İşte üzerinde düşünmesi çılgınca bir konu.
Şöyle bir sahne hayal edin: Elinizde bir atom — tek, minik bir atom — tutuyorsunuz ve onu aynı anda iki yerde var olmasını sağlayacak bir şey yapıyorsunuz. Bu, kuantum süperpozisyonudur ve bakmadığınız zamanlarda atomların sürekli olarak bunu yaptığını hatırlayana kadar tamamen saçma gelen şeylerden biridir.
Şimdi bırakın.
Ne olur?
İşte fizikçilerden oluşan bir ekibin tam olarak test ettiği şey buydu ve dürüst olmak gerekirse? Buldukları cevap hem bariz hem de aynı zamanda kesinlikle büyüleyici.
Fiziğin İki Kralı (Araları İyi Değil)
Bu deneyin neden önemli olduğunu açıklayayım, çünkü bu durum bilimin en büyük iki devinin bir arada iyi geçinememesiyle ilgili.
Bir tarafta, atomların ve küçük parçacıkların nasıl davrandığını açıklayan teori olan kuantum mekaniği var. Tuhaf, sezgilere aykırı ve harika bir şekilde işliyor. Parçacıklar aynı anda birden fazla durumda olabilir. Duvarlardan tünelden geçer gibi geçebilirler. Einstein’ı bile rahatsız eden şekillerde birbirlerine bağlı olabilirler (Einstein bunu ünlü bir şekilde "uzaktan ürkütücü etki" olarak adlandırmıştı).
Diğer tarafta ise Einstein’ın yerçekimi teorisi — genel görelilik var. Bu teori, cisimlerin neden düştüğünü, gezegenlerin nasıl yörüngede döndüğünü ve ne kadar hızlı hareket ettiğinize veya devasa bir cisme ne kadar yakın olduğunuza bağlı olarak zamanın neden farklı aktığını açıklar. Zarif, sayısız kez doğruluğu kanıtlanmış ve evreni kozmik ölçekte tanımlayan bir teoridir.
İşte sorun şu: Bu iki teori birbirinden nefret ediyor.
Yani, aslında birbirlerinden nefret etmiyorlar — bu saçma olurdu — ama fizikçiler onları tek bir birleşik teori haline getirmek için neredeyse bir asırdır uğraşıyor ve henüz kimse bunu başaramadı. Her biri kendi alanında mükemmel çalışıyor, ancak ikisini aynı anda uygulamaya çalıştığınız an her şey çöküyor.
Bu, tek başlarına harika olan ama aynı odada olduklarında tam bir felakete dönüşen iki arkadaşınızın olması gibi.
Peki Bu Bilim İnsanları Aslında Ne Yaptı?
Science Advances dergisinde yayımlanan deney, Negev Ben-Gurion Üniversitesi, Ulm Üniversitesi ve Oxford Üniversitesi’nden araştırmacılar tarafından, fizik alanındaki çalışmalarıyla Nobel Ödülü kazanan efsanevi Roger Penrose’un da dahil olduğu bir ekip tarafından yönetildi.
İnşa ettikleri şeye Kuantum Galileo Girişimölçeri adı verildi. Biliyorum, biliyorum — bu çok fazla süslü kelime. Ama işte basit hali:
Rubidyum atom bulutlarını (mutlak sıfıra yakın, süper soğuk) aldılar ve her atomun kuantum dalgasını iki ayrı yola böldüler. Bir yol, dikkatlice kontrol edilen manyetik alanlarla sabit tutuldu. Diğer yol ise havaya attığınız bir top gibi serbestçe düşmesine izin verildi.
Sonra — işte ilginç kısım — bu iki yolu tekrar bir araya getirdiler ve dalgaların birbirleriyle nasıl girişim yaptığını izlediler.
Bunu, bir göle farklı zamanlarda iki çakıl taşı atıp dalgalanmaların nasıl etkileşime girdiğini izlemek gibi düşünün. Bu dalgalanmalardaki fark, her bir çakıl taşının küçük yolculuğu sırasında başına gelenler hakkında size bir şeyler söyler.
Eşdeğerlik İlkesi Kuantum Güncellemesi Alıyor
İşte Einstein’ın tekrar devreye girdiği nokta burası.
Einstein’ın eşdeğerlik ilkesi, yerçekimi teorisinin temellerinden biridir. Temel fikir zarif bir şekilde basittir: Yerçekimi ve ivmelenme ayırt edilemez. Kapalı bir odadaysanız, ağırlık hissetmenizin Dünya üzerinde durmanızdan mı yoksa odanın uzayda ivmelenmesinden mi kaynaklandığını anlayamazsınız. Serbest düşen bir kişi, kütlesinden bağıms