Bilim adamları uzun zamandır yerçekimi kuvvetini taşıyan parçacığı aradılar, ancak yeni bir teorik model bu fikri tamamen atıyor – ve deneylerde nasıl test edilebileceğini gösteriyor
Yerçekimi nasıl ortaya çıktığını açıklamak için yerçekimi taşıyan parçacıkların var olması gerekiyor mu?
Tüm temel güçlerin bir parçacık tarafından taşındığı düşünülmektedir, ancak yeni bir matematiksel model, yerçekiminin çarpıcı bir istisna olabileceğini düşündürmektedir. Onlarca yıllık bir fikre dayanan araştırmacılar, bu olasılığı ayrıntılı olarak anlamaya ve deneysel olarak test etmeye yönelik bir yol ortaya koydular.
Kaliforniya’daki Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı’ndaki (LBNL) Manthos Karydas, yerçekiminin diğer temel güçlerden öne çıktığını söylüyor. Bunun bir nedeni, şu anki en iyi yerçekimi teorimiz olan Albert Einstein’ın genel görelilik teorisi, yerçekiminin bildiğimiz her yerde olduğundan çılgınca farklı davrandığı kara delikler gibi egzotik nesneler içermesidir.
Kara delikler ayrıca termodinamikleri, sıcaklıklarını, enerjilerini ve entropilerini yöneten yasalar söz konusu olduğunda garip özellikler sergiler. Diğer araştırmacılar daha önce bu bağlantıyı Gravity’nin gerçek doğasında olası bir ipucu olarak tanımlamıştı ve yeni çalışmanın arkasındaki ekip aynı sezgi tarafından yönlendirildi.
Karydas ve meslektaşları, dünyamızda yerçekimini nasıl yaşadığımızı yeniden üreten bir yerçekimi modeli inşa ettiler, ancak yerçekiminin sözde parçacık taşıyıcıları olan gravitonları tamamen terk ediyorlar.
“Kurallar, (teorik) modeli şimdiye kadar gözlemlediğiniz her şeyi yeniden üretebilmelisiniz. Örneğin, hala güneşin kararlı bir şekilde yörüngesine ihtiyacınız var,” diyor LBNL’de de ekip üyesi Daniel Carney.
Modellerinin bunu başardığını söylüyor – “bildiğimiz ve sevdiğimiz” yerçekimini yeniden üretiyor – aralarında gaz bulunan bir çift büyük pistona benzer bir durumu düşünerek. Burada, termodinamik yasaları, gaz partiküllerinin kolektif entropilerini en üst düzeye çıkarmak için hareket etmesi gerektiğini, çok düzensiz bir konfigürasyon varsayarak, sonunda pistonların da hareket etmesini sağlar. Etkili bir şekilde, pistonlar gazdan kaynaklanan entropik bir kuvvet olarak bilinen şeye tabidir.
Araştırmacılar, pistonların rolünü oynayan iki büyük nesne ve gazın kuantum bitleri veya kuantum bilgilerini taşıyabilen en küçük nesneler olan iki büyük nesne ile yerçekimi için denklemleri entropik bir kuvvet olarak elde ettiler. İki nesnenin yerçekimsel olarak yerçekimi olarak çekildiği düşünülmektedir, ancak bu modelde yerçekimi cazibesi, etraflarındaki alandan kuantum nesnelerle doldurulur.
Karydas, 1995 yılında ilk kez ortaya konan ilk kez, şu anda inşa edilen birkaç laboratuvar deneyi de dahil olmak üzere belirli fiziksel senaryolar için tahminler yapmak için yeterli ayrıntılı olarak geliştirildiğini söylüyor.
O ve ekibi, araştırmacıların bu deneylerde neleri ölçebileceğini hesapladılar, bu da yerçekiminin iki nesneyi kuantum dolaşımıyla ilişkilendirip bağlayamayacağını ve yerçekimi kuvvetinin uzayda nasıl dağıtıldığı için ortaya çıkması gereken gürültü adı verilen rastgele dalgalanmaları inceleyip incelemeyeceğini araştırdı. Bu hesaplamaları modellerinin birkaç farklı versiyonu için tamamladılar, böylece gelecekteki deneysel bulgulara dayanarak ya tamamen dışlanabilir veya daha fazla rafine edilebilir.
Maryland Üniversitesi Ekip Üyesi Jacob Taylor, “Yönlendirdiğimiz türden bir soru şuydu: ‘Peki ne? (Teorik model) gözlemleyebileceğimiz şeyde ne değişiyor?’” Diyor Maryland Üniversitesi Jacob Taylor.
Louisiana’daki Tulane Üniversitesi’ndeki Denys Bondar, gerçekçi deneylerle bağlantının yeni yerçekimi modelleri için başarılmasının genellikle zor olduğunu söylüyor, bu nedenle yeni çalışma yerçekiminin gerçek doğası hakkındaki tartışmada önemli bir adım sunuyor. “Son on yılda, sadece kuantumda değil, aynı zamanda yerçekimi ölçümlerinde de muazzam bir ilerleme kaydettik, bu yüzden yakında deneycilerden daha fazla girdiye sahip olacağımız için çok iyimserim” diyor.
Carney, kendisinin ve meslektaşlarının, modelleri için genel göreliliğin tüm özelliklerini nasıl yeniden üretebileceğini incelemek gibi daha fazla matematiksel test üzerinde çalışmaları gerektiğini söylüyor.
