Einstein’ın genel görelilik kuramına kuantum düzeltmeleri[i] getiren yeni bir kurama nazaran, cihan her vakit var olmuş olabilir. Bu model, birden fazla sorunu tek seferde çözerek karanlık unsur ve karanlık güce açıklama da getirebilir.
Evrenin geniş çevrelerce kabul edilen, genel görelilik kullanılarak hesaplanan yaşı 13.8 milyar. Başlangıçta, var olan her şeyin tek bir sonsuz yoğunluktaki noktada, bir tekillikte bulunduğu düşünülüyor. Cihan lakin bu noktanın genişlemeye koyulmasıyla resmi olarak “başladı”.
Büyük Patlama, genel görelilik matematiğinin direkt ve kaçınılmaz bir sonucu olmakla bir arada, kimi bilim insanları bu savı sorunlu görüyor. Çünkü bu matematik sırf patlamanın çabucak sonrasında ne olduğunu açıklayabiliyor, öncesinde ya da patlama sırasında ne olduğunu değil.
Mısır’daki Benha Üniversitesi ve Zewail City Bilim ve Teknoloji Üniversitesinden Ahmed Farag Ali, phys.org’a verdiği röportajda “Büyük Patlama tekilliği, genel görelilik fiziğinin en büyük sorunu zira görünen o ki fizik kanunları o bölgede bozulmaya başlıyor,” diyor.
Ali ve Alberta’daki (Kanada) Lethbridge Üniversitesi’nden Saurya Das, Physics Letter B’de yayımlanan makalelerinde, Büyük Patlama tekilliğinin, cihanın bir başı ve sonu olmadığını belirten yeni model tarafından çözülebileceğini gösterdiler.
Eski fikirlere yine bakılıyor
Bu fizikçiler, kuantum düzeltme tabirlerinin uygulanmasının, sadece Büyük Patlama tekilliğini ortadan kaldırmak için yapılmadığına dikkat çekiyor. Teorileri, fizik ideolojisine katkılarıyla da bilinen kuramsal fizikçi David Bohm’un fikirleri üzerine konseyi. Bohm, 1950’lerden itibaren klasik jeodezikleri (eğri bir yüzey üzerindeki iki nokta ortasındaki en kısa yol) kuantum izdüşümlerle değiştirmeyi denemeye başlamıştı.
Ali ve Das, makalelerinde Bhom izdüşümlerini, 1950lerde Kolkata Üniversitesi’nden Amal Kumar Raychaudhuri’nin geliştirdiği denkleme uyarlıyor. Raychaudhuri, birebir vakitte 90’lı yıllarda Das bir lisans öğrencisiyken tıpkı enstitüde hocalık yapmıştı.
Ali ve Das, kuantum düzeltmesi yapılmış Raychaudhuri denklemini kullanarak, Büyük Patlama da dahil genel görelilik bağlamında cihanın büyümesi ve evrimini açıklayan kuantum düzeltmesi yapılmış Friedman denklemlerini türetti. Tam olarak bir kuantum yerçekimi kuramı olmamakla birlikte model, kuantum kuramından da, genel görelilikten de kısımlar içeriyor. Ali ve Das, sonuçlarının lakin kuantum yerçekimi için tamamlanmış bir kuram geliştirildiğinde eksiksiz olarak tutmasını bekliyor.
Tekillik yok, karanlık şeyler de
Yeni model bir Büyük Patlama öngörmemekle kalmıyor, bir “Büyük Çatırdama” da öngörmüyor. Genel görelilikte kainatın mümkün bir mukadderatı, büyük bir çatırdamayla kendi içine çökecek kadar küçülüp, yine sonsuz yoğunlukta bir nokta haline gelmesi.
Ali ve Das makalelerinde modellerinin tekilliklerden uzak durmasının nedeninin, klasik jeodeziklerle Bohm izdüşümlerinin ortasındaki kıymetli bir farktan kaynaklandığını anlatıyor. Klasik jeodezikler er geç birbiri ile kesişirler ve birleştikleri noktalar da tekilliklerdir. Öbür taraftan Bohm izdüşümleri asla kesişmez ve haliyle tekillikler denklemlerde oluşmaz.
Kozmolojik manada, bu bilim insanları kuantum düzeltmelerinin, (karanlık güce muhtaçlık duymadan) kozmolojik sabit[ii] ve radyasyon tabirleri olarak düşünülebileceğini açıkladılar. Bu tabirler cihanı sonlu bir boyutta tutuyor, böylece sonsuz bir cihan yaşı ortaya çıkartıyor. Bununla bir arada kozmolojik sabit ve kozmosun yoğunluğuna dair yeni müşahedelerle de uyuşan varsayımlarda bulunuyor.
Yeni yerçekimi parçacığı
Fizik tabirleriyle konuşursak, bu model kainatı kuantum bir akışkanla doldurulmuş halde tanımlıyor. Bilim insanları bu akışkanın, yerçekimi kuvvetine vasıta olan varsayımsal kütlesiz parçacıklar, yani gravitonlardan oluştuğunu öneriyor. Şayet hakikaten varlarsa, gravitonlar kuantum yerçekimi kuramında kilit bir rol oynuyorlar.
İlgili bir makalede Das ve öbür bir bilim insanı, Kanada’daki McMaster Üniversitesi’nden Rajat Bhaduri, bu modele daha da fazla güvenilirlik kazandıracak adımlar attılar. Gravitonların, kainatın tüm çağlarında var olmuş sıcaklık düzeylerinde, bir Bose-Einstein yoğunlaşması[iii] (Einstein ve bir öbür Hint fizikçi Satyendranath Bose’un akabinde isimlendirilmiştir) oluşturabileceğini gösterdiler.
Büyük Patlama tekilliğini çözme, karanlık husus ve karanlık güce açıklama getirme ihtimalinin motivasyonuyla birlikle Ali ve Das, modellerini gelecekte daha da titizlikle çalışmaya devam edecekler. Gelecekteki çalışmalarında, çalışmayı bir kere daha, fakat bu sefer küçük hoemojen olmayan ve eşyönsüz pertürbrasyonları dikkate alarak yapmayı planlıyorlar. Yeniden de küçük pertürbrasyonların sonuçları önemli bir biçimde etkilemesini beklemiyorlar.
Das, “Bu derece direkt düzeltmelerin bu kadar fazla sorunu çözebileceğini söylemek epeyce tatmin edici,” diyor.
* Bu yazı, Lisa Zyga’nın phys.org’da yayımlanan makalesinden çevrilmiştir.
[i] Ç.N. : Klasik kuram denklemlerinin, kuantum kozmosunu matematiksel olarak vakit zaman tamamiyle vakit zaman kısmen kapsayacak hale getirilmesi.
[ii] Ç.N.: 1917’de statik cihan modelini doğrulamak ismine Einsten tarafından denkleme bir ekleme yapıldı.
Rμν – 1/2Rgμν + Λgμν = 8πG
Λ : Kozmolojik sabit.
Hubble ve genişleyen cihan modelinin kabulünden sonra bu eklemenin bir yanılgı olduğu düşünülmeye başlandı.
[iii] Ç.N. : Bose-Einstain Condesate (BEC): Mutlak sıfıra (0 Kelvin) çok yakın sıcaklık düzeylerinde, bozonlardan oluşan seyrek, gazımsı bir unsur hali. Makroskopik kuantum olayları, bu durumda, bozonların birçoklarının en düşük kuantum düzeyinde olmalarından dolayı gözlemlenebilir hale gelir.
