NASA’nın ünlü bilim
adamı Albert Einstein’ın izafiyet teorisini uzayda kanıtlamak üzere
geliştirdiği "Gravity Probe B" uydusu dün akşam California’daki
Vandenberg Hava Kuvvetleri Üssü'nden fırlatıldı.
Uyduyu taşıyan Boeing
Delta 2 roketinin TSİ 19.57'de fırlatılmasından 75 dakika sonra Gravity
Probe B, roketten ayrılarak 18 aylık görevine başladı.
Uydunun fırlatılmasıyla
birlikte NASA'nın 45 yıllık rüyasını gerçekleştirmek için ilk adım da
atılmış oldu. İlk olarak 1959’da gündeme gelen projeyi düne kadar hayata
geçirmek mümkün olmamıştı. 700 milyon dolarlık uydunun pazartesi günü
gerçekleşmesi planlanan fırlatma işlemi bir gün ertelenmişti.
DÖRT ‘KUSURSUZ’ KÜRE
Dünyadan yaklaşık 640
kilometre yükseklikte yörüngeye yerleşecek olan insansız uydunun
yapacağı deneylerde Dünya'nın kütle çekiminin ''uzay ve zamanı nasıl
büktüğü'' belirlenmeye çalışılacak. Bunun için insanın bugüne dek imal
ettiği mükemmele en yakın dört kuvars küre kullanılacak. Hatasız bir
ölçüm için mutlak sıfıra yakın soğuklukta vakumlu bir yuvada korunan
küreler pin-pon topu büyüklüğünde.
Uydu uzaya çıktığında
çevrilmeye başlanacak olan topların dönüş eksenlerindeki en ufak
oynamalar ölçülmeye çalışacak. Einstein’in teorisine göre bu topların
dönüş ekseninde az da olsa değişim olması gerekiyor. Ünlü bilim adamı,
1916’da zaman ve uzayın maddenin varlığı nedeniyle bükülebilen bir yapı
oluşturduğu sonucuna varmıştı.
NASA'nın Stanford'daki
Gravity-B uydusunun baş kuramsal fizikçisi Francis Everitt, uzay-zamanın
hızla hareket eden kütlelerce büküldüğünü ve uzayın bir parçasının
kopabildiği kuramı üzerine şu görüşü belitti:
''Yörünge yarıçapları,
ölçülebilirse tercih ettiğimiz tabirle (inçlik) sapmaların olacağı
saptanabilir. Bu ölçümler için mutlak sıfıra yakın donmuş 4 pin-pon topu
büyüklüğünde mükemmele yakın küre, bugüne dek yapılmış en sessiz odada
Grevity Probe uydu içinde korunarak kürelerin kendi molekül hareketleri
en düşük düzeyde tutulacak ve ölçümler yapılacak."
İzafiyet teorisiyle
ilgili uzaydaki deneylerin 16 ayda tamamlanması planlanıyor.
(AA, BBC)
Uzayda geçmişi görmek nasıl oluyor?
Dünya'nın
yörüngesindeki Hubble olsun, dünya üzerindeki diğer güçlü
radyateleskoplar olsun,
ne kadar uzağa bakılırsa bakılsın bir anlamda geçmişi görmüyor muyuz? Bu
nasıl oluyor?
Olay aslında tamamen ışığın hızıyla ilgili. Örneğin bize en yakın
yıldız olan güneşin bize uzaklığı sadece 8 ışık dakikasıdır. Sözgelimi,
güneş birden yok olsa veya kararıverse, ancak 8 dakika sonra bundan
haberimiz olur. En güçlü teleskoplarla bile güneşi izliyor olsak ta
durum değişmeyecektir. Çünkü teleskopun güçlü merceklerine gelen ışık
ışınları da ancak 8 dakika önce güneşin yüzeyini terketmiş ve dünya
üzerinde duran, gözümüzü vizorüne yapıştırdığımız teleskopumuza
gelebilmiştir.
Teleskopumuzun kuvvetini ne kadar artırırsak artıralım, güneşin
kararmasını anında görme lüksüne hiçbir zaman ulaşamayacağız demek ki,
burası kesin. Bunun için tek çözüm zaman yolculuğu yapıp 8 dakika
öncesine bir bakıvermek olacaktı, eğer mümkün olabilseydi tabii. Çünkü
olay sadece bizim bulunduğumuz yer ile alakalı bir olaydir ve
görecelidir (izafidir). Dünya yerine güneş sistemindeki daha uzaktaki
bir gezegende olsaydık güneşin kararmasını daha geç farkedecektik doğal
olarak.
Şimdi, elimizdeki çok güçlü teleskopu burnumuzun dibindeki güneş
dediğimiz yıldızdan daha uzaklara çevirirsek, teleskopumuza, yola 8
dakikadan çok daha önce çıkmış ışık ışınları gelecektir. Mesela 2 milyon
ışık yılı ötedeki bir yıldıza teleskopumuzu odakladığımızı düşünürsek,
teleskopun merceklerine gelen ışık ışınlarının da 2 milyon yıl öncesine
ait olduğunun idrakine varmamız gerekir. Işığın sonlu bir hızı vardır.
Işık, saniyede yaklaşık üçyüzbin kilometreden hızlı gidemez. Böyle
olunca da, madem ışığın hızını biliyoruz, yıldızın bize olan uzaklığını
da hesaplayabiliriz demektir. Üstelik gözlediğimiz o yıldız şu anda,
bizim zamanımıza göre tam teleskopumuzu yönelttiğimiz doğrultuda
değildir. Hatta çoktan yok olmuş bile olabilir. 2 milyon yılda çok
şeyler olmuş olabilir. O yüzden, çok uzak yıldızları, gökadaları ve
nebulaları gözlerken onların şu andaki durumlarını gözlememekteyiz.
Teleskopumuzun içinden geçip gözümüze gelen görüntüyü oluşturan ışık
ışınları 2 milyon yıl önce yola çıkıp ancak o an, bizim teleskopla o
yıldıza baktığımız an bize kadar ulaşabilmiştir. Sözkonusu uzak yıldızın
şu anki yerini bilmenin tek yolu vardir, o da ışıktan hızlı bir şekilde
yol alıp yıldızın tahmini o an bulunacağı yöne doğru gitmektir. Ama
belki de ışıktan hızlı giden bizler de daha bir kaç dakika sonra
yıldızın parçalanıp yok olduğunu da gözleyebiliriz biz daha ona
ulaşamadan. Yıldızın parçalandığı ana ilişkin ışık ışınlarına o an
rastladık çünkü. Ve yıldızın parçalanmış olduğu ana ait ışık ışınları
daha dünyaya varmamıştır. Biz ışıktan hızlı giden gemimizle tekrar
dünyaya dönsek ve teleskopumuzun başına otursak, yıldızın hala mevcut
olduğunu, yok olmadığını göreceğiz. Çünkü, yıldızın patladığı ana ait
ışık ışınları daha dünyaya ulaşmamıştır, daha yoldadırlar. Ne kadar
sonra patlayacağını göreceğinizi de artık hesaplarsınız.
Işıktan hızlı gidilebilir mi? Bu Einstein'a göre mümkün değil. Işık
hızına yaklaşan bir hızla giden bir cismin kütlesi küçülecektir ve tam
ışık hızında hiç kalmayacaktir. Buna karşın ışık hızı sınırına doğru
hızı artırdıkça gerekecek olan enerji artacak, tam ışık hızına
ulaştığımız anda sonsuza ulaşacaktır. Sonsuz bir enerji istiyor izafiyet
teorisine göre ışık hızı.
Buna karşılık "tychon" adı verilen parçacıklar yıllar önce gözle
görülemese de formüllerle varlıkları kanıtlanmıştır. Bunlar ışık
hızından defalarca hızlı olduğu varsayılıyor. Fizikteki Doppler olayına
göre yapılan hesaplara göre bize yaklaşmakta olan gök cisimleri maviye,
bizden uzaklaşmakta olan gök cisimleri ise kırmızıya kaymaktadir.
Doppler olayını kullanarak astronomlar uzaydaki cisimlerin bize doğru
gelmekte olduğunu veya bizden uzaklaşmakta olduğunu saptayabilmekteler.
Ama vardıkları kesin sonuça göre daha çok uzaklaşmaktadırlar. Başka bir
deyişle, evren genişlemekte olduğundan bir merkezi dikkate alarak tüm
gökadalar, nebulalar ve diğer gök cisimleri, hem birbirlerinden hem de
bizden uzaklaşmaktadırlar. Bize doğru gelenler ise daha azdır.
Birbirinden uzaklaşma olayına ilave etmek istediğim bir husus var.
