Fizik / Astrofizik Tüm Yazılar

Takyon: Işıktan Hızlı Varsayımsal Parçacıklar

Hazırlayan: Eyüp Gürses

Takyon, fiziğin neredeyse bütün yasalarını altüst eden, nedenselliği ihlal edip zamanda yolculuk eden, sanal kütleleri olan, ışık hızından daima hızlı hareket eden ve evrenin hız sınırı olan ışık hızını bile kabul etmeyip bu hızdan her zaman hızlı hareket etmeleri gerektiğini söyleyip dediklerini yapan dediği dedik bir parçacıktır.

Ancak sadece hipotetik (varsayımsal) olarak vardırlar ve şu ana kadar bir tanesi bile gözlemlenememiştir. Zaten fizikçilerin neredeyse tamamı takyonların fizik kurallarına uymadığı görüşünde olduğundan, aramaya çalışmak gibi bir çaba da sarfetmezler.

Bir çok bilim dışı ve sansasyonel yayıncılık yapmayı seven yerler ve kişilerce iddia edildiği gibi keşfedilmiş, varlıkları kanıtlanmış veya bilim insanlarınca var olduğu düşünülen bir parçacık değildir. Büyük ihtimalle de yokturlar ancak, matematik bize var olabilecekleri durumları görme imkanı verir.

Takyonlar, Einstein’ın görelilik teorisinin bir sonucudur. Yukarıda gördüğünüz Lorentz dönüşümlerinde kolayca, eğer hızı ışıktan az olan bir parçacığın enerjisinin nasıl olduğuna bakmak istiyorsanız v için c’den küçük bir değer yazmanız yeterlidir ve kök pozitif çıkar, enerji pozitiftir.

Peki v’nin c’den büyük olduğu zamanlarda enerji ve kütle ne olur? İşte bu soru takyon fikrinin teorik fizikçiler arasında doğmasına yol açtı. En alttaki enerji denkleminde v>c ise, kökün içinin negatif olduğunu görürsünüz ki; bu da payda karmaşık sayılarla ifade edileceği anlamına gelir.  Enerjinin gerçek bir değer olması için kütle de karmaşık olarak ifade edilir: Lisede gördüğünüz ve nerede kullanacağınızı bilmediğiniz ‘’i’’ cinsinden. Buradan doğrudan ışıktan hızlı (v>c) olan parçacıklar için kütle sanaldır.

Takyonların nasıl hareket ettiğini ve etkiye karşı nasıl tepki verdiklerini merak ediyorsanız şunu söyleyebiliriz: Çok tuhaf.

Takyon

Eğer bir takyon parçacığı gözlerseniz ve bunu sizden uzaklaştırmak için iterseniz (farz edelim ki yaptınız), takyon parçacığı size doğru gelir. Yani hareketin uygulandığı yönün aksine hareket ederler. Bu da fiziğin en köklü kurallarından biri olan nedensellik ile ters düşer. Aynı şekilde eğer bir takyon parçacığını çekmeye çalışırsanız, o sizden kaçmaya başlar. Yani siz gel seveyim deseniz sizden uzaklaşır, uzaklaş benden derseniz size sırnaşır böyle tuhaf bir parçacıktır.

Bu takyonlar her zaman ışıktan hızlı hareket ederler ve hiçbir zaman ışık hızından daha düşük hızlarda hareket etmezler hatta ışık hızı bile onların en düşük hızından her zaman daha düşüktür (Yukarıdaki denklemde görebileceğiniz gibi). Çünkü, fizikçilerin takyon fikrini ortaya atmasının nedeni, zaten ışıktan hızlı parçacıklar var olsaydı, evren nasıl bir yer olurdu sorusuna cevap aramak içindir. Her zaman için evrendeki hız sınırı olan ışık hızından hızlı hareket eden bir parçacığın varsayımsal kabulü, fizikçilerin evreni modelleme çalışmalarını anlamlandırabilmek için kullandıkları oyuncak teorileri için iyi bir matematiksel deney aracıdır.

Bilim insanları, yeni parçacıklar keşfedebilmek için parçacık hızlandırıcalarda daha büyük parçacıkları çarpıştırarak parçalarlar. Dedektörler, bu yeni ortaya çıkan parçacıkları algılar ve bilim insanlarının matematiksel çıkarımlar yapabilmeleri için bir veri oluşturur. Matematiksel çıkarımlar ise, burada Cern’deki higgs parçacığına yönelik hazırlanan görsel gibi grafiğe dökülür.

Peki, Nedensellik nasıl takyonlar tarafından altüst edilir?

Bizler nedenselliğin etkin olduğu bir evrende yaşıyoruz ve her şeyin sonucu bir şeyin nedeninden sonra gerçekleşir. En basitinden bardak düşer yere çarpar ve kırılır. Veya sınava çok çalışırsınız ve bunun sonucu olarak sınavdan iyi veya kötü bir not alırsınız. Yani, bir sebep-sonuç ilişkisi vardır. Eğer takyonlar gerçekten var olsaydı, zamanda geri gidebilecekleri ve nedenselliği böyle altüst edebileceklerdi.

Çünkü, içinde var olduğumuz bu evrende hareket hızı ve zaman birbiriyle sıkı sıkıya bağlıdır. Işık hızında hareket eden bir cisim için zaman akmaz. Bunu, ışıktan düşük hızlarda zamanın 1, 2, 3 gibi pozitif bir sayı, ışık hızında ise 0 (sıfır) olduğunu düşünerek daha iyi anlayabilirsiniz. Eğer bir cisim içinde var olduğumuz bu evrende ışıktan daha hızlı yol alıyorsa, zaman da 0’dan daha küçük (-1, -2, gibi negatif) bir sayı olacaktır. Yani, zaman tersine akacaktır.

İyi bir fikir olmasa da, geçmişteki kendinize, kendisini öldürmesini tavsiye edebilirsiniz (fotoğraf: Gun Woman filmi).

Mesela bunu şöyle de düşünebilirsiniz: Çok dikkatli ve zeki bir keskin nişancısınız ve bir gün elinize takyonla haberleşme cihazı geçti. Siz bu yaşınıza kadar bir sürü insanın hayatına son verdiğiniz için kendinizi çok suçlu bulursunuz ve kendi küçüklüğünüze kendinizi öldürmeniz gerektiği ve size güvenmesi gerektiği mesajını iletirsiniz.

10 yaşındaki haliniz 30 yaşınızdaki halinizden gelen mesajın gerçekliğini algılar ve kendisini öldürür. Ancak burada nedensellik ihlal edilmiştir ve sizin 10 yaşınızda ölme nedeniniz 30 yaşındaki halinizin takyon cihazını kullanıp geçmişe mesaj göndermesinden kaynaklanıyordur. Yani kısaca gelecek geçmişi etkilemiştir ve nedensellik puf olup gitmiştir.

Hazırlayan: Eyüp Gürses
Geliştiren: Zafer Emecan

Hep daha fazla okumak gerekir...

Yazar Hakkında

Eyüp Gürses

Hacettepe üniveristesi Fizik Mühendisliği bölümünü kazandı hazırlık okurken tekrar üniversite sınavlarına girerek Selçuk Üniversiesinde Makine Mühendisliği okumaya başladı 4.sınıfta okulu dondurup 7 ayda ingilizce öğrenerek University of Debrecen’de Fizik okumaya başladı ve halen devam ediyor. İlgilendiği alanlar: Fizik, Matematik, Evrimsel Biyoloji, Nörobiyoloji, Psikoloji, Kriptoloji, Edebiyat, Felsefe…