Klasik mekaniğe dayalı dünya görüşü, boşlukta hareket eden ve yok edilemeyen katı parçacıklar üzerine kurulmuştu. Çağdaş fizik bu görüşü kökten değiştirdi. Bu değişim, “parçacık” kavramının yeniden tanımlanmasını sağlamakla kalmayıp klasik boşluk algısının ciddi bir dönüşüm yaşamasına da yol açtı. Bu dönüşüm, alan teorilerinde ortaya çıktı. Einstein’ın yerçekimi alanını geometrideki mekan kavramıyla birleştirmesi bunun başlangıcını oluşturdu ve atom altı parçacıkların güç alanını tanımlamak için kuantum kuramı ve görelik kuramı birleştirildiğinde bu kavram daha da yaygınlaştı. Bu “kuantum alan kuramları”nda, parçacıklar ile onları çevreleyen mekan arasındaki mesafe keskinliğini yitirir ve mekan en önemli devingen nitelik olarak görülmeye başlar.

Parçacıklar alanın belli bölgelerinde oluşan yoğunlaşmalardan ibarettir; gidip gelmekte olan enerji yoğunluğu, özgünlüğünü yitirip temel alanın içinde erir gider. Albert Einstein bu durumu şöyle açıklar:
“Bu nedenle maddeyi, alanın mekanda yoğunluk kazandığı bölgelerde meydana gelen bir şey olarak görebiliriz. Var olan tek gerçeklik alan olduğu için, çağdaş fizikte alan ve madde ayrı ayrı ele alınamaz.”

Fiziksel nesnelerin ve olguların, temelde var olan bir varlığın geçici tezahürleri olduğu düşüncesi yalnızca kuantum kuramının değil, aynı zamanda Doğu’daki dünya görüşünün de en temel unsurudur. Tıpkı Einstein gibi, Doğulu mistikler de bu temel varlığın tek gerçeklik olduğu görüşünde birleşir: bu gerçekliğin tüm olgusal tezahürleri geçici ve hayali görüntüler olarak düşünülür. Doğulu mistiğin bu gerçeklik görüşü, fizikçinin kuantum alanı ile özdeş değildir çünkü o, bu dünyadaki bütün olguların özü olarak görüldüğünden her tür kavram ve düşüncenin ötesindedir. Kuantum alanı ise fiziksel olguların sadece bir kısmını içine alan, özenle tasarlanmış bir kavramdır. Bununla birlikte, fizikçinin atom altı dünyayı yorumlama biçiminin temelinde yatan sezgi, kuantum alanı açısından bakıldığında, kendi dünya görüşünü sonsuz bir temel gerçekliğe göre oluşturan Doğulu mistiğinkiyle benzerlikler taşımaktadır. Alan kavramının ortaya çıkışından sonra fizikçiler farklı alanları her tür olguyu kapsayacak tek bir alan altında birleştirmeye giriştiler. Özellikle Einstein, yaşamının son yıllarını bu tür bir birleşik alan için çalışarak geçirdi. Belki de Hinduların Brahman’ı, Budistler’in Dharmakaya’sı ve Taocuların Tao’su, yalnızca fiziğin ilgi alanına giren olguların değil, evrendeki her tür olgunun varoluş sebebi olan birleşik bir alan olarak görülebilir.
Doğu felsefesine göre, olguların altında yatan gerçeklik biçimlerden ötedir ve her tür betimlemeye ya da açıklamaya karşı koyar. Bu nedenle çoğu zaman bu gerçekliğin biçimsiz, boş ya da bir boşluktan ibaret olduğu söylenir. Ancak bu boşluk, hiçlik olarak algılanmamalıdır. Tam tersine her biçimin özü ve her tür yaşamın kaynağıdır. Bundan dolayı Upanişad’lar şöyle der:
Brahman yaşamdır. Brahman mutluluktur. Brahman boşluktur... Mutluluk aslında boşluğun ta kendisidir.
Boşluk da mutluluk demektir aslında.
Budistler ise sonsuz gerçekliğe “Sunyata” yani “boşluk” adını verirken, aynı görüşü ifade eder ve olgusal dünyadaki yapılara hayat verenin bu yaşayan boşluk olduğunu doğrularlar. Taocular ise benzer bir sınırsız ve sonsuz yaratıcılığı Tao ile özdeşleştirir ve buna yine “boşluk” adını verirler. Kuan-tzu “Göğün Tao’su boşluk ve biçimsizlikten ibarettir” derken, Lao Tzu da bu boşluğu ifade eden farklı benzetmeler kullanır. Tao’yu çoğunlukla sonsuza kadar boş olan ve bu nedenle de nesnelerin ölümsüzlüğünü koruyan çukur bir vadiye ya da kaseye benzetir.
Boş ya da boşluk gibi sözcükler kullanmak yerine Doğulu bilgeler Brahman, Sunyata veya Tao gibi terimlerle sıradan bir boşluktan söz etmediklerini, tam tersine sonsuz yaratıcı güce sahip bir boşluğu kastettiklerini her fırsatta vurgularlar. Bundan dolayı Doğu felsefesindeki boşluğu, atom altı fiziğindeki kuantum alanına benzetebiliriz. Tıpkı kuantum alanı gibi boşluk da besleyip büyüttükten sonra yok ettiği sınırsız biçimlerin oluşumuna olanak tanır.

