Genel Görelilik; kütleçekim etkisi ve uzay-zaman bükülmesi arasında bir ilişki kurar ve gezegenler, yıldızlar, galaksilerin yanı sıra, yüksek kütleçekim etkisine sahip karadeliklerde mükemmelen çalışır. Uzay-zamanın tam olarak ne olduğunu açıklayamadığı gibi, işlevselliğini yitirdiği bazı alanlar da yok değildir. Özellikle kuantum mekaniği ve Genel Görelilik uyumu henüz net bir şekilde ortaya konamamıştır. Karadeliklerin tekillik durumu, yüksek yoğunluklu ve küçük hacme sıkışmış enerji alanlarında (Büyük Patlama gibi) geçerliliğini kaybeder. Kuantum Kütleçekim Teorisi gibi çalışmalar çıkmaza girilen bu gibi durumlara açıklık getirmeye çalışmaktadır.
Diğer yandan, galaksiler ve takım galaksilerin hesaplanandan daha fazla kütleçekim etkisi olduğunu bize Genel Görelilik söyler, ekstra kütleçekim etkisine bir açıklama getiremediğimizden, evrenin %27'si kadarının Karanlık Maddeden oluştuğunu düşünürüz. Burada göz ardı edilemeyecek bir durum daha vardır; Genel Görelilik büyük ölçekli hesaplamalarda yanılıyor olabilir mi? Tabi bir de Karanlık Enerji çıkmaz sokağı var. Einstein ilk zamanlar orjinal formülüne evren sabiti olarak tanımladığı lambdayı (Λ) eklemiştir, aksi halde evrenin hızlıca içe çökmesi gerektiğini düşünmüştür. Sonraları yanıldığını düşünerek çıkarmıştır. Evrenin sürekli ve hızlanarak genişlediği anlaşılınca tekrar koyulması gerektiği düşüncesi ağır basmıştır. Uzun lafın kısası; Genel Görelilik bu iki durumu da net bir şekilde açıklayamıyor.
Genel Göreliliği temel alan fakat farklı versiyonlarının ortaya konulduğu teorilerin yanı sıra, tamamen farklı bakış açılarının olduğu teoriler de mevcuttur. Bu teorilerin özetini yapay zeka yardımı ile ekliyorum.
1. Skaler-Tensör Kütleçekim Teorileri
Brans-Dicke Teorisi: Genel göreliliğe ek olarak, kütleçekiminin bir skaler alan (φ) tarafından da etkilendiğini öne sürer. Bu teori, genel göreliliğin bir genellemesidir ve kütleçekim sabitinin (G) zamanla değişebileceğini varsayar.
f(R) Kütleçekim Teorisi: Genel görelilikteki Einstein-Hilbert eylemini, Ricci skaleri (R) yerine onun bir fonksiyonu (f(R)) ile değiştirir. Bu teori, karanlık enerji ve karanlık maddeyi açıklamak için önerilmiştir.
2. Büyük Ekstra Boyutlar (ADD Modeli)
Arkani-Hamed, Dimopoulos ve Dvali tarafından önerilen bu teori, evrenin 3+1 boyut yerine daha fazla boyuta sahip olduğunu varsayar. Kütleçekiminin gücünün zayıflığı, ekstra boyutlara "sızması" ile açıklanır. Bu teori, kuantum kütleçekim ve karanlık madde sorunlarına çözüm sunar.
3. Brane-World Senaryoları (RS Modeli)
Randall-Sundrum modeli, evrenin 5 boyutlu bir uzay-zamanda bir "membran" (brane) üzerinde var olduğunu öne sürer. Kütleçekimi, ekstra boyutlara yayılırken diğer kuvvetler membrana sınırlıdır. Bu teori, kütleçekiminin zayıflığını ve karanlık maddeyi açıklamaya çalışır.
4. MOND (Modifiye Newtonyen Dinamik)
Mordehai Milgrom tarafından önerilen MOND, karanlık maddeye ihtiyaç duymadan galaksilerin dönme eğrilerini açıklamayı amaçlar. Bu teori, düşük ivmelerde Newton yasalarını modifiye eder. Ancak, kozmolojik ölçeklerde başarısız olabilir.
