6 Eylül 2019 Cuma

Fizikte Şimdiye Kadarki En Kötü Tahminde Çözüm Sağlama

fizikte şimdiye kadarki en kötü tahminde çözüm sağlama

Bir asır önce Albert Einstein'ın genel görelilik teorisinde tanıttığı kozmolojik sabit, fizikçiler tarafında bir dikendir. Bu parametrenin teorik öngörüsü ile astronomik gözlemlere dayanan ölçümü arasındaki fark 10121 'dir. Bu tahminin tüm fizik tarihinin en kötüsü olarak kabul edildiğini öğrenmek şaşırtıcı değildir. İsviçre'deki Cenevre Üniversitesi'nden (UNIGE) bir araştırmacı, bu tutarsızlığı giderebilecek görünen bir yaklaşım önermektedir. Belgedeki orijinal fikir, başka bir sabitin (genel görelilik üzerine denklemlerin bir parçasını da oluşturan Newton'un evrensel yerçekimi G) değişebileceğini kabul etmektir. Bilimsel topluluk tarafından olumlu olarak kabul edilmiş olan bu potansiyel büyük atılımın, deneysel olarak doğrulanabilecek (ya da çürütülmüş) tahminler üretmek için hala devam etmesi gerekmektedir.

UNIGE'nin Fen Bilimleri Enstitüsü'nün Teorik Fizik Bölümünde Yardımcı Doçent olan Lucas Lombriser, "Çalışmam, nihayetinde kozmolojik sabit ile ilgili teori ve gözlemin uyumunu mümkün kılan genel görelilik denklemlerinin yeni bir matematiksel manipülasyonundan oluşuyor." dedi.

Tam Hızlanmada Genişleme

Kozmolojik sabit λ (lamda), bir asırdan fazla bir süre önce Einstein tarafından genel görelilik üzerine eşitliklere sokuldu. Ünlü fizikçinin, teorisinin statik olduğuna inandığı bir evrenle uyumlu olmasını sağlamak için sabitliğe ihtiyacı vardı. Bununla birlikte, 1929'da başka bir fizikçi (Edwin Hubble) galaksilerin birbirlerinden uzağa gittiğini keşfetti, evrenin gerçekte genişlediğinin bir işaretiydi. Bunu öğrenirken, Einstein gözlerinde işe yaramaz hale gelen kozmolojik sabiti tanıttığı gerçeğini reddetti ve hatta bunu "hayatımın en büyük yükü" olarak nitelendirdi.

1998'de, uzak süpernovaların kesin analizi, evrenin sürekli olmaktan uzaklaşmasının, gizemli bir güç, kozmosu daha hızlı ve daha hızlı bir şekilde şişmekte olduğu gibi, aslında hızlandığını kanıtladı. Kozmolojik sabit, fizikçilerin “vakum enerjisi” dediği şeyi (doğası bilinmeyen (karanlık enerji, özlülük, vb. hakkında konuşuruz) fakat evrenin hızlandırılmış genişlemesinden sorumlu olan bir enerji tanımlamak için bir kez daha gerekti.

Süpernovaların ve özellikle kozmik mikrodalga fonlarının (gökyüzünün tüm bölümlerinden gelen ve Büyük Patlama'dan bırakıldığı düşünülen mikrodalga radyasyonu) en kesin gözlemleri, bunun için deneysel bir değerin ölçülmesini mümkün kılmıştır. Sonuç, hızlandırılmış genişlemenin istenen etkisini üretmek için yeterince büyük olan çok küçük bir rakamdır (1.11 × 10-52 m-2 ).

Teori ve Gözlem Arasındaki Büyük Boşluk

Sorun, kozmolojik sabitin teorik değerinin çok farklı olmasıdır. Bu değer, kuantum alan teorisi kullanılarak elde edilir: bu, çok küçük ölçekte parçacık çiftlerinin hemen hemen her alanın ve herhangi bir anda anında anında yaratıldığını ve yok edildiğini tutar. Bu "vakum dalgalanmasının" enerjisi kozmolojik sabite katkı olarak yorumlanır. Ancak değeri hesaplandığında, büyük ölçüde deneysel değer ile uyumsuz olan muazzam bir rakam elde edilir (3.83 × 10+69 m-2 ). Bu tahmin , bilim arasında teori ve deney arasında bugüne kadar elde edilen en büyük farkı (10121  faktörü ile ) temsil eder.

Kozmolojik sabitin bu problemi, güncel teorik fiziğin en sıcak konularından biridir ve dünyadaki sayısız araştırmacısını harekete geçirmektedir. Herkes, soruyu çözecek fikirleri ortaya çıkarmak için genel görelilik denklemlerini her yönden inceliyor. Birkaç strateji öne sürülmesine rağmen, şu an için genel bir fikir birliği yoktur.

Profesör Lombriser, bir kaç yıl önce Einstein'ın denklemlerinde ortaya çıkan G (Newton) çekim kuvveti sabitine bir çeşitlilik katmak konusunda orijinal bir fikre sahipti. Bu evren, ancak birkaç küçük (6.674 G ile 08 × 10-11 m3 / kg s2 ) farklı teorik olanaklar sonsuz sayıda arasında özel bir durum haline gelir.

Çok sayıda gelişme ve hipotezden sonra, Profesör Lombriser'in matematiksel yaklaşımı, kozmolojik sabiti ifade etmenin bir başka yolu olan manip (omega lamda) parametresini hesaplamanın mümkün olduğu ancak manipülasyonun çok daha kolay olduğu anlamına gelir. Bu parametre aynı zamanda karanlık enerjiden oluşan (evrinin maddeden oluştuğu) evrenin şu andaki kısmını da gösterir. Cenevre merkezli fizikçi tarafından elde edilen teorik değer yüzde 0,704 veya yüzde 70,4'tür. Bu rakam, bugüne kadar elde edilen en iyi deneysel tahmin oranıyla, yüzde 121,685 veya yüzde 68,5 ile yakın bir uyum içinde ve bunun 10121  tutarsızlık üzerinde büyük bir gelişme olduğunu belirtiyor.

Lombriser tarafından önerilen yeni çerçevenin kozmolojinin diğer gizemlerini yeniden yorumlamak veya açıklığa kavuşturmak için kullanılıp kullanılamayacağını doğrulamak için bu ilk başarının şimdi daha ileri analizlerle takip edilmesi gerekmektedir. Fizikçi, toplumun gösterdiği ilgiyi yansıtan bilimsel konferanslardaki yaklaşımını sunmak ve açıklamak için çoktan davet edildi.

Kaynak