Yakın zamanda matematiksel yöntemler; fizikçilerin dikkatini çekerek, Asimptotik Olarak Güvenli Yerçekimi Teorisi’nin yolunu açtı.
Bugüne kadar, temel parçacıkları ve onları yöneten dört kuvveti içeren her şeyi en iyi anlayış; Parçacık Fiziğinin Standart Modeli tarafından özetlendi. Zamanla ve çeşitli deneylerle; Standart Model iyi test edilmiş bir fizik teorisi haline gelmek için oluşturuldu. Bununla birlikte, ‘asimptotik olarak güvenli yerçekimi kavramı olan her şeyin teorisi’, (eski bir teori) modern fizik dünyasında bir kez daha tartışılmaya başlandı.
Dört kuvvetin evrende temel parçacıkları olduğu düşünülse de, Standart Model yalnızca üç tanesini açıklar: elektromanyetik, zayıf ve güçlü kuvvetler…
Teori, Alman Kuramsal Fizikçi Sabine Hossenfelder‘e göre; matematiksel bir ikilem yaratan yerçekimi kuvvetini dışarda tutuyor.
Üç temel kuvvetin aksine, yerçekimi bir kuantum teorisi olarak düşünülmemektedir. Özünde, parçacıklar hem kuantum özelliklerine hem de yer çekim alanlarına sahiptir. Yani, yerçekimsel alanın kendisine neden olan parçacıklar gibi kuantum özelliklere sahip olduğunu söylemek güvenlidir. Bununla birlikte, kapsamlı ya da kanıtlanabilir bir kuantum çekim teorisi henüz üretilmediği için durum böyle değildir.

Yerçekiminin Nicelendirilmesi
Kuantum Ağırlık Teorisi arayışında, Amerikan teorik fizikçileri Bryce DeWitt ve Richard Feynman, elektromanyetizmanın kuantum elektrodinamiğe başarılı bir şekilde dönüştürülmesine yol açan, aynı yöntemleri uygulayarak yerçekimine nicelik kazandırmaya çalıştı. Ancak, teknik yerçekimine uygulandığında; sonsuz sayıda sonsuzluğa sahip bir teoriye neden oldu.
Yer çekimi teorisi, döngü kuantum gravitesi ve nedensel dinamik üçgenleme gibi birkaç teori; fizikçiler tarafından, yerçekimini niceleştirmek için bir yaklaşım bulma umuduyla kullanıldı. Ne yazık ki, hiçbir çaba başarılı olamadı. Ancak kısa süre önce, başarısızlıklara rağmen, her şeyin geleneksel bir teorisi olduğu bir kez daha yeniden ortaya çıktı.
‘Asimptotik Olarak Güvenli Yerçekiminin Teorisi‘ olarak bilinen klasik teori; ilk kez Teorik Fizikçi Steven Weinberg tarafından 1970’lerin sonunda önerilen eski bir kavramdır. Fizikteki Nobel Ödülünü Sheldon Lee Glashow ve Abdus Salam ile paylaşan Weinberg, zayıf güç ve birincil parçacıklar arasındaki elektromanyetik etkileşimin birleşimi için yerçekiminin nicelleştirilmesinde karşılaşılan sorunların ‘kör uçlar’ (çıkmaz) olmadığını fark etti. Diğer bir değişle; teori yüksek enerjilerle çıkarım yaparak, hesaplansa bile; arıza gerçekten açığa çıkamayabilir.
Bununla birlikte, bu kavramı test etmek için, araştırmacılar yeni matematiksel yöntemlerin hazır olmasını beklemek zorundalar.
Hossenfelder’e göre, asimptotik (çıkarımlarla) olarak güvenli yerçekimi teorisi 40 yıldan uzun süredir devam etmekle birlikte, ancak Christof Wetterich ve Martin Reuter‘in araştırması sayesinde 1990’larda gelişebildi. İki fizikçinin çalışmalarında, daha yüksek enerjilerdeki yerçekimi kuantum teorisi ile gerçekte neyin meydana geldiğini hesaplamak için gerekli matematik formülleri sağladığı iddia ediliyor.
Çalışma, yerçekiminin asimptotik emniyete nasıl ulaşabileceğini keşfetmek için yeni matematiksel yöntemleri kullanarak, düşük enerjili teori ile başlar. Yer çekiminin asimptotik olarak güvenli olup olmadığını günümüze kadar hiç kimse kanıtlamış değil. Bununla birlikte, bu fikri destekleyen birkaç bağımsız argüman ortaya çıkmıştır.
Elbette, diğer tüm teoriler gibi, kavramın da sorunları vardır ve bunlardan biri, tam teori alanında hesaplamaların mümkün olmamasıdır. Araştırmacılar sınırlı bilgi üreten teori alanının sadece bir bölümünü inceleyerek; mümkün öngörüler yapabildiler. Bu, asimptotik emniyetli hesaplamaların tutarlılığına rağmen durumu açıklamıyor.
Ayrıca, çözülmeyen başka bir konu, yerçekimi asimptotik olarak güvenli olsa bile; yüksek enerjilerde fiziksel olarak anlamsız hale getirilebilir, çünkü potansiyel olarak kuantum teorisinin bazı temel öğelerini çiğneyebilir.
Yine de, zorluklara rağmen; modern fizikçiler artık fikirleri asimptotik emniyetin arkasına koyabiliyorlar. Gravite (yerçekimi), asimptotik olarak güvenli bulunursa ve teorinin yüksek enerjiler altında hareket edeceği düşünülürse; Parçacık Fiziği Standart Modeli’nde belirtilen temel parçacıkların sayısını potansiyel olarak kısıtlayabilir.
Birçok fizikçi hâlâ asimptotik emniyetten yeni bir şey çıkmayacağına inanırken; Hossenfelder test edilebilir düşük enerjiler ile erişilemeyen yüksek enerjiler arasındaki bağlantıyı sağladığını yazdı. Ayrıca, yerçekimini nicelemek için kullanılan diğer tekniklerle de çelişik olması gerekmez. Bir şekilde “asimptotik emniyet, bilinen evreni nihayetinde uzay-zaman kuantum davranışına bağlamamıza izin verebilir” diye düşünüyor.