Ana Sayfa Güncel Makaleler Evren Bilgiyi Nasıl Hatırlar?

Evren Bilgiyi Nasıl Hatırlar?

57
0
  Okuma Süresi:   Bu yazıyı  " 10 "  dakikada okuyabiliriniz.
evren
Sitemin tek geliri olan reklamları görüntülemek için AdBlock eklentinizi kapatırsanız sevinirim 🙂

Fiziğin kaçırılan en büyük bağlantılarından biriydi. 1965 yılında bir parçacık teorisi temel parçacıkların çarpışması için bir formül çıkardı. Yirmi yıl sonra, iki farklı çekim teorisyeni, tamamen farklı teknikler kullanarak, yıldızların veya kara deliklerin çarpışması için bir formül elde etti.

Ve bunlar aynı formüldü. Aradaki tek fark, ilk önce “p” nin momentum, ikincisini “P” kullanmasıydı (Yani birinde büyük harf diğerinde küçük harf). Harvard fizikçisi Andy Strominger, “6 yaşındaki bir çocuğun bu iki makaleye bakabileceğini” ve benzerliği kolaylıkla belirleyebileceğini söylüyor. Fakat bunu 6 yaşındaki biri yapmadı, bu yüzden benzerlikleri Strominger 2014’te bunu gerçekleştirene kadar fark edilmedi.

Formüllerin ortak noktası, yerçekimi ve diğer kuvvetlerin büyük ölçeklerde nasıl etki yaptıklarıyla ilgilendikleridir. Strominger ve meslektaşları, fizik yasalarını birleştirmek için nasıl yeni ve olağandışı bir yol önerebileceklerini araştırıyorlar.

Kuvvetlerin büyük ölçekli davranışı, fizikçilerin geleneksel olarak odaklandığı küçük ölçekli davranışlar kadar çok sürprizle sonuçlanıyor. Yaklaşım ayrıca, ilk olarak 1970’lerde Stephen Hawking tarafından belirlenen kara delikler tarafından yutulan nesneler hakkındaki bilgilerin kaderi hakkındaki ünlü paradoksuna yeni bir saldırı çizgisi açtı.

Cornell Üniversitesi’nden Éanna Flanagan, “Andy’nin çalışması çok önemli ve sonunda fiziğin birçok alanında büyük etkisi olacak” diyor.

Strominger’in çalışmalarının ağırlık yanı, 1962’de yerçekimi teorisyenleri Hermann Bondi, M.G. van der Burg ve A.W. Kenneth Metzner ve ayrı olarak Rainer Sachs. Einstein’ın özel görelilik teorisini bu kadar özel kılan şeyin ne olduğunu belirlemeye çalıştılar.

Teori, farklı gözlemcilerin birbirine göre sabit bir hızda hareket etmesinin, nesnelerin uzunluğu ve olaylar arasındaki zaman konusunda nasıl anlaşamayacağını belirler. Bu arada, genel görelilik teorisi, bu prensibi değişen hızlarda hareket eden gözlemcilere genişletiyor.

Masif yerçekimi cisimleri etrafında bükülen ve bükülen dört boyutlu bir uzay-zaman dokusunu oluşturmak için mekanın ve zamanın nasıl bir araya getirileceğini belirler. Ders kitapları, genel teorinin bir gezegenden, yıldızdan veya diğer çekim yapan bir cisimden uzağa “ideal olarak, sınırsız olarak uzaklaştığınızda” özel göreliliğe indirgendiğini söylüyor.

Çıkış yolu, yerçekimi hiçlikten kaybolur ve genellikle disket uzay sürekliliği sert bir çerçeveye sertleşmelidir. Yerçekimi mesafe ile azaldığından, gezegenler ve yıldızlar birbirlerinden neredeyse bağımsızdır ve güneş sistemimizde olan şey galaksinin geri kalanına çok az bağlıdır.

Belçika’daki Libre de Bruxelles Üniversitesi’nden Geoffrey Compère, özel göreliliğin kristalle tanımladığı “düz uzay-zaman” yapısını benzetmektedir. Sadece sınırlı bir simetri düzeyine sahip olduğunu şöyle açıklıyor: “Sağa üç adım attığınızda (“ kayma ”olarak bilinen bir kayma) ya da örneğin sabit bir hızla hareket eden bir trene binerseniz aynı görünüyor.

Yine de yakın sınavda Bondi ve meslektaşları, yerçekimini sıfırladıklarında bile, uzay zamanının katı bir şekilde düz olmaktan ziyade diskette kaldıklarını keşfetti. Başka bir deyişle, yerçekiminin olmadığı yerlerde bile yer çekimi vardır; bir kalıntı daima kalır.

