Fizikçiler zaman yolculuğu paradokslarını önleyecek bir kütleçekim modeli önerdi, ama model henüz kararlı değil.

Kuralı herkes bilir: Geçmişe giderseniz, dedenizi çocuk sahibi olmadan öldürmeyin. Öldürürseniz hiç doğmazsınız, doğmazsanız geriye gidip onu öldüremezsiniz. Evrenin bu çelişkiyi nasıl çözeceği belli değil. Fizik yasalarının olayı baştan engellemesi akla gelen yollardan biri.

Bu çalışma tam da o yolu deniyor. Fizikçiler, yasağın kütleçekimin kendi matematiğine yerleştirilebileceğini gösteren bir model kurdu. Model şimdilik bir yön tayini niteliğinde; çalışan bir kuram sayılmıyor.

Hawking'in 1992'deki varsayımı hâlâ kanıtsız

Stephen Hawking 1992'de "zaman düzeni koruma varsayımı"nı ortaya attı. Varsayıma göre fizik yasaları, kapalı zaman benzeri eğrilerin ortaya çıkmasına izin vermiyor. Bu eğriler, bir yolcuyu matematiksel olarak kendi geçmişine döndürebilen uzay-zaman yolları.

Hawking'in hesapları varsayımını destekledi. Ancak fizikçiler, evrenin bu kuralı gerçekten uyguladığını henüz gösteremedi.

Einstein'ın genel görelilik kuramı, kütleçekimin bugünkü en iyi tarifi. Kuram, uzay-zamanın bazı tuhaf düzenlemelerine matematiksel olarak izin veriyor ve bu eğriler de onlardan biri. Böyle yolların fiziksel evrende gerçekten bulunup bulunamayacağı ise ayrı bir soru.

Hawking, kuantum etkilerin bu yolların oluşmasını engelleyeceğinden şüpheleniyordu. Fakat bu mekanizmanın ne olduğunu kimse kesin olarak belirleyemedi.

Kütleçekimin ikinci bir tarifi

Ismail ve Mattingly farklı bir soru sordu: Kütleçekimin matematiği zaman döngülerine izin veriyorsa, başka bir formülasyonu onları engelleyemez mi? Genel görelilik, kütleçekimi anlatmanın tek çerçevesi değil.

Genel görelilikte uzay-zamanın geometrisini "metrik" adlı bir nesne tanımlıyor. Metrik, mesafeleri ve zaman aralıklarını belirliyor. Bir de bağ denen bir yapı var; yönlerin bu geometri içinde ilerledikçe nasıl değiştiğini anlatıyor. Kuramda ikisi birbirine belirli bir biçimde bağlı.

Metrik-afin kütleçekim adlı alternatif çerçeve bu bağı gevşetiyor. Metrik ile bağ birbirinden daha bağımsız davranabiliyor. Araştırmacılar manevra alanını burada buldu.

Bu çerçeveyle, uzay-zamanın yerleşik bir zaman yönü taşıdığı bir model kurdular. Uygun koşullarda, bir yolcunun uzay-zamanda izleyebileceği her yolda zaman hep ileri akıyor. Dolayısıyla yolcunun kendi geçmişine dönmesi mümkün olmuyor.

Modelin adı İngilizce "Metric-Affine Gravity Imposing Chronology" ifadesinin baş harflerinden geliyor: MAGIC.

Model neden henüz çalışmıyor?

Genel görelilikte kütleçekim iki biçimde dalgalanıyor. Bu iki biçim, kütleçekim dalgalarının uzayı iki farklı şekilde sıkıştırıp germesine karşılık geliyor. MAGIC ise üçüncü bir dalgalanma biçimi ekliyor: skaler kip.

Sorun da burada başlıyor. Araştırmacıların incelediği kozmolojik arka planda skaler kip "gradyan kararsızlığı" yaşıyor. Normalde dalgalar sabit biçimde yayılır. MAGIC'in skaler kipindeki bozulmalar ise üstel olarak büyüyebiliyor ve kısa dalga boylu olanlar daha hızlı büyüyor.

Bu, modelin evreni kararsızlaştırdığı anlamına gelmiyor. Anlamı şu: MAGIC mevcut hâliyle evreni kararlı biçimde tarif edemiyor. Modelin yaşayabilir bir kütleçekim kuramı olmasının önündeki en büyük engel bu.

Daha küçük iki engel de var:

• Birinci engel: Döngülerin her yerde dışlanması. MAGIC, zaman döngülerini önlemek için yalnızca yerel koşullar belirliyor. Evrenin hiçbir yerinde döngü oluşmayacağını garanti etmek için ise araştırmacıların uzay-zamanın genel yapısı hakkında ek bir varsayım yapması gerekiyor. Bu varsayımın modelden doğal olarak çıktığını göstermediler.

• İkinci engel: Metriğin bozulması. Model, metriğin uzay-zamanı artık doğru tarif edemediği bozulmaları önlemek için tasarlandı. Ancak bu güvence her durumda işlemiyor. MAGIC'te böyle bozulmaların gerçekten yaşandığı gösterilmedi, fakat bu olasılık da dışlanmadı.

Araştırmacılar sıradaki adımı belirledi

MAGIC'in de son söz olması amaçlanmıyor. Model, zaman düzeninin korunması fikrinin kütleçekim kuramına nasıl yerleştirilebileceğini gösteren bir deneme niteliğinde. Bir araştırma yönünde atılmış ilk adım olarak değerlendirilmesi gerekiyor.

Ismail ve Mattingly bir sonraki adımı da yazdı. Makalelerindeki ifadeyle:

New Hampshire Üniversitesi'nden Moustafa Ismail ve David Mattingly'ye göre bir sonraki adım belli: Modelin "skaler kip" denen yönünü kararlı hâle getirirken zamanla ilgili "kapalı projektif kip" yönünü de kaybetmemek gerekiyor. Fizikçilere göre bu, modeli gerçek evreni tarif edebilecek eksiksiz bir kurama dönüştürmeye giden doğal yol.

Yani hedef, kararsızlığı gidermek ama zaman döngülerini engelleyen özelliği korumak. Bunun nasıl yapılacağı ya da ne kadar sürebileceği açıklanmadı. Çalışmanın dışarıdan bağımsız bir doğrulaması da şimdilik görünmüyor.