Yoksa gök mü itiyor: Kütleçekimi bir yanılsama mı?

Sakin olabiliriz; insanlığın yüzyıllar içinde edinilmiş bilgi birikimini birkaç dakikalık “akıl” yürütmelerle veya pilot kalemlerle ters yüz edebileceğini düşünen gericileri sevindirecek haber henüz gelmedi. Ancak bazı fizikçiler, kütleçekiminin bir “temel kuvvet” olup olmadığını gerçekten sorguluyorlar.
bilimsoL - Mehmet Ali Olpak
Pazar, 20 Kasım 2016 14:45

Amsterdam Üniversitesi’nde fizik profesörü olan Erik Verlinde, yeni makalesinde bu fikri biraz daha geliştirmiş ve yeni bir kuram elde etmiş olabilir. Fakat yeni fikrin tam olarak ne olduğunu söylemeden önce, bazı kavramları tanıtmakta fayda var.

Çevremizde gördüğümüz nesnelerden, evrendeki en ilginç nesnelere (örneğin kara delikler) kadar bildiğimiz tüm maddenin, dört temel kuvvet aracılığıyla etkileştiğini düşünüyoruz. Bu kuvvetler, gündelik hayatımızda sıklıkla karşılaştığımız elektromanyetik kuvvet, atom çekirdeğinin iç dünyasını yöneten şiddetli ve zayıf kuvvetler ve ancak çok büyük nesnelerin (dünyamız gibi) bize hissettirebildiği ve yine gündelik hayattan bildiğimiz kütleçekim kuvvetidir. “Temel kuvvet”ten kasıt ise, bu kuvvetlerin başka tür etkileşimlerin yan ürünü olmamaları şeklinde ifade edilebilir. Örneğin, toplam elektrik yükleri sıfır olduğu halde, nötr atomlar/moleküller arasında çeşitli kuvvetler oluştuğunu biliyoruz; bu tür kuvvetlere van der Waals kuvveti deniyor. Ancak van der Waals kuvveti bir “temel kuvvet” değil; zira hareketli yüklerden kaynaklanan bir tür elektromanyetik kuvvet. Benzer şekilde, gündelik hayatta karşılaştığımız pek çok etkileşim türü (sürtünme kuvveti, tüm kimyasal ve biyolojik süreçler gibi) elektromanyetik etkileşimlerin ürünü. Dolayısıyla temel kuvvet kavramı, içeriği bakımından ortak olan kuvvetlerin hepsini tarif edebilen bir ana kategori oluyor.

Peki kütleçekimi bir temel kuvvet değilse ne olabilir?

Profesör Verlinde, daha önce de kütleçekiminin Newtonian fizikteki haliyle bir “entropik kuvvet” olabileceğini iddia etmişti. Entropi, çok parçacıklı sistemlerin termodinamik değişkenlerinden bir tanesi ve genellikle “sistemde düzensizliğe doğru evrilme eğiliminin ölçüsü” olarak tarif ediliyor. Örneğin bir bardağı yere bıraktığınızda kırılıyor, ama kırık camlara aşağıdan vurarak bütün bir bardak elde edemiyorsunuz; çünkü bardak kırılırken entropisi artıyor ve termodinamiğin yasaları bize evrendeki toplam entropinin azalmayan bir nicelik olduğunu söylüyor (entropi kavramı, zamanın tekyönlülüğünü açıklamak için de kullanılabiliyor). Ancak bu süreci gerektiren mikroskopik düzeyde bir etkileşim (bardağın molekülleri arasında) bulunmuyor.

Benzer şekilde, kütleçekimi olarak adlandırdığımız olgu da çok parçacıklı bir sistem olan evrenin termodinamik özelliklerinin bir yan ürünü olabilir; yani mikroskopik düzeyde kütleçekimi diye bir kuvvet hiç bulunmayabilir! Bu ilginç fikri geliştirebilmek için, uzay kavramının kendisini de sorgulamamız gerekiyor; zira (özellikle genel görelilik söz konusuyken) bir entropik kuvvetten söz edeceksek, ilgilendiğimiz sistemi (yani maddeyi) uzay-zamana referans vermeden tarif edebilmemiz gerekiyor. Sonra, bu sistemin özelliklerinin, uzay-zamanı nasıl belirleyeceğini söyleyebilmemiz gerekiyor. Bu da aslında Galileo’dan bu yana bildiğimiz fizik yapma yaklaşımlarıyla biraz ters düşüyor; uzayı düşünmeden maddeyi düşünebilmek pek de denemediğimiz* bir yol. Yine de, fikir düzeyinde de olsa heyecan verici olacağını tahmin etmek zor değil.

Ancak her durumda, gök itmiyor; yer çekiyor. Bu bilgiyi yaymamızda bir sakınca bulunmuyor. 

Kaynak haber: http://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-3920096/Is-gravity-ILLUSI...

* Fizik literatürü içinde.