[responsivevoice_button voice=”Turkish Female” buttontext=”Makaleyi dinle “]
Modern fizik, son yüzyılımızda evren algımızı ve alışık olduğumuz mantıksal çıkarımlarımızı ters yüz edecek birçok keşfe imza attı. Bu buluşlar birçok yeni teorinin inşa edilmesine, yeni fizik prensiplerinin oluşturulmasına, bilgi bilimsel ilerlemeye ve elbette teknolojik atılıma yol açtı. Ancak açılan her kapı, karşımıza daha fazla açılmaz görünen kapı çıkardı. Çözülen her düğüm ise daha karmaşık düğümlerin küçük bir parçası olarak görünmeye başladı. Ancak her keşif gösterdi ki maddenin sonsuz bir döngüsü vardı, çıkarımlarımızın ise bunun oldukça gerisinde kalan sınırları.
Zaman kavramı, kimimiz için iş saatine kurulan alarmdan ibarettir, kimimiz için ise geçmişe duyulan özlemdir. Zaman denilince kimimizin zihninde gelecek belirir, kimimizin zihninde ise akıp giden bir nehir. Kimine göre ise zaman, anda gizlidir. Yani zamanın tüm insanlık için göreli yanları bulunur. Ancak bizim değineceğimiz görelilik, üstte belirttiğimiz gibi yalnızca algılarımız ve alışkanlıklarımız ile alakalı cinsten değildir. Fiziğin tüm algılarımızı yıkan keşifleri, binlerce yıllık algımızın sınırları içindeki zaman tanımını da yeniden yapmamızı zorunlu kılmıştır.
ZAMAN NEDİR?
Zaman, bugün için fiziğin geldiği son evrede, üç uzay boyutu ile birlikte (yükseklik-genişlik-derinlik) dördüncü bir mekânsal olmayan ancak mekândan ayrıksı da olmayan boyut olarak tanımlanmaktadır. Yani üç uzay boyutu, kütlenin (kara deliklerin merkezi gibi çok ekstrem bölgeler haricinde) tekilliğe mahkûm olmasını engelleyen dokudur. Zaman ise tüm anların tekilleşmesini engelleyen bir doku gibidir. Uzay-zamanı tanımlarken bir çarşaf benzetmesi yaparız. Çünkü en boş alanlarda dahi kuantum enerji alanları mevcuttur, boşluk olmadığı için bir madde uzay-zamanda, çarşaf üzerindeki demir bilye benzeri etkide bulunur ve tutarlı bir evrende boşluk olmaması gerektiğini de düşünmekteyiz. Yani zaman derken aslında, saatlerimizin tik taklarından da öte bir dokudan ve mekân (uzay) ile iç içe ve ayrıksı olmayan bir olgudan bahsetmekteyiz. Bu sebeple de evrenimizin yapısını uzay-zaman olarak tarif etmekteyiz.
Ancak geçmişte, zamanın ne olduğuna dair kimi doğruya yakın yorumlar yapılmışsa da genellikle ölçümün kendisi ile ölçülenin niteliği arasındaki ilişki birbirine karıştırılmıştır. Çünkü uzaysal üç boyuta göre daha soyut ve doğrudan gözlemlenmesi algısal olarak oldukça zor olan soyut bir boyuttan bahsetmekteyiz; ancak ölçülebilir ve etkileri görülebilir olduğu için var olduğunu da bilmekteyiz. Yine de birçok düşünür, eski çağlardan bu yana bu konu üzerine çokça kafa yormuş ve felsefe açısından ilginç kurgulara ulaşılmıştır.
