Genel görelilik şaşırtıcı derecede güzel bir teoridir ve kuantum mekaniğine neden katılmadığıyla boğuşmak bir sevinçtir, diyor Chanda Prescod-Weinstein
“Genel görelilik fizikte her yerde gizleniyor…”
Araştırma makalelerimde nadiren çok şey yazıyorum, ancak şimdiye kadar yaptığım her bilim, genel göreliliğin doğruluğunu – yerçekimini açıklamak için en temel teorimiz – ya da daha doğru bir teorinin fantastik bir yaklaşımı olduğunu varsayıyor. Ben ve alanımdaki diğerleri araştırmamızı yazdıklarında, nadiren yüksek sesle söylüyoruz. Ancak genel görelilik, fizikte her yerde gizleniyor – küresel konumlandırma sisteminde gezinmemize izin vererek, güneş sistemimizin dışındaki gezegenleri incelemek için teleskopları başlatmamıza ve kullanmamıza nasıl yardımcı oluyor.
Genel görelilik başarıyla ve oldukça güzel bir şekilde, yerçekiminin neden olduğunu ve yerçekiminin ne yaptığını teorize eder. Görünür evrenin bu kuvvet tarafından dokunulmamış bir parçası yoktur – kütle olmasa da ve yerçekimini deneyimlemesini beklemeyiz.
Isaac Newton’un 1687 Yerçekimi Yasası ve mutlak alan ve zaman kavramları yanlış olduğu ortaya çıktı. 1915’te Albert Einstein tarafından kurulan genel görelilik bizi gerçekliğin temel doğasını yeniden düşünmeye davet ediyor ve aynı zamanda fizikin neredeyse her alanında ve her astronomi alanında da kullanılıyor. Bu alanlardaki birçok üniversite sınıfı, Einstein’ın özel göreliliğini öğreterek başlama eğilimindedir, bu da uzay ve zamanın ayrılamayacağını teorize eder ve bunun yerine birleşik bir varlık, uzay-zaman olarak düşünülmelidir.
Pratik olarak konuşursak, bu mesafeleri ve zamanları farklı ölçtüğümüz anlamına gelir. Newton fiziğinde ölçümler yapmak için kullanılan cetvel, evrensel hız sınırını – sonlu ışık hızını – dikkate aldığımızda işe yaramaz. Bu, öğrencilerin mesafeleri, metriği ölçmek için kullandığımız matematiksel konseptle tanıştıkları aşamadır. Bir cetvelin günlük kavramını soyutlayan metrik, Newton hesaplamalarımızda gizleniyordu, ama bunu asla tartışmak zorunda kalmadık. Özel görelilik ilk kez kabul etmeliyiz.
Fizikçiler tarafından GR olarak bilinen genel görelilik, yerçekimini dikkate alarak uzay-zamanın birleşmesine dayanır. En unutulmaz dersi, uzay-zaman eğrilerinin: özel görelilikte tanıştığımız metriğin, hükümdarımızın bükülmesi ve düz olmaması olasılığına izin vermesi gerektiğidir. Bu eğrilik bir güç, yerçekimi olarak tezahür eder. Daha fazla bükülme olduğunda, daha güçlü yerçekimi etkileri görüyoruz. Başka bir deyişle, ilk kitabımda yazdığım gibi, uzay-zaman düz değil.
Genel görelilik, parçaların mükemmel bir şekilde uyduğu bir bulmaca gibidir ve bir tane bile değiştirirsek çalışmayı bırakır
Ben öğrenciyken, ilgili hesaplama araçlarını anlamaya çok odaklandım. Bir “uzay” ın genel matematiksel fikrini anlamak için ilk kez uzay ve zamanı soyutlamak zorunda kaldık. Parçaları bir araya getirecek kadar öğrendiğimde, teorinin güzelliğinden şaşkına döndüm. Genel görelilik, parçaların birbirine mükemmel şekilde uyduğu ve bir tane bile değiştirirsek, her şeyin çalışmayı bırakacağı bir bulmaca gibidir.
Yaptığım tüm yazılara rağmen, bunun benim için uyandırdığı hissi tanımlamakta zorlanıyorum. Bu bizim muhteşem evrenimiz! Bu harika bir şekilde çalışıyor ve bunu anlayabildik. Ne kadar keyifli!
Genel görelilik konusunda o kadar hevesliydim ki, doktora yaptım, uzay-zaman genişlemesinin hızının ölçümlerinin GR’yi başka bir temel teori olan kuantum mekaniğiyle birleştirme çabamızı nasıl bilgilendirebileceğini araştırdım (Bkz. Özel, sayfa 28). O zaman, matematiksel olarak, bu iki teoriyi birleştirmenin zorluklarını anladım. Özel kılan şeyi mahvetmeden genel göreliliği değiştirmek neredeyse imkansız görünüyor ve aynı şey kuantum fiziği için de geçerli.
Doktoraimi tamamladıktan sonra, bu çatışmayı hesaba katmaya çalışmaktan yaklaşık 15 yıl sürdüm. Son zamanlarda bir sonraki kitabımda çalışırken geri döndüğümde, Uzay-zamanın kenarıGenel göreliliğin kaliteli şarap gibi yaşlandığını buldum – kuantum yerçekimi problemi de öyle. Şimdi daha derinden anladığım şey, ilgili kavramsal zorluklar. Genel görelilik mutlak alan ve zamandan kaçabilir, ancak yine de kesin olarak hesaplanır. Bununla birlikte, kuantum mekaniği olasılıklarla ilgilenir ve garantili belirsizlik ile birlikte gelir. Ve yine de, bir şekilde, en azından fiziksel olarak, siyasi olmasa bile – bizim için ortaya çıkıyor.
O kadar minnettarım ki, erken bir aşamada, bu sorunla yaşlanmama izin verecek temelleri öğrendim. Maddi koşullarımız hakkında düşünmenin, para ve liderlerin hepimize hizmet eden sosyal politikalar yapıp yapamayacakları konusunda endişelenmekten daha fazlası olduğunu hatırlatıyor. Maddi koşullarımız aynı zamanda uzay zamanında olmanın, bilim adamları ve toplum bilgi sahipleri olmanın ve uzay-zamanla olan ilişkimizi asla tam olarak görmeyen ömür boyu öğrenenler olmanın sonucudur.
Chanda’nın Haftası
Ne okuyorum
Victoria Adukwei Bulley’in muhteşem şiir koleksiyonunun sessiz kalmasından oldukça keyif aldım.
Ne izliyorum
Tıbbi drama Pitt çok iyi – ve çok üzücü.
Ne üzerinde çalışıyorum
Bu ay doktoralarını bitiren iki öğrencim var!
Chanda Prescod-Weinstein, Fizik ve Astronomi Doçenti ve New Hampshire Üniversitesi Kadın Çalışmaları’nda çekirdek öğretim üyesidir. En son kitabı Düzensiz Kozmos: Karanlık Maddeye Bir Yolculuk, Uzay Zamanı ve Hayaller Ertelenmiş
