Etiket: madde

Bilimin her şeye bir açıklama getirmesi gerektiği, hali hazırda tüm sorulara cevap verebiliyor olması gerektiği çoğu insan için bir önyargı ve karşılanmayacak bir beklentidir. Temelde zamansal bir sorun olan bu eksiklik bilimin doğası gereği bulunmaktadır. Bu sorular cevaplandıkça, bilinmeyenler çözüldükçe gelişen teknoloji ve araştırma yöntemleri ile yeni bilinmeyenler cevaplanacak, bazen bu iki fenomen aynı anda gerçekleşecek ancak sorulacak sorular asla bitmeyecektir.

Bilimciler için de yüzlerce cevaplanmamış soru ve bilinmeyen arasından seçilmiş bu 10 temel bilinmeyene bir göz atalım:

1-Neden Madde miktarı Antimaddeden daha fazla?

Bügünkü parçacık fiziği anlayışımıza göre, madde ve antimadde birbirine eşit ama zıt.. Bu bağlamda; karşılaştıklarında birbirlerini yok etmeleri ve geriye hiçbir şey bırakmamaları ve tüm bu yok etme olaylarının evrenin gençlik döneminde gerçekleşmiş olması beklenirdi. Gel gelelim; eğer bu karşılaşma gerçekleşmiş bile olsa, geriye milyarlarca galaksiyi , yıldızı, gezegeni ve geriye kalan herşeyi oluşturmaya yetecek kadar madde kalmış demektir. Bir çok açıklama, bir kuark ve antikuark‘ın birleşmesinden oluşan kısa-ömürlü mezon’ların etrafında dönüyor. B-mezonlar, anti-B-mezonlar’dan daha yavaş bozunur. Bu da geriye, evrendeki tüm maddeleri oluşturmaya yetecek kadar B-mezon kalmasını sağlıyor. Buna ek olarak B, D ve K-mezonlar antiparçacık haline geçip geri dönebilirler ancak araştırmaların gösterdiğine göre mezonlar daha çok normal fazda bulunma eğilimi gösterdiği için parçacık sayısı anti-parçacık sayısının çok üstünde olabilir.

2-Tüm Lityum Nerede?

Evrenin gençlik dönemlerinde sıcaklıklar aşırı yüksekken, hidrojen, helyum ve lityum izotopları bolluk içinde birbirlerine karışıyordu. Evrenin neredeyse tüm kütlesi de hala en yoğun halde bulunan hidrojen ve helyumdan oluşuyor. Ancak gözlemlememiz gereken lityum’un üçte birini gözlemleyebiliyoruz. Peki nerede bu lityum? Mevcut durumda sayısız açıklama mevcut ki bazıları hipotetik atom altı parçacıklardan olan axion’ları kullanırken bazı açıklamalar da büyük yıldızların çekirdeklerinde hapis olduklarını söylüyor. Henüz bunu tespit edebilecek kadar gelişmiş alet , edevat veya teleskopumuz yok. Ancak ne var ki, evrendeki kayıp lityum ile ilgili tüm soruları karşılayabilecek , bütünsel bir teoride mevcut değil.

3-Neden Uyuruz?

İnsanı normalde 24 saatlik bir uyku/uyanıklık halinde tutan bir biyolojik (sirkadiyen) ritim ile düzenlenen insan vücudu, neden bu uyku haline girmektedir? Yaşamımızın üçte birini harcadığımız uyku sırasında vücudumuzda doku yenilenmesi, artan bir kırmızı kan hücresi üretimi gibi bir çok vücut sistemlerini koruyucu aktivite gerçekleşmektedir. Hiç uyku ihtiyacı olmayan canlılar olduğunu düşündüğümüzde ister istemez aklımıza şu soru geliyor? Neden bizim ihtiyacımız var? Bir kaç fikir olsa da konuya tam bir açıklama getirilemiyor. Evrimsel bir teoriye göre, avcılardan korunma yöntemleri geliştirmiş canlılarda bir vücut dinlendirme mekanizması iken, avcılardan saklanamayan ve daha ayık olması gereken canlılar farklı vücut dinlendirme mekanizmaları geliştirmiş olabilir. Bilimciler tam olarak sebebi bilmiyor olsa da, uykunun önemi üzerine çalışmaya başladılar.