Tabii ki tüm gök cisimleri birbirinden uzaklaşmakta ama birbirine
yaklaşanlar da olmakta. Yıllar önce keşfedilen iki galaksinin birbirinin
içinden geçmesinin saptanması gibi. Düsünün bir kere. Milyonlarca
yıldızdan, gezegenden, gazlardan ve diğer parçacıklardan oluşan bir
sistem başka birisiyle çarpışıyor. Aslında bu tam bir çarpışma değildir.
Çünkü birbirlerinin içinden geçip giderler. İçlerinde sahip oldukları
gezegenlerin veya yıldızların çok cok azının "belki" çarpışma ihtimali
vardır. Bu çarpışma olayı da öyle bir anda olmaz tabii ki. Milyonlarca
yıl önce başlamış, yine milyonlarca yıl sürecek bir çarpışmadan
bahsediyorum ben. İşte bu devasa içi içe geçip gitme olayına çarpışma
dedim sadece. Yıllar önceki astronomların da saptadığı zaten bu
carpışmanın sadece bir anı idi. Sözkonusu iki galaksinin de bizden
uzaklığı göz önünde tutulursa carpışmanın belki de çoktan bittiğini
düşünebiliriz. Ne demiştim. Işık ışınları bize yeni gelmiştir de ondan.
Madem ki ışık hızından hızlı parçacıkları, gözleyemesek te ispat
edebiliyoruz, o halde ışık hızından daha hızlı bir hızın da sözkonusu
olabileceğini göz önünde bulundurmak gerekir diye düşünuyorum (Eskiler
şöyler derler: En hızlı şey düşünce hızıdır). Mesela, "düşünce" hızı
ışık hızından hızlı bir olay. İnsan kendini düşünse, bir anda İzmir'de,
bir anda Paris'te veya bir anda Guneş'te olabilir. Tabii bu mümkün
olabilseydi taşımacılık sorunu kalmazdı. Düşünce hızı ışıktan çok hızlı
bir olay. Ama ne yazık ki kendi kendimizi oraya buraya gönderemiyoruz
henüz.
Peki zamanda yolculuk yapılabilir mi? İlk anda şunu söylerler:
Geleceğe hayır ama geçmişe evet. Geleceğe niçin gidemiyoruz. Daha
yaşanmamıştır da ondan! Bunun diğer bir ispati daha var. Madem geleceğe
gidilebilir diyenlerdensiniz, şu soruya cevap verin: Bundan diyelim
yüzyıllar sonra zamanda yolculuğun sırrı çözülecek ve insanlar zamanda
seyahat etmeye başlayabilecekler. O insanlar geçmişe gidip bizim
zamanımıza niye gelmiyorlar o zaman? Gördünüz mü? Zamanda yolculuk her
ne kadar şu an için imkansiz görülse bile onun bile kuralları vardır.
Gelecege gidilemez. Ama geçmiş yaşanmıstır. Geçmişe gittiğimizde
yaşanmış kötü bir olayı engelleyebilir miyiz? Bence hiç karışmamalıyız.
Geçmişe ancak pasif bir gözlemci olarak gidilmelidir. En doğrusu budur.
Geçmişe yapılacak olan zaman yolculukları bir paradoksa da yol
açacaktır derler. Kişi geçmişe gidip kendi dedesini öldürebilir, eğer
öldürürse kendisi nasıl geldi, kendisi nasıl doğdu?
Zamanda geriye doğru bir yolculuk yapıldığında, yeni bir boyut
açılır. Zamanda ne kadar geçmişe gidilirse o kadar çok boyut açılır ve
bu boyutların sonu, limiti yoktur. Kişi geçmişe gidip kendisini görüp
gelebilir. Aynı kişi tekrar geçmişe gittiğinde farklı bir boyut açılır
fakat orada kendisinden iki tane görür. Zamanda yolculuk yaparak gelmiş
halini de görür. Herşeyi hatırlar. Fakat, zamanda yolculuk yaparak
gelmiş ilk hali geleceği bilemez. "Geleceğe Dönüş" filminde buna bir
örnek vardı. Kişi geçmişe ne kadar döner ve kendi zamanına geri dönerse
o kadar sayıda boyut açılacak ve geçmişteki o gidilen anda, o zamana ait
kişiye ilave olarak zaman yolculuğu yapanların sayısı kadar sayıda o
kişiden olacaktı. Bu herhangi bir sorun çıkarmaz. Zamanda geçmişe
giderek bir şeyi değiştirdiğimizde değişen şey "bize göredir". Yeni bir
boyut açarak gelen biz orada kalırsak normal hızı ile yaşlanmaya devam
ederiz genç halimizle birlikte. O boyutu terk etmemiz ise tabii yine
zamanda seyahat ederek olacaktır.
Geleceğe gidilebileceğini varsayarsak, bu da herhangi bir değişikliğe
yol açmazdı. Gelecekteki bir şeyi değiştirsek bile.
Kısaca, gelecekten geçmişe gelerek bir şeyi değiştirdiğimizde yeni
bir boyut oluşur ve zaman içinde bulunduğumuz boyutta bize göre akar.
Yani, kendi geleceğimizi değiştirmiş oluruz. Geçmişe giderek geleceği
değiştirebiliriz fakat, bunu yaparak farklı bir boyut açmış oluruz. Bu
şekilde zamanda sapmalar yaparak kendimize göre farklı bir gelecek
düzenleyebiliriz. Bizim bilmediğimiz, diğer farklı boyutlardan, farklı
geleceklerden habersiz olarak o boyutta yaşamımızı sürdürürüz.
Yazar Stephan Hawking'e göre uzay zaman, evren genişlediği için ileri
gitmekte. Yani, zaman ileriye doğru akmakta. Masanın üzerinden yere
düşüp kırılan bir bardağı örnek alalim. Eğer, yerdeki parçalanmış
bardağın camlarının yerden zıplayarak masanın üzerine yukseldiğini ve
sapasağlam olarak bardağı oluşturduğunu görseydik, o zaman uzay zaman
geriye dogru akıyor diyebilecektik, bu da evren büzülüyor demek
olacaktı. Bu gibi sahneleri geriye doğru oynatılan film veya videolarda
görmeye alışkın olan bizler, gerçek hayatta bunun örneklerini
görememekteyiz. İlk andan itibaren zaman ileri doğru akmaya şu an da
devam etmekte. Dördüncü boyut olan zamana insanoğlu henüz müdahale
edememekte. Uzun yıllar da müdahale etmeye çalışacak, bu uğurda kafasını
çok yoracak gibi gözükmektedir.
Paralel Evrenler
"paralel kainatlar hakkında söylenebilecek tek
şey paralel olmadıklarıdır.." -Douglas Adams
|
Paralel Evrenler |
Görülebilir evrenin ötesinde, bu evrene
paralel başka evrenler de var mıdır? Mistikler ve filozoflar böyle
olduğunu öne sürüyorlar. Bilim adamları ise yakın zamanlara değin böyle
bir şeyin olanaksız olduğunu düşünüyorlardı. Fakat bugün fizikçiler
paralel evrenlerin olabileceğini matematiksel olarak ortaya
koyabiliyorlar.
Paralel Evrenler kavramı,
bugün bilimsel terimlerle açıkça bir şekilde tartışılabilmektedir. Bilim
adamları içinde bulunduğumuz evrenin varlığını bir takım neden-sonuç
bağıntılarıyla açıklayabiliyorlar.
Aslında bu açıklama, üç boyutlu uzayın tümüyle onun yapısını oluşturan
fizik nesnelerden ibaret olduğu esasına dayanır.
3 Koordinat
Belirtilmelidir
İkinci
nokta, paralel evrenler tartışmasının odak noktasını oluşturuyor.
Herhangi bir nesnenin konumunu kavrayabilmek için öncelikle üç
koordinatını belirlememiz gerekir. Bunun en somut örneği havacılıkta
görülür. Bir uçağın pilotu, yerdeki hava trafik kontrolörüne havadaki
konumunu bildirmek için 3 rakam vermek zorundadır. Bu değerler uçağın
havada bulunduğu yerin enlemini boylamını ve yere olan uzaklığını
belirtir.
Evren ile ilgili ölçümler
de böyle yapılır. Gökbilimciler, sözgelimi bir gezegenin uzaklığını
belirlemek için, yukarı-aşağı, sağ-sol, ön-arka gibi kavramlar
kullanarak sonuca varırlar.
Peki, üç
boyutun ötesi var mıdır? Matematikçiler diğer boyutları idrak etmenin
sanıldığı kadar zor olmadığını belirtiyorlar. Diğer boyutlar gerçekten
de matematiksel olarak kavranabilir, fakat bu durum üç boyutlu insan
beyni için de söz konusumudur? Tüm kavramlarımızla birlikte üç boyutlu
bir mekanda yaşadığımız için bu pek mümkün değildir. Fakat şu
örnekler, bunu anlamamıza biraz yardımcı olabilir.
