şükela:  tümü | bugün
  • uzay-zaman ve çekim (gravitasyon) aslında kesik mi?
    belli bazı olaylara çok uzaktan bakarak, veya çok yüksek sayıda örneklem alıp ortalamalarını kullanarak bakarsak bu olayların devamlı olduğunu düşünebiliriz. trafik akışına tepeden baktığımız zaman sanki bir boru içindeki akışmış gibi, veya insanın damarlarındaki kanmış gibi görülebilir. ama yaklaştığımızda her aracın farklı manevralar yaptığını görebiliriz.
    akışkanlar için de benzer bir durum sözkonusu. makro düzeyde bakılınca devamlı bir sistem olarak düşünebiliriz. devamlılık, momentum ve enerji denklemleri her bir atomun ya da molekülün hareketine teker teker bakmaz, ortalama hareketten yola çıkar. fakat çok daha küçük mertebelere inince bu ortalama hareketleri almak işe yaramaz. her bir molekülün hareketi, her bir molekül arasındaki mesafe, hız gibi değişkenler önem kazanmaya başlar. dsmc (direct simulation monte carlo) vb yöntemler kullanılır.
    olaya gene büyük miktarlar ve küçük yapıtaşları açısından bakarsak, belirli bir objenin belirli bir enerjisi olduğunu görürüz. mesela belli bir sıcaklıkta ve belli yapıtaşlarından oluşan bir taşın sahip olduğu enerji bellidir. biraz daha büyük bir taşın biraz daha fazla enerjisi vardır. sonsuz küçüklükte değişimler enerjide sonsuz küçüklükte değişmeler sağlar. buradan da enerji miktarının devamlı (continuous) olduğunu çıkarabiliriz. fakat atom seviyesine inince (sıcaklığı sabit tutarsak, yani atomun titreşimini), her atomun belirli sayıda proton ve nötrona sahip olduğunu, elektronların da sadece belirli yörüngelerde olabildiğini gözlemleriz. yani sahip olunan enerji elektronun yörüngesine göre ya belirli birşeydir, ya da başka belirli birşey. ara değerlere sahip olamaz, yani bir kesiklilik arzeder.
    benzer bir olgu da genel görelilik ve kuantum mekaniği teorileri arasında var. genel görelilik teorisi olaylara makro düzeyden bakarken kuantum mekaniği mikro düzeyde bakmaktadır. genel görelilik teorisinin anlatımı uzay zamanın ve çekim gücünün devamlı olduğu üzerine kuruludur. kuantum mekaniği ise atom ve atom altı büyüklüklere bakar ve burada bir devamlılık yoktur, kesiklik vardır. belli bir maddenin sahip olabileceği durum sayısı, ya da diğer deyişle bilgisi sınırlıdır.
    biliminsanlarının bulmayı hedeflediği nihai teori ise “theory of everything”, yani “herşeyin teorisi”dir. bunun için, birbiriyle çakışan genel görelilik teorisini ve kuantum mekaniği teorilerini de kapsayan bir teori gerekmektedir. nasıl klasik fizik yasaları (newton’un ikinci yasası) kuantum mekaniğinin özel bir durumunu oluşturuyorsa, belki bu yasalar da daha büyük bir yasanın özel durumunu oluşturuyordur.
    en temel hedefi bu yasayı bulmak olan fizik bilimi, pek tabi diğer bilimlerde de olduğu gibi gözlem ve deneye dayanmaktadır. biliminsanları teoriler ortaya atar, tahminlerde bulunur, deney veya gözlemlerle bu tahminlerin doğruluğu belirlenmeye çalışılır.
    kuantum çekimi için yapılmış böyle bir deney yok. burada da fermilab’da yapılan holometre devreye giriyor. bu deney düzeneğinin amacı planck düzeyinde gözlemlemeler yapmak. holografik gürültüleri bularak quantum titreşimlerinin olup olmadığını araştıran bir düzenektir bu. fakat yapılan deneylerde bu tür bir titreşim bulunamamıştır. bu da, en azından an itibariyle, planck ve altı mesafelerde bir kesikliğin bulunamadığı anlamına gelmektedir. yani, evrenin piksellerden oluşan bir yapıya sahip olduğu teorisi bu deneyle kanıtlanamamıştır. bu deneylerin yapılmasında öncülük eden chicago üniversitesi astronomi ve fizik profesörü, aynı zamanda da fermilab parça astrofiziği başkanı craig hogan, bunun sadece bir deney olduğunu söylemiştir. bu düzeyde küçük mesafelerde ölçüm yapma yeteneğine sahip olan bir düzenek yapılabilmesi de başlı başına bir başarıdır, ve farklı teorilerin testlerinin yapılması için kullanılabilecektir. deneysel bilimde yeni bir çığır açmış bir düzenektir yapılmış olan.
    ayrıca, bu deneyler planck seviyesinde bir kesiklik bulunamadığını göstermekle beraber, sadece belirli bir yönde kesiklik bulunamadığını göstermektedir. daha farklı teoriler de mevcuttur, bu kesikliklerin düzeneğin ayarlanmadığı farklı yönlerde olması, planck seviyesinde burkulmaların olması, kesikliklerin daha da düşük mesafelerde olması gibi.
    kaynaklar:
    http://www.symmetrymagazine.org/…-time-correlations
    http://news.fnal.gov/…y-of-space-time-correlations/
    https://www.uchicago.edu/…nature_of_space_and_time/
    https://www.quora.com/…w-from-schrödingers-equation