1. Ana Sayfa
  2. Bilim
  3. ‘Einstein’ın En Büyük hatası’ Sonunda Sabitlenmiş Olabilir

‘Einstein’ın En Büyük hatası’ Sonunda Sabitlenmiş Olabilir

9d3ZQrxrYyGYuiUYW8eAL9-970-80

Kozmolojik sabit, fizikçileri bir asırdan fazla bir süredir uğraştıkları bir konu.

Fizikte temel bir problem vardır. 

Kozmolojik sabit olarak adlandırılan tek bir sayı, kuantum mekaniğinin mikroskobik dünyasını ve Einstein’ın genel görelilik teorisinin makroskobik dünyasını birbirine bağlar. Ancak hiçbir teori onun değeri üzerinde hemfikir olamaz. 

İsviçre’deki Cenevre Üniversitesi’nde teorik fizik profesör yardımcısı olan Lucas Lombriser, Albert Einstein’ın yerçekimi denklemlerini değerlendirerek kozmolojik sabiti gözlenen değerine çok yakın bir değer bulmak için yeni bir yöntem ortaya koydu. 

Einstein’ın en büyük hatası nasıl karanlık enerji oldu?

Kozmolojik sabitin hikayesi, bir yüz yıldan daha uzun bir süre önce, Einstein’ın şu anda Einstein alan denklemleri olarak bilinen ve genel görelilik teorisinin çerçevesi haline gelen bir denklemler sunmasıyla başladı . Denklemler, maddenin ve enerjinin yerçekimi kuvveti oluşturmak için uzay ve zaman dokusunu nasıl eğdiğini açıklar. O zaman, hem Einstein hem de gökbilimciler evrenin büyüklüğünün sabit olduğu ve galaksiler arasındaki genel alanın değişmediği konusunda hemfikirdiler. Ancak, Einstein bir bütün olarak evrene genel göreliliği uyguladığında, teorisi ya genişleyen ya da daralan kararsız bir evren öngördü. Evreni statik olmaya zorlamak için Einstein kozmolojik sabiti ele aldı. 

Yaklaşık on yıl sonra, başka bir fizikçi Edwin Hubble , evrenimizin durağan olmadığını, genişlediğini keşfetti. Uzak galaksilerden gelen ışık, hepsinin birbirlerinden uzaklaştığını gösterdi. Bu keşif, Einstein’ı genişleyen bir evreni açıklamaya gerek kalmadığından, kozmolojik sabiti alan denklemlerinden terk etmesine neden oldu. Fizikte, Einstein’ın daha sonra kozmolojik sabiti tanıtmasının belki de en büyük hatası olduğunu itiraf etti .

İLGİNİZİ ÇEKEBİLİR  Oddball sexaquark parçacıkları, eğer varsa, ölümsüz olabilir

1998’de uzak süpernovaların gözlemleri evrenin sadece genişlemediğini, genişlemenin hızlandığını gösterdi. Gökadalar, sanki bilinmeyen bir güç yerçekiminin üstesinden geliyor ve bu gökadaları birbirinden uzaklaşıyorlardı. Fizikçiler bu esrarengiz olguya karanlık enerji olarak adlandırdılar , çünkü gerçek doğası gizem olarak kalıyor. 

Fizikçiler bir kez daha kozmolojik sabiti, karanlık enerjiyi hesaba katarak Einstein’ın alan denklemlerine tekrar soktular. ΛCDM (Lambda CDM) olarak bilinen mevcut standart kozmoloji modelinde , kozmolojik sabit karanlık enerjiyle değiştirilebilir. Gökbilimciler, uzak süpernovaların gözlemlerini ve kozmik mikrodalga fondaki dalgalanmalara dayanarak değerini bile tahmin etmişlerdir . Her ne kadar değer çok küçük olsa da (metrekare başına 10 ^ -52 düzeyinde), evrenin ölçeğinde, alanın hızlandırılmış genişlemesini açıklamak için yeterince önemlidir.

Lombriser, “Kozmolojik sabit [veya karanlık enerji] şu anda, evrenimizdeki enerji içeriğinin yaklaşık% 70’ini oluşturuyor; bu, evrenimizin şu anda geçirmekte olduğu gözlemlenen hızlandırılmış genişlemeden çıkardığımız şeydir. Ancak bu sabit anlaşılmadı.” diyerek şöyle devam etti: “Bunun başarısız olduğunu açıklama girişimleri ve evreni nasıl anladığımız konusunda eksik olduğumuzda temel bir şey var gibi görünüyor. Bu bulmacayı çözmek, modern fiziğin en önemli araştırma alanlarından biri. Genel olarak bu sorunun çözülmesinin bizi daha temel bir fizik anlayışına götürebileceği tahmin ediliyor.

