Yerellik ve Dolanıklık ( Dolaşıklık )

Özel ve genel göreliliği kabul etmek, Newton’un mut­lak uzay ve mutlak zamanından vazgeçmek demektir. Kolay olmasa da zihninizi bunu yapmak üzere eğite­bilirsiniz. Her hareket edişinizde sizin şimdinizin, sizinle birlik­te hareket etmeyenlerinşimdilerinden farklı hale geldiğini hayal edin. Bir otoyolda otomobil kullanırken saatinizin, yanlarından hızla geçip geçtiğiniz evlerdeki saatlerden daha farklı bir hızda çalıştığını hayal edin. Bir dağın tepesinden çevreye bakarken, dağın eteğinde kütleçekimi kuvvetini daha kuvvetli hissedenle­re oranla zamanın sizin için uzay-zamanın yamulması nedeniy­le daha hızlı geçtiğini hayal edin. “Hayal edin” diyorum, çünkü böyle sıradan durumlarda göreliliğin etkileri o kadar küçüktür ki hiç fark edilmezler. Bu nedenle, gündelik deneyimlerimiz, ev­renin gerçekten nasıl işlediğini göstermez. Einstein’dan yüz yıl sonra hâlâ hiç kimsenin, hatta profesyonel fizikçilerin bile göre­liliği iliklerinde hissetmemesinin nedeni budur. Bu, hiç de şaşır­tıcı değil; göreliliği tam olarak kavramanın insana getirdiği “ha­yatta kalma” avantajının ne olduğunu anlamak zordur. Günde­lik hayatta bizi etkileyen orta derecedeki kütleçekimi ve şahit ol­duğumuz düşük hızlarda, Newton’un aslında hatalı olan mut­lak uzay ve mutlak zaman kavramları son derece mükemmel so­nuçlar verir; o nedenle de duyularımız, görelilikçi bir kavrayış geliştirmek üzere evrimsel bir baskı altında değildir. Dolayısıy­la da göreliliğin tam olarak farkına varmak ve gerçekten kav­rayabilmek için çaba gösterip duyularımızın bıraktığı boşluğu zekâmızla doldurmamız gerekir.

Özel ve genel görelilik, mekanik saat benzetmesinde zor kav­ranılır bazı noktalara dikkat çekti: Tek ve evrensel bir saat yok­tur, bir dakikayı ve şimdiyi neyin oluşturduğu konusunda fikir birliği yoktur. Bu durumda bile hâlâ evrimleşen evren hakkın­da “bir mekanik saat” öyküsü anlatabilirsiniz. Saat sizin saatinizdir. Öykü sizin öykünüzdür. Ama evren, Newtoncu çerçeve­de olduğu gibi, gene aynı düzenlilik ve öngörülebilirlikle evrimleşir. Eğer bir şekilde, evrenin şu andaki durumunu biliyorsanız -yani herparçacığın nerede olduğunu, hangi hızla ve hangi doğ­rultuda hareket ettiğini biliyorsanız- o zaman, Newton da Eins­tein da prensipte fizik yasalarını kullanarak evrendeki her şeyin gelecekte herhangi bir zamanda nasıl olacağını öngörebileceği­niz ve geçmişte herhangi bir zamanda nasıl olduğunu anlayabi­leceğiniz üzerinde anlaşır.

Kuantum mekaniği bu gelenekten ayrılır. Tek bir parçacığın bile konumunu ve doğrusal hızını tam olarak asla bilemeyiz. Bı­rakın bütün kozmosun evrimini, deneylerin en basitinin bile so­nucunu tam bir kesinlikle tahmin edemeyiz. Kuantum mekani­ği, ancak bir deneyin şu veya bu sonucu verme olasılığım tahmin edebileceğimizi gösterir. Kuantum mekaniği on yıllar içinde son derece duyarlı deneylerle kanıtlandıkça, Newton’un kozmik sa­ati hatta bu saatin Einstein tarafından güncelleştirilmiş hali bile sağlam bir benzetme olmaktan çıkmıştır ve açık bir şekilde evre­nin nasıl işlemediğini göstermektedir.

