Einstein’ın Yerçekimi ile Kuantum Mekaniği Birlikteliği

University College London (UCL) fizikçileri, kuantum mekaniği ile Einstein’ın genel görelilik teorisi arasındaki yıllardır bilim insanlarının kafasını meşgul eden uyumsuzluğu çözmeyi amaçlayan radikal bir teori önerdi.

Bu iki teori, her ne kadar tek tek sağlam olsa da, uzay-zamanın temel doğası konusunda çatışıyor. Kuantum mekaniği uzay-zamanı sabit bir sahne olarak ele alırken, genel görelilik, uzay-zamanın, kütlenin varlığına göre değişkenlik gösteren, dinamik bir yapı olduğu konusunda ısrar eder.

Bir asırdan fazla bir süredir bilim insanları, bu teorileri uyumlu hale getirmek için yerçekiminin “kuantize” edilmesi gerektiğine inanıyordu.

Ancak Prof. Dr. Jonathan Oppenheim’ın öncülüğünü yaptığı yeni UCL teorisi, uzay-zamanın klasik halinde kalabileceğini öne süren alternatif bir yol öneriyor. Kütleçekimini klasik bir şekilde ele alan bilim insanları, olasılıksal bir mekanizma aracılığıyla onu kuantum mekaniğiyle birleştirmeyi öneriyor.

Ancak Jonathan Oppenheim ve ekibi, aynı anda yayımlanan iki makalede farklı bir yaklaşım öneriyor. “Klasik yer çekimli postkuantum teorisi” olarak adlandırılan bu teori, uzayın klasik olabileceğini, yani kuantum teorisi tarafından yönetilmediğini öne sürüyor. Teori, uzay-zamanı değiştirmek yerine, kuantum teorisinin kendisini değiştirerek, uzay-zamanın temel yapısı aracılığıyla ortaya çıkan bozulmaları öngörmektedir. Bu, uzay-zamanda öngörülenden daha büyük dalgalanmalara neden olur ve nesnelerin görünen ağırlığını, kesin ölçümlerle tahmin edilemez hale getirir.

İkinci makale, teoriyi test etmek için bir deney öneriyor: bir kütlenin ağırlığını, hassas bir şekilde ölçerek, zaman içindeki değişimleri incelemek. Örneğin, Fransa’daki Uluslararası Ağırlık ve Ölçüler Bürosu düzenli olarak standart olan 1 kg’lık kütle üzerinde ölçümler yapar. Eğer ölçümlerdeki dalgalanmalar matematiksel olarak yeni teorinin önerdiğinden küçükse, teori reddedilebilir.

Postkuantum teorisi, kütleçekiminden öte, kuantum teorisindeki sorunlu “ölçüm postülatını*” da kapsayan, daha geniş etkilere sahiptir. Yeni teori, kuantum süperpozisyonlarının klasik uzay-zamanla girdikleri etkileşim nedeniyle kendiliğinden yerelleştiğini öne sürerek sorunlu ölçüm postulatına gerek olmadığını gösteriyor.

Başarılı olursa, bu deneyler doğanın temel yasalarını anlamak ve kuantum mekaniği ile genel görelilik arasındaki uyumsuzluğun çözümüne katkıda bulunabilir. Fizikçiler, zorluklara rağmen, önümüzdeki yirmi yıl içinde elde edilebilecek yeni anlayışlar konusunda iyimserliklerini ifade ediyor.

* Ölçüm süreçlerine ve bu süreçlerin nasıl yorumlanması gerektiğine dair temel prensipleri tanımlar.