Xenokrates, zamanı geçmişten ibaret sayar. Zaman onun için geçmişin ölçütüdür. Archytas ise Aristoteles gibi hareketin sayısı olarak değerlendirmiştir. Platon’a göre zaman, öz ve gölge arasındaki ilişkinin bir biçimidir. Yani idealar dünyası ile onların deforme olmuş gölgelerinden ibaret olan somut Dünya arasındaki bağlantıdır. Sınırsız ve döngüseldir. Aristoteles ise zamanı hareketten bağımsız ele almaz. Ona göre zaman, hareketin ne kadar olduğu ile ilişkilidir. Yani hareket yok ise zaman da yoktur. Ayrıca Aristo’nun zamanı, geçmiş ve gelecekten bağımsızdır, geçmiş ve gelecek zamanın bir parçası değildir. Çünkü geçmiş yaşanmıştır ve dönülmesi imkânsızdır, gelecek ise henüz başlamamıştır yani yoktur. An ise oldukça belirsizdir, bir çıkış noktası yani geçmiş veya bir varış noktası yani gelecek tanımı olmadan anlamsızdır. Bu yorumların tümünde zamanın kendisi değil de daha çok ölçümün kendisi tartışılmıştır. Çünkü zamanın anlaşılması için henüz bilimin ve özellikle de fiziğin gelişmesi gerekecekti. Bu anlaşılma süreci 20. yüzyıla kadar devam edecekti. Zamanın ölçümüne dair birçok gelişme yaşanmış, takvimler, saatler gelişmiş olsa da zamanın kendisine dair kafa karışıklığı devam etmiştir.
Newton’ın eylemsizlik ilkesine göre, bir cismin üzerindeki kuvvet etkilerinin toplamı sıfıra eşit ise cisim mevcut hareketini veya hareketsizliğini sürdürmeye devam eder. Yani doğrusal şekilde ilerleyen bir cisme etki eden kuvvet 0 (sıfır) ise bu cisim bir kuvvet kendisine etki edene kadar doğrusal olarak sabit hızda ilerlemeye devam eder. Klasik fizikte zaman, mutlak ve evrenseldir. Yani uzaydan yalıtılmış ve “her şeye rağmen” bir olgu olarak kabul edilmekteydi. Mekândan bağımsız bu zaman algısı, zamana hiçbir şeyin etki edemeyeceği, yani zamanın doğrusal hareketini sürdüreceğinde karar kılınmasına da yol açmaktaydı. Zaman ve mekân birbirinden farklı ve bağımsız iki olgu ise ve bildiğimiz kuvvetler de mekânsal etkilere sahipse zaman mutlaktır; geri döndürülemez, ileri sarılamaz, etki edilemez ve eylemsizlik ilkesine göre doğrusal hareketine devam edecek bir sürekliliktir. Newton’ın eylemsizlik ilkesi tarihsel bir tartışmanın da fitilini ateşlemiştir. Ayrıca klasik fiziğin cevap bulamadığı ve teorilere uymayan deney sonuçları ortaya çıkmıştır. Bu tartışma uzunca bir süre sonuçsuz olarak devam edecekti. Ayrıca dönüşüm prensibinin sonuçları, söz konusu ışık olunca hatalı sonuçlar üretmekteydi. Çünkü ışığın hızı ve yapısı henüz anlaşılamamıştı. Dönüşüm prensibini ortaya atan ise hepimizin bildiği bir tarihsel figür olan Galileo idi.
Galileo dönüşümlerine göre, göreli harekete sahip cisimlerin varlığında mutlak bir referans sistemi mümkün değildir. Işığın kendisinin hızı da dahil her olgu farklı referans sitemlerinde farklı sonuçlar üretecektir. Ancak Maxwell keşifleri bir başka gerçeğe işaret edecekti. Maxwell’in keşfi elektrik ve manyetizmanın özdeşliğinin olduğunu, yani birbirinden ayrı değerlendirilemeyeceğini ve bu elektromanyetik dalgaların ışık hızında yayıldığı önermesinin ortaya çıkmasını sağlamıştı. Maxwell’in denklemleri, Galileo’nun dönüşümleri prensibi ile çelişiyor, doğru sonuçlar vermiyordu. Buna göre elektromanyetik dalgalar ışık hızında ilerler, ancak klasik fiziğe göre bu hızın hangi referans sistemine göre olacağı bir soru işaretiydi.