Neden Uyuruz?

 

4-Yer çekimi nasıl çalışır?

Hepimiz Ay’ın uyguladığı çekim ile oluşan gel-git’leri, Dünya’nın yer çekiminin bizi yüzeyde tuttuğunu ve Güneş’in çekiminin Dünya’mızı yörüngede tuttuğunu biliyoruz. Ama bu fenomeni ne kadar anlıyoruz. Bu büyük kuvvet maddenin kendisinden kaynaklanıyor bu sebeple daha çok madde içeren daha büyük kütleli objeler daha fazla çekim uygulamaktadır.

Bilimciler yerçekimi ile ilgili bir çok bilinmeyeni açıklığa kavuşturuyor olsa da, gerçekten var olup olmadığı konusunda ciddi şüpheleri var. Neden atomlar çoğunlukla boşluktur? Neden atomları bir arada tutan kuvvet yer çekiminden bu anlamda farklı çalışır? Yer çekimi aslında bir parçacık mı? İşte bu sorular şu anki fizik bilgimizle cevaplayabildiğimiz sorular değil.

5-Herkes nerede?

Gözlemlenebilir evrenin çapı yaklaşık 92 milyar ışıkyılı uzunluğunda ve gezegen ile yıldızlarla dolu milyarlarca galaksiden oluşuyor. Buna rağmen bildiğimiz tek canlı hayatı kanıtı burada, Dünya’da bulunuyor. İstatistiki olarak bu genişlikte yalnız olmamız pek mümkün değil ama her nedense herhangi bir başka dünya ile iletişime geçebilmiş de değiliz. Bu fenomen Fermi paradoksu olarak bilinir ve nedeni ile ilgili de düzinelerce varsayım bulunmaktadır. Belki de bize ulaşmaya çalışanların gönderdikleri sinyalleri alamıyoruz, belki henüz öyle bir teknolojiye sahip değiliz, ya da bizimle iletişime geçmek istemiyor olabilirler. En düşük ihtimalle de, bizler bu evrendeki tek canlı yaşayan gezegende bulunuyoruz.

6-Kara madde neden yapılmıştır?

Evrendeki tüm maddenin %80’i kara maddeden oluşmaktadır. Kara madde ise son derece kendi halinde (hiç ışık  yaymayan) varlığı yokluğu belli olmayan bir maddedir. İlk kez 60 yıl önce hakkında kesin bir kanıt olmadan bir teoride yerini aldı. Bir çok bilimci, kara maddenin olarak bilinen (WIMP’lerden) oluştuğunu düşünür, ki bu onu bir protondan 100 kat daha ağır bir madde yapar. Gel gelelim kara madde şu an için baryonik madde (kompozit bir atomaltı parçacık) ile etkileşime girmediği için tespit edilemiyor. Diğer fikirsel tasarılarda kara maddenin axion, nötralino ve fotinolardan oluştuğu varsayılmaktadır.

7-Yaşam Nasıl Başladı?

Dünya’daki yaşam nereden geldi? Neyden kaynaklandı? Nasıl gerçekleşti? Bu başlangıcın, besin yönünden zengin  enç Dünya’da, gittikçe daha kompleks kimyasalların evrimleşmesine yol açacak bir ” ilksel veya ilkel çorba” ile olduğunu düşünenler, bu sürecin de okyanusların dibinde, buzulların altındaki killerde gerçekleşmiş olabileceğini savunuyor. Daha farklı modeller de, yaşamın patlamasını değişen oranlarda, Dünya’ya gelen ışığa, volkanik aktivitelere bağlıyorlar. Dünya’daki yaşamın baskın temeli olan DNA’ya nazaran ilk yaşam formlarında RNA’nın daha yaygın olduğu varsayımı da bulunuyor.

Bunlara ek olarak, bir grup bilimci ise DNA ve RNA‘dan farklı nükleik asit moleküllerinin bir süre yaşamı idare etmiş olabileceğini savunuyor veya en azından bu ihtimali de değerlendiriyor. Yaşam bir kere de mi başladı, yoksa arada tamamen yok olup tekrar mı başladı?

