Bir binanın en üst katında zemin kata kıyasla daha hızlı yaşlanırız. Bir saati bir dağın tepesine, diğerini de bir kumsala yerleştirirseniz, küçük bir farkla, iki saatin de farklı zamanı gösterdiğini göreceksiniz. Hatta deniz seviyesinde bir yerde yaşıyorsanız, Everest Dağı’nın tepesindeki birinden daha yavaş yaşlanırsınız. Bu yazımızda yerçekimi ve zaman ilişkisini inceleyelim.
Einstein’ın genel görelilik teorisi, bir asırdan fazla süre önce insanlığın evren ile ilgili anlayışını altüst etti ve o zamandan bu yana bilim insanları, zamanın istikrarlı ilerleyişinin hiç de istikrarlı olmadığını keşfettiler. Genel göreliliğin akıldan çıkmayan sonuçlarından biri de, dünyadaki her merdivenin tepesinde zamanın, aşağıda olduğundan daha hızlı geçmesidir.
Bu akıl almaz fenomen, bir nesne Dünya’ya ne kadar yakınsa, yerçekiminin etkileri o kadar güçlü olduğu için gerçekleşir. Bu nedenle gökdelenin üst katında ve alt katında çalışanlar için temelde zaman farklı biçimlerde akar.
Yerçekimi Ve Zaman İlişkisi Deneylerle de İspatlanmıştır
2010’da fizikçiler gerçekten de merdivenin bir üst basamağında duran birinin bir alt basamaktaki kişiye kıyasla daha hızlı yaşlandığını göstermeyi başardılar. Araştırmacılar, yaklaşık 33 santimetre bir yükseklik farkının bile zamanın geçmesinde ölçülebilir bir değişikliğe neden olduğunu buldular. Hatta Dünya yüzeyinden yalnızca 0,2 milimetre yükseklikte bile zamanın daha hızlı aktığını göstermeyi başardılar.
Bunu elbette sizin evde denemeniz mümkün değil. Sonucunda bilim insanları bunu, süper hassas saatler kullanarak ölçtüler. Laboratuvarda bir saati diğerinden daha yükseğe yerleştirdiler. Sonrasında da tıpkı Einstein’ın öngördüğü gibi, yüksek saatin diğer saatten biraz daha hızlı çalıştığını gördüler.
Zamanın her gözlemci için mutlak olduğu düşüncesi Albert Einstein’a kadar genel kabul görmüş bir görüştü. 20. yüzyılın başında Einstein, özel görelilik kuramıyla beraber zamanın mutlak olduğu görüşünü yanlışladı. Özel görelilik kuramına göre zaman, gözlemcinin hızına, bulunduğu ortamın yerçekimine bağlı olarak farklılık gösterir.
Her maddenin bir çekim kuvveti vardır. Bu çekim kuvveti, 3-boyutlu uzay ve bir zaman boyutundan oluşan 4-boyutlu uzay zamanı büker. Yani, uzay zaman eğilip bükülebilen bir yapıdır. Cisimlerin uzay zamanı ne kadar büktüğü o cismin kütlesine bağlıdır.
Kütleye sahip bir nesnenin yakınında, “uzay-zaman bozulur. Bu da uzayın bükülmesine ve zamanın genişlemesine neden olur. Etkisi gerçek ve ölçülebilir, ancak günlük durumlarda ihmal edilebilir düzeydedir
Yerçekimi Arttıkça Zaman Neden Yavaşlar?
Zaman, hız ve yerçekimi birbiriyle bağlantılı şeylerdir. İki ayna arasında gidip gelen bir lazer ışınından oluşmuş iki saat düşünün. Işının aynalara her çarpışında saatlerden bir tıklama sesi çıksın. Bu iki saatten biri diğerine göre yerden daha yukarıda duruyor olsun.
Alttaki saat Dünya’nın kütlesine daha yakın olduğu için biraz daha güçlü bir yerçekimine maruz kalacaktır. Bu da o saatin aynaları arasında hareket eden ışığın yukarıdaki saatin ışığına kıyasla daha kavisli bir yol izlediği anlamına gelir.
Yol ne kadar kavisliyse, ışığın aynalar arasında kat etmesi gereken mesafe o kadar büyüktür. Bu nedenle de tıklar arasında geçen zaman daha uzundur. Diğer bir deyişle yerçekiminin fazla olduğu yerde zaman daha yavaş geçer.