Nokta,Kağıt ve Masa
Örnekleri
Uzaydaki
tek bir noktayı ele alalım.Bu noktanın herhangi bir yöne doğru uzanan
hacmi yoktur.Dolasıyla bir matematikçi için o nokta boyutsuzdur.Düz
bir çizgiyi ele alalım. O da sadece bir yöne doğru uzar. Genişliği ve
yüksekliği yoktur, sadece uzunluğu vardır, bu bakımdan o çizgi de bir
matematikçi için tek boyutludur. Bir kağıt parçasını düşünün.
Genişliği ve uzunluğu vardır ama derinliği yoktur. Dolayısıyla o da
iki boyutludur. Bir masayı ele alalım. Genişliğiyle, uzunluğuyla ve
derinliğiyle üç boyutlu bir nesnedir. Örneklerimizi bir kez daha
inceleyelim: Boyutsuz, tek boyutlu, iki boyutlu ve üç boyutlu. Burada
durmamız için herhangi bir neden var mı? Neden bundan sonraki
boyutları keşfe çıkmayalım?
|
Einstein ın paralel evrenler teorisi |
Einstein'in Yaklaşımı
Her ne kadar bilimsel
düzeyde şimdilik bir varsayım olarak kabul ediliyorsa da, bir takım
bilimsel ön bilgiler öne sürülmemiş olsaydı, paralel evrenler felsefi
bir kavram olmanın ötesinde hiçbir şey ifade etmeyecekti. Paralel
evrenler konusuyla ilgili ilk kapıyı açan kişinin
Albert EINSTEIN olduğu biliniyor.
Einstein'ın ünlü genel rölativite teorisinde paralel evrenleri
birbirine bağlayan "köprülerden" söz edilir.
Einstein - Rosen Köprüsü
Einstein ve yakın
çalışma arkadaşı
Nathan Rosen'in
bu
kara delik tünellerini matematiksel
olarak kabul ettikleri ve inceledikleri biliniyor. Einstein ve Rosen,
bu çalışmalarının sonucunda şaşırtıcı bir şey keşfettiler: Kara Delik
tünellerinin dibi yoktur! yani sonu yoktur.Burada, uçlarından
birbirlerine bağlı iki huni söz konusudur.Birleştikleri nokta, tünelin
"boğaz" kısmını oluşturur. Dolayısıyla tünelin bir ucundan giren bir
nesne, merkezdeki ya da boğazdaki olağanüstü çekimin etkisiyle,
tünelin öbür ucundan dışarı fırlatılır. Öyleyse öbür yanda ne vardır?
Öbür yan, yeni bir evrendir, ilkinden tamamıyla farklı bir evrendir
bu. İşte bu iki evreni birbirine bağlayan tünele Einstein-Rosen
köprüsü adı verilir.
Einstein'ın dünyaya katkısı
|
Albert
Einstein 1905 yılında yayınladığı '3 + 1' makalesi ile
günümüz fiziğinin temellerini attı. Einstein, yıllardır
bir ışık ışınını yakalarsa ne olacağını merak ediyordu.
Vargıları tüm fizik dünyasını sarstı.
|
Albert Einstein bizlere, sağduyumuzu
yalnızca edinildiği çerçevede kullanmamızı, bunun dışına
çıkıldığında ise sağduyuya aykırı durumlarla karşılaşmanın
yadırganmaması gerektiğini öğretti
R. ÖMER AKYÜZ (Arşivi)
Birleşmiş Milletler Bilim ve Kültür Örgütü (UNESCO) 2005
yılını 'Dünya Fizik Yılı' olarak ilan etti. Bunun gerekçesi
Albert Einstein'ın, 1905 yılında yayımlanan '3+1' makalesi ile
günümüz fiziğinin temellerini atmasının 100. yıldönümü
olmasıdır. Albert Einstein, fizikçi hatta fenci1 denildiğinde
hâlâ herkesin aklına gelen ilk kişi. İlginçtir ki bu denli
büyük ününün sebebi hemen farkına varılmamış bir başarısızlığı
ve -ömrü boyu savaş karşıtı olduğu halde- bunu örten I. Cihan
Savaşı'dır (ünü onu çok geriden izleyen 'ikinci' en tanınmış
fizikçi olan Stephen Hawking ise bunu çok iyi bir fizikçi
olmasına değil de herhalde neredeyse gözlerinden başka hiç bir
yerini hareket ettirememesine borçlu). Burada Einstein'ın,
'mucizeler yılı' da denilen 1905'te çıkan makalelerini genel
çizgileriyle tanıtırken bunların fizikte ne gibi rolleri
olduğuna değinerek Dünya Fizik Yılı'nda ülkemizde fiziği genel
kamuoyuna tanıtma sürecini başlatmayı amaçlıyorum.
Doğanın
gizemini aydınlatmak
Fizik, cansız -hem de canlı2- doğanın çalışma ilkelerini
inceleyen ya da en azından temelinde olan fen dalıdır. Bir
dönem (Isaac Newton3) 'doğa felsefesi, deneysel felsefe'
adıyla anılırken, 18. yüzyılda, Yunanca 'doğa' anlamına gelen
bir kelimeden türetilen 'fizik' adı, böylece bu temel oluşu
çok güzel anlatmaktadır. Önce filozoflar sonra fizikçiler
yüzyıllar boyu doğanın neden 'öyle, olduğu gibi' olduğunu
anlamaya uğraştılar. Bunda maddenin ve gökyüzündeki olayların
ne menem şeyler olduklarını önceleri ayrı ayrı anlamaya
çalışıp, simya ile kimyayı ve astroloji ile astronomiyi ortaya
çıkardılar, cisimlerin düşmesini, suyun donmasını ve
buharlaşmasını, elektriklenmenin ve mıknatısların ve de ışığın
sırlarını anlamaya çalıştılar. Derken Kopernik-Galileo-Kepler-Newton
ile yeryüzündeki doğa yasalarıyla gökyüzündekilerin ilk ortak
yanları bulundu: mekanik ve evrensel kütleçekimi yasaları.
Buna 18. ve 19. yüzyıllarda Coulomb-Örsted-Faraday-Maxwell
çizgisinin ortaya koyduğu elektirik-manyetizma-optik
birleşmesi daha sonra da Rumford-Herapath-Maxwell-Boltzmann-Gibbs
ısıyla mekaniği, Draper-Kirchhoff-Wien-Rayleigh ışıkla ısıyı
birleştirdiler.
Modern
fiziğin doğumu
Ama hâlâ ışığın tam nasıl oluştuğu, atomların gerçek olup
olmadığı bilinmiyordu. Bu hususlarda ilk çarpıcı adımı atan
Max Planck oldu. 1900 yılı ekim ve aralık ayları arasında,
ısıtılan cisimlerin sıcaklığı ile saldıkları ışık arasındaki
ilişkiyi, ömrünün sonuna kadar inanmadığı,
'ışığın, içeriği kendi rengini belirleyen frekansıyla ölçülen
bir enerji paketçiği olduğu' olgusunu ileri sürerek buldu.
Einstein 1905'te, 1) Planck'ın çok kısıtlı olarak önerdiği
olguyu genelleştirdi ve ışıkla elektrik üretmenin temelini
attı; 2) Botanikçi Robert Brown'un gözlediği gizemli olguya
(çiçek tozlarının su içindeki gelişigüzel hareketleri) ısıl
olayların kinetik kuramı, yani atomların varlığı çerçevesinde
yanıt getirdi; 3 ve + 1) Işık hızının, kaynağının hareketinden
bağımsız oluşunun çarpıcı sonuçlarını ortaya koydu.
Birincisine 'fotoelektrik olayın fotonlarla açıklanması',
ikinciye 'Brown hareketinin, atom ve moleküllerin varlığıyla
açıklanması' üçüncüsüne ise 'özel görelilik kuramı' diyoruz (+
1 ise kütle ile enerjinin eşdeğer ve birbirlerine dönüşebilir
olduklarını gösterdi).
Bunların her birisi tek başına bir fizikçiye ün kazandırmaya
yetişirdi. O ise bunların hepsini yapmakla yetinmeyip, 15-20
yıl içinde benzeri olgulara ve de yeni olgulara götürecek
temeller attı. 1921 Nobel Ödülü gerekçesinde yalnızca birinci
katkısına değinilmişti; bunun iki Cihan Savaşı arası
Almanyadaki siyasi duruma yorulduğu da oluyor, ancak buna
ilişkin Nobel komitesi kayıtları bunu pek desteklemiyor
(önümüzdeki günlerde bunları başka bir organda
yayımlayacağım).
