MADDE, ENERJİ, KANUN ve KAİNATA YENİ BİR BAKIŞ

1. MADDE, ENERJİ, KANUN veKAİNATA YENİ BİR BAKIŞ Prof. Dr. Yunus Çengel Department of Mechanical Engineering University of Nevada Reno, Nevada, USA Mayıs 2004

2. NEVADA – “Gümüş” EyaletİHTİMAL 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. • “ŞANS DALGASI” kavramı.

3. Maddeye Eski Bakış:(Empedocles, M.Ö. 5. yüzyıl) Hava Su Ateş Toprak Tüm maddeler 4 elementten oluşur: Hava, toprak, ateş, ve su. Bu teori 17nci yüzyıla kadar fizik ve kimya alanlarına hükmetti.

4. Şimdiki Bakış:Atom and Atomaltı Parçacıklar • 107 değişik element. • 1930’larda herşeyin elektron, proton, ve nötron’lardanoluştuğu zannedilirdi. • Sonra 100’lerce değişik parçacıklar bulundu. • 1897:Elektron keşfedildi. • 1919: Protonkeşfedildi. • 1932: Nötron keşfedildi. • Parçacıkların çoğu, quark denen daha elemental parçacıklardan olusur.

5. Dalga-Parçacık İkiliği (Çifteliği):ELEKTRONLARIN DALGA KAREKTERİ • 1923Elektronların 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) • 1927Elektronların 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" • 1928Elektronların 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".

6. 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.

7. 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.

8. 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.

9. 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

10. 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.

11. 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.

12. KARŞI-PARÇACIKLAR’ın TARİHİ • 1931 Karşıelektron (positron) ve karşıproton’ların varlığının ortaya atılması. • 1933Pozitron’un varlığının keşfi (1936 Nobel ödülü, C.D. Anderson) • 1956Karşıproton’un varlığının keşfi (1959 Nobel ödülü, E.G. Segre) • 1958Karşınötron’un varlığının keşfi. • 2002Karşıhidrojen atomları yapıldı ve varlıkları gösterildi (CERN, Bilim ve Teknik-Aralık 2002).

13. 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.

14. Elektron ve Pozitronun Birbirini imha Edişi

15. 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 = Radyasyonoluşmadı, ve kendi kendine imha önlendi. • TabiatMADDE’yionun zıt yüklü ikiziKARŞIMADDE’yetercih etti (CP ihlali) .

16. 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.

17. 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?

18. Toz Bulutundan DüzenliYapılara:Bir Arada Tutan ‘Görülmeyen Etki’ Ne? Toz?? Quarks Proton Atom Molekül • Atom Elektron ve protonlar zıt yüklü olmasaydı, hiçbir yapı olmayacaktı. • Atom çekirdeğinde protonları, protonda quarkları “güçlü kuvvetler” bir arada tutar. • 1 proton: Hidrojen; 8 proton: Oksijen • 26 proton: Demir; 79 proton: Altın • Kaynak: :Lavrence-Berkeley Nat Lab, USA. http://particleadventure.org

19. 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

20. 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

21. 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

22. 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?

23. 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.

24. TV DÜNYASI ve GERÇEK DÜNYA • EM dalgalar (TV): • Taş, ağaç, hayvan, insan Malzemesi:Enerji • Dalga/Parçacık (Dünya): Taş, ağaç, hayvan, insan Malzemesi:Enerji

25. 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.

26. 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.

27. DİGİTAL DÜNYA • Temel yapı taşları: 0-1 (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)

28. 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.”

29. İLİM DÜNYASI • 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?

30. ELMAS TEORİSİ ELMAS = CARBON + IŞIK

31. 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.

32. HAYAT IŞIĞI (YAYINI) CANLI = SU + HAYAT IŞIGI

33. DNA ve GENETİK • DNA = Bir torba molekül mü? Yoksa … • DNA = ENERJİ+BİLGİ (okuma+yazma) + İRADE +GÖRME+HAYAT+KORUMA+SEVGİ+….

34. 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.

35. GÜZELLİK ve MİZAN

36. KAİNAT’A YENİ BİR BAKIŞ KAİNAT Madde (Enerji) Madde Hayat Şuur Sevgi Görme Bilgi Şimdiki Görüş: TEK BOYUTLU Madde Hayat Şuur Sevgi Görme Bilgi MADDE (Beden, Dış) Yeni Bakış: ÇOK KATMANLI MÂNÂ (Ruh, İç) “Zaman-mekan üstü”

37. İNSAN: Nedir? BEDEN ve RUHMADDE 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?

38. SÖZ BEDEN-RUHMADDE-MANA KABUK-ÖZ Zehir veya Ziyafet KULAK Lafız (Kabuk) Mânâ (Öz) Titresim Mânâ Sevgi, güzellik Nefret, çirkinlik “Zaman ve mekan üstü” KALB

39. Çikulata deyip geçmeyin:PAKETTE DAHA NELER VAR? Madde Mide • Mânâ Kalb • Sevgi • Güzellik, incelik • Güzel düşünce • “Zaman ve mekan üstü”

40. 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.

41. Periyodik Tablo:Elementler Hava Ateş Kimya ilminin alfabesi Toprak Su

42. Şifa SÖZ, MÜZİK Ses Şifa İYİ DİLEK, DUA İrade Şifa İLAÇ Madde ŞİFA ve İLAÇ

43. 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. • ???

44. 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)

45. Sorular ve Katkılar