“Benjamin Button’ın Tuhaf Hikayesi” filminde Brad Pitt yaşlı bir adam olarak ortaya çıkar ve giderek gençleşir. Ancak bizler için kaçınılmaz son yaşlanmaktır. Peki ama neden yaşlanıyoruz? Zaman neden tek yönde ve sadece geçmişten geleceğe doğru hareket ediyor?
Aslına bakarsanız zaman kavramını ile ilgili soruları cevaplamak çoğu zaman bir çok kişinin düşündüğünden daha zordur. Zamanın ne olduğunu bile tam olarak açıklayamayız. Yapmamız gereken ilk şey zamanın ne olduğunu tanımlamaya çalışmaktır. Kimisi için zaman şimdi ile sonra arasındaki farktır. Kimisi için de saatlerin ölçtüğü şeydir. Ancak zamanın asla tek bir tanımı yoktur. Zamanı tanımlamanın bu kadar zor olmasının bir sebebi de bu kavramın deneyimlerimizin ve düşünce şeklimizin içine yerleşmiş olmasıdır.
İçinde bulunduğumuz anda ne yaşıyorsak ona şimdi adını veririz. Bunu bir referans noktası kabul eder ve devamında da geçmiş ve geleceği tanımlarız. Ancak fizikçiler zamanı biraz daha farklı düşünür. Bu nedenle zamanın neden sadece ileri aktığı sorusu fizikçilerin kafasını çok uzun süreden beri meşgul etmektedir.
Aslına bakarsanız fiziğin temel yasalarının zamanda bir yön tercihi yoktur. Fizikteki neredeyse tüm etkileşimlerin zamanın tersine değişmezliği dediğimiz şeye uyduğu iyi bilinir. Bu, fizik yasalarının ileri veya geri aynı şekilde davrandığı anlamına gelir.
Oysa ki gerçek dünyada kahve soğur ve arabalar bozulur. Aynaya ne kadar bakarsanız bakın, asla gençleştiğinizi göremezsiniz. Ama eğer fizik yasaları zamana göre simetrikse, o zaman neden gerçekliği kesin olarak geçmişten geleceğe doğru giden bir zaman okuyla deneyimliyoruz?
Zaman Oku Nedir?
Bir “zaman okunun” görünüşteki varlığı, modern fiziğin çözülmemiş en büyük gizemlerinden biridir, bu nedenle sorunun kısa yanıtı “hiçbir fikrimiz yok” olacaktır. “Zamanın oku” olarak adlandırılan bu fenomenin varlığı, çağlar boyunca bilim insanlarını ve filozofları şaşırttı.
Bununla ilgili en önemli neden fiziğin daha da özelinde ilgili denklemlerin kendilerinde zamanın yalnızca bir yönde akması gerektiğinde ısrar eden hiçbir şeyin olmamasıydı. Bunun sonucunda da zaman okunu farklı biçimlerde açıklama çabaları ortaya çıktı.
Psikolojik açıdan ele alırsak zaman çevremizde olup bitenleri anlamlandırmada ve olayları zihnimizde organize etmede başvurduğumuz, geçmişten geleceğe uzanan bir köprüdür. Hatırladığımız şeyler geçmişi oluştururken gelecek, hatırlanamayan olaylardan oluşur. Zaman oku, kişinin algısının bilinenden (Geçmiş) bilinmeyene (Gelecek) sürekli bir hareket olduğu hissine sahip olması nedeniyle ortaya çıkar.
İngiliz gökbilimci Arthur Stanley Eddington, 1927’de Fiziksel Dünyanın Doğası adlı kitabında “Zamanın Oku” terimini kullandı. Sonrasında da bu kavramı termodinamiğin ikinci yasasının gerektirdiği artan entropinin tek yönlü yönüne bağladı.
Eddington, zamanın simetrik olmadığını öne sürerek şöyle demişti. “Oku takip ederken dünyanın durumunda gittikçe daha fazla gelişigüzel öğe bulursak ok geleceği işaret ediyor demektir. Gelişigüzel öğeler azalırsa ok geçmişi işaret ediyordur.” Zamanın aktığı yön, bizim “ileri” dediğimiz yöndür. Diğer bir deyişle, düzensizliğin ya da entropinin arttığı yöndür. Bu zamanın termodinamik okudur.