Asıl
katkı fiziğe değil fizikçiye
Ama Einstein'ın en önemli katkısı fiziğe değil de fizikçilere
oldu. O bize, sağduyumuzu yalnızca edinildiği çerçevede
kullanmamız gerektiğini; bunun dışına/ötesine gidildiğinde,
sağduyuya 'karşı' olan durumlarla karşılaşmanın yadırganmaması
gerektiğini öğretti4. Bir hususta varsayım yapılırken bunun
gözlenebilirliğinin en azından 'düşünce deneyleri ile' bile
olsa operasyonel olarak gerçekleştirilebilir olduğunu ortaya
koymak gerekirdi. Bunu özellikle özel görelilik kuramı
çerçevesinde hep gerçekleştirdi. 19. yüzyılın son çeyreğine
girilirken elektromanyetizmanın, yani elektrik ve manyetik
kuvvetlerin ortak yasalarının kuramı tamamlanmış ve ışığın
bunun bir parçası olduğu anlaşılmıştı. Ancak yüzyılın
sonlarında önce ışık 'dalgalarını' -ki bu da ışığın, süregiden
ve gidecek bir çelişkili görünümü taşıması için ta
Eflatun'dan, Aristoteles'ten beri çeşitli sebeplerle
varsayılan esîrin yokluğuna götürecek belirtiler ortaya çıktı.
Aynı zamanda elektromanyetizma denklemlerinin, sabit bir hızla
giden gözlemciye göre yazıldıklarında bozuldukları da fark
edildi.
Oysa ta Galileo'dan beri böylesine durumların sabit hızlarda
giden gözlemciler tarafından ayırt edilemeyeceğine
inanılıyordu. Nitekim 300 yıldan beri fizik ve mühendisliği
çok güzel götüren Newton denklemleri biçimlerini aynı
koşullarda koruyordu. Dönemin en saygıdeğer matematiksel
fizikçisi Hollandalı Hendrik Lorentz, durumu kurtarmak için
uğraşarak ilginç bir yapı buldu; ama hareketle birlikte
hızların ve yerlerin yanı sıra zaman akışının da değiştiğini
-duran bir gözlemcinin, kendi saatiyle ölçtüğü süre ile
hareketli bir saate baktığında gördüğü süre farklı olmalıydı
-gösteren bu yapının fiziksel vargılarını arayacağına,
bulduklarını, bunlara sırf matematiksel bir özelik olarak
bakıp kenara bıraktı. Einstein ise tamamen bağımsız olarak ve
yalnızca, ışık hızının, elektromanyetizma denklemleriyle
verilen bir sayı olmasından dolayı gözlemcinin hareketinden
bağımsız olması gerektiğine dayandırdığı basit bir usavurmayla
Lorentz'in bulduklarını yeniden elde etti. Ama bununla
yetinmeyerek bundan varılacak çeşitli sonuçları aradı, çünkü
17 yaşından beri bir ışık ışınını yakalarsa ne olacağını merak
ediyordu. Vargıları tüm fizik dünyasını sarstı: hareketli
cisimlerin boyları kısalmış, olayların süreleri uzamış
ölçülüyor; bir gözlemcinin eşanlı gördüğü iki olayı başka
gözlemciler farklı sırayla olmuş görebiliyor (eşanlılığın
göreli oluşu!); kimyasal ve radyoaktif olaylarda açığa çıkan (ya
da katılmak gereken) enerjinin kaynağının, bu olaylarda rol
alan atomların kütle azalması (ya da artması) olduğu
anlaşılıyordu. Ancak tüm olgular alıştığımız hızların, hatta
dünyanın kendi yörünge hızının bile ışık hızına kıyasla
'devede kulak-hatta kıl' kalmasından dolayı 'sağduyumuza'
işleyecek kadar öçülebilir değildi. Zamanla hepsi deneylerle
doğrulandı.
Evrenin
gizemini çözmek
Bunların sonucunda birbirlerine karışan uzayla zamanın, ışık
hızında; enerjiyle momentumun ise cismin (değişmeyen)
kütlesinde5 birleştikleri açıkça anlaşıldı (Yakalanacak ışın
ise yok olacaktı!) 20. yüzyıl boyunca fizik, diğer birçok
büyük fizikçinin de katkılarıyla bu temellerden başlayıp
ilerleyerek maddenin en derin noktalarına dek uzanmış, hatta
evrenin başlangıcını ve geçmişini sağlam bir senaryoya
bağlayabilerek uzay boşluğunun bugünkü sıcaklığını bile
hesaplayıp (270 0C) ölçüyle doğrulayacak denli mikro ve makro
âlemi birleştirmiş olup, kuantum fiziği ve görelilik, artık
bugün günlük yaşamımızın içine karışmış olan bilgisayar, cep
telefonu, lazer (derli disk ve çizgili kod okuyucularında ve
ışık gösterileri...) gibi nesnelerin yapılabilmesini sağlayan
ve daha kim bilir nelere de yol açabilecek olan gelişmeleri
açıklayıp yaratmayı sürdürüyor. Beklentimiz fiziğin, daha
doğrusu fizikçilerin, evrenin ve de yaşamın daha derindeki
gizlerini çözebileceğidir.
1- Batı dillerinde 'science' 'bilgi' demek olan Latince kökten
gelmektedir, Osmanlı Türkçesinde (ya da Arapça da) 'ilim (ilm)'
aynı anlama gelir. Bu, 'bilim' şeklinde çok güzel
'Türkçeleştirilmiş'. Ancak genelde 'her türlü
sistemleştirilmiş bilgi'yi kapsayan 'scienceilimbilim'
kelimeleri için Batı dillerinde (belki Almanca dışında) bizim
'fen' dediğimiz kısmı karşılayan bir kelime yok. Dilimizin bu
özelliğinden yararlanarak bu kelimeye ağırlık veriyorum.
2 -Atomlar ile içlerindeki ve dışlarındaki yakın ilişkileri
belirleyen fiziktir. Bunları oluşturan moleküllerin de 'basit'
ilişkileri ile katı ve sıvıların yapılarını inceleyen gene
fiziktir. Atomlar ve moleküller arasındaki değiş-tokuş
ilişkileriyle karmaşık moleküllerin davranışları,
geliştirdikleri hatta yarattıkları dâhiyane bilimsel sanatla
hâlâ kimyacıların çalışma alanında çünkü bunları fizik
problemi olarak çözecek matematiksel teknikleri ve
bilgisayarları henüz geliştiremedik. Biyoloji ise DNA vb.
moleküllerin davranışlarından kaynaklanan canlılığın temel
olduğu fen dalı olduğundan bunu da fiziğe bağlamak için
yeterli dayanak var.
3- Değineceğim adlarda çok sayıda eksiklik olacaktır, bunların
hepsini yazmak ve ilgili açıklamaları yapmak gazetenin hepsini
fazlasıyla aşar. İlgilenenlere derslerim için hazırladığım
kısa fizik kronolojisini elektronik olarak gönderebilirim.
4- Ancak, bunu kauntum fiziğinin temellerini atarken ve
özellikle de görelilik kuramı çerçevesinde yaparken; kendisi
kuantum fiziğinin yıllar sonra beliren olasılıkçı yapısını,
açıkça öyle söylemese de sağduyusuna aykırı göründüğü için
kabullenemedi.
5- Birinci durumu Einstein'ın matematik hocalığını da yapmış
olan matematikçi Hermann Minkowski şöyle özetlemişti: "Artık 3
boyutlu uzay ile 1 boyutlu zaman birbirlerinden ayrı
nicelikler olarak anlamlarını yitirdiler; yerine bunlar 4
boyutlu bir uzayzamanın eşdeğer elemanları olarak
düşünülmelidirler."
Öte yandan Einstein'ın gösterdiği enerji ile kütle arasındaki
ilişki popüler yayınlarda ve alt düzey akademik öğretimde
yıllarca Einstein bile öyle olmadığını söylediği halde
'kütlenin hızla değişmesi' olarak yanlış tanıtıldı, hatta
bunun için bir denklem bile yazıldı. Bu durum Rus fizikçi Lev
Okun'un ciddî uyarılarından sonra 1989 yılından beri
düzeltilmektedir. Bir cismin kütlesi sırf hareketinden ileri
gelen kinetik enerjisinden dolayı değil, iç enerjisindeki
değişikliklerden dolayı değişir; eşdeğerlilik tamamıyla iç
enerjiden ileri gelir. Kütlenin hızla değişmesi söz konusu
olduğunda çok ciddî çelişkiler ortaya çıkmaktadır.
