Zaman zaman durup düşününce hayatımızda her şeyin sadece ileriye doğru gittiği ve bunun doğrudan zamanın kendisiyle ilgisi olduğu düşüncesi geliyor mu? Biraz daha basitleştirip, netleştirelim: Evren de her şey ama her şey eskir. Bunun tam tersini icra edebilen herhangi bir oluşum, varlık, canlı, gezegen, gök taşı, yıldız yoktur. Her şey düzenden düzensizliğe doğru ilerler. Tıpkı zaman gibi. Peki zaman nedir?
Geçtiğimiz yıllarda Moskova Fizik ve Teknoloji Enstitüsü tarafından yürütülen bir deneyin sonuçları paylaşıldı. Araştırmacılar, termodinamiğin ikinci yasasını ihlal eden bir durumu, kuantum bilgisayarlarıyla simüle ettiklerini açıkladılar. Daha basit bir şekilde, araştırmacıların verdiği örnekle açıklayalım:
Böyle bir çalışmanın, pek çok komplo teorisine yol açacağını biliyoruz. Bugün yanıltıcı haberlerin ve bilgi kirliliğinin önüne geçmeyi amaçladığımız Kafamda Deli Sorular yazı dizimize başlıyoruz. Ele alacağımız ilk konu ise ZAMAN.
Çizdiğiniz ya da hayal ettiğiniz bu okun ucu sürekli olarak geleceği göstersin. Bir başlangıç noktası olsun bir sonu olmasın, her daim ileriyi göstersin.
"Zamanın okuna göre "zaman" tek yönlüdür, asimetriktir, asla geri dönemeyiz" dedi. Şöyle bir düşündüğünüzde kolay bir tanımlama değil mi?
Evet, öyle. Az önce insan aklına göre evrendeki en karmaşık kavramı, sadece iki boyutlu bir düzlemde tanımlamış oldunuz.
Muhtemelen ilk etapta o kişi sizin bir dâhi değil, deli olduğunuzu düşünecek. O basit ok, eğer derdinizi kimseye anlatamazsanız, sonsuza dek sadece sizin için zamanı tanımlayacak. Peki Arthur Eddington bizi nasıl ikna etti?
Entropi, ayrıca termodinamiğin ikinci yasasıdır. Bu yasaya göre çizdiğimiz o ilk ok üzerinde, yani zamanın okunda geriye gitmek, düzensiz olanın düzene geri dönmesi mümkün değildir.
Termodinamiğin ikinci yasası gereği zamanla her şeyin bozulmaya uğradığını az evvel söylemiştik. Yani herhangi bir sistem, zamanla daha düzensiz hale gelir. Örneğin yaşlandıkça daha sağlıklı olmaz, hastalanırız. Yani vücudumuz düzensizleşir.
Entropiyi küçük ölçekte yavaşlatmak mümkündür. İlaç alır, tedavi olur ya da spor yaparak ömrünüzü uzatırsınız. Eğer söz konusu bir bina ise güçlendirir, arabaysa tamir edersiniz. Nitekim büyük ölçekte bir entropiyi, mesela bir yıldızın patlamasını yavaşlatmak insan için imkansızdır. Bu da zamanın termodinamik oku olarak adlandırılır.
Evren sürekli genişliyor. Zamanın kozmolojik oku ise evrenin genişleme hareketini gösteriyor. Temel olarak zamanın termodinamik okuna dayanıyor. Sadece olayı daha büyük ölçekte, evrenin genişlemesiyle açıklıyor.
Unutmayın, saatler ve takvimler sadece Dünya üzerinde geçerlidir. Bir başka yıldızın görüngesindeki bir gezegende, zamanı Dünya’daki gibi ölçümleyemezsiniz. Nitekim zamanın kozmolojik oku, her yerde geçerlidir. Evren, sadece sınırlarında değil her yerinde ve her noktasında genişler. Sadece bu genişlemeyi insan gözü ve ömrüyle deneyimlemek, gözlemlemek imkansızdır. Bunun için büyük teleskoplar inşa edip uzaya bakıyoruz zaten :)
Nasıl zamanda geriye gitmek; yani giderek gençleşmek mümkün değilse bir göle attığınız taşın çıkardığı dalgaların da geriye doğru hareket etmeleri mümkün değildir.
Taşın düştüğü yer ve çevresine doğru devam eden bu hareket; ses, radyo ve radyasyon dalgalarında da aynı şekilde gerçekleşir. Bir dalga, merkezden çıktığında daha düzenlidir; merkezden uzaklaştıkça gücünü kaybetmeye ve bozulmaya başlar, yani entropiye uğrar.
Bir arabanın sizden giderek uzaklaştığını düşünün... Aranızdaki mesafe giderek açıldığı için giderek daha bozuk ses dalgaları duyarsınız. Bir süre sonra dalgalar işitme eşiğinizin altında kalır, tamamen duyulamaz hale gelirler. Dalgaların da kendileri adına bozulma süreçleri vardır. Aynı şekilde bir yıldızdan yayılan ısı, ışık ve radyasyon da yıldızdan uzaklaştıkça etkisini kaybeder. Buna da zamanın radyasyon oku denir.
