Fizik / Astrofizik Tüm Yazılar

Kütle Çekim Dalgaları İle Ekstra Boyutlar Keşfedilebilir!

Hazırlayan: Eyüp Gürses
Facebooktwittergoogle_plusredditlinkedintumblrmail

Eğer evrenimizde gizlenen ekstra boyutları bulmak istiyorsak (sicim kuramının öne sürdüğü gibi) kütle çekim dalgaları (uzay-zaman dalgalanması) bunların keşfinde bir yol olabilir.

Bu yeni hipotez, kütle çekimin şu anlık keşfedemediğimiz extra boyutlara sızdığını öne sürerek, uzunca bir süre boyunca gizemini koruyan; “kütle çekim evrenimizdeki geri kalan temel kuvvetlerden neden daha zayıf?” sorusuna bir cevap arıyor.

Çalışmada yer almayan École Polytechnique, Fransadan Emilian Dudas New Scientist’te Leah Crane’e ‘’Ekstra boyutlar uzunca bir süre boyunca farklı açılardan tartışıldı’’ diyor. ‘’Kütle çekim dalgaları bu ekstra boyutlara bakmakta bir dönüm noktası olabilir’’

SicimTeorisi, maddenin en küçük yapı taşları olarak; “tek boyutlu titreşen ipliksi yapıları” öngörür.

Şu anlık 4 boyutlu (3 uzay, 1 zaman) evren fikriyle oldukça rahatız. Ancak maddenin en küçük boyutlarda nasıl davrandığı ile ilgili anlayışımızda extra 6 boyutun doldurabileceği çok fazla boşluk var. Hatta sicim kuramına göre, evren 10 boyuttan oluşsaydı çok daha mantıklı olurdu.

Fizikçilerin sonunda klasik fizik ve kuantum fiziği arasındaki boşluğu kapatabileceği en umut verici yollardan biri olan sicim teorisi kolayca göz ardı edilemez. Teori, keşfedebildiğimiz en küçük maddenin yapı taşı olan kuarkların çok daha küçük titreşen iplikçikler gibi görünen, 1 boyutlu enerji filamentlerinden oluştuğunu öne sürüyor.

Bu ‘sicimler’ fizikçiler için cazip bir olasılıktır. Çünkü onlar günümüz fizikçilerinin yapamadığı bir şeyi yapma potansiyeli var ki, bu da doğanın bütün temel kuvvetlerini bir kerede açıklamak (kütle çekim, elektromanyetizma ve nükleer kuvvetler). Bunlar ayrıca hızlanıyormuş gibi görünen evrenin genişlemesini anlamamıza da yardım edebilir.

Tek problem, matematiksel olarak mümkün olmaları için bu sicimler en az 10 boyuta ihtiyaç duyması. Ancak şu anlık sadece bir tane ekstra boyut bulmaya bile yakın değiliz.  Yine de, Almanya’daki Max Plank kütle çekim enstitüsünden Gustavo Lucena Gómez ve David Andriot, onları aramak için harika bir yol olduğunu düşünüyorlar (Einstein’ın meşhur kütle çekim dalgaları).

LIGO’daki (Lousiana ve California da ki iki büyük gözlemevi) araştırmcılar, Einstein’ın 100 yıl önce tahmin ettiği uzay-zamandaki dalgalanmalarının doğrudan kanıtını bulduklarını duyurması geçtiğimiz yıl bilimde ki en büyük olaydı. Kütle çekim dalgaları, kara deliklerin birleşmesi veya yıldızların patlaması gibi şiddetli olaylar tarafından oluşturulan, ışık hızında uzayda dolaşan ses dalgaları gibidir. Hatta evrenimizde mevcut olan, tespit edilmesi çok zor olan ufacık boyutların bile hepsinin içinden geçebilmeleri mümkün.

‘’Eğer evrenimizde extra boyutlar varsa, kütle çekim dalgaları herhangi bir boyutun içinden geçebilir, ekstra boyutların bile’’ diyor  Gómez New Scientist’e

Gómez ve Andriot, kütle çekim dalgalarına gizli boyutların etkisinin nasıl görüneceğini açıklamak için matematiksel bir model öne sürdüler ve iki önemli faktörü buldular: Ekstra dalgalar ekstra frekanslarda var olur ve kütle çekim dalgaları uzay-zamanın dokusunu ekstra boyutların civarında farklı şekilde gerer.