6- Hatta kimilerimiz bu yolun sonunda -varsa- Tanrı'ya da
varılabileceğini beklemekteler.
|
|
EİNSTEİN'IN
RÖLATİVİTE KURAMLARINA BİR BAKIŞ
Prof. Dr. Süleyman BOZDEMİR
(Çukurova Üniversitesi, Fen Edebiyat Fakültesi, Fizik Bölümü ),
M. Serdar ÇAVUŞ (Ç.Ü
Fen Bilimleri Enstitüsü Fizik Anabilim Dalı Yüksek Lisans Öğrencisi)
Bu
yüzyılın başlarında kuramsal fizikte altın çağ başladığı zaman, adı
henüz bilim dünyasında duyulmamış bir fizikçi vardı. Bu, Annalen der
Physık’in 1905 tarihli sayısında fotoelektrik olayı, Brown hareketi ve
özel görelilikle ilgili ünlü üç çalışmasını birden yayınlayarak üne
kavuşan Albert Einstein’dır. Onun fizikteki hayat boyu çalışmaları
bilimin felsefesi ve yöntemleri üzerinde büyük etki yaptı. Einstein’ın
kendisi bilimci filozoftu.
O,
hayranlık uyandırıcı bir şekilde felsefeyi kullanarak bugün modern
bilimin önemli bir kısmı olan buluşlarını yaptı ve bunlar insanlık
aleminin evrene bakış açısını kökten değiştirdi. Hiç şüphe yok ki,
Einstein çok özel bir bilim adamıdır ve bir benzerini bilim tarihinde
görmek, bulmak olası değildir. O, Planck’ın enerjinin kuantumlanması
buluşunun önemini ilk kavrayanlardan biridir ve bunu fotoelektrik
olayının mekanizmasını açıklamada başarıyla kullanarak 1921 Nobel
fizik ödülünü almaya hak kazanmıştır. İstatistik mekaniğe de çok
önemli katkılar yapmıştır. Kuantum fiziğinin öncülerindendir fiziksel
olayların özünü kavramakta olağanüstü yeteneğe sahipti. Hiçbir kısa
özet, onun, fiziğin temel problemlerine yaptığı çok sayıda derin
katkıları anlatmaya yetmez. Onun genel görelilik kuramı bütün
zamanların en yeterli ve en akıllı yapıtlarından bir olarak
durmaktadır.
20.
yy’ın ilk çeyreğinde Fizik alanında iki büyük devrim yaşanmıştır:
Bunlardan biri Einstein’ın görelilik kuramları, diğeri de kuantum
kuramıdır. Bunlar bilimde gerçek devrimlerdir; çünkü doğaya yeni bir
gözle bakmayı sağlayarak yeni kavramlar, yeni ilkeler getirdiler. Fen
bilimlerinden felsefeye, sosyal bilimlere kadar tüm bilimler bunların
etkisinde kaldı.
Bundan yüz yıl önce ortaya çıkan özel rölativite kuramından bu yana
geçen sürede bilimsel sonuçları ile, fizikçilerin yanı sıra
matematikçilerin, kimyacıların ve mühendislerin de yoğun ilgisini
çekmiş bulunan bu teori epistemolojik yönüyle de filozofların yakından
ilgilendiği ve üzerinde yorumlar yaptığı bir konu haline gelmiştir.
Bu
makalede, Klasik Fizik kuramlarının yetersizliklerinin bir sonucu
olarak doğan rölativite kuramlarının dayandığı temel ilkeleri ele
alacağız.
19.
yy’ın son çeyreğinde fizikçiler, bir yandan klasik fiziğin fiziksel
olayları başarılı bir biçimde açıklamalarına tanık olurken öte yandan
da bu kuramın açıklayamadığı bazı olaylarla karşılaşmaya
başlamışlardı. Bu olaylar iki türdendi: Bir kısmı klasik fiziğin iç
çelişkilerinden, bir kısmı da atomlara uygulanmasından
kaynaklanıyordu.
İşte,
klasik fiziğin ister iç çelişkilerinden, ister atomlara
uygulanmasından kaynaklanan bu güçlüklere fiziğin bunalımı adı
verildi. Bu bunalımın karşısında fizikçiler iki kampa ayrıldılar ve
bunlar birbiriyle çelişen iki farklı felsefi görüşün savunucuları
oldular. Her iki kampın lideri, Avusturyalı iki fizikçi idi: Ludwing
Boltzmann (1844-1906) ve Ernst Mach (1838-1916).
Fiziksel gerçekçilik okulunda Boltzmann’ın yanında 19. yy fiziğine
önemli katkılar yapmış olan Krichhoff, Maxwell, Hertz, Helmholtz ve
Lord Kelvin gibi fizikçiler yer aldı.
Fiziksel simgecilik okulunda ise Mach’ın arkasında Poyting, Max
Planck, Peardon, Duhem ve Poincare gibi sayılı birkaç fizikçi vardı.
Atomcu görüşün varisi olan gerçekçi okul, görünen olayı maddenin iç
nedenlerine bağlıyordu. Boltzmann’a göre doğaya hükmeden insanın
düşüncesi değil düşünceyi oluşturan, insanı sürekli olarak çevreleyen
şeylerdir. Boltzmann, modeller yardımıyla bilimin fiziksel gerçeğinin
doğru ve uygun imgesini arıyordu. Fiziksel gerçeklik okulunun
tarafları, bilmeden, materyalist felsefeyi savunuyordu.
Simgeci okul, olay ve gözlemlerin sonuçlarıyla yetinmiyordu. Bu okul,
Auguste Comte’un, Emmanuel Kant’ın ve Berkeley’in varisiydi. Bilerek
Comte ve benzerlerinin pozitivizmini savunuyorlardı. Bilindiği gibi
pozitivizm (olguculuk) araştırmalarını olgulara, deneylere, gerçeklere
dayanan, fizik ötesi açıklamaları kuramsal olarak olanaksız ve
yararsız gören A. Comte’un açtığı felsefe çığırıdır. Olgucular
yalnızca algılanabilir gerçeklerle ilgileniyorlardı.
Mach
ve yandaşları, olguculuğa uygun biçimde, maddenin atom modeline karşı
çıktılar. Mach önce Boltzmann’ın atomcu görüşünü sonra, Planck’ın
enerjinin kuantumlanma kuramını eleştirerek, bilimin temel kurallarına
uygun olmadığını öne sürmüştür. Bu akım fiziği anlaşılmaz kurgulardan
kurtarıp, eşyanın doğasına yöneltmeyi başardı. Ancak olguculuk akımı,
19. yy’da birçok bakımdan fiziğin gelişimini de önledi. Özellikle
moleküller ve atomlar konusunda gerçeklerin öğrenilmesini geciktirdi,
istatistiksel mekaniğin gelişimine engel oldu; çünkü bu mekanik, o
dönemde gözle görülmeyen gerçekleri, yani sadece gaz moleküllerini göz
önüne alıyordu.
Bu
iki akımdan diğeri ise, algılanabilir gerçekleri olduğu kadar, gözle
görünmeyen gerçekleri de göz önüne alıyordu. Fiziksel gerçek, her an
iki yanıyla görülür; olay ve öz. Bilgilenme süreci iki düzeyde
gelişir: Denel (duyumsal) düzey ve kuramsal (ussal) düzey. Eski Yunan
atomcularının olayı atomlarla açıklama çabası, bu iki görünümü içeren
bir kurgu idi. Boltzmann’ın termodinamiğin denel yasalarını, maddenin
varsaydığı atomsal yapısına dayanarak istatistiki yöntemle açıklaması,
bilginin bu iki düzeyli gelişmesine güzel ilk örneği oluşturuyordu.
İlk kez fiziğin temel bir yasasını atomsal düzeyden hareket ederek
anlamak mümkün oluyordu. Bu buluş 19. yy’ın son çeyreğinin pek çok
fizikçisini şaşırttı; çünkü atomlar henüz gözlenmemişti ve
kimyacıların aksine, fizikçilerin çoğu maddenin atom modeline
inanmıyordu. Bunların arasında özellikle Mach’ın etkisi altında kalan
Max Planck ve çok değerli bir fiziko kimyacı Wilhem Oswald, atomların
varlığını 1908’e kadar inkâr etmişti; ta ki Albert Einstein’ın Brown
hareketiyle ilgili atom kuramının doğruluğu Paris’te Jean Perin
tarafından kanıtlanıncaya kadar. Mach’ın atom kuramı hakkındaki
değişmez olumsuz fikirlerine 19. yy boyunca en büyük destek Fransız
fizikçilerden gelmiştir.
İşte
böyle bir ortamda, atom kuramının en ateşli savunucularından biri olan
Boltzmann simgecilerin saldırıları karşısında yaptığının boşa çıkacağı
korkusuna kapılarak 1906’da, atomların gözlenmesinden iki yıl önce
intihar etti.
Klasik fiziğin iç çelişkisini, Galilei’nin görelilik ilkesinin,
Maxwell’in elektromanyetik yasalarına uymaması oluşturuyordu.
