Uzay-zamanı yeniden inşa etmeden kuantum yerçekimini nasıl keşfedebiliriz?

MODERN fiziğin evrenimiz hakkında anlatacak iki hikayesi var. İlki, temelde uzay-zamandan yapıldığını söylüyor: zamanın başlangıcından beri balonlaşan sürekli, esnek bir kumaş. Diğeri, temelde nerede olduklarına ve hatta ne zaman olduklarına karar veremeyen bölünmez şeylerden yapıldığını söylüyor.

Her iki hikaye de ikna edici, gözlemlediklerimizi inanılmaz bir doğrulukla anlatıyor. Ancak en büyük fark, uygulandıkları ölçektir. Albert Einstein’ın yerçekimini, uzayı ve zamanı tanımlayan genel görelilik kuramı, çok büyük kütleli nesneleri ve kozmik mesafeleri yönetir. Kuantum fiziği ise küçük, canlı atomları ve atom altı parçacıkları yönetir.

Sonuçta, her iki hikaye de doğru olamaz. Bu, evrendeki her şeyin son derece küçük bir noktaya sıkıştırıldığı büyük patlamada olduğu kadar hiçbir yerde daha belirgin değildir. Burada, yerçekimi ve kuantum alemini kapsayan tek bir teoriye ihtiyacınız var. “Neden burada olduğumuz büyük soru” diyor Toby Wiseman, Imperial College London’da bir teorisyen. “Görünüşe göre kuantum yerçekimi tek cevap.”

Ne yazık ki, onlarca yıllık aramaya rağmen henüz bulamadığımız bir cevap. Kuantum yerçekimi, sürekli ve bölünmez olanın, öngörülebilir olanla rastgele olanın uzlaşması anlamına gelir. Pek çok fikir var, ancak hiçbiri her şeyi tam olarak içeremez. Wiseman, “Uzay ve zamanın başlangıcını anlama konusunda hâlâ daha iyi durumda değiliz” diyor.

Bunu deneyen fizikçilerin çoğu, en güçlüsü kuantum alan teorisi olan kuantum fiziği ile başlar. Bu, doğanın dört kuvvetinden üçünü – elektromanyetizma, güçlü nükleer kuvvet ve zayıf nükleer kuvvet – onları kuvvet taşıyan temel parçacıklar olarak “niceleyerek” tanımlar. BT …