Uzay-Zaman Kristalleri: Einstein Yine Haklı Mı?

Öne Çıkanlar

Kristal yapıları inceleyen Penn State Pensilvanya Eyalet Üniversitesi bilim adamı, Einstein’ın görelilik teorilerinde ortaya konulan, evrenin dokusu uzay-zamanı anlamada onlarca yıllık bir sorunu çözebilecek yeni bir matematiksel formül geliştirdi.

Penn State’de malzeme bilimi mühendisliği ve fizik profesörü Venkatraman Gopalan, “Görelilik bize dört boyutlu olan ve uzay-zaman adı verilen tek bir varlık oluşturmak için uzay ve zaman boyutlarının birleştirilebileceğini söylüyor, üç uzay ekseni ve bir zaman ekseni bir araya getirilerek tek bir yapı oluşturuluyor” dedi. “Ancak, zaman ekseni ile ilgili sürekli oturmayan bir şey var.”

Uzay ve zamanın eşit bir temele yerleştirilmesiyle önerilen uzay-zaman kristalleri
“Yeniden normalleştirilmiş harmanlanmış uzay-zaman” yaratma sürecini gösteren bir diyagram. Penn State bilim adamı Venkatraman Gopalan kristal yapılar üzerinde çalışıyor ve Einstein’ın görelilik teorilerinde önerilen evrenin dokusu olan uzay-zamanı anlamada onlarca yıllık bir sorunu çözebilecek yeni bir matematiksel formül geliştirdi. Katkı Sağlayanlar: Hari Padmanabhan, Penn State

Hesaplamaların görelilik formülleri içinde doğru şekilde çalışması için bilim adamlarının uzay değerlerine yerleştirmek zorunda olmadıkları zaman değerlerine negatif bir işaret koymaları gerekir. Fizikçiler negatif değerlerle çalışmayı öğrendiler, ancak bu, uzay-zamanın geleneksel Öklid geometrisi kullanılarak ele alınamayacağı ve bunun yerine daha karmaşık hiperbolik geometri ile görülmesi gerektiği anlamına geliyor .

Gopalan , uzay ve zaman arasındaki farkların bulanıklaştırılmasına izin veren, negatif işaret problemini ortadan kaldıran ve iki geometri arasında bir köprü görevi gören iki aşamalı bir matematiksel yaklaşım geliştirdi .

Gopalan, “100 yılı aşkın bir süredir uzay ve zamanı aynı temele oturtma çabası var” dedi. “Fakat bu eksi işareti problemi nedeniyle gerçekleştirilemedi. Bu araştırma, en azından özel görelilikteki bu sorunu ortadan kaldırıyor.  Acta Crystallographica A dergisinde 27 Mayıs tarihinde yayınlanan makaleye, iki fizikçinin Gopalan’ın yaklaşımının kuantum mekaniği ve yerçekimini birleştirmek için anahtarı elinde tutabileceğini yazdığı bir yorum eşlik ediyor.

Penn State fizik profesörü Martin Bojowald, “Gopalan’ın genel göreli uzay-zaman kristalleri ve bunların nasıl elde edileceği fikri hem güçlü hem de geniş” dedi. “Bu araştırma, kısmen, fizikte onlarca yıldır çözülmemiş bir soruna yeni bir yaklaşım sunuyor.”

Araştırma, uzay-zamanı geleneksel geometriyle ilişkilendirmek için yeni bir yaklaşım sağlamanın yanı sıra, uzay-zaman kristalleri olarak bilinen egzotik özelliklere sahip yeni yapılar geliştirmeye yönelik çıkarımlara da sahip.

Kristaller, atomların tekrar eden dizilimini içerir ve son yıllarda bilim adamları, bir malzemenin durumunun bir dans gibi zaman içinde değişip tekrarlandığı zaman kristalleri kavramını araşrıemaktadırlar. Ancak bu formülasyonlarda zaman uzaydan kopuktur. Gopalan tarafından geliştirilen bu yöntem, uzay ve zamanın karışabileceği yeni bir uzay-zaman kristalleri sınıfının keşfedilmesine izin verecek.

Los Alamos Ulusal Laboratuvarı’nda fizikçi olan Avadh Saxena, “Bu olasılıklar, bir dizi dinamik sistemin temel özelliklerini anlamanın yanı sıra, ayrıca doğada bulunmayan egzotik özelliklere sahip tamamen yeni bir metamalzeme sınıfını başlatabilir” dedi.

Gopalan’ın yöntemi, aynı olayın iki ayrı gözleminin harmanlanmasını içermekte. Birleşme, iki gözlemcinin zaman koordinatlarını değiştirdiğinde ancak kendi uzay koordinatlarını koruduğunda meydana gelmekte. Yeniden normalleştirme adı verilen ek bir matematiksel adımla, “yeniden normalleştirilmiş harmanlanmış uzay-zaman “a yol açmakta.

Gopalan, “Diyelim ki ben yerdeyim ve siz uzay istasyonunda uçuyorsunuz ve ikimiz de bir kuyruklu yıldızın uçup gitmesi gibi bir olay gözlemliyoruz.” Dedi. “Sen ne zaman ve nerede gördüğünün ölçümünü yapıyorsun, ben de aynı olaydan benimkini yapıyorum ve sonra notları karşılaştırıyoruz. Daha sonra zaman ölçümünüzü kendim olarak kabul ediyorum, ancak kuyruklu yıldızın orijinal uzay ölçümünü koruyorum. Aynı şekilde sırayla benim zaman ölçümümü kendi ölçümünüz olarak benimseyin , ancak kuyruklu yıldızın kendi uzay ölçümünü koruyun. Matematiksel bir bakış açısından, ölçümlerimizin bu karışımını yaparsak, can sıkıcı eksi işaretinin kaybolduğunu göreceksiniz.” diyor.

Öyle görünüyor ki aradan yüz yıl geçse de uzay-zaman teorisi sarsılmazlığını koruyor, tüm bilinmezlerine rağmen bulunan tüm yeni çözüm ve yaklaşımlar ise Einstein’i haklı kılıyor.

Bu yazı Astraphysic.com tarafından Türkçeye aktarılmış olup yazının aslı phys.org sitesine aittir, orijinaline mümkün olduğunca sadık kalmak koşuluyla dilimize çevirilmis olsa da editoryal tarafından katkıda bulunulmuştur. Bu sebeple Astraphysic.com içerik izinlerine tabidir. Astraphysic.com referans gösterilmek koşuluyla kullanıma izin verilmiştir.

Kaynak: https://phys.org/news/2021-05-spacetime-crystals-space-equal-footing.html

Çeviri: Sinan YAVUZ

Diğer Yazılar

Okuyucu Yorumları

Bir Cevap Yazın

Popüler İçerikler