Uzayda Neden Kütleçekim Kuvveti Diye Bir Şey Var?
kütle çekiminin gerçek sebebini, klasik mekanik ile kuantum mekaniği arasında uzlaşma sağlandığı zaman gerçekten anlayabiliriz.
normal şartlarda bu ikisinin de kendince gayet güzel ve yeterli olan birer açıklaması var. klasik mekanik, yani makro boyutların fiziği için kütle çekimin nedeni, kütle ya da enerjinin var olduğu yerlerde uzay zaman dokusunda oluşan bükülme. cisimler, dümdüz bir yolda ilerlerken karşılaştıkları bu bükülmüş "yolları" takip etmek durumunda kalırlar. mesela bir gezegen etrafında kütleden dolayı bükülmüş böyle bir uzay zaman dokusu varsa, mesela ışık bu gezegenin yanından teğet geçecekken onun yerine bu yolları takip edip gezegene doğru yön değiştirebilir. yani aslında -her ne kadar ismi öyle olsa da- bu bir kuvvet değildir.
kuantum mekaniği, yani mikro dünyanın fiziği de şöyle açıklar; doğada temel kuvvetler dediğimiz 4 ana kuvvet var. bunlardan 3 tanesinin, yani elektromanyetik kuvvetin, güçlü nükleer kuvvetin ve zayıf nükleer kuvvetin, aracı parçacıklar yoluyla etki ettiğini biliyoruz. şu hâlde dördüncü temel kuvvet olan kütle çekim kuvveti de bu şekilde çalışıyor olmalı. buna aracılık eden parçacık, gözlemlerle kanıtlanmadı henüz ve adına graviton diyoruz. şu an için sadece teorik olmaktan ibaret.
sorun nerede çıkıyor?
şurada; klasik mekanik diyor ki evrenin yapısı sürekli, pürüzsüz bir yapıdır. kuantum mekaniği ise evrenin yapısının, çok çok yakından bakabilseydik görebilecek olduğumuz çok küçük ölçekte kesikli, pürüzlü olduğunu söylüyor. belki de bu noktada "uzay zaman dokusu eğriliyor ama nasıl" sorusuna mikro ölçekteki cevabı bulursak sorun de çözülecek. bu iki ayrı fizik seti de birçok fizik yasasına kendi içerisinde son derece tutarlı açıklamalar getirebildiği için, ne yazık ki bunlardan bir tanesi yanlıştır deyip diğerine tutunamıyoruz. ikisi de kendi geçerlilik alanında sınanabildiği kadarıyla doğru kabul ediliyor. dolayısıyla arada eksik bir (ya da belki birkaç) parçanın var olduğu sonucuna varıyoruz. öyle parça/parçalar ki bu tutarsızlıkları çözecek, mikro ve makroyu mantıklı bir şekilde uzlaştıracak. sicim teorisi ya da döngüsel kuantum kütleçekimi gibi teoriler tam da bu nedenden ötürü yapılan çalışmalar. tabii ki bu ikisinden ibaret değil bu olayı açıklama çabaları ama en çok öne çıkanların başında bunlar geliyor.
Özetleyecek olursak
genel görelilik kütle çekimi uzay-zamanın bükülmesiyle açıklar, genel görelilik ve kuantum mekaniğini birleştirme çabaları, her şeyin teorisi ve sicim teorisi de işin içine girince kütle çekimin de özünde sicimlerin yattığı temel parçacıklar (graviton) ile taşınabiliyor olduğu, fakat buradaki sicimlerin kapalı çembersel olmalarından ötürü bizim evrenimize çapa atamadıkları, paralel evrenler arası geçip durdukları, bu yüzden kütle çekimin 4 temel kuvvet arasında en zayıfı olduğu yönünde de görüşler mevcuttur.
Meraklısına ek sorularla bitirelim
doğanın temel 4 kuvvetinden en zayıfıdır yer çekimi. diğer nükleer, elektromanyetik ve zayıf nükleer kuvvetlerde olduğu gibi nedenini henüz tam olarak açıklayabilmiş değiliz. aynı soruyu elektromanyetik kuvvet için de sorabiliriz? nasıl çekiyor, nasıl etkileşiyor gibi, ve birbirlerinden nasıl ayrılıyorlar?
evren kavramı iki madenin bulunduğu alan içersinde tanımlanır. bunu basitçe 13 milyar ışık yılı uzaklıktaki bir elma ile dünyadaki bir adem oğlunun etkileşim halinde olduğu ile açıklayabiliriz. yani benim vücudum hatta bendeki bir atom tanesi evrenin öteki ucundaki başka bir atom parçasıyla etkileşim halindedir. ve bu etkileşim 4 temel kuvvetin her biri ile gerçekleşmektedir.
peki, kütlesi olmayan bir foton nasıl oluyor da yer çekiminden etkilenebiliyor? hani iki cisim birbirlerini çekerdi? bu durumda ışık bir cisim olmadığı, yani sıfır kütleli olduğu için newton yasası geçersiz kılınmaktadır. buradan yola çıkarak diyebiliriz ki kütle aslında uzay-zamanı bükmekte ve bu uzay zaman içerisinde yol alan ışık yani mutlak hızla hareket eden enerji paketi deforme olan uzayda ilerlemektedir.
bahsettiğimiz diğer tüm temel kuvvetler gibi yer çekimi kuvvetinin uzaydaki hızı ışık hızı yani mutlak hiza eşittir. bu durum aslında bizi doğrudan madde enerji ikilisine götürmektedir. modern fiziğe göre ışık hızına ulaşan bir madde sonsuz kütleye sahiptir, bu kütle içerinde barındırdığı atom sayısı ile değil kuvvet ile ölçülmektedir. peki ışık kütlesiz ve hızıda mutlak hız peki bu nasıl oluyor? ışık nedir?
ışığı bir yaklaşımla basitçe örneklersek eğer, mevcut enerji düzeyleri arasındaki fazlalığın atomdan ayrılmasıdır diye tanımlayabiliriz. yani eletromanyetik paketler hailnde atılan enerjidir, asıl sır biraz da buradadır aslında. temele yani parçacık fiziğine inmemiz gerekir bu aşamada.
Dünya, Uzayda Düşmeden Nasıl Asılı Kalabiliyor?
