MADDE ve ENERJİ

MADDE, ENERJİ, KANUN
ve
KAİNATA YENİ BİR BAKIŞ
Prof. Dr. Yunus Çengel
Department of Mechanical Engineering
University of Nevada
Reno, Nevada, USA
Mayıs 2004
NEVADA – “Gümüş” Eyalet
İHTİMAL HESABI: Tesadüfteki Gizli Düzen
• Endüstri: Kumar ve maden (altın, gümüş)
• İnsanlar kumar oynar,
• ama gazinolar kumar oynamaz.
• Gazinolarin Yıllık Kazancı: $15 milyar
• Para: Yazı-Tura gelme ihtimali.
• Kamuoyu Araştırmaları: 1000 kişi 100
milyonu temsil ediyor.
Maddeye Eski Bakış:
(Empedocles, M.Ö. 5. yüzyıl)
Hava
Ateş
Su
Toprak
Tüm maddeler 4 elementten oluşur: Hava, toprak, ateş, ve
su.
Bu teori 17nci yüzyıla kadar fizik ve kimya alanlarına hükmetti.
Şimdiki Bakış:
Atom and Atomaltı Parçacıklar
• 107 değişik element.
• 1930’larda herşeyin elektron, proton, ve
nötron’lardan oluştuğu zannedilirdi.
• Sonra 100’lerce değişik parçacıklar bulundu.
• 1897: Elektron keşfedildi.
• 1919: Proton keşfedildi.
• 1932: Nötron keşfedildi.
• Parçacıkların çoğu, quark denen daha
elemental parçacıklardan olusur.
Dalga-Parçacık İkiliği (Çifteliği):
ELEKTRONLARIN DALGA KAREKTERİ
• 1923 Elektronların dalga-parçacık ikiliği teklifi
(Parçacıkların de Broglie dalgaları - Nobel prize to de Broglie of France in
1929 for his discovery of the wave nature of electrons)
• 1927 Elektronların kristaller tarafından difreksiyonunun
keşfi. Elektronların dalga özelliklerinin teyidi.
Heisenberg’in belirsizlik prensibinin keşfi.
(Nobel Prize to C. J. Davisson (US) and G. P. Thomson (England) in 1937 "for the
experimental discovery of the diffraction of electrons by crystals"
• 1928 Elektronların relativistik dalga denkleminin keşfi.
(Nobel prize to P. A. Maurice Dirac (England) and E. Schrodinger (Austria) in 1933
"for the discovery of new productive forms of atomic theory".
HEİSENBERG’İN BELİRSİZLİK PRENSİBİ
• “Parçacıkların pozisyon ve momentumları kesin
olarak belirlenemez. Bunlardan biri ne kadar çok
kesine yakın bilinirse diğeri o kadar az kesine
yakın bilinebilir.”
•
• Bu, kuantum mekaniğinin temel bir özelliğidir, ve
“sanal parçacıklar” fikrine yol açar.
•
• Zaman ve mekan parçacıklar yüzünden vardır;
yoksa parçacılar zaman ve mekanda var olan
şeyler değillerdir.
KARANLIK MADDE (Dark Matter)
ve NÖTRİNO (Neutrino)
• Galaksilerdeki yıldızları bir arada tutan çekim kuvvetinin
görülen kütle ile sağlanması mümkün değildir.
• O halde göremediğimiz bir “karanlık madde” gerekli
ilave çekim kuvvetini sağlamalıdır.
• “Karanlık madde” ışık vermez, ışığı almaz ve yansıtmaz.
• Karanlık madde electron, proton, ve nötrondan oluşmaz.
• Kainattaki tüm maddenin %80’i karanlık maddedir.
• Karanlık maddenin en muhtemel temel yapı taşı adayı
“nötrino”dur.
• Nötrino: Kainatı dolduran gölgemsi madde.
Nötr Parçacık Nötrino’nun Tarihi
• 1930 - Nötrinoların varlığı hipotezi radiyoaktif
bozunum sırasında enerji ve momentumun
korunumunu sağlama ihtiyacından doğdu (W. Pauli).
• 1934 - Radiyoaktif bozunum teorisinde bu “sanal”
parçacıklara da yer verildi (Enrico Fermi), ve onlara
İtalyanca’da “küçük nötr şey” anlamında “neutrino”
adı verildi.
