İnce yapı sabitini anlatırken önce şunu kabul edelim:
Bu sayı “ne?” sorusundan çok,
“Evren neden ayakta duruyor?” sorusuna cevap verir.
Formülüyle başlayalım:
Burada ne var?
• e → Elektronun elektrik yükü
• → Boşluğun elektriksel geçirgenliği
• → Kuantum dünyasının ölçeğini belirleyen Planck sabiti
• c → Işığın hızı
Yani α şunu yapıyor:
Elektriği, kuantumu ve ışık hızını tek bir sayının içinde birleştiriyor.
Bu yüzden:
• Boyutsuzdur
• Saf bir sayıdır
• İnsan ölçülerine değil, evrenin kendisine aittir
Yaklaşık değeri:
Bu “1/137” sadece bir oran değil, evrenin elektromanyetik karakterinin imzasıdır.
Şimdi bunu fiziksel olarak nereye bağlayalım?
Atomu düşünelim.
Bir hidrojen atomunda elektron, protonun etrafında durur. Bu duruş iki etki arasındaki dengedir:
• Çekim olmasa elektron kaçar
• Kuantum etkisi olmasa elektron çekirdeğe düşer
İşte bu ikisini tam dengeleyen sayı: α
Bohr yarıçapını yazalım:
Buradan şunu görüyoruz:
Yani:
• α büyürse → atom küçülür
• α küçülürse → atom büyür
Bu tek başına şunu söyler:
İnce yapı sabiti, atomların ölçeğini belirler.
Maddenin “ne kadar sıkı” olacağını belirler.
Bir de bağlanma enerjisine bakalım:
Burada α kareyle giriyor.
Yani:
• α %1 değişirse
• Enerji seviyeleri yaklaşık %2 değişir
• Kimyanın bütün dengesi oynar
Kimya oynarsa:
• Moleküller değişir
• Proteinler değişir
• DNA’nın yapısı bile mümkün olmayabilir
Bu yüzden denir ki:
Küçük değişim, kozmik sonuçlar doğurur.
Şimdi sezgisel tarafına gelelim.
α şunları belirler:
1. Elektron çekirdeğe ne kadar güçlü bağlı?
2. Atom ne kadar sıkı?
3. Kimya ne kadar kararlı?
4. Işık maddeyle ne kadar sert etkileşiyor?
Ben bunu tek bir cümleye indirgerim:
Yani soru şu:
“Madde kendini ne kadar tutabiliyor?”
Şimdi asıl yere gelelim:
Bu sabit değişirse evren nasıl değişir?
Matematiksel olarak:
Atom boyutu:
Enerji seviyeleri:
Işık–madde etkileşimi:
Her şey α’nın kuvvetleriyle bağlı.
Biraz büyütelim:
Atomlar küçülür
Kimya sertleşir
Moleküller kırılgan olur
Hayat zorlaşır
Biraz küçültelim:
Atomlar gevşer
Moleküller kararsızlaşır
Uzun zincirli kimya çöker
Hayat yine zorlaşır
Yani evren iki uçurum arasında yürür:
• Bir taraf: çöküş
• Bir taraf: dağılma
Ve α tam ortada durur.
İnce yapı sabiti, evrenin kaosla düzen arasındaki denge korkusudur.
Ne çok sıkı tutmak ister,
ne de tamamen bırakmak.
Bu sayı değişirse sadece fizik değişmez.
Madde değişir.
Kimya değişir.
Zamanın içinde akan süreçlerin karakteri değişir.
Belki yıldız olur, belki enerji olur ama
“biz” diye bir şey büyük ihtimalle olmaz.
O yüzden ince yapı sabiti bir sayı değil sadece.
Bir varoluş eşiğidir.