Genel görelilik, Einstein'ın yerçekimi teorisi, bize büyük ölçekli evreni matematiksel olarak modellemek için yararlı bir temel verirken, kuantum teorisi bize atom altı parçacık fiziğini ve olası küçük ölçekli, yüksek enerji yoğunluğu fiziğini modellemek için yararlı bir temel sağlar. Genel göreliliğin tekillik olarak modellendiği ve bu konuda söyleyecek başka bir şeyi olmayan, Big Bang'den sonraki nanosaniye olan erken evren.
Kuantum yerçekimi teorilerinin söyleyecek daha çok şeyi olabilir. Genel göreliliği uzay-zaman için nicelikli bir yapıya genişleterek, belki de küçük ve büyük ölçekli fizik arasındaki boşluğu kapatabiliriz. Örneğin, iki kat özel görelilik var.
Geleneksel özel görelilik ile, iki farklı eylemsizlik referans çerçevesi aynı nesnenin hızını farklı şekilde ölçebilir. Yani, bir trende iseniz ve bir tenis topunu öne doğru fırlatırsanız, saatte 10 kilometre hızla hareket ettiğini ölçebilirsiniz. Ancak tren istasyonu platformunda duran ve treninizin saatte 60 kilometre geçmesini izleyen başka biri, topun hızını 60 + 10'da ölçer - yani saatte 70 kilometre. Saniyede birkaç nanometre verin veya alın, ikiniz de haklısınız.
Bununla birlikte, Einstein'ın işaret ettiği gibi, bir topu atmak yerine bir meşale ışını parlattığınızla aynı deneyi yapın, trende ilerleyin - hem trende hem de platformdaki kişi meşale ışınının hızını ışık hızı olarak ölçer - saatte 60 kilometre daha olmadan - ve ikiniz de haklısınız.
Platformdaki kişi için, trende hız (mesafe ve zaman) bileşenlerinin, mesafelerin daralması ve zaman genişlemesinin (yani daha yavaş saatler) değiştirileceği anlaşılmaktadır. Ve Lorenz dönüşümlerinin matematiği ile, bu etkiler trene göre daha hızlı bir şekilde daha belirgin hale geliyor. Ayrıca, tren üzerindeki nesne kütlesinin de arttığı ortaya çıkıyor - yine de, herkes sormadan önce tren, ışık hızının yüzde 99.9999'unda (vb.) Bile bir kara deliğe dönüşemez.
Şimdi, iki kat özel görelilik, referans çerçevenizden bağımsız olarak sadece ışık hızının her zaman aynı olmadığını, aynı zamanda Planck kütle ve enerji birimlerinin de her zaman aynı olduğunu öne sürüyor. Bu, göreceli etkilerin (trende arttığı görülen kitle gibi) Planck (yani çok küçük) ölçeğinde meydana gelmediği anlamına gelir - ancak daha büyük ölçeklerde iki kat özel görelilik, geleneksel özel görelilikten ayırt edilemeyen sonuçlar vermelidir.
Kuşkusuz özel görelilik aynı zamanda kuantum yerçekimi teorisine doğru genelleştirilebilir - ki bu, Planck ölçeğinden genişletildiğinde genel görelilikten ayırt edilemeyen sonuçlar vermelidir.
Planck ölçeğinde e = m, makro skalasında e = mc olmasına rağmen ortaya çıkıyor2. Ve Planck ölçeğinde, bir Planck kütlesi 2.17645 × 10-8 kg - sözde bir pire yumurtasının kütlesi - ve bir Planck uzunluğunda bir Schwarzschild yarıçapına sahip - yani bu kütleyi bu kadar küçük bir hacme sıkıştırırsanız, bir Planck birim enerji içeren çok küçük bir kara delik haline gelir.
Başka bir deyişle, Planck ölçeğinde, yerçekimi kuantum fiziğinde önemli bir güç haline gelir. Gerçekten de, bunun tek söylediği şey, bir Planck uzunluğuyla ayrıldığında iki Planck kütlesi arasında bir Planck kütleçekim kuvveti birimi olduğudur - ve bu arada, Planck uzunluğu, ışığın Planck zamanının bir birimi içinde hareket ettiği mesafedir!
Ve bir Planck enerji birimi (1.22 × 10)19 GeV) parçacıkların maksimum enerjisi olarak kabul edilir - bunun, Büyük Patlamanın ilk aşaması olan Planck çağında beklenen koşulları temsil ettiğini düşünmek caziptir.
Her şey son derece heyecan verici geliyor, ancak bu düşünme çizgisi, dikkate alınan fiziksel sistemler hakkında önemli bilgileri kaldırarak matematiğin daha iyi çalışmasını sağlamak için sadece bir hile olarak eleştirildi. Ayrıca, konvansiyonel göreliliğin temel prensiplerini baltalama riskini de göze alırsınız, çünkü aşağıdaki makalede belirtildiği gibi, bir Planck uzunluğu, bir gözlemcinin referans çerçevesinden bağımsız olarak değişmez bir sabit olarak kabul edilebilirken, ışık hızı çok yüksek enerji yoğunluklarında değişebilir.
Bununla birlikte, Büyük Hadron Çarpıştırıcısının bile Planck ölçeğinde neler olabileceği veya olmayabileceğine dair doğrudan kanıt sunması beklenmediğinden, şimdilik matematik işini daha iyi hale getirmek en iyi yol gibi görünüyor.
Daha fazla okuma: Zhang ve diğ. Şüpheli Özel Görelilikte Foton Gazı Termodinamiği.
