Zamanın Bir Yönü Var mı?

451
Yüzüklerin Efendisi romanında yer alan en önemli karakterlerin hangi mitolojilerden alındığını karşılaştırmalı ve detaylı olarak anlatan inceleme-araştırma çalışması "Orta Dünyanın Analizi" çıktı.Yazarından imzalı satın almak için Tıklayın
Zaman akmıyor olsa bile, zamanın bir okunun olup olmadığı, olayların zaman içinde geliştiği ve fizik yasalarınca ayırt edilen bir yön bulunup bulunmadığı sorusu hâlâ anlamlıdır. Bu soru, olayların uzay-zaman içine nasıl serpiştirildiğine ilişkin esas bir yön olup olmadığı, olayların bir diziliş şekliyle ters diziliş şekli arasında temel bir bilimsel değişiklik olup olmadığı sorusudur. Herkesin bildiği gibi, elbette bu türden devasa bir fark var gibi görünüyor; yaşamı olası kılan ve yaşamayı dokunaklı yapan da budur. Yine de, birazdan göreceğiniz gibi, geçmiş ve gelecek arasındaki farkı ayırt etmek, sandığınızdan daha zordur. Bulacağımız sonuç, evrenin ortaya çıkışındaki olmadığı sorusudur. Herkesin bildiği gibi, elbette bu türden devasa bir fark var gibi görünüyor; yaşamı olası kılan ve yaşamayı dokunaklı yapan da budur. Yine de, birazdan göreceğiniz gibi, geçmiş ve gelecek arasındaki farkı ayırt etmek, sandığınızdan daha zordur. Bulacağımız sonuç, evrenin ortaya çıkışındaki olmadığı sorusudur. Herkesin bildiği gibi, elbette bu türden devasa bir fark var gibi görünüyor; yaşamı olası kılan ve yaşamayı dokunaklı yapan da budur. Yine de, birazdan göreceğiniz gibi, geçmiş ve gelecek arasındaki farkı ayırt etmek, sandığınızdan daha zordur. Bulacağımız sonuç, evrenin ortaya çıkışındaki koşullara sıkı sıkıya bağlıdır.
Deneyimlerimiz bize, günde belki bin defa, olayların zaman içinde bir yoldan veya tersinden oluşumları arasındaki farkı gösterir. Domino’s Pizza’dan dumanı tüterken aldığınız pizza eve gelirken soğur, fırından çıkardığınız andan itibaren gittikçe ısı­nan bir pizza yoktur. Kahveye kattığınız süt açık kahverengi bir sıvı oluşturur, ters yönde karıştırıldığında koyu renkli kahve ve beyaz renkli sütü ayrışan bir sütlü kahve göremezsiniz. Yumur­talar düşer, kırılır ve dağılır. Ama dağılmış bir yumurtanın tekrar kabuğunun içine toplanarak sağlam bir yumurta oluşturduğunu hiçbir zaman göremezsiniz. Asit içeceğin bulunduğu şişe­nizin içindeki sıkıştırılmış karbon dioksit gazı sıvıdan kabarcık­lar halinde çıkar, ama dağılmış karbon dioksit gazının toparlanıp kabarcıklar halinde sıvının içine girip eridiğini hiçbir zaman gö­remezsiniz. Oda sıcaklığındaki bir bardak suya atılan buz küp­leri erirler ama oda sıcaklığındaki bir bardak suyun içinde birta­kım küreciklerin bir araya gelerek buz oluşturduğunu hiçbir za­man göremezsiniz. Bu yaygın olaylar dizisi, sayısız başka olaylar gibi yalnızca tek bir zamansal sırada ortaya çıkar. Hiçbir zaman ters sırada olmaz, böylece de önce ve sonra kavramlarını oluştu­rur, bize tutarlı ve görünüşe bakılırsa evrensel geçmiş ve gele­cek kavramları sağlarlar. Bu gözlemler bizi, eğer uzay-zamana dışarıdan bakabilseydik, zaman ekseni boyunca önemli bir asimetri olduğunu göreceğimiz yolunda ik­na eder. Dünyadaki tüm kırılmış yumurtalar, kırılmamışlara gö­re gelecek adını verdiğimiz yönde bulunacaklardır.

