Fizikte en düşük sıcaklığın eksi 273,15 santigrat derece, yani mutlak sıfır olduğunu sıkça konuşuyoruz. Peki termometrenin diğer ucunda ne var? Evrende maddelerin ısıtılabileceği mutlak bir tavan sıcaklık sınırı bulunuyor mu?
Cevap, modern fiziğin en büyüleyici kesişim noktalarından birini oluşturuyor: Evet, sıcaklığın da mutlak bir sınırı var ve buna Planck sıcaklığı diyoruz.
Maddenin sınırlarını zorlama konusunda laboratuvarda oldukça başarılıyız. Brookhaven Ulusal Laboratuvarı'nda altın iyonlarını ışık hızının yüzde 99'una varan hızlarla çarpıştıran araştırmacılar, tam 4 trilyon Kelvin sıcaklığa ulaştı. Bu değer Güneş'in çekirdeğindeki sıcaklığın yaklaşık 250 bin katı. Çarpışma anında protonlar ve nötronlar eriyerek Büyük Patlama'dan hemen sonraki ilk mikrosaniyelerde var olan kuark-gluon plazmasını meydana getirdi. Üstelik gaz halinde olması öngörülen bu plazma, fizikçileri hayrete düşürerek kusursuz bir sıvı gibi aktı.
Fakat ulaştığımız bu devasa sıcaklık dahi teorik üst sınırın yanında neredeyse sıfır sayılır. Planck sıcaklığı tam 1,4x10³² Kelvin.
Bu değerin ötesine geçemiyoruz; çünkü bu sıcaklıkta salınan fotonların dalga boyu Planck uzunluğuna eşitlenir ve madde kendi içine çökerek bir kuantum tekilliği yaratır. Uzay ve zamanın dokusu kuantum dalgalanmalarıyla parçalanır ve bildiğimiz tüm fizik yasaları iflas eder. Evren bu sıcaklığı yalnızca ilk Planck anında, yani kozmik doğumun ilk anında gördü.
Bugün evrende gözlemlediğimiz en şiddetli olaylar olan gama ışını patlamaları veya süpernovaya dönüşen yıldız çekirdekleri 100 milyar Kelvin civarına çıksa da bu sınırın yanına bile yaklaşamıyor.
Bizlerin laboratuvarlarda bu uç koşulları yeniden üretmeye çalışması, varoluşumuzun ilk anlarını anlamak ve genel görelilik ile kuantum mekaniğini birleştirecek nihai teoriye ulaşmak adına hayati bir öneme sahip.
Sizce kuantum kütleçekimini çözdüğümüzde evrenin bu mutlak sınırları hakkında neleri baştan yazmak zorunda kalacağız?
14 görüntülenme