Eğer farklı ışık dalga boyları, uzay-zamana farklı biçimde uğrasaydı; Büyük Patlama (Big Bang) hiç meydana gelmeyebilirdi.
Ya evrenin hiç başlangıcı yoksa, ve zaman, evren Büyük Patlamayla var olmadan önce, “sonsuza uzanıyorsa“? Bu, “Gökkuşağı kütle çekimi” adı verilen bir düşüncenin olası bir sonucu. Bu şekilde adlandırıldı çünkü uzay-zaman boyunca olan kütle çekimi etkilerinin ışığın farklı dalga boyları tarafından, ‘gökkuşağındaki farklı renkler‘ diye de bilinen tarafından farklı bir şekilde hissedildiğini varsayıyor.
Gökkuşağı kütle çekimi, bundan 10 sene kadar önce çok büyük cisimlerin dünyasını konu edinen Genel Görelilik (Genel İzafiyet) ile çok küçük cisimlerin dünyasıyla ilgilenen Kuantum Mekaniği arasındaki anlaşmazlıkları gidermek amacıyla ileri sürüldü. Bu düşünce, kuantumun kütle çekim üzerindeki etkilerini tam olarak açıklayan bir teori değil ve büyük ölçüde de kabul görmedi. Fizikçiler yine de şimdi, konsepti evrenin nasıl başladığı sorusu üzerine uyguladılar ve “Gökkuşağı kütle çekimi” etkisinin doğru olduğunu keşfettiler. Bu durum uzay-zamanın, Büyük Patlama Teorisi’nin büyük ölçüde kabul gören resminden çok daha farklı bir başlangıç hikâyesine sahip olabileceğini düşündürüyor.
Einstein’ın Genel Görelilik Kuramı’na göre devasa nesneler, uzay-zamanı ve ışık da dahil olmak üzere onun içerisinde hareket eden her şeyi bükerler ve onların eğik bir yol izlemesine neden olurlar. Standart Fizik; bu eğik yolun, uzay-zamanda hareket eden cisimlerin enerjisinden bağımsız olması gerektiğini söyler. Ancak Gökkuşağı kütle çekimine göre, enerji yolu etkiler. Mısır’daki Zewail şehrinde bulunan Teorik Fizik Merkezi’nden olan ve Ekim 2013 ayı içerisinde Kozmoloji ve Astro-Parçacık Fiziği Dergisi’nde konuyla ilgili makalesi yayınlanan Adel Awad şöyle diyor: “Farklı enerjili parçacıklar; farklı uzay-zamanı, farklı kütle çekim alanlarını görürler.” Işığın rengi, onun frekansı ile belirlenir ve farklı frekanslar, farklı enerjiler demek olduğu için; farklı renklerdeki ışık parçacıkları (fotonlar), uzay-zaman içerisinde az da olsa farklı yolları izlerler. Bu yolları, onların enerji düzeyleri belirler.
Genellikle bu etkiler çok küçüktür, dolayısıyla, yıldızlar ve galaksilere yönelik yapılan gözlemlerde bu etkiler neredeyse hiç görülmez. Ancak örneğin, “Gama ışını patlamaları” adı verilen yıldızlara ait patlamalar gibi devasa enerjiler söz konusu olduğunda, bu farklar tespit edilebilir. Bu patlamalardan yayılan farklı dalga boyları, milyarlarca ışık yılı boyunca uzay-zamanda ilerledikten sonra, Dünya’ya az da olsa farklı zamanlarda ulaşırlar. Roma’daki Roma Sapienza Üniversitesi’nde fizikçi olan ve bu işaretlerin olabilirliği üzerine çalışan Giovanni Amelino-Camelia şöyle diyor: “Bunun böyle olduğuna dair sonuca varmamıza yetecek kadar delil şimdilik bulunmuyor. Ancak modern gözlemevleri, şimdi bu tür etkileri ölçmek açısından gereken hassaslığı kazanıyorlar ve gelecek yıllarda da gelişecekler.”