Kütle Çekim Dalgaları

LIGO’nun Handford’ta bulunan gözlem üssü. Fotoğrafta görülen her bir “kol” dört kilometre uzunluğunda.

İlk faktörü çok yüksek frekanslı ekstra boyutların ‘’muazzam kulesi’’ olarak betimliyorlar ve mevcut dedektörler onları tespit edemiyor. LIGO’nun bunları tespit edebilmesi için binlerce kat daha hassas olması lazım.

“Ancak böyle bir dedektör mevcut olsaydı çok net bir sinyal bekleyebilirdik çünkü 1,000 Hz’den daha yüksek frekanslara sahip kütle çekim dalgası yayan bilinen bir astrofiziksel süreç yok’’ diye açıklıyorlar. ‘’Bu kadar yüksek frekanslar, yeni bir fiziğin belirgin belirtileri olabilir’’

İkinci faktör “nefes alma modu” olarak adlandırılan şey, “normal” kütle çekim dalgalarının (şimdilik tespit edebidiğimiz dalgalar) uzay zamanı nasıl uzattığı veya küçülttüğü konusunda ki anormalliklere bakacak fizikçilere ihtiyaç duyuyor.

‘’Nefes alma modu uzay-zamanı belirli bir şekilde bozar ve belirli bir imza bırakır’’ diye ekliyor araştırmacılar.

Bu değişikliği gözlemlemek için, Newsweek’ten Hannah Osborne LIGO gibi üç dedektöre, aynı anda aynı şeyi gözlemlemek için ihtiyaç duyacaklarını söylüyor ki, bu da ‘’yakın gelecekte mümkün olacak’’ diye tahmin ediyor bilim insanları.

Bu fikir bize sadece extra boyutlara bakmak için yeni bir yöntem sunmuyor. Ayrıca bize fizikteki en büyük sorulardan birini ele almamıza yardım ediyor: Temel kuvvet olarak kütle çekimin göreceli zayıflığı. Kütle çekim bizim göremediğimiz 6 extra boyuta sızdırıyor olabilir, yani biz sadece onun ölçebildiğimiz dört boyutta ki evren üzerinde ki etkisinin birazını biliyoruz.

Bizler, 3 boyutlu bir evrende yaşıyoruz ve fazladan bir boyutu dahi hayal edemiyoruz. Buradaki “tetraküp” animasyonu, 4 boyutlu bir küpün nasıl olabileceğinin 3 boyuta indirgenmiş bir simülasyonu.

Bu hipotezin daha çok yeni olduğuna dikkat çekmek lazım. Henüz hakem (bilimsel inceleme kurulu) tarafından gözden geçirilmemiştir. Bu nedenle fizik toplumunun bu hipotezin doğruluğu konusunda hem iyi hem de kötü olan her türlü görüşüne açık olmalıyız.

Londa King’s College’tan Bobby Acharya Newsweek’e; evrenimizin tespit edemediğimiz extra boyutlar barındırdığına kesinlikle inandığını ama, çok küçük oldukları için onları kütle çekim dalgalarını kullanarak bulmamızın çok uğraş gerektirdiğini söylüyor. ‘’Onları uyarmak ve extra boyutlarda dalgalar yaratmak için çok fazla enerjiye ihtiyaç duyarsınız’’ diyor Osborne’a

‘’Ekstra boyutlara yayılmış olan kütle çekim dalgasını ürettiyseniz, ekstra boyutların çok küçük olması bu kütle çekim dalgasının frekansının çok yüksek olacağı anlamına gelir ki, bu da LIGO kütle çekim dalgası dedektörlerinin algılayabileceğinden çok daha yüksektir’’

Bu fikir teknik olarak uygulanabilir hale gelene kadar almamız gereken çok yol var. Fakat eğer gerçekten bizim evrende var olduğunu düşündüğümüzden çok daha fazla boyut varsa, bunları nasıl bulabileceğimizi düşünen birileri olduğu için şanslıyız.

Eyüp Gürses

Bu araştırma arXiv.org’ta yayımlandı.
Kaynak: http://www.sciencealert.com/gravitational-waves-could-be-the-key-to-discovering-extra-dimensions-in-our-universe

Hep daha fazla okumak gerekir...

Yorum

Yazar Hakkında

Eyüp Gürses