrenin bambaşka bir evren olması anlamına gelmektedir.

Kulağa çılgınca gelsede Lykken bu durumun gerçekleşme olasılığının kozmolojik sürece bağlı olduğunu ve astronomik olduğunu belirtiyor. Tüm bu durumun gerçekleşmesi durumunda dahi, en iyi ihtimalle on üzeri yüz yılımız olduğunu belirtiyor: “ bu yüzden evimizi, barkımızı satmamalı ve vergimizi ödemeye devam etmeliyiz” diyor

Böyle uzun bir sürede Güneş Sistemi’miz, hatta Samanyolu Galaksi’miz çoktan yok olmuş olur. Bu süre o kadar uzun ki o zamana yıldız oluşumu durmuş, tüm yıldızlar sönmüş karanlık boş bir evren oluşmuş olur. Endişelenmeye gerek olmasa da, çok küçük bir olasılıkta Higgs evrenimizi yok edebilir. Dahası evren de bu durumun suç ortağıdır.

Peki, nasıl?

Evren ilk oluştuğunda (kozmik mikrodalga art alan ışınımlarına göre 13.8 milyar yıl önce) hızla genişledi ve azalan bir oranda günümüzde de ivmeli bir şekilde genişlemeye devam ediyor. 1990’larda yapılan gözlemler ile bu genişlemenin 5 milyar yıl öncesinde hızlanmaya başladığı görüldü. Bu genişlemenin sebebi olarak henüz keşfedemediğimiz ve evrenin enerji yoğunluğunun %70’ini oluşturan Karanlık Enerji sebep oluğu düşünülüyor. Evreni genişleten bu güçlü kuvvet bizim için henüz endişe edici bir şey değil. Fakat evrenin genişlemeye devam edip uzak gelecekte Higgs Alanı genişleyen evrene baskın geldiği zaman, evreni kararsızlaştığında ne olacak?

Peki, Higgs neden böyle davranmak zorunda?

Higgs parçacığı 125 gigaelektrovolt kütlesiyle, büyük kütleli bir parçacık olan protondan çok daha büyüktür. Bu kadar fazla kütleli bir parçacığın var olabilmesi için Higgs Alanı çok yüksek enerjili olamlıdır. Albert Einstein 1905 senesinde, özel görelilik üzerine yayınladığı makalesinde E=mc^2 ile enerji ile kütlenin iki farklı form olduğunu göstermiştir. Standart Model büyük kütleli parçacıkların yarı kararlı olduklarını ön görüyor. Einstein’nın denklemine göre alanlar, böyle büyük kütleli parçacıklar üretebilmesi için çok fazla çok fazla enerjiye sahip olmalıdır. Higgs alanında oluşacak bir değişim, gelecekte de var olduğu düşünülürse, evrende var olan tüm maddelerin kütlesini de değiştirmiş olacaktır. Kaliforniya’da bulunan SLAC Ulusal Hızlandırıcı Laboratuvar çalışanı ve LHC ATLAS takımının üyesi Dr. Tim Barklow’a göre “O zaman geldiğinde tüm fizik kanunları değişime uğrayacak ve her şey paramparça olacak.”

Sonuç olarak Higgs Alanı’ndan kormalı mıyız?

Rusya Ortak Nükleer Araştırma Enstitüsü’nden Alexander Bednyakov ve bilim insanlarından oluşan bir ekip 2015 yılının sonlarına doğru, LHC verisi üzerine çeşitli derin çalışmalar yaptılar. Güçlü Kuvvet ve diğer kuantum düzeltmeleri dahil edilerek yürütülen derin çalışma sonucunda, en iyi teorik yaklaşımla evrenimizin yarı kararlı durumda olduğu sonucuna vardılar. Yine de bu yarı kararlılık mutlak kararlılığa daha yakın olduğunu da belirtiler. Evrenin yok oluşuna dair diğer senaryolar olan; Büyük Çöküş, Büyük Donma, Büyük Yırtılma ve evrenin ısı kaybı gibi senaryoları düşündüğümüzde Higgs o kadar olasılıklı durmuyor.

Yazan: Selim ÖZTEMEL

Kaynak* 

Kaynak**

YouTube Kanalımız

İlginizi çekebilecek bir yazı daha: Kısaca Tanrı Parçacığı