Mistik boşluğun olgusal tezahürleri de, tıpkı atom altı parçacıklar gibi, hareketsiz ve kalıcı olmanın aksine devingen ve geçici bir yapıya sahiptirler; doğar ve aralıksız süren tek bir hareket ve güç dansıyla yok olurlar. Tıpkı fizikçinin atom altı dünyası gibi Doğu felsefesinin olgusal alemi de sürekli doğum ve ölümle karşı karşıya olan bir dünyadır. Bu dünyadaki nesneler geçici tezahürler olduklarından temel bir kimliğe sahip değildirler. Somut maddenin varlığını reddeden ve aynı zamanda birbirini izleyen deneyimlerin temelinde sürekli bir kişilik olduğu görüşünün bir yanılsamadan ibaret olduğunu savunan Budist felsefe, özellikle bu noktayı vurgular. Budistler bu somut madde ve özgün kişilik yanılsamasını, su dalgalarının aşağı yukarı hareketlerine bakarak yüzeyde hareket eden bir miktar su olduğunu zannetmemiz yanılgısına benzetirler. Fizikçilerin, hareket halindeki bir parçacığın yarattığı somut madde yanılsamasını göz önüne sermek için alan kuramı bağlamında da bu benzerlikten yararlanıyor olmaları ilginçtir.


Çevremizde bulunan nesneler, makroskopik açıdan edilgen ve cansız gibi görünseler bile, bir "ölü" taşı ya da demiri büyülttüğümüzde, aslında tam bir hareketlilik curcunasına sahip olduklarını fark ederiz. Bunlara ne kadar yakından bakarsak, canlılıkları da o kadar artacaktır. Çevremizdeki tüm maddesel nesneler, birbirleriyle farklı biçimlerde bağlar kuran ve böylece moleküler yapıların olağanüstü çeşitliliğini meydana getiren, değişmez ve hareketsiz olmayan, ancak ısıya bağlı olarak salınan ve titreşen, çevresindeki ısısal titreşimlere ayak uyduran atomlardan oluimaktadırlar.
Yani modern fizik, maddeyi hiç de edilgen ve cansız olarak değil, tam aksine, sürekli dans ve titreşim hareketine sahip olarak görmektedir. Bu dans ve hareketin ritmik kalıpları ise, maddenin moleküler, atomik ve nükleer yapılarınca belirlenmektedir.

İşte bu, Doğu mistikçilerinin dünyayı algılama biçimlerinin aynısıdır. Onlar evrenin ancak dinamik biçimde kavranabileceğini vurgulamışlar ve evreni hareket eden, titreşen ve dans eden bir bütünlük olarak görmeye çalışmışlardır. Onlara göre doğa, durağan değil, dinamik bir dengeye sahiptir. Taoist bir yazıda belirtildiği gibi :

"Sessizlikteki sessizlik gerçek sessizlik değildir. Ancak hareketteki sessizlik ortaya çıkarsa, gök ve yeri saran ruhani ritim algılanabilir."

