“Zararlı uzay-zaman” çelişkili fizik teorilerinin çözümüne yardımcı olabilir | Fizik

Modern fiziğin kalbinde, bilim adamlarının bir asırdan fazla süredir köprü kurmaya çalıştığı bir uçurum var. Kuantum mekaniği, atom ölçeğinde hakim olan kuvvetlerin görünüşte kusursuz bir tanımını sağlar. Albert Einstein’ın genel görelilik teorisinin, yerçekiminin kozmik olayları nasıl şekillendirdiğine ilişkin tahminlerinde hiçbir zaman yanlış olduğu kanıtlanmadı. Ancak iki teori temelde uyumsuzdur.

Şimdi bilim insanları, uzay-zamanın doğasını kökten yeniden düşünerek fiziğin bu iki temel direğini birleştirebileceğine inandıkları bir çerçeve önerdiler. “Klasik yerçekiminin kuantum sonrası teorisine” göre zamanın öngörülebilir bir şekilde akması yerine, zamanın akış hızı, bir nehrin gelgiti gibi rastgele dalgalanacaktır.

Londra Üniversitesi Koleji’nden fizikçi Profesör Jonathan Oppenheim, bu teorinin kökenini şöyle anlattı: “Kuantum teorisi ve Einstein’ın genel görelilik teorisi matematiksel olarak uyumsuzdur, bu nedenle bu çelişkinin nasıl çözüldüğünü anlamak önemlidir.”

Teorinin doğruluğunun kanıtlanmasına karşı Oppenheim ile 5.000:1’lik bir iddiaya imza atan teorik fizikçi ve yazar Profesör Carlo Rovelli de dahil olmak üzere herkes bu öneriye ikna olmadı.

Şu ana kadar baskın hipotez Einstein’ın yerçekimi teorisinin, kuantum teorisine uyum sağlamak için değiştirilmesi veya “kuantize edilmesi” gerektiğiydi. Bu, uzay-zamanın 10, 11 veya muhtemelen 26 boyuta sahip olduğu fikrini geliştiren sicim teorisi yaklaşımıdır. Rovelli ve diğerleri tarafından öne sürülen bir diğer önemli aday, uzay-zamanın son derece ince bir dokuya örülmüş sonlu döngülerden oluştuğu döngü kuantum yerçekimidir.

Oppenheim’ın teorisi dergide yayınlandı Fiziksel Muayene, uzay-zamanın klasik olabileceğini ve kuantum teorisi tarafından yönetilmeyebileceğini öne sürerek fikir birliğine meydan okuyor. Bu, uzay-zamanın, ona ne kadar yakından bakarsanız bakın, ayrı birimler halinde “kuantize” olmaktan ziyade akışkan ve sürekli olacağı anlamına gelir. Bununla birlikte Oppenheim, uzay-zamanın doğası gereği kararsız olduğu, öngörülebilirlikte içsel bir bozulma yaratan rastgele dalgalanmalara tabi olduğu fikrini ortaya atıyor.

Oppenheim, zamanın asla tersine dönmeyeceğini açıklayarak, “Zamanın akış hızı rastgele değişir ve zaman içinde dalgalanır” dedi. “Bu oldukça matematiksel” diye ekledi. “Bunu kafanda hayal etmek oldukça zor.”

Önerilen bu “salınım”, Oppenheim’a göre “birçok fizikçinin hoşlanmadığı” öngörülebilirliğin bozulmasına yol açacaktır.

Bunlar arasında Berkeley’deki Kaliforniya Üniversitesi’nde sicim teorisi savunucusu olan Rovelli ve Dr. Geoff Penington da yer alıyor ve kendisi de bu konuda 5.000:1 hisseye sahip.

Rovelli, “Özellikle deneysel olarak test edilebilirlerse spekülasyonlar memnuniyetle karşılanır” dedi. “Ancak spekülasyonların çoğunun yanlış olduğu ortaya çıktı. Her ne kadar çok makul olmasa da, Oppenheim’ın bu olasılığı araştırmasının iyi olduğunu düşünüyorum, ancak “Einstein’ın yerçekimini kuantum mekaniğiyle birleştiren yeni bir teori” hakkındaki büyük iddialar bana biraz abartılı görünüyor.

Sonuçta teorinin doğru olup olmadığı sorusu estetik bir tercih değil, gerçekliğin doğru bir temsili olup olmadığı sorusudur. Aynı anda yayınlanan ikinci makale Doğal iletişim Eskiden UCL’den ve şimdi Kanada Çevre Enstitüsü’nden Dr. Zach Weller-Davies, bir nesnenin ağırlığındaki küçük dalgalanmalar yoluyla uzay-zamandaki “salınımları” ortaya çıkarmak için tasarlanmış bir deney öneriyor.

Örneğin, Fransa’daki Uluslararası Ağırlık ve Ölçü Bürosu, eskiden 1 kg standardı olan 1 kg’lık bir kütleyi düzenli olarak tartıyor. Bu 1 kg’lık kütlenin ölçümlerindeki dalgalanmalar belli bir eşiğin altındaysa teori geçersiz kılınabilir.

Weller-Davies, “Uzay-zamanın kuantum doğası yoksa, o zaman uzay-zamanın eğriliğinde deneysel olarak doğrulanabilecek belirli bir imzaya sahip rastgele dalgalanmalar olması gerektiğini gösterdik” dedi.