Uzaktaki gezegenler ve yıldızlar, sonuçta birbirlerinden bağımsız değildir. O halde ders kitabı resmi yanlıştır, ancak nedenini veya pratikte ne anlama geldiğini anlamak için sezgisel bir yol yoktu. Strominger, “Genel görelilik çok uzun mesafelerde bile özel görelilikle aynı şey değildi” dedi.

Süper Çeviriler

Bu mesafelerde, geriye kalanlar sadece özel görelilik simetrileri değil, aynı zamanda supertranslations adı verilen sonsuz sayıda simetridir. Bunlar, çekim yapan bir gövdeden sınırsız uzaktaki noktaları ilişkilendiren açıya bağlı çevirilerdir. BMS grubu olarak bilinen bu simetri bolluğu, boş uzay-zamana muazzam bir gizli karmaşıklık verir.

Basitçe söylemek gerekirse, uzay-zamanın boş olması için sonsuz sayıda yol vardır. Supert çevirileri sağa doğru üç adım atmak kadar görselleştirmek kadar kolay değildir – ve onlarca yıldır basit açıklamalara direndi. Pek çok fizikçi, iddiaların süpertranslasyonların önemini ve bunların genel görelilik açısından sonuçlarını kafa karıştırıcı bulduklarını keşfetti.

Strominger, (BMS’nin “süperrotasyonlar” olarak adlandırılan birkaç tane – iyi, sınırsız sayıda – simetriyi de kaçırdığı da ortaya çıktı.) “Doğru bir bağlam anlaşılmadığından literatür hatalarla doludur” diyor. “İnsanların gerçekten inanmadığını ve öldürmenin bir yolunu bulmaya çalıştıklarını düşünüyorum.”

Yerçekiminin olmadığı yerlerde bile, yer çekimi vardır; bir kalıntı daima kalır. Uzaktaki gezegenler ve yıldızlar, sonuçta birbirlerinden bağımsız değildir.

Ancak son yıllarda, Strominger, üst çevirilerin ne olduğunu netleştirmiştir ve resmi, vakum ve kara delikler hakkındaki anlayışımız için derin etkileri olabilir. Parçacık fiziğindeki bilmeceden bağımsız, ama aynı derecede şaşırtıcı olan bir bilmeceden ilham aldı. 1930’larda, Felix Bloch ve Arnold Nordsieck, sıfır enerjiye sahip iki fotonu çarpıştırırsanız, dilde “yumuşak parçacıklar” olduğunu, belirli bir sonucun olasılığının, üretilen partikül sayısından ve diğer ayrıntılardan bağımsız olduğunu hesapladı.

Fizikçiler daha sonra aynı şeyi yerçekimi taşıyıcısı gibi davranacak olan varsayılmış parçacık olan gravür de dahil olmak üzere diğer parçacık tipleri için de geçerlidir. Aslında, parçacıkların hepsi düşük enerjide aynı görünüyor.

Strominger, araştırmacıların bu davranışı matematiksel teoremlerin gücüne sahip, kuantum alan teorisinin yerleşik bir özelliği olarak gördüğünü ve daha derin bir açıklama yapmaya gerek olmadığını söyledi. Ancak, sıfır enerjili parçacıkların hepsinde ortak olan bu garip özelliği BMS grubuyla ilişkilendirerek, üst çevirilere somut bir anlam vermenin bir yolunu buldu: Bir üst çevirinin uzay parçasına yumuşak parçacıklar eklediğini söylüyor.

Bu gerçekleştirme, herhangi bir yerçekimci cisimden uzak görünen görünüşte boş bir uzay zamanının yerçekimi etkisinin bir tortusunu nasıl tutabildiğinin daha net bir resmini sunar.

Yumuşak bir parçacığı bir vakuma sokun ve enerji eklemesine rağmen, açısal momentumuna ve diğer özelliklerine katkıda bulunur, böylece vakumu kendisinin yeni bir sürümüne çarpar. Strominger, eğer vakum birden fazla form alabilirse, içinden geçenlerin neredeyse homeopatik bir izini tutacağını fark etti.

Yerçekimi teorisyeni Pennsylvania Eyalet Üniversitesinden Abhay Ashtekar, 1980’lerde yaptığı çalışma, bu yeni yerçekimi uzun vadeli etkilerini anlamak için zemin hazırlayan Devlet Kolejinde, Strominger’in boş uzay-zaman fiziği ile parçacık fiziğinin yumuşak teoremleri arasındaki bağlantıyı çağırıyor.

New Jersey, Princeton’daki İleri Araştırma Enstitüsü’nden Nima Arkani-Hamed, Strominger’in yaklaşımına da hayran kaldı. “Strominger ve ortak yazarları bu klasik gerçekleri simetri dilinde güzel bir şekilde yeniden yorumladı” diyor.

