Yerçekimini Bunca Zamandır Yanlış Anlıyor Olabiliriz

Yerçekimi ve doğanın diğer temel yasalarını anlamaya çalışan fizikçiler için simetri daima yol gösterici ilkelerden biri olmuştur. Peki doğa yasalarının simetrik olması ne anlama geliyor ? Bu, doğada yapılan bir işin öncesinin ve sonrasının tıpkı bir ayna gibi simetrik bir şekilde daima aynı olmasıdır.

Fizikçiler hem evrenin makroskopik dünyasını, hem temel parçacıkların mikroskobik dünyasını ve Big Bang’i açıklayacak yasalar için çalışıyorlar. Bu yasaların her koşulda simetrik olması bekleniyor. Ancak 2019 yılında iki fizikçi, en temel düzeyde doğanın simetriye bekledikleri gibi saygı duymadığına dair teorik bir kanıt buldu.

Yerçekimi ve Hologram

Fiziksel dünyada dört temel kuvvet vardır: elektromanyetizma kuvveti, güçlü kuvvet, zayıf kuvvet ve yerçekimi kuvveti. Yerçekimi kuvveti, kuantum düzeyinde hala açıklanamayan tek kuvvettir. Yerçekiminin gezegenler ve yıldızlar gibi büyük nesneler üzerindeki etkilerini görmek nispeten daha kolaydır. Ancak, temel parçacıkların mikroskobik dünyasında yer çekimini anlamaya çalıştığınızda işler karmaşıklaşır.

Kuantum seviyesindeki yerçekimini anlamak için, Kavli’nin Tokyo’daki Evren Fizik ve Matematik Enstitüsü müdürü Hirosi Ooguri ve Massachusetts Teknoloji Enstitüsü’nde yardımcı doçent olan Daniel Harlow “holografik prensip” üzerinde çalışmaya başladı. Bu çalışmada, yerçekiminden etkilenmeyen iki boyutlu düz bir alanda yer çekiminden etkilenen üç boyutlu olaylar açıklanmaya çalışıldı. Bu gerçek evrenimizin bir temsili değildir, ancak araştırmacıların kuantum düzeyinde yerçekimini incelemelerine yetecek kadar yakındır.

Araştırmacılar daha sonra, üç boyutlu yerçekimi olaylarının hologramlar ile oluşturulması sonucu oluşan “kuantum hata düzeltme kodlarının”  herhangi bir simetri ile uyumlu olmadığını gösterdiler. Yani yapılan çalışmaya göre kuantum düzeyinde yerçekimi için beklenen simetri yoktur.

2019 yılında yayınlanan çalışma dergi editörlerinden bolca övgü aldı ve medyanın ilgisini çekti. Fakat böyle bir çalışma yapma fikri nasıl ortaya çıktı ?

Her şey dört yıl önce, Profesör Ooguri, o zamanlar Harvard Üniversitesi’nde çalışmakta olan Harlow’un “holografi ve kuantum hata düzeltme kodlarıyla ilişkisi” hakkında bir makaleyle karşılaştığında başladı. Kısa süre sonra Ooguri ve Harlow, Harlow bir seminer vermek için geldiğinde Princeton’daki İleri Araştırma Enstitüsü’nde bir araya geldiler.

“Sorularımı hazırlayarak seminere gittim.” diyor Profesör Ooguri. “Daha sonra bu konu hakkında uzun süre tartıştık. Onun bu makalesini kuantum yerçekiminin temel özelliklerinden birini, simetri eksikliğini açıklamak için kullanabileceğimizi düşündük.”

ABD’deki California Teknoloji Enstitüsü’nde profesör olan Ooguri, bu tür konuşmalardan genellikle yeni araştırma fikirleri ve iş birlikleri doğduğunu söylüyor. Ooguri ders vermek, konferanslara, atölyelere ve diğer etkinliklere katılmak için genellikle iki haftada bir kez seyahat eder. Bazıları tüm seyahatlerin araştırmaya konsantre olmaktan uzaklaşıp uzaklaşmadığına neden olup olmadığını merak ediyor, Ooguri ise tam tersini düşünüyor.

“Bilimsel ilerleme tesadüfidir.” diyor. “Bu genellikle beklemediğiniz bir şekilde gerçekleşir. Bu tür bir bilimsel gelişmeyi uzaktan alışveriş yaparak başarmak çok daha zordur.”

“Evet, bugünlerde e-postalar ve video konferanslar ile daha kolay ama bir e-posta yazdığınızda hakkında sadece belirli şeyler yazmanız gerekiyor. Ancak, birisiyle aynı binadayken koridorda beraber yürüyebilirim ve aptalca sorular sorabilirim.”

Bu aptalca sorular temel bilimlerde ilerlemenin anahtarıdır. Profesör Ooguri, araştırmacıların belirli bir hedefe doğru çalıştığı uygulamalı bilim gibi diğer alanlar dışında, teorik bir fizikçinin çalışmak üzere yola çıktığı ilk soru veya fikrin genel olarak doğru olmadığını söylüyor. Ancak tartışma yoluyla, diğer araştırmacıların meraklarından yola çıkarak sorulan sorunlardan daha yeni ve ilginç fikirler ortaya çıkabilir.

Kaynaklar:

https://issuu.com , Asian Research News 2020, Gravity Mysteries