Alıntı : Fritjof Capra (Tao of Physics)

Boşluk, kaynaşan bir durumdur, çok dinamiktir, edimsiz (virtuel) parçacıklarla doludur.
En iyi boşlukta bile, kimi varlıklar saklıdır. İçinde gaz, en küçük bir molekül, en yalın bir atom ya da en küçük kuark (bir kuantum parçacığı) bile bulunmayan bir uzay bölgesi düşünelim. Bu en boş sanılan uzay bile tam bir boşluk değildir; bir etkinlikler bölgesidir, alanlar vardır. Boşluk titreşir, dalgalanır. Boşluğun bu dalgalanmaları enerji demektir. Yüzyılımızın iki büyük fizikçisi, şaşırtıcı bir hesaplama yapmışlardır. Richard Feynman ve John Wheeler bir elektrik ampulünün içindeki boşluğu incelemişlerdir. Böyle bir boşluğun enerjisi, gezegenimizin tüm okyanuslarını kaynatmak için yeterlidir. Yoksa, bu sihir midir?
Gerçek bir boşluk elde etmek için, boşaltılacak kapalı yerdeki tüm maddeyi ve ayrıca da gazı dışarı çıkarmak gerektiği bellidir. Acaba bu yeterli midir? Yanıt kesin değildir ve fizik bu düşünceye de karşı çıkabilir. Bunun için, bir düşünce deneyi tasarlamak uygundur; öyle ki bu deneyde araç gereçler idealdir ve deney koşulları kusursuzdur. Önce, içinde tam olarak ayarlanmış bir pistonun kayabildiği bir silindir olması gerekir. Her şey ideal olduğundan piston, bir engel ile karşılaşmadan kayar ve kusursuz olarak hiçbir şey sızdırmaz. Başlangıçta, piston silindirin dibine dayanmıştır. Piston çekilince, silindirin dibinde oluşan uzay bir mutlak boşluk olmalıdır; piston hemen yeniden geri itilirse, başlangıç konumunu yeniden bulmalıdır. Fakat piston yeterince uzun süre çekilmiş ise, yeniden silindirin dibine yerleşemeyecektir. İçeriye hava sızmış değildir, fakat boşluğun içinde bir şeyler üretilmiştir ve şimdi pistonun ilk konumuna ulaşmasına engel olmaktadır. Neden? Isıl ışıma nedeniyle. Fizikçiler, pistonun çekildiği sırada, çeperlerden bir ısıl ışımanın yayıldığını ve boşluğu doldurduğunu göstermiş olur. Öyleyse piston geri itildiği zaman, Bu ışıma sıkışır. Bu basınç, bir gazın oluşturduğuna benzer bir kuvvet uygular. Böylece piston, ışımanın sıcaklığını ve basıncını artırmış olur ve pistonun ilk konumuna ulaşması için, bu ışımanın yeniden silindirin çeperlerinde dağılmasını beklemek gerekir. Bu ışımanın kaynağı ısıl olduğu, dolayısı ile sıcaklığa bağlı olduğu için, silindiri soğutmak gerekir. Mutlak sıfır sıcaklıkta, boşluğu dolduran tüm ışıma sönecektir. Buradaki ısıl ışıma, elektromıknatısal ışımadan başka bir şey değildir çeperleri oluşturan atomların elektronlarının ısıl hareketlerinden yayınlanır. Boşluğa ulaşmak için tek olanak, sistemi önemli ölçüde soğutmaktır. Öyleyse, buraya dek incelenen durumlarda, boşluk soğutma ile sağlanır ve mutlak boşluk elde edilebilir.

KUANTUM EVRENİNDE BOŞLUK
Şimdiye dek, klasik fizik dünyasında idik. Şimdi kuantum evrenine bir sıçrama yapmalıyız. Bu evrende, boşluk doludur. Bu söz ilk bakışta, temel bir nedenle, bir paradoks gibidir; fizik de, astrofizik gibi. boşluğun varlığını kabul eder; Evren büyük bir boşluktur ve içindeki madde bir istisnadır. Yıldızlararası uzay hemen hemen boştur. Bize içine sızılması çok güç görünen katı madde de, boşluktan oluşmuştur. Atomsal ölçekte, çekirdekler ve elektronlar arasındaki uzay çok büyüktür. Madde boşluktan yapılmıştır ve onu oluşturan kütleler çok küçük uzay bölgelerinde yoğunlaşmıştır. Bu düşünceye (her yerin boşluk olması ve maddenin evrende son derece seyrek dağılmış olmasına) karşıt olarak, boşluğun dolu olduğu düşüncesini de getirmek gerekir. 