Muhtemelen bir nedeni olduğunu göreceksiniz. Yine muhtemelen o nedene bağlı olan başka nedenlerin farkına varacaksınız. Kimi zaman vardığınız nokta ile başınıza gelen şey arasında doğrudan ilişki bulamayacaksınız. Zamanın nedensellik oku, filozof David Hume tarafından ortaya atılmıştır.
Gerçekleşen her şey aslında bir birbirleri arasında nedensellik ilişkisine sahip birer dizgidir. Bir şeyin sonucu, diğer bir şeye neden olur. Bir bardağın kırılıp suyunun yere dökülmesi bir olaydır, suyun düşmesine neden olan şeyi düşünmek gerekir. Belki hızla yanınızdan geçen biri size çarpmıştır, belki o kişi bir başkası onu kovaladığı için hızla hareket ediyordur.
Zamanın nedensellik oku, diğer oklardan farklı olarak bir sonraki olay, yani sonuç hakkında çıkarım yapma fırsatı sunar. Bir bardağı havaya bırakırsanız yere düşüp kırılacağını önceden bilirsiniz.
Evren oluşmaya başladığında her şey parçacıklardan ibaretti. Zamanın nedensellik, radyoaktif ve kozmolojik okları, zamanın parçacık fiziği okuna göre şekillendiler.
Evren giderek genişledi, Güneşimiz gibi milyonlarca yıldız ve yörüngelerinde dolaşan milyarlarca gezegen ortaya çıktı. Bugün "tanrı parçacığı" adı verilen şeyin sırrını çözmek üzere kurulan parçacık hızlandırıcı merkezlerinde, zamanın parçacık fiziği okuna dair gizemler çözülüyor.
Okuduğunuz gördüğünüz bütün okların aksine, zamanın kuantum oku simetriktir olabilir, asimetrik de olabilir. Başka oklara, başka koşullara nasıl ve neden bağlandığı belirsizdir. Listedeki en muğlak, açıklanması en güç olan şey zamanın kuantum okudur.
Rusya'daki bilim insanlarının IBM’in kuantum bilgisayarını kullanarak düzensizlikten düzene geri dönüşü simüle ettiklerini söylemiştik. Yani bir bakıma, yapay ortamda da olsa yere düşen ve kırılan bardak eski haline dönmüştü. Elbette bu durum mikro bir ölçekte, kuantum bilgisayarındaki kübit adı verilen bilgi işlem birimlerinin başına geldi. Yani sadece bardak kırılmadan önceki yekpare haline döndü.
Burada Eddington’un 3 temel kuralına ve teorik olarak termodinamiğin ikinci yasasına zıt bir olaydan söz ediyoruz. Bu da bizi tek bir sonuca götürüyor: Ya zamanın okunu kabul ederek yanılıyorsak ve gerçeği göremiyorsak? Ya geçerli olan tek ok zamanın kuantum okuysa?
Bilemiyoruz, kimse bilemiyor. Şu an da fizik dünyasının en çok merak ettiği şeylerden birisi de zaten bu. Bu merak, bizi listedeki son maddeye görütüyor.
Eminiz ki sizin için de geçmiş “bilinen”, gelecek se “bilinmeyen” şeylerden oluşuyor. İşte bu durumda zamanın algısal okundan söz etmek mümkün. Psikolojik durumumuz; kişisel arzularımızı, hedeflerimizi, isteklerimizi yönlendiriyor. Bu da bizi “bilinmeyen” olarak tanımladığımız geleceği yönlendirme çabasına görütüyor.
Başarılı olmak istediğimiz bir konuda çalışıp, gelecekte başarılı olabiliyoruz. En azından her ne kadar ne yaşayacağımızı bilemesek de bu konudaki şansımızı arttırabiliyoruz.
Geçmiş ve gelecek arasındaki ilişki ise kültürlere ve o kültürlerin birer parçası olan inançlara bağlı olarak değişim gösteriyor. Örnekle devam edelim. Bizim “yarından sonra” olarak adlandırdığımız güne Çinliler, “後天 - hòu tiān” yani “sonraki gün” diyorlar.
Eğer Türkçe bilen bir Çinli size "Sonraki gün buluşalım" derse, o buluşmaya bir gün erken gidersiniz. Çin kültüründen dolayı Çinli biriyle zaman konusunda anlaşmakta zorluk çekebilirsiniz.
Saatler, sadece işimizi kolaylaştırmak için varlar. Binlerce yıl önceki güneş saatleri ve kum saatleri de öyleydi... Okun üzerinde yürürken düşünceleriniz sizi yönlendirir, diğer bütün şeyler sadece birer etmendir. Zaman, siz nasıl düşünüyor ve yaşıyorsanız sizin için öyledir. Bilim ise zamanı evrensel gerçeklerle açıklayan, vazgeçilmez bir rehberdir.
Aklınızdaki en "deli" soruyu yorumlarla ya da e-posta yoluyla bize bildirin. Araştıralım, gerekirse işin uzmanına danışalım. Yeter ki kafanızdaki o sıra dışı sorulara, içinizdeki meraka ışık tutalım.
Kaynaklar: Filozof Huw Price - Cambridge Üniversitesi / On the Origins of the Arrow of Time, Wikipedia (Arrow of Time)