• 1955 – Varlıkları ilk kez deneysel olarak belirlendi
(1995 Nobel ödülü).
• 1987 - Supernova patlaması sırasında ilk kez nötrino
fışkırmasının gözlendi.
• 1998 – Nötrino’nun kütlesi olduğunun gösterildi.
NÖTRİNO:
Maddenin En Temel Yapı Taşı (Parçacığı)
• “Kainat artık aynı olmayabilir”
- New York Times, 5 Haz 1998.
• “Tabiatı derinden derine anladığımızı
söyleyemeyiz.”
Reno Gazette Journal, 8 Aralık 1998.
• “Umuyoruz ki neredeyse hiçbirşey olan bu
parçacık bize kainat hakkında neredeyse
herşeyi söyleyecek.”
F. Halzen, University of Wisconsin-Madison
President CLINTON ve
NÖTRİNO
• “Daha dün Japonya’da fizikçiler minik
nötrinoların kütlesi olduğunu açıkladı. Bu
birçok Amerikalı için pek bir şey ifade
etmeyebilir. Fakat bu bizim en temel
teorilerimizi değiştirebilir – en küçük atomaltı
parçacıklardan kainatın nasıl işlediğine ve
hatta nasıl genişlediğine kadar.”
• “Burada daha büyük olan mesele bu tür buluşların
laboratuvarları aşan etkilere sahip olması. Bunlar tüm
toplumu etkilerler – sadece ekonomimizi değil, aynı
zamanda hayata bakışımızı, başkalarıyla olan ilişkilerimizi
irdeleyişimizi, ve hatta bizim zaman içindeki konumumuzu.”
- MIT commencement, 6 Haziran 1998.
KARŞIMADDE (Antimatter)
• Her parçacığın bir karşı-parçacığı (karşımadde)
vardır.
• 1930, ’da Paul Dirac kuantum teorisi temelinde
elektronların hareketini formüle ederken bir sürprizle
karşılaştı:
- Elektronların hareket denklemleri aynı zamanda
elektronla kütlesi aynı fakat yükü zıt parçacıkların
varlığını gerektiriyor ve onların da hareketini
tanımlıyordu.
• Bir parçacık ile onun karşı-parçacığı karşılaştığı
zaman, parçacıklar birbirini yok ederler ve enerjiye
(foton ve gluon gibi bozonlar) dönüşürler.
• İlginçtir ki kainatta bu kadar çok maddeye karşi bu
kadar az karşimadde var.
KARŞI-PARÇACIKLAR’ın TARİHİ
• 1931 Karşıelektron (positron) ve karşıproton’ların
varlığının ortaya atılması.
• 1933 Pozitron’un varlığının keşfi (1936 Nobel ödülü,
C.D. Anderson)
• 1956 Karşıproton’un varlığının keşfi (1959 Nobel
ödülü, E.G. Segre)
• 1958 Karşınötron’un varlığının keşfi.
• 2002 Karşıhidrojen atomları yapıldı ve varlıkları
gösterildi (CERN, Bilim ve Teknik-Aralık 2002).
MADDE-ENERJİ DÖNÜŞÜMLERİ
• PARÇACIKLARIN YOKOLUŞU
• Bir parçacık kendi karşı-parçacığı ile karşılaştığı
zaman, ikisi birbirini yok eder. Parçacıkların ikisi
de yok olup enerjileri başka bir şekle dönüşür.
• YENİ PARÇACIKLARIN OLUŞMASI
• Gerekli kütle-enerjiyi oluşturmaya yeterli enerji
bulunduğu zaman, bir parçacık ve –karşı parçacık
çifti oluşabilir.
Madde enerjinin bir şeklidir, ve en
yoğun bir halidir.
Elektron ve Pozitronun Birbirini imha Edişi
BÜYÜK PATLAMA TEORİSİ (1946)
• 15 milyar sene evvel, eşit miktarda madde ve
karşımadde kapsayan bir kütle topu (enerji)
patladı. Kainat genişlemeye devam ediyor.
•
• Nedense, Madde + Karşımadde = Radyasyon
oluşmadı, ve kendi kendine imha önlendi.