Zaman Oku ile Entropi Nasıl İlişkilidir?
Termodinamiğin ikinci yasasına göre izole bir sistemde entropi ancak artar. Entropi, bir sistemdeki düzensizliğin ölçüsü olarak tanımlanır. Zamanın aktığı yön, yani “ileri” dediğimiz yön, düzensizliğin veya entropinin arttığı yöndür.
Termodinamikte, izole edilmiş bir sistem, herhangi bir dış kuvvetten etkilenmeyen kapalı bir alanı ifade eder. Örneğin siz yıkamadığınız sürece bulaşıklar lavaboda birikir. Sonucunda da düzensizlik hızla artacaktır. Düzensizlikten kurtulmak ancak bulaşıkları yıkamakla olacaktır. Ancak bunun için de enerji harcamamız gerekecektir.
Ancak termodinamiğin birinci yasasına göre hiçbir makine %100 verimle iş yapamaz ve enerji harcayamaz; enerjinin bir kısmı ısı olarak dışarıya dağıtılmaya mahkumdur.
Kısıtlı herhangi bir alanda düzen yarattığınız her defasında; kitaplarınızı düzenlediğiniz, bir deste kağıda işaretler koyduğunuz veya havalandırmayı çalıştırdığınız zamanlar da, sürecin yan ürünü olarak aynı zamanda ısı enerjisi düzensizliğini de yaratmış olursunuz. Bu nedenle de ortalama olarak, zamanın ilerlediği yönde toplam entropiyi azaltmak imkansızdır. ( Göz atmak isterseniz: Termodinamik Yasaları Çerçevesinde Odanızı Neden Toplamamalısınız?)
Entropi, zamanın nasıl ilerlediğiyle yakından ilgili birkaç fizik kanunundan biridir. Entropinin zamanla arttığını kabul etsek bile bu, yine de zamanın neden sadece ileriye aktığını açıklamak için yeterli değildir. Bu yüzden entropi, zamanı kavrama konusunda bir ipucu olmaktan öteye geçemez
Zaman Okunun Tek Yönlü Olmaması Bir Kargaşaya Neden Olurdu
Zaman herhangi bir yönde hareket edebilseydi, paradokslar bol olurdu. Mesela zamanda geriye gidip kendi büyükanne ve büyükbabanızı öldürebilirdiniz. Üstelik bu sizin asla var olmayacağını anlamına gelirdi. Zamanda geriye doğru yolculuğa izin verirsek, o zaman sonuçlar sebeplerden önce gelir ve maddi evrenin altında yatan mantıksal bağlantılar bozulur.
Gerçekleşen her şey aslında bir birbirleri arasında nedensellik ilişkisine sahip birer dizgidir. Bir şeyin sonucu, diğer bir şeye neden olur. Belki de bu nedenle tek bir yönde hareket etmelidir.
Zamanın doğasına dair bu sorular son derece derin sorulardır ve cevapları da modern fiziği temelinden sarsabilir. Bu sorular heyecan verici olsa da cevap vermek neredeyse imkansızdır. Sonucunda zaman konusunda bazı cevaplara ulaşmak için yapabileceğimiz gerçek bir deney yoktur. Bu sorunları inceleyerek bir ilerleme kaydedebiliriz veya farklı bir sorun üzerinde çalışırken bu konuya dair çok önemli bir bulguya rastlayabiliriz. Bunu da zaman gösterecektir.
Zaman ile ilgili ilginç bir konuya da bu yazımız da değinmiştik: Yerçekimi Ve Zaman İlişkisi: Yükseklere Çıktıkça Daha Çok Yaşlanırız!
Kaynaklar ve İleri Okumalar
- Ask Ethan: Why Can’t Time Be Reversed For Three-Body Systems? Yayınlanma tarihi: 4 Nisan 2020; Bağlantı: https://www.forbes.com/sites/startswithabang/
- Why Can’t We Reverse the Arrow of Time? Yayınlanma tarihi: 3 Nisan 2023; Bağlantı: https://www.discovermagazine.com/
Size Bir Mesajımız Var!
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 veya Patreon üzerinden ufak bir bağış yaparak da büyümemize destek olabilirsiniz. Matematik ile kalalım, bilim ile kalalım.
Matematiksel