Klasik fizikte bir referans sistemine göre gözlemlenen hızın bulunabilmesi için hız vektörlerinin toplanması gerekmektedir. Yani 100 km hızla A noktasından B noktasına ilerleyen camdan ibaret bir trenin içerisindeyiz ve son vagondan ilk vagona doğru 5 km hızla yürümekteyiz. Dışarıda sabit duran bir arkadaşımız ise bizi gözlemlemektedir. Bu arkadaşımız referans noktası olursa bu arkadaşımıza göre bizim hızımızı klasik fiziğe göre doğru şekilde hesaplamak mümkündür. Ayrıca vagonun içerisinde oturan bir yolcunun olduğu referans sisteminde de hızımızın ölçülmesinde bir sorun yaşanmamaktadır. Ortaya çıkan sonuca göre vagonun içerisindeki yolcunun olduğu bir referans sistemi ile dışarıdan trene bakan bir arkadaşımızın olduğu bir referans sistemi farklı sonuçlar üretecektir. Peki hızın öznesi, 5 km hızla tren içerisinde yürüyen biz değil de cebimizden çıkararak ilk vagona doğru açtığımız fenerimizin ışığı olursa da bu referans sistemleri arasında farklı sonuçlar ortaya çıkacak mıdır? Klasik fizik tam olarak burada hatalı sonuçlar üretmektedir.
1887 yılında, Michelson-Morlen deneyi bu sorunu çözmek adına ortaya çıktı. Bu deneye göre Dünya’da sabit bir noktadan, Dünya’nın dönüş yönüne ve tam tersi yönüne aynı anda iki ışık demeti gönderilecekti. Klasik fiziğe ve Galileo dönüşümlerine göre, Dünya’nın dönüş yönünde gönderilen ışığın tersi yönde ilerleyen ışığa göre daha önce turunu tamamlaması beklenmekteydi. Ancak deneyin sonuçları şoke edici oldu: iki ışık demeti de aynı anda bitiş noktasına vardılar. Bir süre bu soruna kalıcı bir çözüm getirilemedi, ancak özel görelilik teorisi ile birlikte deney sonuçlarını doğru şekilde açıklayabilen ve sonrasındaki gözlemler ile de uyumlu olacak bir teori geliştirildi: Işık hızı, çıkış noktasının hızından bağımsız olarak sabittir ve evrendeki üst hız limiti ışık hızı ile sınırlıdır. Kütleli bir cismin ışık hızına erişmesi mümkün değildir. Bunun için sahip olunan enerjinin sınırsız olması gerekmektedir.
Bir diğer gerçeklik de uzay ve zamanın artık birbirinden bağımsız görülemeyeceğidir.
Özel görelilik teorisine göre, zamanın kendisi de referans noktalarına göre farklı sonuçlar gösterecektir. Yani, hareketli bir A cismi için hareketsiz bir B cismine göre zaman da farklı işleyecektir. İkisi için de zamanın aynı şekilde akması beklenemeyecektir. Aradaki hız farkı arttıkça zaman farkı da artacaktır. Bugün için bunun ölçümünü yapmak kolaylaşmıştır, atomik saatler artık daha yaygın kullanılmaktadır. Bir jet ile Çin’den Kolombiya’ya giden bir atomik saat için zaman, Çin’de evinde oturan birinin elindeki saate göre daha yavaş akacaktır ve bunu gözlemlemek mümkündür. Bugüne kadar yapılan deneyler de göstermiştir ki yüksek hızda yer değişikliği yapan saat, sabit duran saate göre geri kalmaktadır. Dışarıdan gözlemleyen bir sisteme göre bizim hızımız arttıkça zaman genişleyecek ve yavaşlayacaktır. Daha da ilginç olan zamana, cisimlerin gravitasyon etkileri de etki edebilmektedir. Örneğin Dünya’nın kütleçekim etkisi altında zaman, milyarlarca Güneş’in kütlesine denk bir kütleye sahip olan ve galaksilerin merkezinde yer alan süper kütleli kara deliklerin yörüngesinden daha hızlı akmaktadır. Bu duruma kütleçekimsel zaman genişlemesi adı verilmektedir. Buna dair özel tasarlanmış deneyler de mevcuttur. Örneğin yere daha yakın bir alüminyum saat ve yerden daha yüksek bir alüminyum saat arasındaki fark karşılaştırılmıştır. Buna göre kütleçekimden daha az etkilenen yani daha yukarıda olan saat için zaman daha hızlı akmaktadır.