•
• Tabiat MADDE’yi onun zıt yüklü ikizi
KARŞIMADDE’ye tercih etti (CP ihlali) .
MADDE ve ENERJİ - DEĞİŞİK HALLER
• Madde:
• Değişik haller: Katı, sıvı, gas (ve plasma)
(H2O: Buz, su, buhar)
• Enerji:
• Değişik haller: Kinetik, potansiyel,
termal, kimyasal, elektrik
• Nötrino: The fundamental particle?
• Güneş: Saniyede 5 milyon ton madde
enerjiye dönüşmektedir.
KARA DELİKLER:
• Kara delik: Uzayda yoğunluğu sonsuza yakın noktalar.
Büyük bir yıldız karadelikte elektrondan az bir yer
tutar.
• 1783: Varlıkları ileri sürüldü.
• 1915: Einstein’in izafiyet teorisi “tekil nokta”ların
varlığını öngördü.
• 1989: V404 Cygnui Karadeliği keşfedildi. Kütlesi 12
güneşe eşit.
• 1995: NGC4261 kara deliği keşfedildi.
• Kara delikler, büyük kütleler uzayda görülmeyen bir
noktaya doğru emilirken farkedilir.
• Karadeliklerden ışık bile kaçamaz (Stephen Hawking: Bir
miktar radyasyon kaçar)
• NİYE BEYAZ DELİK OLMASIN?
Toz Bulutundan Düzenli Yapılara:
Bir Arada Tutan ‘Görülmeyen Etki’ Ne?
• Atom Elektron ve protonlar zıt yüklü
olmasaydı, hiçbir yapı olmayacaktı.
• Atom çekirdeğinde protonları, protonda
quarkları “güçlü kuvvetler” bir arada tutar.
• 1 proton: Hidrojen;
• 26 proton: Demir;
•
Toz??
Quarks
8 proton: Oksijen
79 proton: Altın
Kaynak: :Lavrence-Berkeley Nat Lab, USA. http://particleadventure.org
Proton
Atom
Molekül
Maddeyi Bir Arada Tutan Kuvvetler
Kuvvetler icin bu model, mevcut parçacıkların oluşumunu ve
kütlelerini öngöremiyor. Model faydalı, ancak mükemmel değil.
•
Kaynak: http://physics.hallym.ac.kr
GÖLGE parçacıklar: Manevî kalıplar mı?
Yeni araştırma: Supersimetri
(CERN, Fermilab)
• Her temel parçacığın bir
“gölge” kuvvet taşıyıcı
parçacığı, ve
• her kuvvet taşıyıcı parçacığın
da bir ‘gölge” madde parçacığı
vardır.
• Kütle parçacığı ile kuvvet
taşıyıcısı arasındaki bu ilişkiye
supersimetri denir.
Kaynak: :Lavrence-Berkeley Nat Lab, USA. http://particleadventure.org
YERÇEKİMİ KANUNU ve KANUN-RUH
• Yerçekimi olmasaydı,
yeryüzünde hiçbir şey
kalmazdı.
• Herşeyi aşağıya çeken bir
“etki” sanki bir “hayalet” var.
• Bu hayaletin aklı, iradesi, vs
olsaydı, bir “ruh” olacaktı.
• Aklı, iradesi, vs olmayan bir
ruh da bir “kanun” veya bir
“etki” olurdu.
Gravity
KAİNATIN TEMEL YAPI TAŞI?
MADDE?
Bir toz bulutu, atom yığını
(parçacıklar)
Ve/veya:
ENERJİ?
Her tarafa yayılmış enerji
(EM dalga –Bir TV yayını gibi)
Kainatta herşey parçacık veya
dalgalardan mı yapılmıştır?
MİLYON-DOLARLIK SORU:
Atom/dalga (Madde/Enerji)’da:
- HAYAT,
- ŞEFKAT, SEVGİ,
- ŞUUR,
- GÜZELLİK, ADALET
- HAYAL,
- İLİM,
- GÖRME, İŞİTME, TATMA, vs VAR MI?
Parçasında olmayan, bütününde olabilir mi?
O halde: Kainatta madde/enerji ile beraber hayat,
şefkat, şuur, ilim, görme, vs temel yapı taşları
yaygın olarak olmalıdır.