Bazıları, canlı hayatının gök taşları ve kuyruklu yıldızlar üzerinde mikrobiyal canlılarla Dünya’ya taşındığını düşünseler de, bu da Dünya’ya ulaşan bu yaşamın nasıl başladığını hala bir soru işareti olarak bırakıyor?

8-Plaka tektoniği (Kıta kayması veya hareketi) nasıl gerçekleşir?

Şaşırtıcı gelebilir ama, kocaman kıtalar, kıta levhaları (plakaları) kayarak geziyor ve bu sırada depremlere sebep oluyor, dağları ve diğer yer şekillerini oluşturuyor, kıtaların organizasyonu sağlanıyor hatta volkanik patlamalara sebep oluyor. Kıtaların bir araya gelip tek bir parça oluşturabileceği fikri ilk kez 1500’lerde ortaya atılmıştı (elbette bugün haritaya bakan herkes bunu anlayabilir) ama yaklaşık 400-450 yıl pek ilgi çekmedi. Hoş kanıtlayacak pek bir şey de yoktu elde..

1960’lara gelindiğinde ise Deniz-yer ayrılması hipotezi ile manto tabakasına karışan denizin dibindeki kara parçalarının eriyik halde volkanik patlamalar sonucu magma olarak tekrar yüzeye çıkıyor ve bu şekilde bir devir-daim gerçekleşiyor olması ilk kez fiziksel bir kanıtla gün yüzüne çıkarıldı. Bu döngü bilinse de, bilim insanları bu hareketliliğin ve gezici kıtalar durumunu neyin kontrol ettiğini ve kıta şekillerini ortaya çıkaracak kopmaların temel sebebini kestiremiyor. Bir çok teorinin bulunduğu alanda, hiç bir teori tam olarak tatmin edici tam bir cevap içermiyor.

9-Hayvanlar nasıl göç eder?

Bir çok hayvan ve böcek türü mevsimsel sıcaklık değişimlerinden ve bu değişimlerin yaratacağı besin kaynağı ve eş bulma sıkıntılarından korunma amaçlı yıl içi göçler gerçekleştirmektedir. Bu göçler kimi zaman binlerce kilometre tek bir yöne doğru ilerlemeyi içermektedir. Bu durumda ise nasıl geri dönüp ilk yerlerine ulaştıkları bilinmemektedir. Farklı hayvanlar farklı yön tayin metotları kullanır. Öyle ki bazı hayvanlar Dünya’nın manyetik alan yönünü bir pusula gibi algılar ve yön tayini yaparlar. Yine de, bilim insanları bu davranış şeklinin ve evrimsel özelliğin nasıl ortaya çıktığını, işleyen mekanizmaları, hiç bir eğitim almamış hayvanların nasıl mevsimden mevsime gidecekleri yönü net olarak tayin ettiklerini anlayabilmiş değil.

10-Kara enerji nedir?

Bilimin tüm gizemlerinin içinde, kara enerji en anlaşılmazlarından birisi sayılabilir. Kara madde toplam kütlenin %80’inini oluştururken, kara enerji‘ninde tüm enerji içeriğinin %70’ini oluşturduğu varsayılmaktadır. Evrenin genişlemesinin en temel sebebi ve itici kuvveti olarak bilinen kara enerji, sadece ona atfedilen bu yetenekten dolayı bile onlarca bilinmeyenin ortasında kalıyor. İlk ve en önemlisi tam olarak neyden yapıldığı bilinmiyor. Kara enerji sabit midir? Yoksa evren genişledikçe belli dalgalanmalar gösterir mi? Neden kara enerjinin yoğunluğu sıradan madde ile uyuşmaktadır? Kara enerji, Einstein’ın kütle çekim teorisi ile uyuşuyor mu, yoksa kara enerjinin varlığı teorinin yeniden gözden geçirilmesine mi sebep olacak?

 

---

Kaynak : Bilimfili, IFLS, Lisa Winter, Top 10 Unsolved Mysteries of Science, <www.iflscience.com/physics/top-10-unsolved-mysteries-science>, June 25, 2014