Çığır Açan Yerçekimi Teorisi 'Her Şeyin Teorisi'ne Bir Adım Daha Yaklaştı

Finlandiya'daki Aalto Üniversitesi'nden fizikçiler Mikko Partanen ve Jukka Tulkki, parçacık fiziğinin Standart Modeli ile uyumlu olduğunu söyledikleri yerçekimi hakkında yeni bir düşünce tarzı geliştirdiler; bu teori, Evrendeki diğer üç temel kuvveti (güçlü, zayıf ve elektromanyetik) açıklıyor.

Bu tam olarak bir kuantum yerçekimi teorisi değil... ama oraya ulaşmamıza yardımcı olabilir.

Partanen, “Eğer bu tam bir kuantum alan kütleçekim teorisine yol açarsa, sonunda kara deliklerdeki tekillikleri ve Büyük Patlama'yı anlamak gibi çok zor sorunlara cevap verecektir” diyor.

“Doğanın tüm temel güçlerini tutarlı bir şekilde açıklayan bir teori genellikle "Her Şeyin Teorisi" olarak adlandırılır. Fiziğin bazı temel soruları hala cevapsız kalmaktadır. Örneğin, mevcut teoriler gözlemlenebilir Evren'de neden antimaddeden daha fazla madde olduğunu henüz açıklamıyor.”

Kütleçekimi gerçekten de Evren'in davranışının güzel ve düzgün bir açıklamasının önündeki dikendir. Dördüncü ve en zayıf temel kuvvettir, ancak diğer üçüyle iyi bir uyum içinde değildir. Kuantum teorisi, fiziksel Evren'in gerçekten küçük ölçeklerde - atomik ve atom altı - nasıl davrandığını açıklar, ancak yerçekiminin devraldığı büyük ölçekli Evren ile çalışmaz.

Klasik fizik ve genel görelilik yerçekimini gerçekten iyi tanımlar, ancak kuantum alemini tanımlayamaz. Şimdiye kadar, bu iki teorinin çözülemez olduğu kanıtlandı; yine de, Evren her ikisiyle de oldukça neşeli bir şekilde var oluyor, bu yüzden bilim adamları onları güzelce oynatmanın bir yolu olması gerektiğine inanıyorlar.

Ancak sorunun bu denli çetin olduğu kanıtlandığından, muhtemelen bir kerede değil, aşamalı ama önemli adımlarla çözülecektir. Partanen ve Tukki'nin attığı aşamalı adım, yerçekimini bir gösterge bağlamında tanımlamaktır - parçacıkların davranışının belirli bir alanda tanımlandığı bir kuantum alan teorisi kavramı.

Elektromanyetik alan bir gösterge örneğidir. Kütleçekim alanı da öyle.

“En bilinen gösterge alanı elektromanyetik alandır. Elektrik yüklü parçacıklar birbirleriyle etkileşime girdiklerinde, ilgili gösterge alanı olan elektromanyetik alan aracılığıyla etkileşime girerler,” diye açıklıyor Tulkki.

“Yani enerjiye sahip parçacıklarımız olduğunda, sırf enerjiye sahip oldukları için sahip oldukları etkileşimler kütleçekim alanı aracılığıyla gerçekleşecektir.”

Standart Model güçlü, zayıf ve elektromanyetik kuvvetleri tanımlayan bir gösterge teorisidir ve belirli simetrileri vardır. Partanen ve Tulkki, kütleçekim teorisini Standart Model'e yaklaştırmak için bu simetrileri kütleçekimin bir gösterge teorisine uygulamaya çalıştılar

Yayınladıkları sonuçlar umut verici görünüyor.

Makalelerinde, “Teorimiz, kütleçekiminin gösterge teorisini, kütleçekiminin geleneksel gösterge teorilerine kıyasla Standart Model'in gösterge teorilerine yaklaştırıyor” diye yazıyorlar.

Çalışmanın bir kuantum yerçekimi teorisinden çok ama çok uzak olduğunu belirtmek önemlidir. Bununla birlikte, fizikteki bu acil soruna çözüm arayışını önemli ölçüde ilerletebilecek önemli bir araştırma yolunu temsil ediyor.  

Bu amaçla Partanen ve Tulkki diğer bilim insanlarını da çalışmanın ilerletilmesine katılmaya davet ediyor. Makale belirli bir noktaya kadar gidiyor ve teori bu sınır içinde iyi çalışıyor, ancak çok daha fazla fizik ve stres testi gerektirecek.

“Birleşik kütleçekiminin alan teorileri üzerindeki etkilerinin tam olarak anlaşılması,” diye yazıyor araştırmacılar,” ancak kapsamlı ileri çalışmalardan sonra elde edilecektir.”

Bu yazı SCIENCEALERT’ de yayınlanmıştır.