TV DÜNYASI ve GERÇEK DÜNYA
• EM dalgalar (TV):
• Taş, ağaç, hayvan, insan
Malzemesi: Enerji
• Dalga/Parçacık (Dünya):
Taş, ağaç, hayvan, insan
Malzemesi: Enerji
EM Varlıklar ve EM Dünyalar (TV)
•
•
•
•
•
•
Bir odada, 100’lerce “imaj dünyaları” vardır.
Bu imaj dünyaları devamlı olarak yenileniyor.
Hiç bir yer işgal etmez, hepsi aynı yere sığarlar.
Herşey “enerji”den yapılıyor.
Elektrik (yayın) kesilince, bir dünya yok oluyor.
Gelecekte imajlar üç boyutlu da olabilir.
KAİNAT HER AN YOK OLUP VAR MI
OLUYOR?
• Atomaltı dalga-parçacıklar
hareket halindedir, ve onları
“dondurmak” mümkün değildir.
• Bir monitördeki piksel’ler enerji
içın sadece kalıp mı?
• Giden dalga-parçacıklara ne
oluyor? Karadeliğe mi
gidiyorlar?
• İnsan vücudu da daimî olarak
değişiyor, ve kendini yeniliyor.
• Ama insanda değişmeyen
şeyler var, ve bunlar madde
olamazlar.
• Temel yapı taşları: 0-1
DİGİTAL DÜNYA
(açık/kapalı veya varlık/yokluk)
•
• CD, elektrik kapalı iken:
• Sadece bilgi aleminde var oluş.
•
• Elektrik açık: Görsel alemde var
oluş.
• Elektrik kapalı: Görsel alemden
yok oluş.
•
• Zaman: Görsel aleme imajların
geliş sırası (monitor)
YENİLENEN İMAJLAR DÜNYASI
• CD, varlıkları “bilgi dünyası”nda
daimî olarak tutar.
•
• TV, enerjiyi kontrol ve manipule
ederek bilgi şeklindeki varlıkları
“imaj dünyası”na getirir.
•
• “İmaj levhaları” daimî olarak yok
olur, ve yenileri gelir (60 levha/s
hızında).
“Görsel
alemdeki imajlar (EM
dalga-enerji-madde’den yapılı)
daimî olarak değişmektedir.”
• İlim, kainatta yaygın olarak vardır,
ve zaman-mekan üstüdür. Herşeyin
ilmî bir varlığı ve kalıbı vardır.
•
• Birşey madde aleminden yok olsa
bile, ilim aleminde varlığını sürdürür
(çekirdek, genler, vs).
•
• İlim insanları, yeni ilim icad etmez;
mevcut olan ilme tezahürlerinden
hareketle ulaşmaya çalışır.
• 6. His, İlham: Bizde yaygın ilmi (ilim
yayını) alabilecek alıcılar var mı?
•
• Rüya alemi: Maddesiz fakat Hayat
ve şuur sahibi imajlardan oluşan bir
alem mi?
İLİM
DÜNYASI
ELMAS TEORİSİ
ELMAS = CARBON + IŞIK
TV ve YAYIN
TV = CIHAZ + YAYIN
• TV yayını 5 hisle algılanamaz.
• TV yayınından haberi olmayan,
ses ve görüntünün TV’nin
parçası olduğunu zanneder.
• TV’nin gerçek mahiyeti ancak
yayını farkedince anlaşılır.
HAYAT IŞIĞI (YAYINI)
CANLI = SU + HAYAT IŞIGI
DNA ve GENETİK
• DNA = Bir torba molekül mü? Yoksa …
• DNA = ENERJİ+BİLGİ (okuma+yazma) + İRADE
+GÖRME+HAYAT+KORUMA+SEVGİ+….
GÖZ ve GÖRME OLAYI
• Gören Göz müdür?
• Gözlük Göz Olabilir mi?
• Rüya Görmek İçin Gözleri
Açmak Gerekir mi?
•
• Atomlardan Göz, Sinir, Hatta Beyin
Yapilabilir. Görmüyen seylerden
‘Gören Bir Şey’ yapilabilir mi?