Ama gelenekten kopuş henüz tamamlanmamıştır. Her ne ka­dar Newton’un ve Einstein’ın kuramları uzayın ve zamanın do­ğası konularında birbirlerinden keskin bir şekilde farklı olsa da, bazı temel gerçeklerde ve kanıt gerektirmiyor gibi görünen ba­zı doğrularda fikir birliği içindedirler. Eğer iki cismin arasında uzay varsa -yani havada iki kuş varsa ve biri epey uzakta sağı­nızda, diğeri ise epey uzakta solunuzdaysa- bu iki şeyin birbi­rinden bağımsız olduğunu kabul edebiliriz ve ediyoruz. Bunla­rı birbirlerinden ayrık, farklı varlıklar olarak ele alırız. Temelde ne olursa olsun uzay, bir cismi diğerinden ayıran, ayırt edilme­sini mümkün kılan ortamı sağlar. Uzayın yaptığı budur. Uzay­da farklı konumlarda olan şeyler, farklı şeylerdir. Dahası, bir cismin diğer bir cismi etkileyebilmesi için ikisini ayıran uzayı bir şekilde aşması gerekir. Bir kuş uçarak diğer kuşla arasında­ki uzayı kat edip diğerini gagalayabilir. Bir kimse, kuşa sapanla bir taş atıp taşın kuşla arasındaki uzayı kat etmesini sağlayabilir ya da yüksek sesle bağırıp çarpışan hava moleküllerinin domino etkisiyle başka bir kişinin kulak zarını titreştirmesini sağlayabi­lir. Başka düzeyde bir örnek verecek olursak, bir kişi diğer bir kişinin üzerinde bir lazer demeti göndererek, yani aradaki uza­yı bir elektromanyetik dalganın aşmasıyla, bir etki uygulayabilir ya da daha hırslı biriyse (geçen bölümdeki şakacı uzaylılar gibi) bir noktadan diğerine kütleçekimsel etkiler göndererek büyük kütleli bir cismi (örneğin Ay’ı) sallayabilir ya da yerini değiştire­bilir. Yani buradan, olduğumuz yerden, oradaki birini etkileye­biliriz, ama bunu nasıl yaparsak yapalım daima bir kişinin veya bir şeyin buradan oraya gitmesi gerekir ve ancak o kişi veya şey buradan oraya gittiğinde bir etki uygulanabilir.

Fizikçiler evrenin bu özelliğine, yalnızca hemen yanınızdaki, yani yerel noktaları doğrudan etkileyebileceğinizi vurgulamak üzere yerellik adını verir. Ama örneğin vudu büyüleri, yerelliği aykırıdır, çünkü o durumda burada yaptığınız bir şeyle (bu­radan oraya herhangi bir şey göndermeden) oradaki bir şeyi et­kileyebilirsiniz. Ama ortak deneyimlerimiz, bize doğrulanabilir ve tekrarlanabilir deneylerin yerelliğe uyacağını söyler. Ve ço­ğu da uyar.

Ama son yirmi küsür yılda yapılan bazı deneyler, burada yaptığımız bir şeyin (bir parçacığın belli özelliklerini ölçmek gi­bi) buradan oraya bir şey göndermeksizin, orada olan bir şey­le (uzaktaki bir başka parçacığın özelliklerinin ölçülmesinin so­nucu gibi) kolayca fark edilmeyecek bir biçimde bağlantılı olabileceğini göstermiştir. Sezgisel olarak şaşırtıcı olsa da, bu ol­gu kuantum mekaniği yasalarına tamamen uyar; bu deneyin ya­pılmasını sağlayacak teknolojinin ortaya çıkmasından ve daha da önemlisi yapılan öngörünün doğru olduğunun gözlenmesin­den çok daha önce kuantum mekaniği kullanılarak öngörülmüş­tür. Bu, insana vudu büyüsü gibi geliyor. Kuantum mekaniğinin böyle bir özelliği olabileceğini fark eden ilk fizikçilerden olan -ve bunu eleştiren- Einstein, buna “ürkütücü” demişti. Ama görece­ğimiz gibi, bu deneylerin doğruladığı uzun mesafeli bağlantılar son derece zor fark edilebilir bağlantılardır ve bizim kontrol ye­teneğimizin temelli dışındalardır.