Bilindiği gibi Galilei’nin görelilik ilkesi zamanın uzaydan tamamen
ayrı ve bütün gözlemciler için aynı, yani mutlak olduğu ilkelerine
dayanıyordu. Aynı zamanda, mutlak zaman kavramı, Newton mekaniğinde
etkileşmelerin sonsuz hızla yayılmasını öngörüyordu. Bu nedenle birçok
yönüyle son derece başarılı olan Galilei görelilik ilkesi ve Newton
mekaniği, 1865 yılında İngiliz fizikçi James Clark Maxwell tarafından
ortaya konulan ışığın yayılma teorisiyle çelişki içindeydi. Maxwell
teorisine göre ışık, elektromanyetik bir dalgaydı ve çok büyük de
olsa, sonlu hızla yayılıyordu. Bu teoride dalga denklemlerinin en
temel özelliği, ışığın boşluktaki yayılma hızının mutlak sabit
olmasıydı. Bilim adamları ışık dalgalarının ‘esir’ adını
verdikleri kolayca saptanamayan görünmez, her tarafa yayılmış bir tür
madde içinde hareket ettiğini düşünüyorlardı. Bu esir kokusuz, renksiz
ve yoğunluksuz olacaktı ama diğer yandan da ışık dalgalarının bir
yerden başka bir yere aktarılmasına olanak sağlayacaktı. 1887 yılında
Amerikalı fizikçi Albert Michelson ve İngiliz fizikçi Edward Morley,
saptanması olanaksız görülen esiri saptayabilmek umuduyla olağanüstü
bir dizi deney yaptılar. Deneylerde, ışığın hızını, dünyanın kendi
yörüngesinde dönme yönünde ve ona dik yönde ölçerek her iki halde de
sonucun tamamen aynı olduğunu gördüler. Böylelikle, esir denen bir
şeyin olmadığı anlaşıldı ve ışığın boşluktaki hızının hangi gözlemci
tarafından ölçülürse ölçülsün her zaman sabit ve gözlemcinin hızına
bağlı olmadığı da deneysel olarak kanıtlanmış oldu.
Einstein’a göre ışığın boşluktaki hızının sabit olması gerçeği, Newton
mekaniğindeki mutlak zaman kavramının sonu demekti ve Galilei
görelilik ilkesinden özel rölativite ilkesine geçişi gerektiriyordu.
Bu çelişkinin çözümü, Newton mekaniğinin ve göreliliğinin, Einstein’ın
özel rölativite mekaniği ve göreliliğiyle düzeltilmesi sonucu, 1905’te
gerçekleştirildi. Böylece klasik fizik, Newton artı Maxwell yasaları
yerine Einstein artı Maxwell yasalarından oluştu.
Maxwell denklemlerince sağlanan özel görelilik ilkesi, kavranması
oldukça zor bir ilke olup, ilk bakışta içinde yaşadığımız dünyanın
gerçek nitelikleri olarak kabullenilmesi güç, önseziden uzak pek çok
nitelik taşımaktadır. Bu kuram tamamıyla Einstein’ın olağanüstü hayal
gücünün ve yaratıcı zekasının bir ürünüdür.
Aslında özel göreliliğe, Rus asıllı Alman geometrici Herman Minkowski‘nin
(1864-1909), 1908’de bulduğu ek bir öğe olmaksızın tam bir anlam
verilemez. Minskowski’nin temel nitelikteki yeni görüşü, uzay ve
zamanı birbirinden ayrılmaz bir bütün olarak alması ve dört boyutlu
bir uzay-zaman olarak nitelemesiydi.
Özel
rölativite teorisinde birbirine göre serbest hareket eden
gözlemcilerin uzay-zaman koordinatları arasında matematiksel
bağıntılar vardır. Hollandalı fizikçi Lorentz’in kendi adıyla anılan
ve Lorentz dönüşümleri denilen bu bağıntıların fiziksel anlamı,
olayların serbest hareket eden gözlemciler tarafından nasıl
algılandığını göstermekten ibarettir. Örneğin, hareket halinde olan
gözlemcinin saati, durgun olan gözlemciye göre geri kalıyor ve bu
olay, gözlemcinin hızı ışık hızına yaklaştıkça daha çok fark ediliyor.
Aynı zamanda, Lorentz dönüşümlerinden, uzunlukların da farklı serbest
gözlemciler için farklı olduğu ortaya çıkıyor.
Özetle, birbirine göre serbest hareket eden iki gözlemci hiçbir zaman
ölçtükleri zaman veya uzay aralıklarının değeri konusunda
anlaşamazlar. Bu anlaşmazlık ancak onların dört boyutlu uzay-zamana
geçmeleriyle sona erecektir; çünkü onların her ikisine göre de aynı
olan tek nitelik, dört boyutlu uzay-zamanda vardır. Bu nitelik, iki
olay arasındaki dört boyutlu uzay-zaman aralığıdır. Yalnız bu aralık
mutlak anlam taşıyor ve Lorentz dönüşümleri altında değişmez, yani
herkes için aynı kalıyor. Bunun altında yatan gerçek ise ışığın
boşluktaki hızının mutlak sabit olmasıdır.
Einstein’ın özel görelik kuramı, ışık hızına yakın hızlarda hareket
eden parçacıkların davranışını başarıyla öngörmesi, kütlenin
yoğunlaşmış bir enerji olduğunu ve hızla birlikte değiştiğini
göstermesi gibi başarılarına rağmen, evrendeki en etkin kuvveti-gravitasyonu
(evrensel kütle çekim kuvveti) açıklamakta yetersiz kalıyordu. Hatta
özel rölativite, mevcut olan Newton’un gravitasyon teorisiyle de
çelişki içindeydi; çünkü Newton’a göre bir cismin diğerine göre
gravitasyonel etkisi ani olarak, yani sonsuz hızla gerçekleşiyordu.
200
yıldan fazla bir zaman içinde Güneş Sistemi’nde gezegenlerin hareket
yasalarını başarıyla açıklayan, birçok yeni gezegenin varlığını
öngören Newton gravitasyon teorisinin başka ‘dertleri’ de
vardı. Örneğin, 19. yy sonlarına doğru Güneşe en yakın gezegen olan
Merkür’ün yörüngelerinde gözlenen anormallik, Newton gravitasyonuyla
açıklanamıyordu. Yeni bir gravitasyon teorisine ihtiyaç duyulmaya
başlanmıştı. 1915 yılının Kasım ayında Prusya Bilimler Akademisi’nin
dört oturumdan oluşan toplantısında Albert Einstein’ın sunduğu
“Rölativitenin Genel Teorisi” ile yeni bir gravitasyon yasası
gerçekleşmiş oldu.
Genel
görelilik kuramı, Newton’un durağan ve sonsuza kadar uzanan değişmez
bir evrende bulunan nesnelerin aralarındaki etkileşmeleri veren
“evrensel gravitasyonel çekim yasası”nın yerine, değişen ve
genişleyen, mutlak olmayan bir uzayda, ivmeli hareket eden bir evrende
geçerli olan çekim yasasıdır.
Bu kuramda Einstein’ın motivasyonu iki
ilkeye dayanıyordu:
-
Kütlelerin eşdeğerlik
ilkesi: Eşdeğerlik ilkesi, eylemsizlik kütlesinin çekim kütlesine
eşit olmasına dayanır. Bütün cisimlerin gravitasyon alanındaki
serbest düşme hareketi aynı olup, cisimlerin türüne bağlı değildir.
Bu durumda, serbest düşen cisimlerin uzay-zamandaki yolları seçkin
eğriler olarak düşünülebilir. Dolayısıyla, cisimlerin serbest
düşmesi, yani gravitasyon alanının özellikleri, uzay-zaman yasasına
bağlanmış olur. Özel görelilikte de serbest hareket eden cisimlerin
yolları seçkin eğrilerdir ve geometrik anlamda onlar, uzay-zaman
metriğinin jeodezikleridir. Özel görelilikte metrik düz ve sabit
olduğu için jeodezikler doğrusal çizgilerdir. Einstein’a göre
gravitasyonel alanda serbest düşen cisimlerin seçkin yolları da
uzay-zaman metriğinin jeodezikleridir ama bu metrik eğri bir
metriktir. Eğri metriğin jeodezikleri bir anlamda “doğruya en yakın”
olan eğriler olarak düşünülebilir.
-
Mach ilkesi (ama
kısmen): Özel görelilikte ‘uzay-zaman’ yasası değişmez olarak
düşünülür. Ernst Mach ve başka birçok filozof ve bilimciler bu
düşünceyi yetersiz buluyordu. Mach,
evrendeki madde dağılımının fizikte yerel olarak tanımlanan
kavramları etkileyebileceğini düşünüyordu. Einstein, bu fikri kısmen
kabul ediyordu. O, uzay-zaman yasasının her zaman sabit kalmayıp,
evrendeki maddenin etkisiyle değişebileceğini içeren kuramın,
gravitasyonu da betimleyebileceğine inanıyordu.