5. TeVeS (Tensor-Vector-Scalar Teorisi)
MOND'un relativistik bir versiyonu olarak Jacob Bekenstein tarafından önerilmiştir. Bu teori, kütleçekimini bir tensör (metrik), bir vektör ve bir skaler alanın kombinasyonu ile açıklar. TeVeS, karanlık madde olmadan galaksi hareketlerini açıklamaya çalışır.
6. Einstein-Cartan Teorisi
Bu teori, uzay-zamanın eğriliğine ek olarak torsiyon (burulma) etkilerini de içerir. Torsiyon, spinli parçacıkların kütleçekimsel etkileşimlerini açıklamak için kullanılır. Bu teori, kuantum mekaniği ile daha uyumlu olabilir.
7. Sicim Teorisi
Sicim teorisi, temel parçacıkların noktasal değil, titreşen sicimler olduğunu öne sürer. Bu teori, kuantum kütleçekimini açıklamaya çalışır ve genel göreliliği daha geniş bir çerçevede birleştirir. Ancak, deneysel olarak test edilmesi zordur.
8. Döngü Kuantum Kütleçekimi (LQG)
Bu teori, uzay-zamanın sürekli değil, ayrık (kuantize) olduğunu öne sürer. Döngü kuantum kütleçekimi, kara deliklerin iç yapısını ve Büyük Patlama'nın doğasını açıklamaya çalışır.
9. Horava-Lifshitz Kütleçekimi
Petr Horava tarafından önerilen bu teori, uzay ve zamanın farklı ölçeklerde farklı davrandığını varsayar. Bu teori, kuantum kütleçekimini açıklamak için önerilmiştir.
10. Karanlık Akışkan Teorileri
Bu teoriler, karanlık madde ve karanlık enerjiyi tek bir "karanlık akışkan" olarak modellemeye çalışır. Bu akışkan, hem kütleçekimsel etkileşimleri hem de evrenin genişlemesini açıklayabilir.
11. Massive Gravity (Kütleli Kütleçekim)
Genel görelilikte, kütleçekimsel dalgalar kütlesizdir. Massive gravity teorisi, kütleçekimsel dalgaların kütleli olabileceğini öne sürer. Bu teori, kozmolojik sabit problemine çözüm sunabilir.
12. Emergent Gravity (Beliren Kütleçekim)
Erik Verlinde tarafından önerilen bu teori, kütleçekiminin temel bir kuvvet olmadığını, entropi ve bilgi teorisi gibi kavramlardan "belirdiğini" öne sürer. Bu teori, karanlık maddeye ihtiyaç duymadan galaksi hareketlerini açıklamaya çalışır.
Teorilerin özetinden de anlaşılacaağı gibi, Genel Göreliliğin açıklık getiremediği konular üzerine yoğunlaşılmıştır. Burada aşılması gereken bazı zorluklar vardır: Teorilerin test edilebilme zorluğu, deney ve gözlem imkanlarının çok sınırlı olması ve bilinen gerçekler ile zaman zaman çakışmasıdır. İşin tuhaf tarafı, her bir teorinin kendi içinde tutarlı bir yanının olması kafaları iyice karıştırır. Yani işin zorluğunu buradan da anlayabilirsiniz. Belki de tüm teorileri dışlamadan, çok kapsamlı, farklı bir değerlendirmeye ihtiyacımız vardır.
Kaynak kısmına en kuvvetli alternatifleri anlatan kitapları ekliyorum. İlginizi çekerse okuyabilirsiniz.[1][2][3]
Kaynaklar
- S. S. Gubser. (2016). Sicim Teorisi Hakkında Küçük Bir Kitap. ISBN: 9786054787784. Yayınevi: Boğaziçi Üniversitesi Yayınevi.
- F. S. Dündar. (2020). Kuantum Görelilik Kütleçekimi. ISBN: 9786050208092. Yayınevi: Say Yayınları.
- C. Rovelli. (2019). Gerçeklik Göründüğü Gibi Değildir. ISBN: 9789750754432. Yayınevi: Can Yayınları.
