Doğanın Sabitleri Nelerdir?

Kozmolojik Sabit

Fizikte Einstein bile birkaç hata yaptı. Bunlar içinde -kamuoyu ilgisini çektiği için- en iyi bilineni ise 1915 tarihli genel görelilik alan denklemlerine, 1917 yılında kozmolojik sabiti eklemesiydi. Bu olay bize tüm fizik sabitleri konusunda önemli bir şey söyler.

Einstein’ın kozmolojik “düzeltme faktörü”nü eklemesinin tek nedeni, ileri sürdüğü evren modelini statik ve dolayısıyla sonsuz kılabilmekti. O dönemde Einstein ve diğerleri evrenin böyle olması gerektiğini düşünüyorlardı. Einstein’a göre söz konusu sabit olmadan, kütleçekim evrenin kendi üstüne çökmesine neden olurdu. Sabit “yalnızca maddenin sözde statik bir dağılımını sağlamak” amacıyla gerekli olduğundan Einstein’ın orjinal denklemlerinin zarafetine yapılmış sevimsiz bir müdahale gibiydi. Ardından Edwin Hubble’ın teleskopla gerçekleştirdiği gökada gözlemleri evrenin sabit değil, genişlemekte olduğunu kanıtladı.

Sonuca ikna olan Einstein 1931’de gazetecilere, hem (genişleyen evren görüşünü benimseyerek statik evren modelini, hem de kozmolojik sabitini geri ektiğini duyurdu. Einstein bu sabiti eklemiş olmaktan dolayı hayli pişmanlık duysa da, alan denklemlerinin yeni kavuştuğu sadelikten memnundu.

Evrenin Genişlemesindeki Hız

Nobel ödüllü ünlü teorisyen Steven Weinberg, “Ne var ki kozmolojik sabit olasılığı, kolayca ortadan kalkmadı” diyordu. 1993’te yayımlanan, Dreams of a Final Theory: The Search for the Fundamental Laws of Nature (Nihai Bir Teorinin Hayali: Doğanın Temel Yasalarının Arayışı) adlı kitapta. “Kozmolojik sabitin gereksiz bir komplikasyon olduğunu söyleyip kenara çekilmek yeterli değil. Sadeliğin de, her şey gibi açıklanması gerekir.” Weinberg’in temkinli yaklaşımının ne denli yerinde olduğu sonraları doğrulandı.

Genişleyen evrene yönelik son gözlemler, kozmolojik sabitin gerçekten de alan denklemlerinde yer aldığına ilişkin güçlü kanıtlar taşıyor. Görünüşe göre bu durum, evrenin genişlemesindeki hızlanmadan kaynaklanıyor.

Bilim Dışı Çevre Tarafından Bilinen Sabitler

Hayati öneme sahip pek çok fizik sabiti mevcut. Bilim dışı çevre tarafından bilinen sabitlerden biri e ile ifade edilen ışık hızıdır ve bu hız saniyede 2.977 924 58 X 10 metredir (yaklaşık saniyede 300,000 km). Diğer sabitler arasında Newton’un kütleçekim denklemlerinde yer alan kütleçekim sabiti G, elektron veya proton üstündeki yük e, bir modeldeki birim sayısına yaklaşık gelen Avogadro sabiti ve bir kuantumun enerjisini frekansıyla ilişkilendiren Planck sabiti h’dir. (Söz konusu enerji, frekansın Planck sabitiyle çarpılmasıyla kolayca ortaya çıkar.)

Binlerce defa yapılan deneyler bu sayıların çok farklı fiziksel koşullar altında dahi sabit kaldığını ortaya koydu. Örneğin, Satürn’de, Dünya’dakinden az  da olsa farklı değerlere sahip olsalardı, Cassini uzay seferi için yapılan hesaplarda hata olur, uzay aracı uzayda kaybolurdu.