Fizikçiler zamanın doğasını çözmek için mini evren inşa etti

Birmingham Üniversitesi'nden fizikçi Giovanni Barontini ve ekibi, zamanın gerçekten var olup olmadığını test etmek amacıyla laboratuvar ortamında "mini bir evren" inşa etti.
 
Kuantum dünyası, mantığımıza tamamen ters düşen şaşırtıcı bir yapıya sahip. En küçük ölçeklerde; konum ve momentum gibi temel fiziksel özellikler belirsizleşiyor ve bizim bildiğimiz anlamda bir "zaman" kavramı ortadan kalkıyor. Bilim dergisi Physical Review Letters’da yayımlanan yazıya göre, Birmingham Üniversitesi'nde görev yapan fizikçi Giovanni Barontini de zamanın doğasını ve evrenimizin temel bir özelliği olup olmadığını araştırmak için sıfırdan "mini bir evren" inşa etti.
 
Zaman kavramının kendi kendine ortaya çıkmasını sağlamak isteyen Barontini, bu mini evreni mutlak sıfır noktasının milyarda biri kadar bir sıcaklığa soğutulmuş yaklaşık 24 bin rubidyum atomundan oluşturdu. Bu aşırı soğuk ortamda parçacıklar, "Bose-Einstein yoğuşması" adı verilen egzotik bir madde formuna (kuantum haline) dönüştü. Barontini, bu maddeyi manyeto-optik bir tuzağa hapsetti ve iki farklı frekanstaki lazer ışınının kesişmesiyle oluşan bir bariyer kullanarak sistemi iki bölüme ayırdı.

Bu düzenek sonucunda, gözlemlenebilen "aydınlık" bir bölüm ile gözlemlenemeyen "karanlık" bir bölüm elde edildi. Atomlar bu bölgeler arasında göç etti ve bunu yaparken yanlarında entropiyi (düzensizliği) de taşıdı. Olayları ölçmek için normal bir saat yerine, tamamen aydınlık ve karanlık bölgeler arasındaki düzensizlik akışına dayanan bir "entropik zaman" kurgulandı. Buna göre atomlar göç ederken saat işliyordu; düzensizlik akışı neredeyse durduğunda ise bu mini evrenin içindeki zaman da duruyordu.
 
Bunun doğurduğu sonuçlar, zamana dair geleneksel anlayışa meydan okuyor. Buna göre; evrenin sürekli genişlediği "Büyük Patlama" (Big Bang) ile evrenin kendi içine çöktüğü "Büyük Çöküş" (Big Crunch) arasındaki boşluklarda (yani hiçbir entropi akışının olmadığı anlarda) zaman geçmedi. Barontini yaptığı açıklamada, "Bu çalışma; 'zamanın', bizim düşündüğümüz gibi dışarıdan işleyen tıkır tıkır bir saatten çok, bir sistemin kendi içindeki değişimlerle tanımlanabileceğine dair kontrollü ilk deneysel kanıtı sunuyor" dedi. Bu durum, günümüzde bazı bilim insanlarının öne sürdüğü "sonsuz bir döngü içinde yaşayan evren" hipoteziyle de örtüşüyor.
 
Bu tür mini evrenler fizik dünyası için son derece değerli birer test alanı. Çünkü aşırı soğutulmuş atom sistemleri, evrenin en gizemli işleyişlerini incelemek üzere laboratuvarda hassas bir şekilde tasarlanabiliyor. Fizikçiler; bu matematiksel ve fiziksel soruları niceliksel olarak test edebilecek kontrollü bir sistem yaratarak, kuantum yerçekiminin kafa karıştırıcı yönlerini incelemeye devam ediyor. Böylece genel görelilik ile kuantum mekaniğini birleştirme hayaline bir adım daha yaklaşılacak.