Einstein’ın görelilik teorisinin sonuçları, zamanın mutlak ve her zaman doğrusal-sabit bir olgu olmadığını, farklı referans sistemlerine göre hızlanıp-yavaşlayıp-durabileceğini ispatlamıştır. Bu sonuca göre hızımız ışık hızına yaklaştıkça, zaman bizim için daha da yavaş akacaktır, nihayet ışık hızına varabilirsek ki teorik olarak belirttiğimiz gibi enerji kütle eş değerliği denklemine göre kütlemiz olduğu için sınırsız enerji gerekecektir. Bu sebeple de mümkün görünmemektedir, ancak ekstrem bir şekilde bu hıza ulaşmış olduğumuzu varsayarsak dışarıdan bir gözlemciye göre bizim zamanımız duracaktır.
Kütleçekimsel zaman genişlemesine de şöyle örnek verebiliriz: Diyelim ki bir arkadaşımız ile birlikte bir süper kütleli kara deliğin yörüngesine doğru ilerliyoruz. Arkadaşımız kara deliğin yörüngesinin dışında bekliyor ve bizi izliyor olsun. Biz ise sabit bir hızla kara deliğin olay ufkuna doğru ilerliyor olalım. Olay ufkuna sabit hızla ilerlerken biz arkadaşımıza göre, kütleçekimsel zaman genişlemesi sebebi ile giderek daha da yavaşlıyor görüneceğiz. Bizim için geçen 1 saat, arkadaşımız için 1 güne eşit olabilecektir. Nihayet olay ufkunu geçtiğimizde ise arkadaşımız için artık biz ilerlediğimiz halde durağan ve gitgide kırmızıya kayan bir şekilde görüneceğiz, çünkü gravitasyon etkisi ile gönderdiğimiz ışığın dalga boyları da uzamaya başlayacaktır.
ZAMAN GÖRELİ İSE GEÇMİŞ VE GELECEĞE SEYAHAT MÜMKÜN MÜDÜR?
Kısaca geçmiş ve gelecekten ne anladığımıza göre bu durum değişmektedir. Öncelikle geleceğe seyahat kavramını ele alalım. Biliyoruz ki ışık hızına çok yakın hızlara ulaşabilirsek zaman bizim için oldukça yavaş akacaktır. İkizler paradoksu olarak bilinen bir paradoks ile bu konunun anlaşılması daha kolay olacaktır. Özel görelilik teorisinin ardından oluşturulan bu düşünce deneyine göre, ikizlerden birisi ışık hızına çok yakın bir hızda bir başka yıldız sistemine seyahat etmiş olsun. Geri döndüğünde kütleçekimsel zaman genişlemesi sebebi ile dünyada bulunan ikizine göre genç ve dinamik olacaktır. Yani dünyada onlarca yıl geçmesine rağmen, yüksek hızda (örneğin saniyede 250 bin km hızla, ışık hızının üçte ikisinin de üzerinde bir hızla gidilmiş olsun) giden ikizlerden diğeri için yalnızca birkaç yıl geçmiş olacaktır. Uzay-zamanın yapısından kaynaklanan bu durum, insanların zamanda yolculuk umutlarını da yeniden pekiştirmiştir.
Yani, hız ve kütleçekim etkisi ile zaman arasında ters orantı mevcuttur. Işık hızına ulaşıldığı takdirde şu an ve gelecek arasındaki çizgi iyice belirsizleşecektir. Şu an, yarına dönüşecektir. Işık hızına yaklaşıldıkça ise geleceğe ilerlenecektir. Işık hızına çok yakın bir hızda uzaya giden ikiz geri döndüğünde teknik olarak, geleceğe gelmiş olacaktır. Çünkü kendisine göre geçen zaman ve Dünya’da geçen zaman arasında fark oluşacaktır. Ancak kastettiğiniz sizin de normal akış içerisinde ilerleyeceğiniz ve gelecekteki siz ile karşılaşabileceğiniz bir seyahat ise bunun teorik olarak karşılığı yoktur. Işık hızına yaklaştıkça zamanın yavaşlayacağı ve nihayet ışık hızında zamanın durabileceği özel görelilik teorisinden çıkarılabilecek sonuçlardır. Ancak bu seçenekler arasına bu seferlik, her ne kadar kabul görmüş kuvvetli teoriler müsaade etmese de ışık hızını geçebileceğimiz varsayımını da ekleyelim.
