Fizik

Zaman Neden Sadece Tek Yönde Hareket Eder? Zaman Oku Nedir?

Neden zaman sadece bir yönde işliyor? Neden geleceği hatırlayamıyoruz? Zaman tersine işleseydi, bir olay sebebinden önce gelir miydi? Kırık bir bardağın parçaları havada uçup birleşerek tekrar eski haline gelebilir miydi? Zamanın hep ileriyi gösteren tek yönlü oku bir çok pişmanlık duyduğumuz duyguyu yaşamamıza neden oldu. Biz bu sorular üzerine kafa yorarken fizikçiler bunun neden böyle olması gerektiğini açıklayabiliyorlar.

Einstein, evrenin bir başlangıcı olmadığına inanıyordu. Ona göre evren statik, değişmezdi. Oysa günümüzde biliyoruz ki evrenimizin bir başlangıcı var ve aynı zamanda statik de değil. Aksine giderek daha büyük bir hızla genişliyor. Zaten ilerleyen süreçte Einstein’da yanılgısını kabul edecek ve söylemini “en büyük gaf” olarak adlandıracaktı. Ancak Einstein’ın haklı olduğu bir şey vardı. Bu da zamanın esnek doğası ile ilgiliydi.

Zamanın daha çok bir nehre benzediğini, kütleçekim ve uzay-zamanın etkilerine bağlı olarak değişen hızlarda aktığını varsayıyordu. Zaman, kütleleri ve hızları birbirinden farklı kozmolojik cisimlerin etrafında değişebilirdi. Yani Dünya’daki bir saniye evrenin her yerinde aynı uzunlukta olmamalıydı. Bizim tanıdığımız ifade biçimi ile zaman mutlak değil, göreceliydi. Oysa Newton, zamanı bir oka benzetiyordu. Bu ok düz bir çizgide hareket ediyordu. Newton’a göre Dünya’da geçen bir saniye, Mars’ta, Jüpiter’de aynı uzunluktaydı.

Aslında Newton’un dile getirdiği zamanın sabit olması fikri bizlerin zaman algısı ile çok daha uyumlu. Sonuçta her gün 24 saatten oluşuyor ve saniyeler eşit uzunlukta uyum içinde ilerliyor. Ancak sonuçta Einstein kazandı. Hatta bu kanıtlandı. Bunun için dört adet sezyum atom saati uçaklara kondu. Uçaklar farklı yönlere doğru uçmaya başladılar. Sonucunda doğuya giden uçaklardaki saatler 59 nanosaniye yavaş ilerledi. Batıya gidenler ise 273 nanosaniye hızlı ilerledi. Bu deney, Einstein’ın haklı olduğunu kanıtladı. Ancak Newton ile Einstein’ın hemfikir olduğu bir şey vardı. Ortak fikirlerine gore, zaman daima ilerliyor ve bu ilerleme tek yönlü gerçekleşiyor.

Zaman Oku Nedir?

Zaman geriye doğru akabilir mi? Bu soruyu yanıtlayabilmek 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.

Peki, zaman neden hep ileriye doğru gidiyor? Maalesef bunun kesin bir yanıtı yok ama birkaç teori var. Bunlardan biri termodinamik yasalarını, özellikle ikinci yasayı ele alıyor. Bu yasa, Büyük Patlama’daki basitlikten başlayıp evrendeki her şeyin düşük entropiden yüksek entropiye veya düzenden düzensizliğe geçmek istediğini söylüyor. İngiliz gökbilimci Arthur Eddington, 1927’de bu kavrama “zaman oku” adını vermişti. 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.”

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, yalıtılmış bir sistemde entropi yalnızca artar. Zamanın aktığı yön, bizim “ileri” dediğimiz yöndür. Diğer bir deyişle, düzensizliğin ya da entropinin arttığı yöndür. Bu zamanın termodinamik okudur. Ancak zaman okunu başka yerlerde de görebiliriz.

Zamanın Farklı Okları

Örneğin “kozmolojik zaman oku” evrenin genişleme yönünü gösterir. Temel olarak bu kavram yine zamanın termodinamik oku ile ilişkilidir. Evreni bir düzen ve tekdüzelikle başlamış ve giderek düzensizliğe doğru kayma eğilimi göstermiştir. Ancak bu durumda evren teorik bir genişleme sınırına ulaşır ve büzülmeye başlarsa zamanın da tersine dönmesi gerekir. Bu binlerce milyon yıl boyunca olmayacak, ancak zaman üzerindeki etkileri tartışmaya değer. Evren büzülmeye başlar başlamaz, düzensizlik azalacak ve zamanın geriye akmasına neden olacak mı? Bu geçişi yaşayan insan nesli bir anda geleceği hatırlamaya başlayacak mı? Stephen Hawking de bir dönem böyle düşünmüştü. Ancak daha sonra o da Einstein gibi hata yaptığını söyleyecekti. Çünkü bir düzensizlik olmadığında zaten evrenin sonu gelecektir.

Zaman oku karşımıza kuantum kuramında da çıkar. Bütün okların aksine, bu ok simetrik ya da asimetrik olabilir. Geçtiğimiz yıllarda bilim insanları, kuantum bilgisayarı kullanarak zamanın yönünü tersine çevirdiklerini duyurmuşlardı. Teorik olarak termodinamiğin ikinci yasasına zıt bir olaydan söz ediyoruz. Ya zamanın okunu kabul ederek yanılıyorsak? Bilemiyoruz, kimse bilemiyor. Şu an da fizik dünyasının en çok merak ettiği şeylerden birisi de zaten bu. 

Bir de elbette psikolojik zaman oku vardır. Bu 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 .Zaman karmaşık bir konu olmaya devam ediyor ama bilim insanları sayesinde onun sırlarını çözmeye giderek yaklaşıyoruz.

Kaynaklar ve İleri Okumalar

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 cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Başa dön tuşu