Ancak herkes Strominger’in vakumdaki sezgisel simetri resmine hayran değildir. Bilim adamlarının sunduğu yorumları incelemede uzmanlaşmış filozoflar özellikle şüpheli görünüyor. Almanya’daki Münih’teki Ludwig Maximilians Üniversitesi’nden Erik Curiel, “BMS suçlamalarına anlamlı bir fiziksel yorum yapma girişimlerinin çoğundan şüpheliyim” diyor.

Varsayılan simetrilerin, analizde kullanılan idealizasyonların eseri olduğundan şüpheleniyor ve kelimenin tam anlamıyla alınmaması gerekiyor. California’daki James Owen Weatherall, Irvine, şöyle kabul ediyor: “Tamamen matematikseller.” (Hem Curiel hem de Weatherall’ın ilgili fizikte geçmişleri var.)

Hafıza etkisi

Bununla birlikte, fizikçiler yakın zamanda bir laboratuarda toplanabilecek yerçekimi tarafından geride bırakılan gözlemlenebilir bir “hafıza etkisi” nin kanıtı için avlanıyorlar. 1970’lerde Sovyet fizikçiler Yakov Zel’dovich ve Alexander Polnarev, yerçekimi dalgalarının sadece dedektörde LIGO sisteminin aynaları tarafından toplananlar gibi dalgalanma salınımına yol açmayacağını, aynı zamanda kalıcı bir kayma bırakacaklarını söylediler. Strominger, “Aynalar kıpırdar ve dalga geçtikten sonra orijinal konumlarına geri dönmezler” diyor

Genel görelilik boşluğu, bu bilgiyi evrende, karadeliğin ölümünün ötesinde koruyan bir hafıza matrisi sağlayabilir.

Bu hafıza efekti, Compère’in uzay-zamanının resmini bir kristal olarak düşündüğünüz zaman anlamlıdır. Yerçekimsel bir dalganın geçişi, kristalde bir çıkık gibidir; kafesdeki bir sapma. Compère, “Bu çıkığın etkisi, başlangıçta dinlenme halindeyken ve belli bir mesafeyle ayrılan iki gözlemcinin, dalga geçtikten sonra sınırlı miktarda yer değiştirmesi olacaktır” diyor.

Columbia Üniversitesi’nden Yuri Levin’e göre, yer değiştirmenin büyüklüğü salınım genliğinin yaklaşık yüzde 5’idir ve gelecekteki bir LIGO güncellemesi ile görülebilir. Diğer deneyciler, elektromanyetik ve nükleer kuvvetler için benzer hafıza etkilerini aramayı planlıyorlar.

Bilgi Paradoksu

Hafıza ilkesi, Hawking’in 1970’lerde keşfettiği karadelik bilgi paradoksunu bile çözebilir. Her zamanki analizde, kara delikler patolojik olarak unutkandır. Düşen maddenin tuttuğu tek kayıt kütlesi, dönüşü ve elektrik yüküdür.

Zamanla, kara delikler yavaş yavaş parçacıkları (Hawking radyasyonu şeklinde) çıkar ve sonunda tamamen daralır. Yutulmuş içeriklerinin daha ince ayrıntıları kaybolur ve imha edilir.

Paradoks ortaya çıkar, çünkü böyle derin bir amnezinin hiç fizikte gerçekleşmemesi gerekiyor. Ancak 2016’da Hawking ve Cambridge teorisyeni Malcolm Perry ile birlikte çalışan Strominger, genel görelilik boşluğunun, bu bilgiyi evrende, karadeliğin ölümünün ötesinde koruyan bir hafıza matrisi sağlayabileceğini öne sürdü. Boşluğun boş bir bölgesinde bir kara delik oluşur; Buharlaşmasından sonra, o bölge bir kez daha boştur. Ancak farklı bir boş.

Prensip olarak anlamlıdır, ancak bazı fizikçiler için bilgilerin kara delikten tam olarak nasıl kaçtığının ayrıntıları kabataslaktır. Ohio State Üniversitesi’nden Samir Mathur, “Gerçek Hawking-Perry-Strominger makalesi, üst düzenlemelerin nasıl bilgi edinebileceği hakkında hiçbir şey söylemiyor” diyor.

Nihayet çözüm neye dayanırsa kanıtlansın, genel göreliliği daha iyi anlamanın fizikçilere sadece paradokssuz bir halef teorisi geliştirmelerine yardım edebileceği anlamına geliyor. Artık uzay-zaman simetrilerini tamamen katalogladıklarına göre, Strominger ve diğerleri daha temel bir sistemden ortaya çıkabileceği yolları arayabilirler.

Öyleyse, bir dahaki sefere büyük harflerden başka, neredeyse aynı görünen iki formül gördüğünüzde dikkat edin. Siz de düz görüşte saklanan derin bir bağlantı bulabilirsiniz.

CEVAP VER

Lütfen yorumunuzu giriniz!
Lütfen isminizi buraya giriniz