Işık hızına yaklaştıkça zaman yavaşlar ve nihayet ışık hızında zaman durursa, ışık hızı geçilir ise ne olur? Teorik olarak hız arttıkça zaman genişliyor ve nihayetinde duruyorsa, hız ışık hızının üzerinde arttıkça zamanın geriye doğru hareket etmesi gerekmektedir. Zamanda geri gidişe yönelik kimi teoriler de mevcuttur. Bunlara kaynaklık eden ise “hayali kütleye sahip” takyon adı verilen varlığı gözlenememiş parçacıkların, özel görelilik matematiğine, teoriye aykırı olmayacak şekilde yerleştirilebiliyor oluşudur. Takyon adı verilen parçacıklar, fizikte “egzotik” madde gibi teorik solucan deliklerinden seyahat etmenin bir çözümü olarak görülen negatif kütleli parçacıklardır. Eğer kütleniz sıfır ise ışık hızına ulaşabiliyorsanız, kütleniz negatif olur ise ışık hızını da geçmeniz gerekir. Teorik olarak takyon için en yavaş alt hız sınırı limiti ışık hızının birim olarak üzeri olmak zorundadır. (v)>(c) gibi, bugün kabul gören teorilere aykırı bir sonuç ortaya çıkmaktadır (v cismin hızı, c ise ışık hızıdır). Dolayısı ile takyonların hareketi geçmişe doğrudur. Bu çözüme ise henüz şiddetli karşı çıkışlar mevcuttur çünkü bu önerme ciddi paradokslara yol açmaktadır. Çünkü geleceğe gitmek ve geçmişe gitmek arasında sonuç açısından ciddi sorunlar mevcuttur, geçmişe gidiş nedensellik ilkesini ihlal edebilmektedir.
Nedensellik ilkesi niçin ihlal edilmektedir? Buna dair en bilinen düşünce deneyi, “büyükanneyi öldürme” paradoksudur. Diyelim ki ışık hızını aşmanın bir yolunu bulduk ve geçmişe doğru büyükannemizin bebekliğine giderek büyükannemizi öldürdük. Dolayısı ile anne veya babamız doğamayacak, biz de olmamış olacağız. Ancak geçmişe giderek geçmişe müdahale edebilmemiz ile bu durum arasında bir çelişki olmayacak mıdır? Çünkü biliyoruz ki bilginin silinmesi mümkün değildir, büyükannemizi öldürdüğümüz halde biz nasıl var olmuş olacağız? Elbette buna dair de aslında geçmişe giderek kendi geçmişimize değil de paralel bir geçmişe gittiğimiz gibi teorik sonuçlar da üretilebilmektedir, ancak ispatlamak henüz mümkün değildir. Ayrıca geleceğe gidiş olgusu, kendimizi olası bir geleceğin içerisine taşımaktır, dolayısı ile bu seyahat süresince geçmişimiz seyahatten ibaret olacaktır. Ancak geçmişe gidiş için aynı durum geçerli değildir, geçmiş zaten yaşanmıştır ve evrende bunun izleri, bilgisi mevcuttur. Bu ortadan kalkmadan geçmişe giderek müdahale etmek nasıl mümkün olacaktır? Ayrıca bu bilgi ortadan kalkarsa biz nasıl var olmaya devam edeceğiz? Geçmişe gidiş paradoksunun özeti budur.
GELECEKTEN GELDİĞİNİ İDDİA EDENLER VE SÖZDE BİLİMLER
Geçmişe gidiş, geleceğe gidiş fikrinden daha fazla sorun barındırmaktadır ve beslendiği herhangi bir gözlem yoktur. Ancak zaman zaman burjuva medyada gelecekten geldiğini iddia eden insanların veya geleceği görebilen medyum, falcı gibi kişilerin yer aldığını görebilmekteyiz. Bu mümkün müdür?