Yukarıda, uzayı mutlak sıfır sıcaklık sınırlarına dek soğutarak, tüm ısıl ışınımı yok edebileceğimizi ve mutlak boşluğa ulaşabileceğimizi görmüştük. Fakat, kuantum kuramına göre, bu sıcaklıkta bile, boşlukta bir kalıntı (boşaltılamayan ve kuşkusuz madde de olmayan bir şey) bulunacaktır. Bu en son kalıntı, elektromıknatısal alanlardan oluşmuştur. Boşlukta, mutlak sıfır ile ilgili olarak, fizikçilerin sıfır nokta enerjisi dedikleri bir kavram vardır. Mutlak sıfır sıcaklıkta, boşluk hiç durmadan dalgalanır, kımıldayan bir dalga yüzeyi gibi kaynaşır. Bu dalgacıklar, hiç durmadan parçacıklar yaratan dalgalanmaların bir görüntüsüdür. Bu parçacıklar ise, birbirlerini çok çabuk olarak yok ederler.

Boşluğun bu tuhaf etkinliğini anlamak için, kuantum elektrodinamiğinin birkaç kuramsal temelini tanıtmak gerekir. Bu temellerin ilki, bir eşitsizliğe dayanan Heisenberg belirsizlik ilkesidir. Bu ilke, bir parçacığın konumunu ve hızını aynı anda ölçmenin olanaksız olduğunu gösterir. Konum ve hareketin ölçümü üzerindeki bir belirsizlik önlenemez. Ayrıca fiziğin büyük bir ilkesi olan, enerjisinin korunumu yasasını da göz önüne almak gerekir. Hangisi olursa olsun, her etkileşmede bir enerji denkleşmesi hesabı vardır. İki bilya çarpıştıkları zaman, çarpışmadan önceki ve sonraki toplam enerjiler aynı olmalıdır; başka bir deyimle, giriş ve çıkış enerjileri kusursuz olarak denklenmelidir. Bu ilke, tüm fiziğin en kesin ilkelerinden biridir ve kuşkusuz, mikroskobik evrenin parçacıkları arasındaki etkileşmelere de ayrıcalıksız olarak uygulanır. Yalnız, kuantum kuramınca incelenen boyutlar düzeyinde Heisenberg eşitsizliklerini gözönüne almak gerekir. Bu eşitsizliklere göre, örneğin bir elektronun enerjisi ölçülürse ve bu ölçüm çok kısa fakat belirli bir zaman alırsa, enerji ölçümündeki belirsizlik ölçümün süresi ile ters oranlı olur. Bu, mantıksal bakımdan, çok kısa süreler için, enerji ölçümündeki belirsizliğin çok önemli olabileceği anlamına gelir; ve bu sonsuz küçük süre içinde, bu enerjinin son derece büyük olabileceğini düşünmek için hiçbir engel yoktur. Böylece, enerji korunumu yasasının gerektirdiği çok kesin denkleşme hesabı, belirsizlik ilkesi nedeniyle bozulmuş olur. Sonuç olarak, boşluktan, kısa yaşamlı parçacıklar yaratılabilir. Bunların yaşamları öyle kısadır ki, kendileri yüksek enerjili olurlar. Örneğin, bir proton ve bunun çevresinde hiç durmadan dolanan bir elektrondan oluşan bir sistem düşünelim; buradaki elektron da, boşluktan yaratılmış parçacıklarla sarılmış olsun. Bunlar, proton ve elektron arasında bulunan elektromıknatısal alanların dalgalanmasından yaratılan bir parçacıklar bulutu oluştururlar. Fizikçiler, bu alanların gelişigüzel olarak dalgalandıklarını ve edimsiz denen parçacıklar ürettiklerini açıklamaktadırlar. Bunlar, edimsiz olduklarından, proton ve elektron gibi gerçek parçacıklardan farklıdırlar. Bunun dışında, boşluktan gelen ve zorunlu olarak yine oraya dönen bu edimsiz parçacıklar, kısa yaşamları süresince, bilinen parçacıklar gibi gerçektirler. Fizikte, bu edimsiz parçacıkların çiftler halinde üretildiklerini düşünmek gerekir. Bu ise, yine enerji korunumu türünden bir başka büyük ilke, momentumun korunumu ilkesi nedeniyledir. Elektron ve pozitron böyle bir çifttir; bu çiftlerin her biri, yine belirsizlik ilkesi nedeniyle gözlenemez. Yaratılışlarından yok oluşlarına dek gittikleri uzaklık ve hızları bir başka Heisenberg eşitsizliğini sağlarlar.

