Uzay - Zaman Dolaşıklığın Bir Ürünü Olabilir

İki araştırmacı, fiziğin önde gelen kuramlarından olan genel görelilik ile kuantum mekaniği arasında potansiyel bir köprü keşfetti ve bu da fizikçilerin uzay ve zamanın doğası hakkında yeniden düşünmelerini gerektirebilir.

Albert Einstein’ın genel görelilik kuramı, kütleçekimi uzay ve zamanın geometrik bir özelliği olarak tanımlar. Bir nesnenin kütlesi ne kadar büyükse, uzay-zamanda yarattığı bükülme o kadar büyük olur ve bu bükülme kütleçekim olarak hissedilir.

1970’li yıllarda fizikçiler Stephen Hawking ve Jacob Bekenstein, kara deliklerin yüzey alanları ile entropilerini belirleyen mikroskobik kuantum yapıları arasında bir bağlantı fark etti. Bu da Einstein’ın genel göreliliği ile kuantum mekaniği arasında kurulan ilk bağlantı olarak kayıtlara geçti.

30 yıla yakın süre sonra ise kuramsal fizikçi Juan Maldacena, kütleçekim ile kuantum dünyası arasında bir başka bağlantı gözlemledi. Bu bağlantı, bir nesnenin farklı yüzey bölgeleri arasındaki dolaşıklık miktarını değiştirerek, uzay-zamanın yaratılabileceğini veya yok edilebileceğini öne süren bir modelin geliştirilmesine yol açtı. Diğer bir deyişle bu model, uzay-zamanın, nesneler arasındaki dolaşıklığın bir ürünü olduğunu öne sürüyor.

Bu düşünceyi daha derinlemesine incelemek için, Kaliforniya Teknoloji Enstitüsü’nden (Caltech) ChunJun Cao ve Sean Carroll, uzay-zamanın kuantum dolaşıklıktan meydana çıktığı yapıyı kullanarak, kütleçekimin (genel görelilikten aşina olduğumuz) dinamik özelliklerini türetip türetmeyeceklerini görmek için yola koyuldular. Çalışmalarını, çevrimiçi arXiv platformunda yayımladılar.

Hilbert uzayı adı verilen soyut bir matematiksel kavram yardımıyla, Cao ve Carroll kuantum dolaşıklık üzerinde hüküm süren denklemler ile Einstein’ın genel görelilik denklemleri arasında benzerlikler bulmayı başardılar. Bu da, uzay-zamanın ve kütleçekimin, dolaşıklıktan ortaya çıktığı fikrini destekliyor.

Her Şeyin Kuramı

Günümüzde, evrenimizin fiziksel özellikleri hakkında bildiğimiz neredeyse her şey, genel görelilik veya kuantum mekaniğinden birisi ile açıklanabilir. Genel görelilik, gökadalar ve gezegenler gibi çok büyük ölçekteki hareketleri açıklamakta iyi bir iş çıkarırken, kuantum mekaniği ise atomlar ve atomaltı parçacıklar gibi çok küçük ölçekteki dünyayı anlamamızda bize yardımcı oluyor. Ama yine de bu iki kuram, birbirleri ile pek uyumlu görünmüyor. Bu da fizikçileri “her şeyin kuramı”nı, yani uzay ve zamanın doğası da dahil her şeyi açıklayan bulunması zor bir kuramın arayışına itti.

Kütleçekim ve uzay-zaman, “her şeyin” önemli bir parçası olduğundan, Carroll’a göre göre yaptıkları çalışma, genel görelilik ile kuantum mekaniğini uzlaştıran kuramın arayışında ilerleme kaydedilmesini sağlayabilir. Fakat yine de, çalışmalarının tartışmaya açık ve dar kapsamlı olduğuna da dikkat çekiyor. “Çalışmamız, en azından şimdilik, doğanın diğer kuvvetleri hakkında pek bir şey söylemiyor. Bu nedenle ‘her şeyi’ birbirine entegre etmekten henüz çok uzağız,” diye ekliyor Carroll.

Yine de, eğer böyle bir kuram bulabilirsek, bilimcilerin günümüzde karşılaştıkları en büyük sorunların bir kısmına cevap bulabiliriz. Örneğin karanlık maddenin, karanlık enerjinin, kara deliklerin ve diğer gizemli kozmik nesnelerin gerçek doğasını anlayabiliriz.

Araştırmacılar, bilgi işlem teknolojilerinin geliştirilmesi konusunda halihazırda kuantum dünyasının nimetlerinden faydalanıyorlar ve her şeyin kuramı, insanların kafasını karıştırmaya devam eden konulara yeni bakış açıları getirerek, bu süreci hızlandırabilir.

Kuramsal fizikçilerin her şeyin kuramını arayış süreçleri hala bir nebze “düzensiz” olsa da, tartışmaya açık olsun veya olmasın, her bir yeni araştırma bizi bu kurama ve insanlığın evreni anlayışında yeni bir çağa öncülük etmesine bir adım daha yaklaştırıyor.

Kaynak ve İleri Okuma :

Kristin Houser, Scientists Are Rethinking the Very Nature of Space and Time Towards Finding Einstein's Equation in Hilbert Space

İdris Kalp