Birçok kişi, Isaac Newton’ın derin düşüncelere dalmış bir halde elma ağacının altında oturduğu, aniden başına bir elmanın düşmesiyle yerçekimi ya da kütle çekimi teorisini geliştirdiği hikayesini duymuştur. Ancak aradan geçen uzun zamanın ardından fizikçiler, kütle çekiminin aslında çok sıra dışı bir fizik yasası olduğunu fark ettiler. Doğadaki diğer temel kuvvetlerle kıyaslandığında, kütle çekimini matematiksel ve teorik olarak açıklamak her zaman çok daha zordu. Bugün, bu benzersiz tuhaflığın arkasındaki neden nihayet aydınlandı: Kütle çekimi aslında temel bir kuvvet olmayabilir; aksine, çok daha derin ve temel bir başka fiziksel olgunun türevi olabilir.
Amsterdam Üniversitesi Teorik Fizik Enstitüsü’nde fizik profesörü olan 48 yaşındaki saygın sicim kuramcısı Profesör Eric Verlinde, yerçekimi hakkında yeni bir teori öne sürdü. New York Times’ın 12 Temmuz 2010 tarihli haberine göre Verlinde, “Yerçekiminin Kökeni ve Newton Yasaları Üzerine” başlıklı makalesinde, yerçekiminin aslında termodinamik yasalarının bir sonucu olduğunu savundu. Böylece 300 yıllık bilimsel mantığı tersine çeviren Verlinde; yerçekiminin temel bir kuvvet değil, fizikçiler arasında sürekli kargaşaya neden olan bir yanılsama olduğunu öne sürdü.
”Bana göre yerçekimi diye bir şey yok,” diyen Prof. Verlinde, bunun nesnelerin yere düşmeyeceği anlamına gelmediğini belirtti. Prof. Verlinde ve bazı fizikçiler, bilimin yerçekimine yanlış bir açıdan yaklaştığı görüşünde. Onlara göre yerçekimi, temel bir kuvvet olmaktan ziyade daha derindeki süreçlerden “ortaya çıkan” türetilmiş bir olgu. Tıpkı borsanın bireysel yatırımcıların kolektif davranışlarıyla şekillenmesi ya da esnekliğin atomların mekanik hareketlerinden doğması gibi, yerçekimi de evrenin temel taşlarının bir araya gelmesiyle oluşuyor.
Yerçekimi Esasen Entropik Bir Kuvvettir
Teorinin özü, fiziksel sistemlerdeki düzensizlikle (entropiyle) ilişkilidir. Prof. Verlinde’nin argümanı, bir bakıma yerçekiminin “kötü saç günü” teorisi olarak da adlandırılabilir. Mantık tam olarak şöyle işliyor: Saçınız sıcak ve nemli havada kabarır; çünkü saç tellerinin düz durmasından ziyade kıvırcık olma olasılığı (olasılık kombinasyonu) çok daha yüksektir ve doğa her zaman olasılıkları sever. Bu nedenle saçı düzleştirmek, yani doğanın bu alternatif seçeneklerini ortadan kaldırmak için dışarıdan bir kuvvet uygulamak gerekir. Isaac Newton’un denklemleriyle tanımlanan o gizemli çekimi ya da Einstein’ın eğri uzay-zaman kavramını bir kenara bırakın. Prof. Verlinde, yerçekimi dediğimiz kuvvetin aslında doğanın düzensizliği en üst düzeye çıkarma eğiliminin (termodinamikteki entropi artışının) basit bir yan ürünü olduğunu öne sürüyor.
Profesör Verlinde’nin teorisine göre yerçekimi, esasen entropik bir kuvvettir. Küçük parçacıkların birbiriyle olan etkileşimi ve hareketi, bu cisimleri çevreleyen düzensizlik (entropi) miktarını değiştirir ve bu değişim makro düzeyde yerçekimi olarak hissedilir. Verlinde, holografik ilkeye dayanan bu yaklaşımla Newton’un ikinci hareket yasasını matematiksel olarak türetmeyi başarmıştır. Ayrıca onun bu teorisi, fizikteki “eylemsizlik kütlesi” kavramına dair de tamamen yeni bir bakış açısı sunmaktadır.
Peki, gerçekte yerçekimi nedir?
Pek çok fizikçi Prof. Verlinde’nin bu teorisini ikna edici bulmasa da akıllara şu soru geliyor: Peki, gerçekte yerçekimi nedir? Modern bilimde evren üzerine yapılan araştırmalar, büyük ölçüde yerçekimi teorilerine dayanmaktadır. Dolayısıyla eğer yerçekimi aslında var olmayan bir yanılsamaysa, galaksiler ve evrenin yapısı hakkındaki tüm anlayışımız kökten yanlış olabilir. Aslında bu durum, gökbilimcilerin uzak gök cisimlerinin kütle çekimsel hareketlerini açıklamakta neden sık sık zorlandıklarını ve denklemleri eşitlemek için neden “karanlık madde” kavramına sığınmak zorunda kaldıklarını da açıklayabilir.
Bu bağlamda, yeni bir yerçekimi teorisi, fizikçilerin karşılaştığı bazı can sıkıcı kozmik sorunlara ışık tutma potansiyeline sahiptir. Örneğin galaksileri bir arada tuttuğu varsayılan karanlık madde ya da evrenin genişlemesini hızlandıran ve bir tür “ters yerçekimi” gibi çalışan karanlık enerji bu sayede açıklanabilir. Sonuç olarak bu yeni yaklaşım, bilim insanlarını evreni tamamen farklı bir gözle anlamaya teşvik edebilir.
“Kütle çekiminin aslında var olmadığını uzun zamandır biliyoruz,” diyen Prof. Verlinde ekledi: “Artık bunu yüksek sesle haykırmanın zamanı geldi, belki de çoktan geçiyor…”
Kaynak:
Mo Xinhai, pureinsight.org
Dennis Overbye, nytimes.com