Belki hepsinin arasındaki en sivri örnek şudur: Zihnimiz geç­miş dediğimiz yöne ait pek çok olaya anılarımız- ulaşabilir gibi görünüyorken, gelecek dediğimiz yöne ait hiçbir olayı hatırlaya­nımız yoktur. Bu nedenle geçmiş ve gelecek arasında büyük bir fark varmış gibi göründüğü ortadadır. Olağanüstü çok sayıdaki çeşitli olayların zaman içindeki gelişimlerinin bir şekilde yönlen­diği açıktır. Hatırlayabileceğimiz şeylerle (geçmiş) hatırlayama­yacağımız şeyler (gelecek) arasında bir yöneliş var gibidir. Za­manın bir yönelişi, yönü veya oku olduğunu söylerken anlatmak istediğimiz şey budur.

Fizik ve daha genel olarak bilim, düzenlilikler üzerine kurulu­dur. Bilim insanları doğayı inceler, bazı desenler keşfeder ve bu desenleri çözerek doğa yasalarını ortaya çıkarırlar. Bu neden­le, zamanın görünür bir oku olduğunu algılamamıza neden olan çok büyük sayıdaki düzenliliklerin, temel bir doğa yasasının ka­nıtları olduğunu düşünebilirsiniz. Böyle bir yasayı formüle et­menin en saçma yolu, sütün döküleceği, asla geri toplanıp barda­ğa dolmayacağını bildiren Dökülen Süt Yasası’nı veya yumurta­ların kırılacağı ve asla gerisin geriye bütünleşmeyeceğini bildi­ren Kırılan Yumurtalar Yasası‘nı ortaya atmaktır. Böyle bir yasa bize hiçbir şey kazandırmaz: Yalnızca tanımsaldır ve ne olduğu­nun basitçe gözlenmesinin ötesinde pek bir açıklama önermez. Ama fiziğin derinliklerinde bir yerde pizzayı, sütü, yumurtala­rı, kahveyi, insanları ve yıldızları oluşturan parçacıkların her şeyin temel bileşenlerinin hareketlerini ve özelliklerini tanımla­yan ve olayların neden hep aynı yönde geliştiğini ama hiçbir za­man bunun tersi olmadığını gösteren daha az saçma bir yasa bu­lunduğunu umuyoruz. Böyle bir yasa, gözlenen zaman okuna te­mel bir açıklama getirir.

Şaşırtıcı olan şu ki, hiç kimse böyle bir yasa keşfetmemiştir. Dahası, Newton, Maxwell ve Einstein tarafından eklemeler yapılan fizik yasaları, günümüze kadar geçmişle gelecek ara­sında tam bir simetri* göstermektedir. Bu yasalardan hiçbiri­nin hiçbir yerinde zamanın bir yönüne uygulanıp diğerine uy­gulanamayacağı yolunda bir koşul bulamazsınız. Hiçbir yerde bu yasaların, zamanın bir yönüne ya da diğerine uygulandık­larında nasıl göründükleri veya nasıl davrandıkları anlamın­da bir fark yoktur. Yasalar, geçmiş ve gelecek adını verdiğimiz yönlere eşit davranırlar. Deneyimlerimiz olayların zaman için­de nasıl geliştiğini gösteren bir ok olduğunu defalarca göster­miş olsa bile, bu ok fizik yasalarının içinde bir yerde yokmuş gibi durmaktadır.

Geçmiş, Gelecek ve Fiziğin Temel Yasaları

Bu nasıl olabilir? Fizik yasaları geçmişi gelecekten ayıran hiç­bir belirti sağlamıyor mu? Nasıl olur da olayların bu sırayla ge­lişeceğini, asla bunun tersi olmayacağını gösteren bir fizik yasa­sı bulunmaz?

Durum göründüğünden daha da çapraşıktır. Bilinen fizik ya­saları aslında bizim yaşam deneyimlerimizin tersine sütlü kah­vedeki sütün kahveden ayrılabileceğini; dağılmış yumurtanın to­parlanıp yeniden yapışan kabuğunun içine dolarak hiç kırılma­mış, düzgün bir yumurtaya dönüşebileceğini; oda sıcaklığındaki bir bardak suda erimiş olan buzların yeniden buz haline gelebi­leceğini; koladan çıkan gazın yeniden şişenin içindeki sıvıda eri­yebileceğim göstermektedir. Saygı gösterdiğimiz bütün fizik ya­saları zaman-tersinme simetrisi olarak bilinen durumu tümüy­le desteklerler. Bu, eğer bir olaylar dizisi bir zaman sıralamasına göre oluyorsa (süt ve kahve karışır, yumurtalar kırılır, gaz dışa­rı kaçar) o zaman bu olaylar dizisi ters yönde de gelişebilir (süt ve kahve ayrışır, yumurta toplanarak yapışır, gaz yeniden şişe­ye dolar) demektir. Birazdan bu konuyu daha da açacağım ama eğer bir cümleyle özetlemek gerekirse, bilinen yasalar bazı olay­ların neden yalnızca belirli bir sırada geliştiğini açıklayamamakla kalmaz, kuramsal olarak bu olayların ters sırada gelişebilece­ğini de söyler.

