Evrende kütleçekiminin en belirgin özelliklerinden biri, maddeyi her yönden eşit çekerek küreler oluşturma eğilimidir. Yıldızlar ve gezegenler bu yüzden yuvarlaktır. Ancak iş bir gezegen sistemine ya da bir galaksiye geldiğinde, karşımıza küreler yerine devasa düz diskler çıkar.

Peki dağınık bir gaz bulutu nasıl oluyor da adeta açılmış bir hamur gibi yassılaşıyor?

Cevap, fizikteki açısal momentumun korunumunda yatıyor. Yıldızları doğuran dev moleküler bulutlar çökerken, içlerindeki parçacıkların en küçük dönüş hareketi bile korunur. Tıpkı kollarını bedenine doğru toplayan bir buz patencisinin hızlanması gibi, bulut daraldıkça dönme hızı muazzam bir artış gösterir.

Bu yüksek hızlı dönüş sırasında iki farklı kuvvet çatışır. Bulutun dönüş ekseninde yer alan kutuplarda neredeyse hiç dönme hareketi olmadığı için madde kolayca merkeze çöker. Fakat dönme eksenine dik olan ekvator bölgesinde, eylemsizlikten kaynaklanan merkezkaç etkisi kütleçekimine direnir. Böylece kutuplar içeri çökerken ekvator düzlemi dışa doğru yayılır ve sistem dönen ince bir diske dönüşür.

Güneş Sistemi'ndeki gezegenlerin neredeyse tek bir masa yüzeyinde dizilmiş gibi aynı hizada dönmesinin ardındaki sır budur: Hepimiz milyarlarca yıl önce o yassılaşmış diskin içinde toparlandık.

Bir otomobilde viraja hızla girdiğinizde sizi kapıya doğru savuran eylemsizlik neyse, Dünya'nın üzerinde döndüğü düzlemi yaratan fiziksel yasa da tam olarak odur. Doğa, en küçük günlük tecrübelerimiz ile en büyük kozmik yapıları aynı değişmez yasalarla birbirine bağlar.

Siz de gündelik hayatta hissettiğiniz bir fizik kuralının koca bir gezegen sistemini kurduğunu düşündüğünüzde evrene dair neler hissediyorsunuz?

az önce izlediğim belgeselde 'payload' kelimesini yine 'ödeme yükü' diye çevirmişler... arkadaşlar uzaya pos cihazı mı fırlatıyoruz yapmayın etmeyin gözünüzü seveyim ya, faydalı yük o faydalı yük.

Merak Ettim de...

Yıllardır kendine anlattığın hangi hikâye, artık doğru olmasa bile hayatındaki seçimlerine yön vermeye devam ediyor?

Bilim ve yöntemleri üzerine. Ve canlı evrenine dair. 

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?