Zaman, nerede sürekli olmaktan çıkar ve tanecikli olur? Bugün fizikteki en büyük sorunlardan biri, uzay-zaman geçişlerinde sürekli durumdan tanecikli duruma geçişte neler olduğunu anlamaktır. Ani bir değişiklik mi yoksa aşamalı bir dönüşüm mü vardır? Ve bu değişiklik nerede meydana gelir?
Bizim deneyimimiz, klasik fiziğin de açıkladığı gibi, uzay-zamanın sürekli ve boşluksuz olduğudur. Ancak bazı kuantum yerçekimi modellerinde uzay-zaman çok küçük ölçümlerde (Plank scale) daha çok tanecikli konumdadır; katıların ve boşlukların değişken ağı gibi davranır.
Bu iki açıklama arasındaki ayrım fizikçiler için sorun yaratmaktadır: Klasik fizik tarafından bu kadar iyi açıklanmış yer çekimini kuantum mekaniğine göre nasıl izah edebilirler?
Kuantum yer çekimi, şu anda tümleşik teorileri olmayan bir çalışma alanıdır. Kuantum yer çekiminin olası yorumlarını sunan “senaryolar” vardır; ancak onların da hala deneysel olarak teyit edilmesi gerekmektedir.
Bu sorunlardan birisi uzay-zamanın belirli bir ölçeğin ötesinde tanecikli olması durumunda temel bir ölçeğin olmak zorunda oluşuna işaret eder; zamanın temel birimi daha küçük parçalara bölünemez. Ancak bu, Einstein’ın özel görelilik teorisi ile çatışan bir hipotezdir.
Bu temel ölçeğin varlığını işaret etmek bile Lorentz değişmezliğini (hız ve yön değişikliklerinden sonra sabit kalan nicelik) yani özel görelilik teorisinin ana ilkesini ihlal eder.
Peki bu farklılıklar nasıl bağdaştırılabilir?
Fizikçiler ya Lorentz değişmezliğinin ihlalleriyle ilgili hipotez sunacaklar ya da bu ihlali önlemek için bir yol bulmak ve taneciklilik ve özel görelilik ile uyumlu bir senaryo üretmek zorunda kalacaklardır. Şimdiye kadar, ilk yol tercih edilmiştir.
SISSA profesörü olan Stefano Liberti’nin liderliğindeki bir araştırma ekibi, özel göreliliği koruyan ama aynı zamanda yeni bir olasılık da sunan bir senaryo geliştirmeye karar verdi; uzay-zamanın belli bir noktası, o noktaya yakın bölgelerdeki olaylardan etkilendiği gibi çok uzak bölgelerdeki olaylardan da etkilenir.
Bu senaryoyu benzersiz yapan şey, deneysel olarak test edilebilir olmasıdır. Liberati bir basın açıklamasında şöyle diyor: “Bu tümevarımı geliştirmek için Floransa’daki LENS deneysel fizikçileri ile birlikte çalıştık. Aslında halihazırda deneyleri geliştirmek için çalışıyoruz.”
Bu ölçümler sayesinde, Liberati ve çalışma arkadaşları sürekli durumdan tanecikli duruma uzay-zaman geçişlerinin meydana geldiği sınır veya geçiş bölgesini tespit etmeleri mümkün olabilir.
Physical Review Letters’da yayınlanan sonuçlar, fizikte yepyeni bir modelin önünü açabilir.
Çeviren: Meltem Çetin Sever
Kaynak: The Science Explorer