Bilim Kurgu Gerçek Oluyor: Google’ın Kuantum Bilgisayarı İle Solucan Delikleri Kontrol Edilebiliyor!
Belki de solucan delikleri artık sadece bilim kurgu dünyasında kalmayacak.
Albert Einstein, haklı olarak tüm zamanların en etkili fizikçilerinden biri olarak kabul edilir. Maddelerin muazzam hızlardaki hareketini yöneten ve yerçekimi kuvvetini uzay ve zamanın bükülmesi olarak yeniden tasarlayan çeşitli görelilik teorilerini oluşturdu. Aynı zamanda kuantum mekaniğinin özellikleri üzerine harikulade yazılar yazdı, bu teoriyi temelden yanlış olduğu gerekçesiyle reddetmiş, ancak teorinin çıkarımlarını araştırmıştır.
Einstein’ın bir dahi olarak ünü sağlam olsa da, özellikle Einstein’ın en egzotik tahminlerinden biri olan solucan delikleri veya uzaydaki tüneller konusunda biraz daha fazla doğrulama asla zarar vermez.
Caltech, Google, Fermilab, MIT ve Harvard’dan araştırmacıların oluşturduğu bir konsorsiyum, solucan deliğine benzeyen bir fenomen üretmek ve kontrol etmek için Sycamore kuantum işlemcisi adı verilen bir cihazı kullandı. (Sycamore, Google tarafından geliştirilen bir kuantum bilgisayar markasıdır.) Bu nasıl çalışıyor? Einstein’ın iki fikri arasındaki karmaşık bağlantılara dayanmaktadır.
Solucan delikleri ve kuantum dolanıklığı: 1935 yılında Einstein, öğrencisi Nathan Rosen ile birlikte yerçekimi teorisini genel görelilik teorisine dönüştürmenin yollarını araştırıyordu. Sorunlardan biri, teorinin kara deliklerin merkezinde sonsuzluklar öngörmesi, bu sonsuzlukların ölü bir yıldızın toplam kütlesi, sıfır boyutlu bir noktaya çöktüğünde ortaya çıkmasından kaynaklanıyordu.
Rosen ve Einstein, diğer olası çözümlerle oynayarak bu sorunu çözmek için bazı yaratıcı matematik kullanarak, iki tekilliği birbirine bağlayan bir tüpü önerdiler. Bu tüplere Einstein-Rosen köprüleri veya daha yaygın bilinen adıyla solucan delikleri denir. Prensip olarak, solucan deliklerinin uçları büyük mesafelerle ayrılmış olsa bile, bir nesnenin bir solucan deliğine girmesi ve diğerinden çıkması mümkün olabilir. Nesne ekstra boyutlar arasında seyahat etmiş olacaktır. Bu çalışmaya ER teorisi denir.
Solucan delikleri, ışıktan daha hızlı seyahat etme olasılıkları nedeniyle bilim kurgu yazarlarının favorisidir. Uzay araçları sıfır zamanda büyük mesafeleri kat edebilir. Solucan delikleri açma konusundaki pratik sorunlar olsa da, özellikle büyük miktarlarda negatif enerji ile dengelemedikleri sürece kararsız olmaları önemlidir.
Aynı yıl Einstein ve Rosen, Boris Podolsky adında başka bir fizikçiyle birlikte kuantum mekaniğinde bir konu üzerinde çalıştılar. Bu konu, başlangıçta birbiriyle temas halinde olan iki nesnenin davranışını ele alan kuantum dolanıklığı içeriyordu, böylece özellikleri iç içe geçmiş oluyordu. Her iki nesnenin de özellikleri belirlenmemiş olsa da – bu kuantum mekaniğinin çılgınlığının bir parçasıdır – birbirlerinin zıttı oldukları gerçeği başlangıçta “pişirilmiştir”.
İşin zor tarafı, iki nesneyi muazzam mesafelerle ayırsanız ve birinin özelliklerini ölçseniz bile, ölçüm yapılana kadar hiçbirinin özellikleri belirlenmemiş olmasına rağmen, diğerinin özelliklerini anında biliyor olmanızdı. Buna araştırmacıların baş harflerinden sonra EPR paradoksu adı verildi.
Hem ER teorisi hem de EPR paradoksu uzun süre merak konusu olarak kabul edildi, ancak bilim insanları son on yılda bu iki fikrin daha derin bağlantıları olduğunu anlamaya başladı. Aslında, iki fikrin birçok yönden işlevsel olarak aynı olduğu anlaşıldı. İki fizikçi, Juan Maldacena ve Leonard Susskind, bu farkındalığa en önemli katkılardan bazılarını yaptıkları için sıklıkla anılırlar ve gözlemin kısa ve öz temsilini icat eden Maldacena’dır: “ER = EPR.”
Eğer ER = EPR gerçekten doğruysa, o zaman şanslıyız, çünkü solucan delikleri yaratamıyor ve üretemiyor olsak da, kesinlikle EPR ölçümleri yapabiliriz. Bunun gibi ölçümleri onlarca yıldır yapıyoruz.
Solucan delikleri gerçek olabilir: İşte bu noktada yeni duyuru devreye giriyor. Nature dergisindeki bir makalede araştırmacılar, soruna basitleştirilmiş bir yaklaşım geliştirerek ve kuantum bilgisayarında solucan deliği davranışını modelleyerek, solucan deliklerine benzer bir fenomeni üretmek ve kontrol etmek için Sycamore kuantum işlemcisini kullandılar. (Sycamore, Google tarafından geliştirilen bir kuantum bilgisayar markasıdır.) Sonuçların tam olarak beklendiği gibi olduğunu gördüler. Hatta teorik solucan deliğinin pozitif ve negatif enerji tarafından yönetildiği koşulları simüle edebildiler ve pozitif seçeneğin kararsız olduğunu, negatif olanın ise kararlı olduğunu keşfettiler – tıpkı ER teorisinin önerdiği gibi.
Araştırmacılar fiziksel bir solucan deliği oluşturmadıklarını belirtmek önemlidir. Hiçbir nesne ekstra boyutlar üzerinden aktarılmadı. Bunun yerine gösterilen şey kuantum davranışıydı. Bununla birlikte, ER ve EPR matematiği derinden iç içe geçmiş olduğundan, yeni sonuç solucan deliklerinin en azından bir olasılık olduğunu göstermektedir.
Kuantum yerçekimi: Bu çalışmanın daha derin etkileri, araştırmacılara sadece ER teorisini ve EPR paradoksunu değil, aynı zamanda yerçekiminin süper küçük dünyasına uzantısı olan kuantum yerçekimi adı verilen bir teoriyi keşfetmek için bir laboratuvar sağlamasıdır. Başarılı bir kuantum yerçekimi teorisi neredeyse bir asırdır bilim camiasından kaçmıştır, bu nedenle bu yeni yetenek ileriye dönük bir yolu aydınlatmaya yardımcı olabilir. Gerçekten de kuantum bilişim, sadece birkaç yıl önce imkansız olan fikirleri test etme kapasitesi sağlamıştır.
Derleyen: Deniz KAFKAS
Kaynak: Bilim Kurgu Gerçek Oluyor: Google’ın Kuantum Bilgisayarı İle Solucan Delikleri Kontrol Edilebiliyor!
Evrendeki Manyetik Alanlar: Karanlık Madde Kökenlerini Keşfetmemize Yardımcı Olabilir.
Bilim Kurgu Gerçek Oluyor: Google’ın Kuantum Bilgisayarı İle Solucan Delikleri Kontrol Edilebiliyor!