Yeni Araştırmaya Göre Uzay-zamanın Kendisi Kuantum Dolanıklığından Kaynaklanıyor Olabilir!

 

Uzayın ve Zamanın Doğası

İki araştırmacı – iki rakipsiz fizik kuramı olan – genel görelilik ile kuantum mekaniği arasında potansiyel bir bağ keşfetti – ve bu fizikçilerin, uzay ve zamanın doğasını gözden geçirmelerine neden olabilir.

Albert Einstein’a ait genel görelilik kuramı, kütleçekimini uzay-zamanın geometrik bir özelliği şeklinde tarif eder. Bir nesne ne kadar fazla kütleye sahipse, uzay-zamanda o kadar büyük bir bükülmeye neden olur ve bu bükülme, kütleçekimi şeklinde hissedilir.

1970’lerin sonunda, Stephen Hawking ve Jacob Bekenstein adlı fizikçiler, karadeliklerin yüzey alanı ve mikrospkopik kuantum yapıları arasında, karadeliklerin entropisini belirleyen bir bağlantıyı fark ettiler. Bu, Einstein’a ait genel görelilik ile kuantum mekaniği arasında bir bağlantı olduğunun ilk kez fark edildiği an oldu.

Otuz yıldan daha kısa bir süre sonra, kuramsal fizikçi olan Juan Malcadena, kütleçekimi ile kuantum dünyası arasındaki bir diğer bağlantıyı gözlemlediler. Bu bağlantı, uzay-zamanın, bir nesnenin farklı yüzeyleri arasındaki dolanıklık miktarının değiştirilerek, uzay-zamanın yaratılabileceğini veya yok edilebileceğini ileri süren bir modelin ortaya çıkışını sağladı.

Bu, başka bir deyişle, uzay-zamanın kendisinin, en azından modellerde tanımlandığı şeklinin, nesneler arasındaki dolanıklığın bir sonucu olduğuna işaret ediyor.

Bu düşünce çizgisini daha ileri götürmek amacıyla Chun Jun Cao ve Kaliforniya Teknoloji Enstitüsü’nden Sean Carroll, kütleçekiminin (genel görelilikten aşina olduğumuz) dinamik özelliklerinin, uzay-zamanın, kuantum dolanıklığından ortaya çıktığı bu yapı içerisinde türetilip türetilemeyeceğini araştırmaya karar verdiler. Çalışmaları yakın zamanda arXiv‘de yayımlandı.

Hilbert uzayı olarak isimlendirilen soyut matematiksel bir kavramı kullanan Cao ve Carroll, kuantum dolanıklığını yöneten denklemler ile Einstein’a ait genel görelilik denklemleri arasında bazı benzerlikler bulmayı başardılar.

Carroll, Futurism’e, bir sonraki adımın, bu çalışma kapsamında yapılan varsayımların doğruluğunu belirlemek olduğunu söyledi.

“Kontrol edilmesi gerektiği en aşikâr olanlar arasından biri, görelilikteki simetrilerin, özellikle de fizik yasalarının ne hızda hareket ettiğinize bağlı olmamasının bu yapı içerisinde geçerli olup olmadığı.”

 

Her Şeyin Kuramı

Bugün evrenimizin fiziksel tarafları ile ilgili bildiklerimizin çoğu genel görelilik ve kuantum mekaniği ile açıklanabiliyor. Bunlardan ilki, gezegenler ve galaksiler gibi büyük ölçeklerde olanları, ikincisi de atomlar ve atom-altı parçacıklar gibi çok küçük ölçekte olanları anlamamızı sağlıyor.

Bununla birlikte, görünen o ki bu kuramlar birbirleriyle uyumlu değil. Bu durum fizikçilerin, elde edilmesi zor olan “her şeyin kuramı”nın peşinden gitmelerine neden oldu – uzay ve zamanın doğası da dahil olmak üzere, her şeyi açıklayabilecek tek bir yapı.

Carroll, kütleçekimi ve uzay-zaman, “her şeyin” önemli bir parçası olduğu için, Cao ile birlikte gerçekleştirdikleri araştırmaların, genel görelilik ile kuantum mekaniğini bağdaştırma konusunda bir ilerleme sağlayabileceği kanısında olduğunu söylüyor. Yine de ikiliye ait makalenin spekülatif ve kapsam olarak sınırlı olduğunu da belirtiyor.

Futurism’e, “Araştırmamız şimdilik diğer temel kuvvetlerle ilgili çok fazla şey anlatmıyor, yani ‘her şeyi’ bir araya getirmekten henüz oldukça uzağız.” diye belirtiyor.

Yine de, eğer böyle bir kuram keşfedebilirsek, bu, bugün bilim insanlarının karşı karşıya olduğu en büyük soruların yanıtlanmasına yardımcı olabilir. Karanlık maddenin, karanlık enerjinin ve diğer gizemli kozmik nesnelerin doğalarını nihayet anlamamızı sağlayabilir.

Araştırmacılar bilgisayar sistemlerimizi radikal olarak geliştirecek kuantum dünyasının kapısını daha şimdiden çalıyor; ve her şeyin kuramı, henüz daha akıl karıştırıcı olan bu alandaki gelişmeleri yeni içgörüler sağlayarak potasiyel olarak hızlandırabilir.

Kuramsal fizikçilerin, her şeyin kuramı arayışlarındaki ilerleme her zaman “inişli çıkışlı” olmuş olmasına rağmen, Carroll’a göre, her yeni araştırma parçası – spekülatif veya değil – bizi bunu keşfetmeye ve insanlığın evren hakkındaki anlayışı konusunda yeni bir çağa girmesine bir adım daha yaklaştırıyor.

 

Bu yazının orijinali Futurism.com’da yayımlanmıştır. Orijinal yazıya buradan ulaşabilirsiniz.