İLGİNİZİ ÇEKEBİLİR  Edwin Hubble ve Evrenin Genişlemesi

Fizik tarihindeki en kötü teorik öngörü

Kozmolojik sabitin, fizikçilerin “vakum enerjisi” dediği şeyi temsil ettiği düşünülmektedir. Kuantum-alan teorisi, tamamen boş bir uzay boşluğunda bile, sanal parçacıkların var olup olmadığını ve enerji yarattığını belirtir – görünüşte saçma bir fikir, ancak deneysel olarak gözlemlenen bir fikir. Sorun, fizikçilerin kozmolojik sabite katkısını hesaplamaya çalıştıklarında ortaya çıkar. Elde ettiği sonuç , tüm fizikteki teori ve deney arasındaki en büyük tutarsızlık olan 10 ^ 121 (bu rakamı 10’un ardından 120 sıfır) .

Böyle bir eşitsizlik, bazı fizikçilerin Einstein’ın orijinal çekim denklemlerinden şüphe etmelerine neden oldu; hatta bazıları alternatif yerçekimi modelleri önerdi. Bununla birlikte, Lazer İnterferometre Yerçekimi Dalgası Gözlemevi ( LIGO ) tarafından yerçekimi dalgalarının daha fazla kanıtı, yalnızca genel göreliliği güçlendirdi ve bu alternatif teorilerin çoğunu reddetti. Bu yüzden yerçekimi yeniden düşünmek yerine, Lombriser bu kozmik bulmacayı çözmek için farklı bir yaklaşım benimsemiştir..

Lombriser, “Önerdiğim mekanizma Einstein’ın alan denklemlerini değiştirmiyor” dedi. Bunun yerine, “Einstein’ın alan denklemlerinin üstüne ek bir denklem ekliyor.”

İlk olarak Isaac Newton’un yerçekimi kanunlarında kullanılan ve şimdi Einstein’ın alan denklemlerinin önemli bir parçası olan yerçekimi sabiti, nesneler arasındaki yerçekimi kuvvetinin büyüklüğünü tanımlar. Evrenin başlangıcından bu yana sonsuza dek değişmeyen, fiziğin temel sabitlerinden biri olarak kabul edilir. Lombriser, bu sabitin değişebileceğine dair çarpıcı bir varsayımda bulundu.

İLGİNİZİ ÇEKEBİLİR  Karanlık Madde ve Karanlık Enerji

Lombirer’in genel göreliliği değiştirmesinde, yerçekimi sabiti gözlemlenebilir evrenimizde aynı kalır ancak ötesinde değişebilir. Temel sabitler için farklı değerleri olan, bizim için görünmeyen evrenin yamalarının olabileceği çok evreli bir senaryo önerir. 

Bu ağırlık değişimi, Lombriser’e kozmolojik sabiti uzay-zaman boyunca ortalama maddenin toplamıyla ilişkilendiren ek bir denklem verdi. Tüm galaksilerin, yıldızların ve evrenin karanlık maddesinin tahmini kütlesini açıkladıktan sonra, bu yeni denklemi kozmolojik sabit için yeni bir değer elde etmek için çözebilir – ki bu gözlemlerle yakından ilgilenir.

Karanlık maddeden yapılan evrenin fraksiyonunu ifade eden yeni bir parametre ΩΛ (omega lambda) kullanarak evrenin yaklaşık% 74’lük karanlık enerjiden oluştuğunu buldu. Bu sayı, gözlemlerden tahmin edilen% 68,5’lik değer ile yakından eşleşmektedir – kuantum alan teorisinin bulduğu büyük eşitsizlik üzerinde muazzam bir gelişme.

Her ne kadar Lombriser’in çerçevesi kozmolojik sabit problemi çözse de, şu anda bunu test etmenin bir yolu yoktur. Ancak gelecekte, başka teorilerdeki deneyler denklemlerini doğrularsa, karanlık enerji anlayışımızda büyük bir sıçrama anlamına gelebilir ve diğer kozmik gizemleri çözmek için bir araç sağlayabilir.

Yorum Yap