Öncelikle geleceğe giderken belirttiğimiz gibi aslında bir süreliğine ve yüksek hızda yer değişikliği yapmaktayız. Yani, uzaya ışık hızına yakın bir hızda seyahat edip geri gelirken uzay mekiğinin içinde olduğumuz varsayılmaktadır, aynı anda Dünya’da olamayacağız. Böylece anlarımız ve bilgimiz uzay mekiği ve seyahatimiz olacaktır, teorik bir sorun yoktur ancak teknolojik sorunlar vardır. Yani Dünya’da 100 yıl geçecek ancak seyahat eden kişi için ise yalnızca birkaç yıl geçecek hızda bir seyahat henüz mümkün değildir. Yani geleceği görmek mümkün değildir. Yalnızca zamanın genişlemesine tanık olmak mümkündür. Teorik olarak bu durum geleceğe ulaşmak olarak tanımlanabilir. Çünkü seyahat eden kişi biyolojik olarak olması gerekenden daha gençtir. Ancak geleceği görerek bilgi edinip, geri dönmek bir safsatadır.
Geçmişe dönüş belirttiğimiz gibi, birçok paradoks barındırır. Öncelikle kişinin geleceğe ulaşan bilgi veya izinin olmaması gerekir ki böylece geleceğe hiç ulaşmamış olması gerekir.
Zamanda yolculuk yaptığını iddia edenler ise çoğunlukla diğer sözde bilimler ile aynı kaynaktan beslenmektedir. Yani geçmişten beri din, büyücülük, sihir ve falcılık gibi birçok alanda bu gibi iddiaların ortaya atıldığı görülmektedir. Dini kaynaklardan, daha sonradan olmuş birçok olayın öncesinden tahmin edildiğine dair iddialar da sürekli olarak yinelenmektedir. Bunların gerçek ile hiçbir alakası yoktur. Bilimsel olarak bunların hiçbirinin herhangi bir somut olguya dayanmadığı bilinmektedir.
Ayrıca gelecekte olan bir olayı tahmin etmek, geleceği görmek ile kastedilen şey değildir. Eğer geleceği tahmin etmek kastediliyorsa bu konunun en başarılı örneği falcılar değil, meteorologlardır.
Geleceği tahmin edebilmek ve onu değiştirebilmek, bilimsel yöntem takip edildiği takdirde mümkün olabilir ancak. Eğer söz konusu olan toplumun geleceği ise toplumun geleceği için en doğru seçeneğin ne olacağının çözümü bugün içinde bulunduğumuz sorunlardan ve sorunların kaynaklarından yola çıkılarak anlaşılabilmektedir. Sorun geleceğe gitme veya görme sorunu değildir, geleceği halkın çıkarına inşa etme sorunudur. Sorunlarımızı çözmek ve toplumun çıkarına olanları gerçekleştirmek devrimlerle olanaklıdır. Sınıfların ortadan kaldırılmasıyla geleceği garanti altına alabileceğimiz bir gerçekliktir. Bilimsel yöntemin takip edilmesi halinde karşımıza çıkan sonuç budur. İçinden geçilen koşulları ve süreci en doğru ve bilimsel şekilde incelemek ve bunu değiştirecek yolu bulmak, hedefi oluşturmak, eğilimi tespit etmek kuşkusuz geleceği bilmekle ilgili esas sorundur. Geleceği bilme tartışması geleceği inşa etme meselesinden ayrı düşünülemez. Aksi halde geleceğin ne olduğunu da görebilmekteyiz: talancı emperyalist-kapitalist sistem gelecekte de daha fazla yıkım, katliam ve yok oluştan başka bir şey getirmeyecektir. Bunu görebilmek için geleceğe gitmemize gerek yoktur. Müdahale etmek için de geçmişe gitmenin bir yolu yoktur, harekete geçmemiz gereken an, şu andır.