Eğer Everest Dağı’nın tepesine ve deniz seviyesinde bir yere birer saat koymuş olsaydık, dünyanın var olduğu günden bugüne dek geçen zaman içinde ( 4,6 milyar yıl ), Everest Dağı’nın tepesindeki saatin 39 saat ileride olurdu. Yani yerçekimi ve zaman ilişkili olsa da bunu algılamamız olası değildir. Dünyanın en yüksek binasının tepesinde (yaklaşık olarak 850 m) 1 milyon sene yaşadığımızı varsayarsak, saat farkı sadece birkaç saniye olurdu.
Zaman farkını gerçekten hissetmemiz için belki bir kara deliğin etrafına seyahat etmemiz gerekir. Kara deliklerde yerçekimi çok fazla olduğu için zaman orada daha yavaş akar. Christopher Nolan’ın Interstellar filmini izleyenler zaman genleşmesi kavramının filmde kullanıldığını hatırlayacaklardır.
Zaman Sadece Yerçekiminden Etkilenmez
Zamanın değişimi sadece yerçekimi sonucunda gerçekleşmez. Şimdi yaşlanma karşıtı kremleri ve saç bakımlarını unutun. Genç kalmak istiyorsanız hızlı bir uzay gemisi alın. Einstein’ın Görelilik Teorisi’nin bir asır önce öngördüğü şey budur ve genellikle “ikiz paradoksu” olarak bilinir.
Birbirinin tıpatıp aynısı bir ikiz kardeşi düşünelim. Ancak bir tanesinin çok gelişmiş ve pahalı bir uzay gemisi var. İlk ikiz Dünya’da kalırken, diğeri ışık hızına yakın hızlarla uzak bir yıldıza gidip gelir. Tekrar karşılaştıklarında, Dünya’da yaşayan ikiz, seyahat eden ikizden çok daha fazla yaşlanmış olacaktır. Ancak aslında zamanın geçişi her iki kardeş tarafından da normal algılanacaktır.
Bunun nedeni, Einstein’ın zaman genişlemesi dediği şeydir. Kendisi, farklı ivmeler deneyimleyen saatlerin zamanı farklı ölçtüğünü öngörmüştür. Ne kadar şaşırtıcı görünse de, zaman genişlemesi etkileri laboratuvarda birçok kez test edilmiştir ve doğrulanmıştır. Ayrıca Küresel Konumlandırma Sistemi (GPS) tarafından rutin olarak dikkate alınmaktadır.
Sonuç olarak
Bu yüzden bir dahaki sefere hafta sonunun daha uzun sürmesini dilediğinizde yere yakın durun. Ayrıca gerçekten hızlı hareket edin. Belki hafta sonunuz daha uzun gibi hissettirmeyecek, ancak teknik olarak bir saniyenin ufacık, küçücük bir kısmını kazanabilirsiniz.
Kaynaklar ve İleri Okumalar:
- Here’s why astronauts age slower than the rest of us here on Earth. Yayınlanma tarihi: 19 Ağustos 2015. Bağlantı: Here’s why astronauts age slower than the rest of us here on Earth/
- Einstein’s Relativity Affects Aging on Earth (Slightly). Yayınlanma tarihi: 25 Eylül 2010; Bağlantı: Einstein’s Relativity Affects Aging on Earth (Slightly/
- The Higher You Are, the Faster You Age; Yayınlanma tarihi: 18 Kasım 2021. Kaynak site: Live Science. Bağlantı: The Higher You Are, the Faster You Age/
Matematiksel, 2015 yılından beri yayında olan ve Türkiye’de matematiğe karşı duyulan önyargıyı azaltmak ve ilgiyi arttırmak amacıyla kurulmuş bir platformdur. Sitemizde, öncelikli olarak matematik ile ilgili yazılar yer almaktadır. Ancak bilimin bütünsel yapısı itibari ile diğer bilim dalları ile ilgili konular da ilerleyen yıllarda sitemize dahil edilmiştir. Bu sitenin tek kazancı sizlere göstermek zorunda kaldığımız reklamlardır. Yüksek okunurluk düzeyine sahip bir web sitesi barındırmak ne yazık ki günümüzde oldukça masraflıdır. Bu konuda bizi anlayacağınızı umuyoruz. Ayrıca yazımızı paylaşarak da büyümemize destek olabilirsiniz. Matematik ile kalalım, bilim ile kalalım.
Matematiksel