Gökkuşağı kütle çekiminin etkilerini önemli kılacak düzeydeki enerjiler, günümüzde çok az olsa da, “erken evren” döneminde baskın bir şekilde bulunuyordu. Bu da, her şeyin bugüne kadar düşündüklerimizden farklı bir şekilde başlamış olabileceğini düşündürüyor. Awad ve arkadaşları; Gökkuşağı kütle çekiminin birbirinden biraz farklı iki yaklaşımına dayanarak, evrenin başlangıcıyla ilgili iki farklı senaryo üzerinde duruyorlar: Bir senaryoya göre, eğer zamanı geriye doğru takip edecek olursanız, evren giderek yoğunlaşacaktır ve sonunda da sonsuz yoğunluğa doğru gidecektir fakat asla sonsuz olmayacaktır. Öteki senaryoya göre ise, yine evrenin çok yüksek bir yoğunluğu vardır ancak bu defa bu yoğunluk değeri sonsuz değil, sonludur. Yani, çok yüksek bir yoğunluk değerinde evrenin başlangıç yoğunluğu sabitlenecektir. İki senaryoda da “TEKİLLİK“; yani, evrenin son derece yoğun olduğu bir nokta, bir başka deyişle, Büyük Patlama bulunmamaktadır. Awad şöyle diyor: “Bu elbette ki, ilginç bir sonuçtur. Çünkü birçok kozmolojik modelde, tekillik bulunmaktadır.” Bu sonuç, evrenin belki de hiçbir zaman bir başlangıcı olmadığını göstermektedir. Bunun yerine zaman, sonsuza kadar geri takip edilebilir.
Ancak tabii ki bu senaryoların gerçeği yansıttığı sonucuna varmak için henüz çok erken.Yine de, bu sonuçlar ilgi çekici. Araştırmada yer almayan ancak kütle çekiminin kuantum teorisi üzerine olan yapılarını araştıran Amelino-Camelia şunları söylüyor: “Bu makale ve benzer birkaç diğer makale, bu fikrin kozmolojide haklı bir yeri olduğunu gösterebilir, bu da beni umutlandırıyor.” Kuantum kütle çekiminde, “Gökkuşağı kütle çekimi” olarak adlandırabileceğiniz özelliğe dair giderek artan örnekler bulmaktayız. Bu durum, gitgide dikkat çeken bir hal alıyor.”
Yine de, bu konsepti eleştirenler de var. Nordik Teorik Fizik Enstitüsü’nden Sabine Hossenfelder şöyle diyor: “Bu modelin gerçekle herhangi bir ilişkisi olduğunu hiç sanmıyorum.” Hossenfelder, sözlerine şunları ilave ediyor: “Büyük Patlama tekilliğinden uzak durmanın tek yolu bu fikir değil. Ayrıca problem, tekilliği kaldırmakla ilgili değil. Problem, Genel Göreliliği tutarlı bir şekilde değiştirmekle alakalı. Bu sayede, hem Genel Göreliliğin hem de Parçacık Fiziği Standart Modeli’nin başarıları tekrarlanır.”
Ontario’da bulunan, “Gökkuşağı kütle çekimi” fikrini ilk defa Imperial College London’dan Joao Magueijo ile birlikte ileri süren Perimeter Teorik Fizik Enstitüsü’nden Lee Smolin ise şöyle diyor: “Gökkuşağı kütle çekimi, bana göre çok daha büyük bir fikir olan göreceli lokalitenin (izafi lokalite) sadece bir parçasıdır. Göreceli lokaliteye göre; farklı uzay-zaman konumlarındaki gözlemciler, bir olayın nerede meydana geldiğine dair bir uzlaşıya varmazlar. Bir diğer deyişle, lokasyon da görecelidir. Göreceli lokalite, aynı fikri anlamanın daha derin bir yoludur.” Smolin, sözlerine şunları ilave ediyor: “Awad ve arkadaşları tarafından yayınlanan makale ilgi çekicidir ancak bu sonuçlara inanmadan önce, onları göreceli lokalite çerçevesinde tekrar test etmek isterim. Yazarların farkında olmadan yazdıkları yüzünden, lokaliteyle ilgili sorunlar olacak.”
Araştırmacılar gelecek yıllarda gama ışını patlaması ve diğer kozmik fenomenlerde gökkuşağı kütle çekiminin etkilerini analiz etmeyi umuyorlar. Eğer keşfederlerse, evrenimizin sandığımızdan daha “renkli” bir geçmişi olduğu anlaşılacak…
Çeviren: Esin Tezer
Kaynak: http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=rainbow-gravity-universe-beginning&WT.mc_id=SA_Facebook