•
• Göz için gözlük ne ise, görme için
de göz-sinir-beyin odur.
GÜZELLİK ve MİZAN
KAİNAT’A YENİ BİR BAKIŞ
Madde
(Enerji)
Madde
Hayat
Şuur
Sevgi
Görme
Bilgi
KAİNAT
Madde
Hayat
Şuur
Sevgi
Görme
Bilgi
Şimdiki Görüş:
TEK BOYUTLU
MADDE
(Beden, Dış)
MÂNÂ
(Ruh, İç)
Yeni Bakış:
ÇOK KATMANLI
“Zaman-mekan üstü”
İNSAN: Nedir?
BEDEN ve RUH
MADDE
ve
MANA
Doku, Beyin, Genler
(100 trilyon hücre)
• İNSAN = Madde/Enerji (Beden)
(Fizik kanunlarina tabi)
Yoksa
• İNSAN = Madde/Enerji (Beden)+Mana (ruh)
(Hayat, Şuur, irade, sevgi, enaniyet, güzellik, …)
(Zaman ve mekan üstü)
• Kainatta bedeni olmayan şuurlu canlılar olabilirmi?
• Ölümden sonra hayat ve şuur ruhla devam edermi?
BEDEN-RUH
MADDE-MANA
KABUK-ÖZ
SÖZ
Zehir veya Ziyafet
KULAK
Lafız
(Kabuk)
Titresim
Mânâ
(Öz)
Mânâ
Nefret,
çirkinlik
“Zaman ve mekan üstü”
KALB
Sevgi,
güzellik
Çikulata deyip geçmeyin:
PAKETTE DAHA NELER VAR?
Madde
Mide
Mânâ
Kalb
• Sevgi
• Güzellik, incelik
• Güzel düşünce
“Zaman ve mekan üstü”
VARLIK NEDİR?
MAHİYETİ NASILDIR?
• Varlık, enerji (kudret) hammaddesinden kuvvet
(irade) ile yapılmıştır, ve bir atom torbasıdır.
ANCAK:
• Güneşin ışığını alıp yansıtırsa, aydınlık olur.
• Güzellik ışığını alır ve onu yansıtırsa, güzel olur.
• Hayat ışığını alır ve yansıtırsa, canlı olur.
• Şuur ışığını alır ve yansıtırsa, şuurlu olur.
• Şefkat ışığını alır ve yansıtırsa, şefkatli olur.
• Ğörme ışığını alır ve yansıtırsa, görür.
• İşitme ışığını alır ve yansıtırsa, işitir.
• Sevgi ışığını alır ve yansıtırsa, sever.
• Beka ışığını alır ve yansıtırsa baki olur.
Kimya
ilminin
alfabesi
Periyodik Tablo:
Elementler
Hava
Ateş
Su
Toprak
ŞİFA ve İLAÇ
Şifa
İLAÇ
Madde
Şifa
SÖZ, MÜZİK
Ses
Şifa
İrade
İYİ DİLEK, DUA
GELECEKTE BİZİ NE BEKLİYOR?
- Moleküler seviyede üretim yapılması (nanotechnology)
-
Genlerin manipüle edilmesi (genetic mühendisliği),
Nötrino’nun tam anlaşılması ve onun kullanılması,
Görülmez madde ile hayalleri aşan şeyler yapılması,
Madde ve mânânın, kabuk ve öz gibi, aynı bütünün
parçaları olduğunun görülmesi,
Fen ve din ilimlerinin Barışması ve Hatta İşbirliği,
Varlıkların çok boyutlu (madde+….) olduğunun
farkedilmesi, ve ilmin önünün açılması,
Eşyanın ve insanın tabiatlarının daha iyi anlaılması.
???
EŞYA ve ESMA
• “Bütün mevcûdâtın hakaikı, bütün
kâinatın hakikatı; Esmâ-i İlahiyeye
istinad eder. Herbir şeyin hakikatı,
bir isme veyahut çok Esmâya istinad
eder.”
• “Hakikî hakaik-i eşya, Esmâ-i İlahiyedir.
Mahiyet-i eşya ise, o hakaikın
gölgeleridir.”
- Sözler, 1930 (Bediüzzaman)
Sorular ve
Katkılar