Fizik

Zaman Neden Tek Yönde Hareket Eder? Zaman Oku Nedir?

“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.

Zaman Neden Tek Yönde Hareket Eder? Zaman Oku Nedir?
Zamanı saatlerle ölçtüğümüzü düşünür ve zamanın saatlerden ibaret olduğunu varsayarız. Halbuki evrende bu durum böyle değildir. Zaman mutlak değil görecelidir.

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.

Zaman Neden Tek Yönde Hareket Eder? Zaman Oku Nedir?
Fizik yasaları, zamanı tersine çeviren dönüşümler altında simetriktir ve hareket denklemleri, türetebileceğiniz herhangi bir yörünge için size iki çözüm (pozitif ve negatif) verecektir. Sadece fiziksel kısıtlamalar uygulayarak ikisinden hangisinin doğru cevabı verdiğini bilebiliriz. MİCHAELMAGGS VE RİCHARD BARTZ

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?

Zaman Neden Tek Yönde Hareket Eder? Zaman Oku Nedir?
Zaman geriye doğru akar mı? Bu soruyu yanıtlamak için önce zamanın neden ileriye doğru aktığını anlamak lazım. Ama bu hiç de kolay değil. Sorun şu ki evrenimizi yöneten temel fizik ya­salarında zamanın herhangi bir yönü tercih edilmiyor.

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.

Zaman Neden Tek Yönde Hareket Eder? Zaman Oku Nedir?

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?

Zaman Oku ile Entropi Nasıl İlişkilidir?
Entropi, bir sistemdeki düzensizliğin ölçüsü olarak tanımlanır. Termodinamikte, yalıtılmış bir sistem, herhangi bir dış kuvvetten etkilenmeyen kapalı bir alanı ifade eder. Termodinamiğin ikinci yasasına göre, bu sistemde entropi yalnızca artar.

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?)

Zaman herhangi bir yerdeki herhangi bir gözlemci için her zaman aynı yönde ve aynı hızda ilerleyen bir ok gibidir.

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


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

Sibel Çağlar

Merhabalar. Matematik öğretmeni olarak başladığım hayatıma 2016 yılında kurduğum matematiksel.org web sitesinde içerikler üreterek devam ediyorum. Matematiğin aydınlık yüzünü paylaşıyorum. Amacım matematiğin hayattan kopuk olmadığını kanıtlamaktı. Devamında ekip arkadaşlarımın da dahil olması ile kocaman bir aile olduk. Amacımıza da kısmen ulaştık. Yolumuz daha uzun ama kesinlikle çok keyifli.

Bir yanıt yazın

E-posta adresiniz yayınlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Başa dön tuşu