Zaman, Değişmeyen Değişimler Bütünüdür

İçinde yaşadığımız evreni açıklamak için geliştirilen fiziksel kuramlardaki en önemli kavramlardan biri “zaman”dır. Fakat hepimizin aşina olduğu bu kavram için hâlâ bir tanım yapılamıyor. Hatta yakın zamanlarda kuantum mekaniği kullanılarak geliştirilen bazı kuramlar, zaman diye bir şeyin olup olmadığının bile sorgulanmasına neden oluyor.

Hala tam bir tanımı olmayan zaman nedir?

Zaman; geçen, kullanılan, harcanan bir değerdir…sayıdır…Tek başına mevcut değildir… Bir referansa gereksinim gösterir. Bir başlangıcı vardır… Bu referans bir hareket de olabilir, bölünme, parçalanma, büyüme, genişleme, ortaya çıkma, yaratılma gibi fiziksel bir olgu da… Zaman, çeşitli süreçleri anlamamıza yardım eden, onlarla ilgili niteliklerden bazılarının ölçülmesinde kullanılan bir değerdir….

Zaman’nın başlangıcı var mı ?

Herşeyin bir başlangıcı olduğu gibi zamanın da başlangıcı vardır. Zaman madde ile varolmuştur. Madde varsa zaman da vardır. Tek başına zamandan bahsedemeyiz. Çünkü zaman tek başına bir değer değildir. Tek başına bir anlam taşımaz. Tek başına ölçülemez. Maddenin yaratıldığı an, zamanın başladıgı andır. Zaman ve madde birlikte, aynı anda, yaratılmıştır.

Einstein ve zaman

Modern fizikte zaman kavramının önemi Einstein ile beraber ortaya çıkmıştır. Einstein’dan önceleri geçerli olan Newton fiziği uzay-zamanı ayrı ele alarak, zamanı; evrenin her noktası için mutlak kabul etmekte ve zamanın bütün referans sistemlerinden bağımsız olduğunu söylemekteydi. Einstein bu kavramın yanlış olabileceğini daha o günlerde kestiriyordu. Işık hızı ve zaman arasında bir kopma noktası olabileceğini düşünen Einstein bu düşüncesi yıllar sonra bulacağı özel görelilik ve genel görelilik kuramlarına zemin oluşturdu.

Özel Görelilik Kuramı

“Madde ışık hızını saptırıyorsa ve ışık hızı zamanı yaratıyorsa, ‘ışık hızı ve zaman’ arasında bir ilişki olmalıdır.”

Özel görelilik kuramı olarak da bilinen ve Albert Einstein tarafından ileri sürülen İzafiyet teorisi ışık hızının herkese göre aynı olduğu temeline dayanmaktadır.

Normal şartlarda aynı yönde hareket eden iki cisimden hızlı olan yavaş olana aralarındaki hız farkı kadar hareketli görülecektir.

Ancak ışık hızında durum farklı olmaktadır. Siz ne kadar hızlı giderseniz gidin ışık normal hızındaymış gibi görülecektir. Bunun da zaman ile yakından bir ilişkisi bulunmaktadır.

Zamanın Yavaş Akması

Hız ne kadar çok artar ise zaman da o kadar yavaş akacaktır. Teoriye göre en yüksek hız olan ışık hızında ise zamanın durması gerekmektedir. Ancak yine teoriye göre ışık hızına herhangi bir cismin ulaşması mümkün değildir. Zira hızlandıkça cisimler kütle kaybetmektedir. Işık hızına ulaşmak için de sınırsız bir kütle gerekmektedir.

Genel Görelilik Kuramı

Albert Einstein tarafından geliştirilen genel görelilik kuramı esasen bir kütleçekim kuramıdır. Bu kuramın Newton’un kütleçekim kuramından temel farkı, kütleçekimini cisimlerin kütlelerinden kaynaklanan bir kuvvet ile değil, uzayın eğriliği ile açıklamasıdır. Genel görelilik kuramına göre kütle, içinde bulunduğu uzayın bükülmesine neden olur ve iki nokta arasında hareket eden serbest (üzerine hiçbir kuvvet etki etmeyen) cisimler, aradaki en kısa yolu takip eder.

Üç boyutlu uzayın eğilmesini gözümüzde canlandırmak çok zor olduğu için eğik uzayın tam olarak ne anlama geldiğini basit bir örnekle açıklayalım:

Kürenin yüzeyi iki boyutlu, eğik bir uzaydır. Küreyi iki eşit parçaya bölen herhangi bir çember üzerinde birbirine yakın iki nokta alın ve bu noktalardan  çembere dik doğrultuda birbirine paralel iki çizgi çizin. İki çizgi arasındaki mesafe zamanla azalacak ve bir noktada kesişeceklerdir. Başlangıçta birbirine paralel olan iki doğrunun daha sonra birbiriyle kesişmesi, uzayın eğriliğinin bir sonucudur. Bu uzayda hareket eden ışık ışınları -genel görelilik kuramına göre- çizdiğiniz çizgileri takip edecektir.

Genel görelilik kuramı pek çok deneysel veri ile destekleniyor. Örneğin; Einstein’ın genel görelilik teorisi Dünya’nın etrafındaki uzay-zamanın sadece sapmadığı aynı zamanda büküldüğünü de öngörmüştür.

