Genel görelilik (GR) ile kuantum mekaniğini (QM) tek bir çerçevede birleştirmek modern fiziğin en zorlu problemlerinden biridir. Bu birleşim "her şeyin teorisi" (ToE) olarak adlandırılsa da karanlık madde ve karanlık enerji gibi kozmolojik fenomenleri açıklamadan bu iki teoriyi birleştirmek henüz tam anlamıyla mümkün olmamıştır. Aslında bu fenomenler mevcut teorilerin ötesinde yeni bir anlayış gerektiriyor.
Genel görelilik galaksiler ve kara delikler gibi büyük ölçekli yapıları başarılı bir şekilde tanımlar; ancak çok küçük ölçeklerde, özellikle tekillikler (Büyük Patlama ya da kara deliklerin içi gibi) söz konusu olduğunda yetersiz kalır. Kuantum mekaniği ise atomaltı parçacıkların davranışını açıklar ancak bu teoride kütleçekim kuvveti yoktur. Temel problem genel görelilikte kütleçekimin klasik bir alan olması, oysa kuantum mekaniğinin tüm alanların kuantum üstüpozisyonlarda bulunmasını gerektirmesidir. Bu durum genel görelilikle çelişir ve birleştirilmesi büyük bir sorun teşkil eder.
Bu teorileri birleştirme çabaları genellikle kuantum kütleçekim teorisi geliştirmeyi amaçlar. Bu teorinin en önemli hedeflerinden biri kara deliklerde bilgi kaybı paradoksu gibi sorunları çözmektir; çünkü kuantum mekaniği ve genel görelilik, kara deliklerin bilgi kaybı konusunda çelişen sonuçlar ortaya koymaktadır. Buna göre kara delik buharlaştığında geriye yalnızca termal radyasyon kalır, oysa kuantum mekaniği bilgi kaybının imkânsız olduğunu söyler. Bir kuantum kütleçekim teorisi kara deliklerde ne olduğunu açıklayabilmelidir.
Ancak bu birleşim karanlık madde ve karanlık enerji gibi olguları açıklamak zorunda değildir. Bu olgular kozmolojik gözlemler sonucunda keşfedilmiştir ve evrenin hızlanan genişlemesi (karanlık enerjiye atfedilen) veya galaktik ölçeklerdeki yerçekimsel etkiler (karanlık maddeye atfedilen) gibi gözlemlerle ilişkilidir. Bu olgular hem GR hem de QM’nin yetersiz kaldığı durumlara işaret eder ve bazı fizikçiler GR’yi genişleten ekstra boyutlar veya alternatif kütleçekim modellerini önermiştir. Örneğin bazı teoriler ekstra boyutlar kullanarak evrendeki hızlanmayı karanlık enerjiye ihtiyaç duymadan açıklamayı hedeflemektedir.
Daha geniş bir perspektifte bir ToE’nin bilinen tüm kuvvetleri ve parçacıkları kapsaması beklenir ancak bu teori karanlık madde ve karanlık enerjinin dinamiklerini açıklamak için kozmolojik gözlemleri doğrudan ele almazsa bu konuları açıklamayabilir. Sicim teorisi gibi yaklaşımlar evrenin çoklu boyutlar veya gizli simetriler içerdiğini ve bu sayede karanlık madde ve karanlık enerjiyi açıklayabileceğini öne sürer ancak bu teoriler henüz deneysel olarak doğrulanmamıştır.[1][2]
Kaynaklar
- N. Author. Can We Unify Quantum Mechanics And Gravity? – Physics World. (31 Ekim 2013). Alındığı Tarih: 8 Eylül 2024. Alındığı Yer: Physics World | Arşiv Bağlantısı
- N. Kumar. A Higher-Dimensional Model Can Help Explain Cosmic Acceleration Without Dark Energy. (1 Ağustos 2024). Alındığı Tarih: 8 Eylül 2024. Alındığı Yer: Phys | Arşiv Bağlantısı
