Kütleçekimini açıklamak için sunulan yeni bir yöntem, şimdiye kadar uzlaştırılamayan kütleçekimi ile kuantum mekaniği arasındaki farkları gidermede bizi bir adım daha ileri götürebilir.
Finlandiya'daki Aalto Üniversitesi'nden fizikçiler Mikko Partanen ve Jukka Tulkki, kütleçekimine dair yeni bir düşünce biçimi geliştirdiler. Bu yeni yaklaşımın, evrenin diğer üç temel kuvvetini (güçlü nükleer, zayıf nükleer ve elektromanyetik) tanımlayan parçacık fiziğinin Standard Modeli ile uyumlu olduğunu belirtiyorlar.
Bu henüz tam anlamıyla bir kuantum kütleçekimi teorisi olmasa da, bizi oraya ulaştırabilir.
Araştırmacılardan biri, "Eğer bu çalışma, kütleçekiminin eksiksiz bir kuantum alan teorisine yol açarsa, en nihayetinde kara deliklerdeki tekillikleri ve Büyük Patlama'yı anlamak gibi çok zor problemlere cevaplar sunacaktır" diyor.
"Doğanın tüm temel kuvvetlerini tutarlı bir şekilde açıklayan bir teoriye genellikle 'Her Şeyin Teorisi' denir. Fiziğin bazı temel soruları hala cevapsız kalıyor. Örneğin, mevcut teoriler gözlemlenebilir evrende neden antimaddeden daha fazla madde olduğunu henüz açıklamıyor."
Kütleçekimi, evrenin davranışına dair düzgün bir açıklamada gerçekten de dikenli bir nokta. Dördüncü ve en zayıf temel kuvvettir, ancak diğer üçüyle iyi anlaşamaz. Kuantum teorisi, fiziksel evrenin atom altı gibi çok küçük ölçeklerde nasıl davrandığını açıklar, ancak kütleçekiminin devraldığı büyük ölçekli evrenle çalışmaz.
Klasik fizik ve genel görelilik kütleçekimini çok iyi tanımlar, ancak kuantum alemini tanımlamaz. Şu ana kadar iki teori uzlaştırılamaz görünüyordu; yine de evren, her ikisi de içinde olduğu halde oldukça neşeyle var oluyor, bu yüzden bilim insanları onların uyumlu olmasını sağlayacak bir yol olduğuna inanıyorlar.
Ancak problem o kadar zorlu çıktı ki, muhtemelen tek seferde değil, artan ama önemli adımlarla çözülecek. Araştırmacıların attığı artan adım, kütleçekimini bir "ayar" (gauge) bağlamında tanımlamak oldu. Bu, parçacıkların davranışının belirli bir alanda tanımlandığı bir kuantum alan teorisi kavramıdır.
Elektromanyetik alan bir ayar örneğidir. Kütleçekim alanı da öyle.
Bir araştırmacı, "En tanıdık ayar alanı elektromanyetik alandır. Elektrik yüklü parçacıklar birbirleriyle etkileşime girdiklerinde, ilgili ayar alanı olan elektromanyetik alan aracılığıyla etkileşirler" diye açıklıyor.
"Enerjiye sahip parçacıklarımız olduğunda, sırf enerjiye sahip oldukları için yaşadıkları etkileşimler kütleçekim alanı aracılığıyla gerçekleşir."
Standard Model, güçlü, zayıf ve elektromanyetik kuvvetleri tanımlayan bir ayar teorisidir ve belirli simetrilere sahiptir. Kütleçekimi teorisini Standard Model'e yaklaştırmak için, Partanen ve Tulkki bu simetrileri kütleçekiminin bir ayar teorisine uygulamayı amaçladılar.
Yayınlanan sonuçları umut verici görünüyor.
Makalelerinde, "Teorimiz, kütleçekiminin geleneksel ayar teorilerine kıyasla, kütleçekiminin ayar teorisini Standard Model'in ayar teorilerine daha yakın hale getiriyor" diye yazıyorlar.
Bu çalışmanın kuantum kütleçekimi teorisinden çok uzak olduğunu belirtmek önemlidir. Ancak, fizikteki bu acil sorunun çözümüne yönelik arayışı önemli ölçüde ilerletebilecek önemli bir araştırma yolu temsil etmektedir.
Bu amaçla, Partanen ve Tulkki diğer bilim insanlarını çalışmayı ilerletmeye katılmaya davet ediyor. Makale belirli bir noktaya kadar ilerliyor ve teori o limit dahilinde iyi çalışıyor, ancak çok daha fazla fizik ve stres testi gerektirecek.
Araştırmacılar, "Birleşik kütleçekiminin alan teorileri üzerindeki etkilerinin tam olarak anlaşılması ancak kapsamlı ileri çalışmalar sonucunda elde edilecektir" diye belirtiyor.
Makale, Reports on Progress in Physics dergisinde yayımlandı.
