YÜZYILIN EN BÜYÜK KEŞFİ: YERÇEKİMİ ASLINDA BİR YALAN MI?

YÜZYILIN EN BÜYÜK KEŞFİ: YERÇEKİMİ ASLINDA BİR YALAN MI?

Fizik Dünyasında Kıyamet Koptu: Evreni Yöneten Gizli Güç 'Entropi' Çıktı!

Kara Deliklerden Çıkan Şok Gerçek: Elmayı Yere Düşüren Şey Yerçekimi Değil, Düzensizlik!

Bilim Dünyası Çalkalanıyor: İlahi Denklem Çözüldü, Fizik Sil Baştan Yazılıyor!

Yeni bir teoriye göre kütleçekimi entropiden kaynaklanıyor olabilir; bu da fiziğin birleşik teorisine giden yolu açabilir.

Bu yazıyı okuduğunuzda öğrenecekleriniz şunlardır:

Yeni bir teori, kütleçekiminin muhtemelen entropinin bir sonucu olabileceğini öne sürüyor. Eğer bu doğruysa, bu durum, evrendeki her şeyin olduğu gibi kalsaydı (hiç değişmeseydi) dağılıp gideceği anlamına gelirdi.

Bu teori, Einstein'ın Genel Görelilik Teorisi'ni (kütleçekimini uzay-zamanın bükülmesi olarak görür) ile Kuantum Teorisi'ni (evreni, parçacık veya dalga formunda var olabilen son derece küçük nesnelerden oluşmuş olarak görür) uzlaştırmaya çalışmaktadır.

Bu teorinin, kütleçekim alanlarının, varlığını hâlâ tam olarak çözemediğimiz karanlık maddeden oluşabileceği fikrine de olanak tanıması mümkündür.

Entropi. Kelimenin kendisi bile insana uykusuzluk vermeye yetmelidir. Bu kavram; eğer nesneler kendi hallerine bırakılırsa, madde ve enerjinin bozunuma uğrayacağı —ve nihayetinde evrende kaosa yol açacağı— anlamına gelir. Peki, yeni bir teori neden kütleçekiminin entropiden ortaya çıkabileceğini öne sürüyor?

Evet, doğru okudunuz: Kuantum göreli entropisi, kütleçekiminin işleyişini belirliyor olabilir. Londra Queen Mary Üniversitesi'nden fizikçi ve matematikçi Ginestra Bianconi'nin yeni teorisinde öne sürdüğü fikir tam olarak budur. Ancak tek bir sorun var: Bunun gerçekleşebilmesi için, birbirleriyle ezelden beri çatışma halinde olan iki teorinin uyum içine girmesi gerekiyor.

Kuantum göreli entropisi fikri, Genel Görelilik ve Kuantum Teorisi'nin birbiriyle çatışan kavramlarını harmanlamaktadır. Einstein'ın Genel Görelilik Teorisi, kütleçekimini, bir nesnenin uzay-zamanda yarattığı bir eğrilik veya bükülme olarak tanımlar; buna göre, kütlesi daha büyük olan nesneler, çevrelerindeki uzay-zaman üzerinde daha güçlü bir etki yaratırlar. Örneğin, Güneş'in kütlesi, Dünya'nın kütlesinin 330.000 katıdır. Sonuç olarak gezegenimiz; tıpkı o devasa hunilerin içinde dönüp duran bir madeni para gibi, Güneş'in muazzam varlığının uzay-zamanda yarattığı o devasa bükülmenin içinde yörüngesinde dönmektedir.

Öte yandan Kuantum Teorisi, evreni; hem parçacık hem de dalga gibi davranan, son derece küçük nesnelerden (subatomik parçacıkları düşünün) oluşmuş olarak görür. Parçacıklar maddenin küçücük zerrecikleriyken, dalgalar enerjiyi aktaran salınımlardır. Kuantum mekaniğine göre evren, mikro ve nano ölçeklerde tanımlanır. Görelilik Teorisi ise, maddeyi kozmik ölçeklerde tanımlaması bakımından bunun tam tersidir. Genel görelilik ve kuantum mekaniği arasında bağlantı kurmanın bir yolunu bulmak, bilim insanları için uzun süredir devam eden bir baş ağrısı olmuştur. Bu amaçla, Bianconi'nin teorisi devreye giriyor. Bianconi, uzay-zamanın aslında bir kuantum operatörü olduğunu, yani kuantum durumları üzerinde etki ederek onları farklı türde kuantum durumlarına dönüştürdüğünü öne sürüyor. Kuantum entropisi, bir şeyin durumundaki düzensizlik veya öngörülemezliğin miktarını ölçer (kelime oyununa gerek yok), bu da iki kuantum durumu arasında ayrım yapmaya yardımcı olur. Bianconi, çalışmasında, bunu uzay-zaman ve maddenin nasıl etkileşimde bulunduğunu açıklamak için kullanabileceğini buldu.

"Yerçekimi, madde alanlarını [uzay-zamanın] geometrisiyle birleştiren entropik bir eylemden türetilmiştir," diyor Bianconi, yakın zamanda Physical Review D'de yayınlanan bir çalışmada.

Kuantum entropisinin madde ve uzay-zaman arasındaki farklılıkları tanımlamasına izin vererek, Bianconi'nin teorisi, önce uzay-zaman dokusuna düşük enerji ve küçük bir eğrilik vererek ve ardından küçük bir kozmolojik sabiti (evrenin ne kadar ve ne kadar hızlı genişlediğini açıklayan) tahmin ederek genel göreliliği değiştiriyor.

Yeni teori ayrıca bir G-alanı veya yerçekimi alanını da içeriyor. G-alanları, hem büyüklüğe hem de yöne sahip olan ve uzayın bir cisimden nasıl etkilendiğini açıklayan vektör alanlarıdır. Bianconi, G-alanını, bir fonksiyonun maksimum ve minimumunu bulan bir Lagrangian çarpanı olarak kullanıyor. İki kuantum durumundan biri olan dalgalar, bir dalga fonksiyonu ile tanımlanır. Bir dalga fonksiyonunun maksimum ve minimumunu bir G-alanı ile bulmak, kuantum teorisini genel görelilikle uzlaştırabilir.

Teoriler arasındaki çatışma nihayet çözülürse, parçacık ve dalga formunda var olacak kuantum yerçekimi elde edilir.

Bununla birlikte, yerçekiminin parçacık formunda var olması başka bir soruyu gündeme getiriyor. Karanlık madde parçacıklardan oluşur, ancak bu parçacıkların doğası, doğrudan gözlemlenmedikleri için bir muamma olarak kalmaktadır. Bianconi, yerçekimi parçacıklar olarak var olabiliyorsa, G-alanının karanlık madde için bir açıklama sunabileceğini düşünüyor.

"Bu çalışma, kuantum kütleçekiminin entropik bir kökene sahip olduğunu öne sürüyor ve G alanının karanlık madde için bir aday olabileceğini gösteriyor," dedi basın açıklamasında.

Bu fikrin doğrulanmasına yaklaşılması için hâlâ yapılması gereken çok iş var. Ancak, kaosun kütleçekimini doğurma ihtimali var; bu da, bir biçimde, muhtemelen karanlık madde olabilir. Akıllara durgunluk verici.

Kaynak: PM