Boşluktan çift yaratılmasının enerji korunumunu bozduğunu, fakat iyi bir hesaplayıcı olan doğanın buradan ışık elde ettiğini belirtelim. Bu süreç ile boşluktan ödünç alınan enerjinin istendiğince çok olabileceğini özellikle yineleyelim. Ödünç alınan enerji ne kadar çoksa, parçacığın yok oluşunda ödenecek olan borcun süresi de o ölçüde kısa olacaktır.

Böylece, herhangi bir uzay bölgesi en küçük bir parçacığın bile bulunmadığı ölçüde boştur; bu boşlukta, yalnızca gelişigüzel dalgalanmalar vardır. Bu dalgalanmalar ise, boşluktan sürekli olarak edimsiz parçacıklar üretirler ve bunlar oluştukları ancak gözlenebildikten hemen sonra yiterler.

Bu açıklamalardan sonra, her şeyin kaynağının boşluk olduğunu söyleyebiliriz; boşluktaki alanların dalgalanması, bilinen tüm parçacıkların, yüksek enerji fiziğindeki elektrondan (en hafif) en bilinmeyene (en ağır) dek tüm parçacıkların oluşmasını sağlayabilir. Öyleyse boşluk, eylemsiz ve özelliksiz boş bir uzay olarak değil, tam tersine, enerji titreşkeni olarak tanımlanabilir. Dolayısıyla, John Wheeler'in açıkladığı gibi, boşlukta yer değiştiren bir elektronu, her türden edimsiz parçacığın oluşturduğu bir çorba içinde yüzüyor ve onların sürekli saldırısına uğruyor olarak düşünebiliriz.

Şimdi, haklı olarak, boşluğun böyle bir etkinliğinin herhangi bir kanıtlamasının olup olmadığı sorulabilir. Kuramın, edimsiz parçacıkları öngördüğü kesindir; fakat, bunların varlığı gerçekten gözlenebilmiş midir? Yanıt, evettir.

Boşluğun böyle bir etkinliği olduğunu gösteren ilk gözlemsel gerçeği, 194O'lı yılların sonuna doğru, Hollandalı fizikçi Hendrik Casimir saptamıştır. Edimsiz bir parçacık çifti gözlenemese bile, onların yığınsal etkisi gözlenebilir. Casimir etkisini gösteren düzenek şöyledir: İçi boş bir kapalı kaba, iki metal yaprak yerleştirilir ve sistem soğutulur. Sıfır nokta enerjisine ulaşmadan önce, ısıl ışıma iki yaprağı birbirlerine yaklaştırmaya çalışır; sıfır nokta değerinde ise, elektromıknatısa! ışıma kuvveti de yaprakları birbirlerine doğru iter. Böylece, boşluk enerjisi bir basınca yol açmaktadır. Bu en küçük fazlalık basınç, 1958de bir başka Hollandalı fizikçi M.Sparnaay tarafından ölçülmüştür.

Boşluk enerjisinin ikinci ve görkemli örneği, Lamb kayması adı ile tanınır. Yukarıda gördüğümüz gibi, elektronu bir atomun çekirdeğine bağlayan elektromıknatısal alan, edimsiz parçacıklar çorbasından bir elektron-pozitron parçacık çifti yaratabilir. Bu edimsiz parçacıkların yaratılıp yok edilmesi, fizikçilerin boşluğun kutuplanması dedikleri olaya neden olur. Bu kutuplanmanın etkisi, elektronun çekirdek çevresindeki yörüngesinin hafifçe değişmesi biçimindedir. Willis Lamb, bu küçük yer değiştirmeyi olağanüstü bir duyarlıkla ölçebilmiştir. Bu ölçüm ona Nobel ödülü kazandırmıştır. Böylece, günümüz kuantum elektrodinamiği hesaplamalarında, boşluğun enerjisinden ileri gelen Lamb kaymaları da gözönüne alınır. Şimdi, bu kaymanın ölçümü, tüm fiziğin en önemli ölçümlerinden biridir.


Sciences et Avenir'den alıntı.