Düzensizliğin büyümesi; büyük nesnelerin birbirine doğru hareket etmesine neden oluyor olabilir.
Evreni açıklamak için kullanılan Standart Model, evrende bilinen 4 kuvvetten yalnızca 3’ünü açıklıyor. 4 temel kuvvet olarak bilinen elektromanyetik, zayıf ve güçlü etkileşimler ve yerçekimini dışarıda bırakıyor.
Isaac Newton ve çağdaşlarının geliştirdiği bazı erken modeller, çekimi bir “itme” etkisi olarak açıklamaya çalıştı. Bu modeller başarısız oldu, ama yerçekiminin temel bir kuvvet değil de daha derin fiziksel süreçlerin kolektif sonucu olabileceği fikri fizik dünyasına hakimdi. 2024’ün başlarında, Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı’ndan teorik fizikçi Daniel Carney liderliğindeki bir ekip, bu eski fikirlerin modern bir versiyonunu sundu.
Carney ve ekibinin önerdiği birinci modelde, uzay bir kuantum ızgarası gibi düşünülüyor. Bu ızgarada çok sayıda qubit yer alıyor ve bunlar normalde rastgele yönlenmiş durumda. Kuantumda qubit (kuantum biti), klasik bilgisayarlarda kullanılan bitlerin kuantum karşılığına deniyor. Klasik bir bit yalnızca 0 ya da 1 olarak iki değerden birini alabiliyorken bir qubit, kuantum mekaniğinin süperpozisyon özelliği sayesinde aynı anda hem 0 hem 1 durumunda olabiliyor.
Fakat bir kütle bu qubitleri kendi çevresinde belli bir düzene sokuyor. Bu kütle bir gezegen olarak düşünülebilir. Böylece, qubitlerin düzensizliği, yani entropisi azalıyor. Eğer iki kütle varsa, iki düzenli “ceplik” oluşuyor. Ancak doğada sistemler entropilerini artırma eğiliminde, yani tekrar düzensizliğe dönmek isterler. Bu yüzden, qubitler sistemin enerjisini artırmadan bu düzenli bölgeleri küçültmek ister, bu da kütleleri birbirine yaklaştırır. Dışarıdan bakan biri, bu kütlelerin birbirini çektiğini, yani yerçekimi olduğunu zanneder. Oysa bu görünür etki aslında qubitlerin entropiyi artırma çabasının sonucu oluşabilir.
İkinci modelde ise böyle bir fiziksel ızgara yok. Qubitler belirli bir yerde olmak zorunda değil, hatta çok uzakta bile olabilirler. Bu modelde de kütleler qubitler aracılığıyla etkileniyor ama bu etkileşim uzayda yayılmış halde, yani Newton’un “her şey her şeyi etkiler” ilkesine uygun şekilde. Burada her qubit belli miktarda enerji depolayabiliyor ve bu miktar, iki kütlenin birbirine olan uzaklığına bağlı. Kütleler uzaktaysa birkaç qubit yeterli oluyor. Ama yakınlaştıklarında, her qubit daha az enerji taşıyabiliyor, bu yüzden sistem aynı enerjiyi daha çok qubite yaymak zorunda kalıyor , bu da daha yüksek entropi demek. Doğa yüksek entropiyi sevdiği için, kütleleri yaklaştırmak istiyor.
Her iki model de şunu gösteriyor: Görünüşte kütleler birbirini çekiyormuş gibi dursa da, aslında bu “çekim”, altta yatan kuantum süreçlerin, yani qubitlerin entropiyi artırma çabasından kaynaklanıyor. Newton’un yerçekimi yasası burada bir sonuç gibi ortaya çıkıyor.
Carney, bu modellerin tamamen varsayımsal ve mühendislik ürünü olduğunu kabul ediyor. Modeller yalnızca Newton’un yerçekimi yasasını açıklayabiliyor, Einstein’ın genel görelilik kuramındaki uzay-zaman eğriliğini açıklayamıyor. Ancak amaç, yerçekiminin mikro düzeydeki rastlantısal hareketlerden nasıl doğabileceğini “kanıtlayabilmek”. Diğer bir deyişle, bu bir “mümkünlük gösterimi”.
Kaynak: Quantamagazine