Buradaki kritik soru şudur: Böyle olayları neden hiç göre­miyoruz? Sanırım hiç kimsenin kırılıp dağılmış bir yumurtanın kendiliğinden tekrar toparlanıp yapıştığını görmediği büyük bir güvenle iddia edilebilir. Ama eğer fizik yasaları buna izin veri­yorsa, üstelik bu yasalar yumurtanın dağılmasına ve toparlan­masına eşit davranıyorsa, o zaman neden bunlardan her zaman biri oluyor da diğeri hiçbir zaman olmuyor?

Zaman Tersinmesi Simetrisi

Bu bilmeceyi çözmeye doğru atılacak ilk adım olarak, bilinen fizik yasalarının zaman tersinmesi açısından simetrik oldukları­nın ne demek olduğunu daha sağlam bir şekilde anlamamız ge­rekir. Şimdi, yirmi birinci yüzyılda olduğunuzu ve yeni gezegenler arası ligde rakibiniz olan Coolstroke Williams’la tenis oynadı­ğınızı hayal edin. Venüs’ün düşük kütleçekimine alışık olmayan Coolstroke müthiş bir ters vuruşla (backhand) topu uzayın ka­ranlık derinliklerine gönderir. Oradan geçmekte olan bir uzay mekiği, yanlarından geçmekte olan topu filme alır ve filmi yayın­lanmak üzere CNN’e (Celestial News Network, Uzay Haberle­ri Ağı) gönderir. Şimdi soruyu soralım: Eğer CNN yayın teknis­yenleri bir hata yapıp filmi ters oynatırlarsa bunu anlamanın bir yolu var mıdır? Elbette eğer film çekilirken kameranın yönü ve duruş şeklini biliyorsanız yayıncıların hatasını ortaya çıkarabi­lirsiniz. Ama acaba bu hatayı yalnızca filmi izleyerek, ek bir bil­gi olmaksızın ortaya çıkarmak olası mıdır? Cevap hayırdır. Eğer doğru (ileri yönde) zaman yönünde top soldan sağa doğru gidi­yorsa, ters zaman yönünde sağdan sola gider. Elbette klasik fizik yasaları tenis toplarının soldan sağa veya sağdan sola gitmeleri­ne izin verir. Bu nedenle film ileri zaman yönünde veya geri za­man yönünde oynatılırken gördüğünüz hareket fizik yasalarıyla tam olarak uyumludur.

Şu ana kadar top üzerinde herhangi bir kuvvet olmadığını, onun için de topun sabit hızla hareket ettiğini varsaydık. Şim­di işin içine kuvvetleri de katarak daha genel durumu göz önüne alalım. Newton a göre kuvvetin etkisi, bir cismin hızını değiştir­mektir: Kuvvet ivme yaratır. Şimdi de bir süre uzayda sabit hız­la hareket ettikten sonra topun Jüpiter’in kütleçekimi alanı tara­lından yakalandığını ve , topun gittikçe artan bir hızla sağa doğru bir eğri çizerek Jüpiter’in yü­zeyine doğru düşmeye başladığını hayal edin. Eğer bu filmi ge­ri oynatırsanız, tenis topu, Şekil’deki gibi, Jüpiter’in yüze­yinden sola ve yukarı doğru bir eğri üzerinde hareket ediyormuş gibi görünecektir. Yeni sorumuz şudur: Klasik fizik yasaları geri oynatılan filmin gösterdiği harekete -gerçek filmin geri oyna­tılan hali- izin verir mi? Bu, gerçek dünyada olabilecek bir hare­ket midir? İlk bakışta cevap açık bir şekilde evetmiş gibi görü­nür: Tenis topları sağa ve aşağı doğru veya sola ve yukarı doğru eğriler üzerinde veya bu anlamda sayısız başka yörüngeler üze­rinde de hareket edebilirler. O zaman buradaki zorluk nedir? Cevap her ne kadar evet olsa bile, bu mantık aceleci olup soru­nun gerçek amacını gözden kaçırmaktadır.Jupiter-tenis-topu -3