Gravity Probe B uydusu bu öngörüyü doğrulamıştır.

Kuantum mekaniğindeki zaman görüşüne de kısaca değinelim…

Kuantum Mekaniği ve Zaman

Modern fiziğin bir diğer önemli öğesi olan kuantum mekaniği de, görelilikten farklı bir resim çiziyor. Kuantum mekaniğine göre, bir objektif zaman kavramı vardır ve bu zaman kavramı içerisinde kapsüllenmiş bütün olayları gözlemleyebilirsiniz. Hatta geleceği bile gözlemlemeniz mümkün. Fakat bütün kuantum mekaniksel gözlemlenebilirler yani gerçekliğin özünde hesaplanabilen şeyler zamana bağlı iken, zamanın kendisi gözlemlenemez ve bundan dolayı da hesaplanamaz. Hatta zaman, hata payı olmadan ölçülemez de. Kuantum belirsizlik prensipleri, birbirlerine oldukça yakın zamanda gerçekleşmiş iki olayın sırasının belirlenmesinin imkansız olduğunu belirtir.

Kuantum – KütleÇekim Kuramı

Kuantum mekaniğinde zaman evrensel ve mutlaktır; zamanın düzenli tik-takları, parçacıklar arasındaki dolaşıklıkların evrilişini belirler. Fakat genel görelilikte zaman göreli ve dinamiktir; uzay zamanın dört boyutlu dokusuna, tıpkı x, y ve z yönleri gibi ayrılamaz biçimde işlemiş olan bir boyuttur. Bu doku maddenin ağırlığı altında bükülerek, yakınlarındaki nesnelerin oraya doğru çekilmesine neden olur (kütleçekim işte budur) ve uzaktaki saatlere kıyasla yakındaki saatlerin daha yavaş işlemesine, yani zamanın akışının yavaşlamasına neden olur. Bir rokete atlayıp, uzayda ivmelenmek için kütleçekim yerine yakıt kullansanız da zaman genleşmesini deneyimleyebilir ve dünyaya döndüğünüzde ikizinizden daha genç olabilirsiniz.

Kuramsal fizikçilerin kuantum mekaniği ile genel göreliliği her şeyi kapsayan bir kuantum kütleçekim kuramı altında birleştirme çabaları, “zaman problemi” olarak adlandırılan bir sorunla karşı karşıya kalıyor. Kuantum mekaniği ile genel göreliliği birleştirmek, bütünüyle farklı iki zaman kavramının bir araya getirilmesi anlamına geliyor.

Son zamanlarda bu konuda giderek artan sayıda çalışma yapılması ile söz konusu birleştirmenin neye benzeyebileceğine ilişkin bir fikir oluşmaya başlıyor; tabi zamanın doğası hakkındaki anlayış da zenginleşiyor.

Artık uzayzamanın ve kütleçekimin “beliren” birer görüntü olduğunu düşünen çok sayıda fizikçi var. Eğilip bükülebilen uzayzamanın ve onun içindeki maddenin, dolaşık kubitler ağından doğan bir hologram olabileceğini söylüyorlar; tıpkı bir bilgisayar oyunun üç boyutlu ortamının, silikon bir çip üzerine klasik bitlerle kodlanması gibi.

Uzayzaman baloncuğumuzun zamansızlık sınırında, kubitleri bağlantılandıran dolaşıklıkların ise zarar görmeden kalacağı varsayılıyor. Çünkü bu kuantum bağlaşıklıklar sinyal alışverişi gerektirmez. Ancak kubitlerin durumu durağan ve zamansız olmalıdır. Bu mantık yürütme bir şekilde şuna işaret ediyor: Tıpkı AdS uzayının sınırındaki kubitlerin ek bir uzaysal boyutu olan bir iç yapıya yol açışı gibi, de Sitter uzayının zamansızlık sınırındaki kubitlerin de zamanın olduğu (dinamik zamanın olduğu) bir evrene yol açması bekleniyor. Araştırmacılar bu hesaplamaları nasıl yapacaklarını henüz anlamış değil. Swingle, de Sitter uzayında zamanın belirişini nasıl anlayacaklarına ilişkin iyi bir fikirlerinin henüz olmadığını belirtiyor.

Anlayacağınız zaman hakkında bildiklerimiz arttıkça işler daha da karışmaya başlıyor…

Konuk Yazar: Figen Durak

Kaynaklar:

https://www.space.com/17661-theory-general-relativity.html https://www.quantamagazine.org/20161201-quantum-gravitys-time-problem/ http://www.zamandayolculuk.com/zamanmadaralis.HTM http://bilimgenc.tubitak.gov.tr/makale/genel-gorelilik-kurami-nedir http://www.bundlehaber.com/detay/ef69b11e-2660-4448-871a-6775ee8191fa https://www.bilgiustam.com/izafiyet-teorisi-ozel-gorelilik-kurami-nedir/

Matematiksel

Yazıyı Hazırlayan: Matematiksel

Bu yazı gönüllü yazarlarımız tarafından hazırlanmış veya sitemiz editörleri tarafından belirtilen kaynaktan aslına uygun kalınarak eklenmiştir.

Bunlara da Göz Atın

Işık Hızı Neden Aşılamaz?

Bir çok insan için ışık hızının sabit olması rahatsız edici ve pek de inandırıcı olmayan …

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.

ga('send', 'pageview');