Einstein’ın genel görelelik teorisini tamamlayıcı şekilde kuantum düzeltmeler uygulayan yeni model evrenin ezelden beri var olabileceğini öngörüyor. Ayrıca yeni modelleme, karanlık madde ve karanlık enerjiye ilişkin pek çok problemi tek seferde açıklayabilir.
Genel rölativiteyle tahmin edilen evren yaşının, 13,8 milyar yıl olduğu geniş kesimler tarafından kabul ediliyor. Başlangıçta her şeyin sonsuz yoğunlukta bir noktadan ya da tekillikten oluştuğu düşünülüyor. Sonrasında bu nokta “Büyük Patlama-Big Bang” ile genişleyerek evreni başlattı.Gerçi son yayınlardan birinde ,evrenin dört boyutlu bir kara deliğin olay ufkunu saran üç boyutlu bir yapı olabilir. Bu senaryoda; evren dört boyutlu bir evrendeki bir yıldızın çökerek kara deliği dönüşmesiyle, büyük patlamaya dolayısıyla evrenin oluşumuna neden olduğu düşünülüyordu.
Büyük Patlama tekilliği genel görelelik matematiğiyle doğrudan ve kaçınılmaz olarak ortaya çıksa da, sadece patlamanın hemen sonrasındaki tekilliği açıklayabiliyor.
“Büyük Patlama tekilliği genel görelelikteki en büyük problemlerden biridir, çünkü bu aşamada fizik kanunlarının ihlali söz konusu,” diyor Mısır Benha Üniversitesi ve Zewail Bilim ve Teknoloji Merkezi’nden Ahmed Farag Ali.
Ali ve Kanada Lethbridge Üniversitesi’nden yardımcı yazar Saurya Das’nın Physics Letters B dergisinde yayınladığı makalede, Büyük Patlama Tekilliği’nin evrenin başlangıcının ve sonunun olmadığını gösteren yeni modelle yeniden çözüyor.
Eski Fikirleri Yeniden Ziyaret Etmek
Fizikçiler kuantum düzeltme şartlarını Büyük Patlama tekilliğini özellikle elimine etmek için uygulanmadığının altını çiziyor. Araştırma fizik üzerine felsefi yaklaşımlarıyla bilinen David Bohm’un fikirlerinden yola çıkıyor. 1950 ’lerden başlayarak, Bohm klasik jeodeziklerin(eğimli bir yüzeyde iki nokta arasındaki en kısa yol) , kuantum yörüngelerle değiştirilebileceğini keşfetti.
Araştırmada Ali ve Das bu Bohmiyan yörüngeleri 1950’lerde Presidency Üniversitesi’nden fizikçi Amal Kumar Raychaudhuri’nin geliştirdiği denkleme uyguladı. Aynı zamanda Raychaudhuri 90’larda Das’ın öğretmeniydi.
Ali ve Das kuantum düzeltmeli Raychaudhuri denklemini, kuantum düzeltmeli Friedmann denklemlerini türetti. Bu denklem genel görelelik şartları dahilinde, evrenin genişlemesini ve evrimini (Büyük Patlama dahil) tanımlıyor. Doğru kuantum yerçekimi teorisi olmamasına karşın, bu model hem kuantum teorisi ve hem de genel görelelik teorisinden bileşenler içeriyor. Ayrıca araştırmacılar elde ettikleri sonuçların, formüle edilmiş kuantum kütle çekimi teorisini de ilgilendirebileceğini düşünüyorlar.
Ne Tekillikler Ne de Karanlık Şeyler
Ayrıca yeni model ne Büyük Patlama tekilliğini, ne de Büyük Çöküş (Big Crunch) tekilliğini öngörmüyor. Genel göreleliğe göre evrenin muhtemel sonlarından biri içe doğru büzülerek büyük çöküşü meydana getirerek sonsuz yoğunlukta nokta formuna geri dönmesidir.
Ali ve Das modellerinde klasik jeodezikler ve Bohmiyan yörüngeler arasındaki anahtar fark nedeniyle tekilliklerden kaçındıklarını açıklıyorlar. Klasik jeodezikler eninde sonunda birbirini kesişirler bunlar tekilliklerdir. Buna karşın Bohmiyan yörüngeler asla birbiriyle çakışmazlar, bu nedenle de denklemlerde tekillikler çıkmaz.
Kozmolojik terimlerle bilim insanları kuantum düzeltmelerinin, kozmolojik bir sabit terim (karanlık enerjiye ihtiyaç olmadan) ve radyasyon terimi gibi düşünülebileceğini açıklıyor. Bu terimler evreni sonlu bir boyutta tuttuğundan, sonlu bir yaş de veriyor. Ayrıca bu terimler kozmolojik kozmolojik sabit ve evrenin yoğunluğuna ilişkin mevcut gözlemlerle bağdaşan tahminler yapıyor.
Yeni Yerçekimi Parçacığı
Model, fiziksel olarak evrenin kuantum sıvısıyla doldurulduğunu tanımlıyor. Bilim insanları bu sıvının gravitonlardan oluşabileceğini iddia ediyor. Gravitonlar hipotetik olarak kütlesiz parçacıklara denir. Bu parçacıkların kütleçekimine neden olduğu düşünülüyor. Eğer varlarsa, kuantum kütle çekiminde anahtar rol oynadıkları düşünülüyor.
Das ve diğer bir işbirlikçi Rajat Bhaduri bu modele daha fazla inandırıcılık kattılar. Gravitonların Bose-Einstein yoğuşmasıyla evrende her çağda olabilecek sıcaklıklarda oluşabileceğini gösterdiler.
Büyük Patlama tekilliği, karanlık madde ve karanlık enerjiye dair potansiyel çözümlemesinden motive olan fizikçiler bu modeli gelecekte daha katı bir şekilde incelenecek. Sonrasında yapılacak hesaplamalarda küçük homojensizlikler ve anizotropik pertürbasyonları da hesaba katacaklar. Yine de bu pertürbasyonların sonuçları etkilemeyeceği düşünülüyor.
Kaynak : http://phys.org/news/2015-02-big-quantum-equation-universe.html