Filmi geri oynattığınızda tenis topunun Jüpiter’in yüzeyinden fırladığını, yukarı ve sola doğru, gezegenin yüzeyine düşerken sahip olduğuyla aynı hızda (ama tam ters yönde) hareket ettiğini görürsünüz. Filmin bu ilk bölümü fizik yasalarıyla elbette uyum­ludur: Örneğin birisinin tenis topunu Jüpiter’in yüzeyinden tam bu hızla fırlattığını düşleyebiliriz. Temel soru, geri oynatılan fil­min kalan bölümünün de fizik yasalarıyla uyumlu olup olmadı­ğıdır. Bu ilk hızla fırlatılan -Jüpiter’in aşağıya çeken kütleçeki­minin etkisi altındaki- top gerçekten geri oynatılan filmin göster­diği yörüngede mi hareket eder? Aşağıya doğru olan özgün yörüngesini ters yönde mi izler?

Bu çok daha rafine sorunun cevabı evettir. Herhangi bir kafa karışıklığından kaçınmak için yeniden üzerinden gidelim.  Jüpiter’in kütleçekiminin henüz belirgin bir etkisi yok­ken, top sağa doğru gidiyordu. Sonra, Şekilde Jüpiter’in büyük kütleçekimi kuvveti topu yakalayarak gezegenin merke­zine doğru çekmeye başladı; bu çekimin yönü, şekilde görülece­ği gibi, genelde aşağıya doğru olmakla birlikte, kısmen sağa doğ­rudur da. Bu da, top Jüpiter’in yüzeyine yaklaştıkça sağa doğ­ru olan hızının bir miktar arttığı, ama aşağıya doğru olan hızının çok daha fazla arttığı anlamına gelir. Bu nedenle, geri oynatılan filmde topun Jüpiter yüzeyinden fırlatılma yönü, Şekil 6. l c’de görüldüğü gibi, kısmen sola doğru olmakla birlikte asıl yukarı doğrudur. Bu başlangıç hızıyla Jüpiter’in kütleçekimi, topun so­la doğru olan hızını biraz yavaşlatmakla birlikte, asıl etkisini, lo­pun yukarı doğru olan hızını gittikçe daha çok yavaşlatarak gös­terir. Yukarı doğru olan hız gittikçe yavaşlarken, topun hareke­ti sola doğru olan hızdan gittikçe daha fazla etkilenerek topun sola ve yukarıya doğru eğri bir yörünge üzerinde hareket etme­sine neden olur. Bu eğrinin sonuna doğru kütleçekimi yukarıya doğru olan hareketi ve Jüpiter’in kütleçekiminin top aşağıya gi­derken topa verdiği sağa doğru ek hızı tamamen durdurarak, to­pun başlangıçtaki yaklaşırken sahip olduğu hızıyla, tümüyle so­la doğru gitmesine neden olur.

Jupiter-tenis-topu -3

Tüm bu çözümleme sayılara dökülebilir ama dikkat edilmesi gereken nokta, bu yörüngenin topun özgün hareketinin tam ter­si olmasıdır. Topun hızını Şekil 6.1 c’deki gibi basit bir biçimde tersine çevirerek -aynı hızla ama ters yönde harekete başlama­sını sağlayarak- topun özgün yörüngesini aynen ama ters yön­de izlemesi sağlanabilir. Filmi tekrar tartışmaya açarsak, sola ve yukarı doğru kıvrılan bu yörünge -Newton’un hareket yasala­rı üzerine temellendirilen mantık sonucu şekillendirdiğimiz yö­rünge- filmi geri oynattığımızda göreceğimizin aynısı olur. Do­layısıyla, geriye doğru oynatılan bir filmin gösterdiği gibi, topun zaman-tersinme hareketi, zamanın ileri doğru aktığı bir hareket kadar fizik yasalarına uyar. Filmi geri oynattığımızda gördüğü­müz hareket gerçek dünyada gerçekten olabilir.