Einstein’ın genel görelilik kuramı özetle
aşağıdaki şekilde ifade edilebilir:
-
Genel görelilik,
uzay-zamanın iç özelliklerini dört boyutlu uzay-zaman metriğiyle
verir.
-
Bu metrik her
zaman düz olmak zorunda değildir, eğri bir metriktir.
-
Uzay-zaman
metriğinin “düzlükten” sapması, uzay-zamanın eğriliği ile
orantılıdır. Dolaysıyla düzlükten sapma, eğriliğin bir ölçeğidir. Bu
eğrilik ise gravitasyonun bir ölçeğidir, yani gravitasyonel
olayların nedenidir.
-
Uzay-zamanın
eğriliği ve eğriliğindeki madde dağılımının özellikleri arasındaki
bağıntı keyfi olmayıp, somut matematiksel denklemlerle ifade
edilebilir.
Özetle,
Einstein, özel görelilik kuramında yalnız uzay-zaman metriğinin mutlak
anlam taşıyabileceğini ama gravitasyonel alanda mutlak olamayacağını
anlıyor ve böylece genel rölativite doğuyor.
Genel görelilik,
geometrik bir teoridir; çünkü o, uzay-zaman metriğine dinamik rol
verir. Bu geometrinin oluşturduğu eğrilik, kendini, evrende
gravitasyonel alanlar olarak gösteriyor. Genel görelilik denklemleri,
uzay-zaman geometrisinin “ne kadar” ve “nasıl” eğrildiğini ifade eder.
Bu denklemler çözülerek, bütün cisimlerin etrafındaki uzay zaman
geometrisi ve gravitasyon alanları bulunur. Bu kurama göre; kuvvet
kavramının yerini uzay-zaman eğriliği alır. Maddenin bulunduğu ortam,
uzay-zaman eğriliğini değiştirir.
Genel rölativite,
ışığın gravitasyon alanında bükülmesini, gravitasyonel kırmızıya kayma
olayını, Newton teorisinin açılayamadığı Merkür’ün yörünge hareketini,
gravitasyonel dalgaların var olabileceğini ve daha birçok gözlemsel
olayı öngörür. Görünüşte bu olaylar deneysel olarak ölçülmüştür ve
genel göreliliğin öngörülerinden herhangi bir sapma görünmemektedir.
Yalnız gravitasyonel dalgalar henüz gözlenememiştir.
Genel rölativite
kuramı, bir başka devrimsel kavramı, karadelikler kavramını ortaya
koydu. Ayrıca, evren bilim (kozmoloji) alanına da büyük katkılar
yaptı.
Bununla birlikte,
Einstein’ın klasik fizikte yaptığı bu düzeltmeler, klasik fiziğin
atomlara uygulanmasından kaynaklanan güçlüklere bir çözüm
getiremiyordu. Bu tür güçlüklerin çözümü için yeni bir fizik kuramının
gerekliliği ancak olayların zorlamasıyla anlaşıldı. Bu kuramın adına “Kuantum
Kuramı” denir. Kuantum kuramı, kuantum mekaniğinin temellerini
ifade eden kuramdır. Bu kurama dayanılarak geliştirilen fiziğe de
kuantum fiziği denir.
Bilindiği gibi
Einstein’ın başlattığı ve henüz çözümü bulunamayan, fiziğin en önemli
problemlerinden biri, Genel Görelilik ve Kuantum Kuramının
birleştirilmesidir. Kuantum Alanlar kuramı, kütle çekim kuvveti
dışındaki üç temel kuvvet olan kuvvetli ve zayıf çekirdek kuvvetleri
ile elektromanyetik kuvveti içine almaktadır. Bu birleştirme
yapılabilirse dört temel etkileşme uzay-zamanın dinamik geometrisinin
ortak kavramlarıyla betimlenebilecektir. Einstein, bu sorunu
çözebilmek için bütün ömrünü verdi fakat başaramadan arkasında bir
yığın çalışma bırakarak 1955’te öldü.
Kuantum mekaniğini
yetersiz ve geçici sayan, çağımızın (belki de tüm çağların) en büyük
bilim dehası, kendi yolunda “yalnız” bir yolcuydu; çocukluğa özgü saf
ve yalın merakı, evren karşısında derin hayret ve tükenmez coşkusuyla
ilerleyen bir yolcu!...
uzam, uzay ve zaman...
İnsanoğlu, A
noktasından B noktasına ilk adımını attığı günden beri, uzam’da
başardığı bu eylemi uzaman kavramı içinde de yinele(yebil)me
düşüyle yaşayıp durmuştur (!).. Nedeni, uzay ile zamanı iki ayrı
kavram gibi algılamış olup, çoktan yaptığı bir işi hiç yapmamış gibi
ona özlem duymasıdır.
Oysa, bu iki kavramın
özdeşliği ya da birlikteliği, A. Einstein Genel Görecelik Kuramı’nı
ortaya atmadan nice binlerce yıl önce, bizim kendi ana dilimiz Gök*köG
Türkçesi içinde zaten belirtilmişti: uzam ıl(&)an
uzam+an, günümüzdeki deyişle “uzay ile(n) uzaylar” ya da
kısaca uzay - zaman”.
Özgün dilimizde adların
çoğul takısı, onların sonuna eklenen ve ses uyumuna göre değişen
+an, +on, +en heceleridir
¹
. Bugün kökeni Arapça sanılan zaman sözcüğünün aslı da
bizim bu uzam+an
sözünden başkası değildir. Bunun için masalcılar sözlerini “Az
gittik, uz gittik; dere tepe düz gittik... Bir arpa boyu yol gittik...”
diye sürdürürler. Bununla, somut nesneler dünyasından soyut im.öge’ler
dünyasına geçmek, böylece zaman makinasıyla uzamanlar içinde dolaşmak
için maddeden antimaddeye dönüşerek, bütün uzamı tekil bir arpa
boyu(t+u)na indirmek gerektiği kuralını dilimizin organik dizgesi
içinde –bilmeden de olsa–
iletirlerdi.
Bu ileti çağdaş bilime
ancak 20. yüzyılda, o da kuantum-mekaniği dalındaki derin çalışmalarla
kazandırılmış oldu:
“Daha önce hiç kimse
tarafından dile getirilmemiş, apaçık oldukları ve herkes tarafından
her çeşit usavurmanın temeline oturtularak bilinçsizce kullanıldıkları
için doğru oldukları {varsayılan} gerçeklikler yıkılıyor
artık... Tözün son özellikleri fiziksel dünyadan kaybolup
gitmektedir... Yeni öğreti, zamanın mutlak niteliğini, dolayısıyla da
evrensel bir zamanın varlığını yadsır... Hareket halindeki dizgelerin
herbirinin kendine özgü zamanı vardır, bunda zamanın akış hızı aynı
değildir... Bağıllık ilkesinden çıkarılan sonuca göre, mutlak
dinginlik yoktur.
“Zaman bütün uzamsal
boyutlara karışır. Bize göre hareket halinde olan bir cismin geometrik
biçimini belirleyemeyiz. Her zaman, kinetik biçimini belirleriz.
Böylece uzamsal boyutlarımız gerçekte, üç boyutlu bir uzamda değil de
dört boyutlu bir uzamda yer alır.”
UFO'LAR BAŞKA BİR BOYUTTANMI GELİYORLAR ?
Ufolara açıklama getirmek isteyen bir çok teorinin
gösterdiğine göre bu cisimler sanki bizim boyutumuzun dışından başka
bir boyuttan geliyor gibiler.UFO NET sizler için araştırdı.
Havada hiç bir şey yokken ,birden kübik bir cisim havada
beliriyor.Cisim gittikçe büyüyor,yavaşça çevresinde dönüyor ve yine
arkasında hiç bir iz bırakmadan birden kayboluyor.Bir kaç saniye önce
bir dört boyutlu cisim bizim üç boyutlu dünyamızda belirdi.Evet,
gerçekte hayal edemeyeceğimiz bir olayı bir anlık gördük.Eğer böyle
bir anlatım inandırıcı geliyorsa sebebi son 50 yıldan beri gelen ufo
raporlarıdır.Bir çok görgü tanığına göre cisimler hiç yoktan birden
beliriyorlar ve birden yok oluyorlar.Bu görgü tanıklarının
yaşadıklarından dünya üstü bir araç gördükleri kanısı ortaya çıkıyor.
Peki ama bu olayların açıklaması bu mu?
Ufologlar arasında bir fikir önemini arttırıyor.'' Başka boyutlar
''.
Bu teori belkide sadece ufolerı değil bir çok paranormal fenomenleri
en iyi şekilde açıklayan alternatif bir fikir olabilir.