İki parçacık birbirlerin­den çok uzak olsa bile, kuantum mekaniği, bunlardan biri ne ya­parsa diğerinin de aynı şeyi yapacağını gösteriyor.

Somut bir örnek verelim: Eğer gözünüzde güneş gözlüğü varsa,kuantum mekaniğine göre, örneğin denizden veya asfalt yol­dan size doğru yansıyan belirli bir fotonun gözlüğünüzün parla­mayı engelleyen, polarize camlarından geçme olasılığı % 50’dir. Foton cama çarptığı zaman ya geri yansımayı ya da gözlüğünü­zün camından geçmeyi rasgele “seçer”. Şaşırtıcı olan ise, böyle bir fotonun kilometrelerce uzakta, ters yönde hareket eden bir eş fotonu olabilecek olması ve başka bir polarize gözlük camın­dan geçme olasılığı aynı şekilde % 50 olsa da, o fotonun da bir şekilde ilk foton ne yaparsa onu yapacak olmasıdır. Her sonuç rasgele belirtense de, fotonlar uzayda birbirlerinden çok uzakta olsa da, eğer bir foton camdan geçerse diğeri de geçecektir. Ku­antum mekaniği tarafından öngörülen yerel olmama (dolanık ol­ma) durumu işte budur.

Hiçbir zaman kuantum mekaniğinin büyük bir hayranı olma­yan Einstein, evrenin böyle acayip kurallara göre işliyor olması­nı kabul edemiyordu. Parçacıkların özniteliklerini ve ölçüldük­leri zaman ortaya çıkan sonuçları rasgele seçmeleri kavramını içermeyen, çok daha klasik açıklamaları destekliyordu. Einstein, eğer birbirinden çok uzaktaki iki parçacığın belirli bazı öznitelikleri paylaştığı gözleniyorsa, bunun o parçacıkların özellikleri­ni anında bağıntılandıran gizemli bir kuantum bağlantısının ka­nıtı olamayacağını öne sürüyordu. Einstein da parçacıkların özelliklerini rasgele seçmediğini, ter­sine uygun bir şekilde gözlendikleri zaman belirli ve kesin bir özellik sergilemek üzere benzer şekilde “programlanmış” olduk­larını iddia ediyordu. Einstein’a göre, birbirinden çok uzaktaki, fotonların davranışlarının dolanık olması, fotonların salındıkları zaman benzer özelliklere sahip olduklarının kanıtıydı, arala­rında uzun mesafeli, tuhaf bir kuantum ilişkisi olduğunun değil.

Kimin haklı olduğuna -Einstein’ın mı yoksa kuantum meka­niğini destekleyenlerin mi- elli yıla yakın bir süre boyunca ka­rar verilemedi, Var olduğu öne sü­rülen, kuantum mekaniğine özgü, tuhaf bağlantıların olmadığı­nı kanıtlamak ve bu arada da Einstein’ın klasik görüşüne hiç do­kunmamak için yapılan her girişim, deneylerin kendilerinin ölç­meye çalışılan özellikleri kaçınılmaz olarak bozduğu iddiasıyla karşı karşıya kalıyordu. 1960’larda her şey değişti. İrlandalı fi­zikçi John Bell, mükemmel bir kavrayış sergileyerek bu konu­nun deneysel olarak bir çözüme kavuşturulabileceğini göster­di ve 1980’lerde de bu gerçekleşti. Verilerin en basit yorumu, Einstein’ın hatalı olduğunu ve hemen buradaki şeylerle uzakta­ki şeyler arasında acayip, tuhaf, “ürkütücü” kuantum dolanıklığı olabileceğini gösteriyordu.

Bu sonucun altında yatan mantığın anlaşılması o kadar zor­dur ki, fizikçilerin bunu tam olarak anlaması otuz yıldan fazla zaman almıştır. Ama kuantum mekaniğinin temel özelliklerini inceledikten sonra göreceğiz ki, tartışmanın özü aslında o kadar da karmaşık değildir.

Kaynak: Evrenin Dokusu- Brian Greene