Her ne kadar, sondaki notlarda sözünü ettiğim bazı karışık­lıklar varsa da, bu sonuç geneldir. Harekete ilişkin bilinen ve kabul edilmiş olan bütün yasalar, Newton’un biraz önce tartış­tığımız mekaniğinden Maxwell’in elektromanyetik kuramına, Einstein’ın özel ve genel görelilik kuramına kadar (kuantum me­kaniğini gelecek bölüme kadar bir yana koyduğumuzu hatırla­yın) zaman-tersinmesi simetrisini somutlaştırır: Normalde oldu­ğu gibi ileriye doğru akan zamanda olan hareket, ters yöne akan zamanda da olabilir. Terminoloji biraz kafa karıştırıcı olabilece­ği için, zamanı tersine çevirmediğimizi bir kere daha vurgula­mak isterim. Zaman her zaman yaptığını yapıyor. Burada bul­duğumuz sonuçsa şudur:Bir cismin hızını yörüngesinin herhan­gi bir noktasında tersine çevirerek o cismin yörüngesini tersi­ne izlemesini sağlayabiliriz.Eşdeğer olarak, aynı süreç bir cis­min hızını yörüngesinin herhangi bir noktasında tersine çevir­mek- bu cismin geri oynatılan bir filmde görülen hareketi yap­masını sağlar.

Kaynak : Brian Greene

PAYLAŞ
Önceki İçerikAigai Antik Kenti – Manisa
Sonraki İçerikAizanoi Antik Kenti – Çavdarhisar – Kütahya
36 yaşındayım. Yıldız Teknik Harita Mühendisliği mezunuyum. Taşınmaz değerlemesi yapıyorum. Bilim,uzay, tarih,arkeoloji konularına ilgi duyuyorum. Ön Türk Tarihini araştırmaktan keyif alıyorum. Yüzüklerin Efendisi ve Türkler üzerine (Orta Dünya'nın Analizi) kitap çalışmam tamamlandı. Yakın zamanda yayımlanacak.

1 YORUM

  1. Merhaba, sitenizi tesadüfen buldum ve gayet faydalı buldum. Bu sebeple, kendi adıma teşekkür ederim.
    Zaman nedir ne değildir ? Bunu anlamak için enerjiye bakmak lazım. Yumurta kırılır, kahve karışır ve gazozun asidi kaçar. Ama dikkat ediniz ki, bu olayları tetikleyen bir enerji vardır. Yumurtayı taşırken düşürürsünüz örneğin. Yumurtayı taşımak için, yer çekimine karşı gelip (ters kuvvet uygulayarak) kaldırırsınız. Elinizden kaydığında ise yer çekimi devreye girer ve yumurta kırılır. Kısaca ilk kuvveti siz oluşturdunuz ve enerji açığa çıktı. Kahveyi karıştırdınız, gazozun kapağını açtınız. Pizza meselesine gelince, pizzanın sıcaklığı daha soğuk satha doğru enerjisini aktardı. Unutmayınız pizzanızın sıcaklığı ortam ısısına düşecektir.
    Buraya kadar termodinamik yasalarını gördük. Yani “fizik zaman konusunda yetersiz” demek haksızlık olur.
    Gelelim zamanın oku meselesine.
    Zaman tersine dönebilir mi ?
    Şimdi zamanı anlamak için bir başka pencereden bakalım. Daha doğrusu zamanın okunu değiştirelim.
    Bu mümkün mü ?
    Deneyelim bakalım 🙂
    Enerji demiştik yukarıda şimdi enerjiyi değiştirelim. Madde nedir ona bakalım. Bilim adamı gibi değilde henüz yeni yeni öğrenen bir çocuk gibi bakalım maddeye. Elmayı öğreniyoruz mesela. Önce yemeye çalışacağız ki tadını alalım çocukların önceliğidir bu analiz 🙂 Sonra sertliğine bakarız bir yere vurarak 🙂 Rengi, şekli derken elma belleğimize işler. Bir dakika belleğimize işlemeden önce neydi peki elma ?
    Armuttan, domatesten farkı neydi ki ? Veyahut bir yeşil bir tenis topundan ?
    O zaman maddeyi nasıl tanıyoruz ? Dokumak, görmek, tatmak, koklamak gibi duyu organlarımızla mı ? Yoksa verileri aldığımız ve şekillendirdiğimiz beynimizle mi ? Peki ya madde olmadan zaman nedir ?
    Maddeyi hayattan çıkarınca zamanın getirdiği değişimi nasıl ölçeriz ? Peki ya enerji ?
    🙂 Ne diyorduk zaman oku farklı bir yönde işler mi ?
    Maddeyi çıkardık, dolayısıyla etkileyeceği bir zamanda kalmadı. Unutmadan geriye kalan enerjidir.
    Enerji formunda ise zaman anlamsız kalır. Veyahut enerji zamanın ta kendisidir.

CEVAP VER