BAŞKA BİR DÜNYANIN GÖRÜNTÜSÜ
Günümüz bilim adamları 4 boyutu kabul ediyorlar.(3'ü boşluktan 1'i
zamandan oluşuyor)
3 boyutlu bir evrende yaşadığımızı eski yunan matemetikçisi Euclides o
ünlü geometri kitabında ( Element - MÖ 300) yazdığından beri
biliyoruz.Bilim adamları ancak 20. yüzyılda 4 boyutlu yer zaman
konusunu anlamaya başlamışlardır.
20. yüzyılın başında Albert Einstein 'ın çalışması ve sonre Alman
matematikçisi Herman Weyl bir 4 boyutlu yer - zaman sürekliliğini daha
anlaşılır bir dille açıklamaya çalışmışlardır.Bu düşünceler bir devrim
niteliğinde olup diğer bilimadamlarınıbu konuda araştırmaya
itmiştir.Hatta yakında 5. boyutu algılayacağımızın sinyalleri var
bazılarına göre.
Bazı ufologlar ufolar hakkında başka bir boyut açıklamasını çok garip
buluyorlar.Gerçekten eğer boyutumuz ve yer -zamanımız dışında böyle
bir cisim varsa ve bu boyutumuza gelse çok büyük dünya dışı bir
izlenim yapardı.
İKİ BOYUTLU ÜLKE
1884 yılında Edwin A. Abbott bu olaylara benzeyen şeyler yaşanan
romanını okuyuculara sundu.( Flatland - Düz Ülke)
Düz ülkede yaşayanlar çok incedir.Onlar 2. boyutta yaşıyorlar ve yanı
başlarında bulunan 3. boyuttan haberleri ve fikirleri yok.Kitabın
konusu kısaca ; eğer 3. boyuttan bir cisim bu insanların yaşadığı düz
ülkeden geçerse ne olur ? Örneğin eğer kurşun şeklinde bir cisim düz
ülkede haraket ederse önce kendisini o ülkeye (2. boyuta) değdiği
yerde bir nokta şeklinde gösterir.Yoluna devam ederken düz ülkede
yaşayanlar bir daire görüyorlar.Daire büyümeye devam ederken birden
küçülüyor ve kayboluyor.Bu olay onları 2. boyutta görülen bir
3.boyuttan gelen cisim olayını yani UFO fenomenini araştırmaya
itecektir.
1947 'den beri inanılmaz manevralar yapan, birden ortaya çıkan ve
birden ortadan kaybolan , şekil değiştiren ,çok yükseklerde uçabilen
garip ufolar rapor edilmektedir.
Bu esrarengiz cisimler genelde teknolojik bakımdan gelişmiş , dünya
dışı yapısı olarak görülüyor.Peki ama başka bir boyuttaki esrarengiz
cisimler dünyamızda beliriyor olamaz mı ? Bir çok ufolog bu hipotezi
başka bir gezegenden gelenler hipotezinden daha inandırıcı buluyor.
Güneş sisteminde yapılan araştırmalar komşu dünyalardan birinin akıllı
hayat barındıramayacağını gösteriyor.Ve eğer başka dünyalarda
yaşayanlar varsa bile çok büyük bir olasılıkla bize
ulaşamazlardı.Çünkü bize ulaşmak için uzayda yüzlerce,binlerce ışık
yılı yolculuk etmeleri gerekecekti.
ALGILANAMAYAN VARLIK
Eğer ufolar başka bir boyutun eserleri ise ,bize gelmeleri için güneş
sisteminde başka bir gezegende yaşamaları gerekmez.Sadece zaman -
mekan aşmalarıda gerekmez.Sadece tepemizde yaşayıp bu dünyayı bizimle
paylaşabilirler.Tabiki bizim algılayamadığımız bir boyutta.Cismin
(bizim boyutumuzda)belirmesi, sadece bir geçiş , kayboluş ise diğer
boyutta belirmesi olarak gerçekleşecektir.
Başka bir çekici fikir , belkide birçok diğer boyutlar olduğudur.
DAHA ÇOK BOYUTLAR
Kablo teorisine göre 15 milyar yıl önce kainat yaratıldığında 4 değil
10,11 boyutluydu.O günden bu güne kadar geçen süre içinde kainat
kendisini 4 boyuta kadar açmıştır.4. boyuttan 3'ü boşluk 1'i zaman
olarak kalmıştır.Diğer boyutlar katlanmış durumda kalmışlar ve
bildiğimiz evren üzerinde neredeyse hiç etkileri olmamıştır.Bu yüzden
kablo teorisinin katlanmış durumdaki bu boyutları , ufo ve diğer
paranormal fenomenleri açıklamada çok az bir yer almaktadır.Prensip
olarak bizim boyutumuz dışındaki boyutlar, dünyamıza etki ettiği
sürece algılanabilir.Yapılan bir çok deneye göre bu söz konusu
değil.Bilim adamlarına göre eğer bu boyutlar gerçekten varsa bile
dünyamıza etkileri olmadığı için yokmuş gibi algılanacaktır.
BOŞLUK - DOLULUK
Ancak yinede bu bir çok ufoloğun cesaretini kıramamaktadır.Onlar bu
teorilere biraz hak verirken farkında olmadığımız diğer önemli rol
oynayabilecek faktörleri aramaya devam etmektedirler.
Bilim adamları şunuda ekliyorlar: Başka bir cismin veya varlığın bizim
boyutta belirmesinin imkansız olduğunu kanıtlamak olanaksızdır.Bu
yüzden bir çok ufolog ufoların başka bir boyuttan 4 boyutlu ( 3 yer 1
zaman) dünyamıza geldiği fikrini bir kenara koymuyorlar.Veya o
cisimlerin içinde gri küçük adamlar oturuyorlar mı? Bu başka bir
tartışma konusudur.
Uzay ve Zaman Warpları
Bilimkurgu açısından uzay ve zamanın
katlanması çok yaygın bir konudur. Warp kullanılarak çok uzak
mesafeler katedilir ve zamanda yolculuklar gerçekleştirilir. Yine de
geçmişin bilimkurgu düşünceleri günümüzde gerçekleşmektedir ve
bugünküler de gelecekte gerçekleşebilir.
Uzay ve zamanın eğrilmesi oldukça yeni bir düşüncedir. 200 yıl kadar
öncesine dek, hepimizin bildiği Öklid geometrisine göre bir üçgenin iç
açıları toplamının 180 derece olduğudur. Geçtiğimiz yüzyılda bunun tek
geometri olmadığı, örneğin bir küre yüzeyinde yer alan bir üçgenin iç
açıları toplamının 180 dereceden büyük olacağı anlaşıldı. Yer yüzeyini
ele aldığımızda iki nokta arasındaki en kısa yol, bir doğru değil bir
çember yayıdır. Yeyüzü üzerinde öyle bir üçgen çizilebilir ki, bir
köşesi kutup noktasında ve diğer iki köşesi de eşlekte (ekvatorda)
yeralabilir ve her köşedeki açı da 90'ar derece olabilir. Yani her
açısı dik açı olan bir üçgen. Bunun tersine, içbükey bir yüzeyde de iç
açıları toplamı 180 dereceden küçük bir üçgen oluşturulabilir.
Yer yüzeyi 2 boyutlu olarak tanımlanır. Bunun anlamı, yer yüzeyinde
Kuzey-Güney ve Doğu-Batı yönlerinde olmak üzere hareket
edilebileceğidir. Bir de bunlara dik yön, yukarı-aşağı vardır. Bu
durumda yer yüzeyi 3 boyutlu uzayda yeralır. 3 boyutlu uzay düzdür;
yani Öklid geometrisine uyar; üçgenin iç açıları toplamı 180
derecedir.
Yer yüzeyinde yaşamakta olan fakat 3. boyuttan haberdar olmayan 2
boyutlu varlıklar olduğunu düşünelim. Eğer böyle varlıklar olsaydı,
bunlar yer yüzeyinde hareket edebilecekler ama 3. boyutu
algılamayacaklardı. Onlara göre uzay eğri ve geometri de Öklid olmayan
bir geometri olacaktı.
İki boyutlu varlıkların var olması için bir çok güçlük vardır. Örneğin
böyle varlıkların sindirim sistemi, bizlerde olduğu gibi bedenin bir
ucundan diğerine uzanamayacaktır, çünkü bu durumda bedenleri iki parça
olacaktır. Böylesi nedenlerle 3 boyut, yaşam için gerekli görünüyor.
Bu örneği kendi bulunduğumuz ortama taşırsak, 4. boyutun olduğunu ama
bizim bunu algılayamadığımızı düşünebiliriz. Eğer bu 4. boyuttaki küre
yeterince büyükse bizim için düz olacak ve küçük mesafeler için Öklid
geometrisi geçerli olacak, çok büyük mesafeler içinse geçerli
olmayacaktı. Bunu daha iyi anlamak için, bir kürenin yüzeyini boyayan
boyacılar düşünelim. Boyalı yüzeyin kalınlığı arttıkça yüzey
büyüyecektir. Eğer küre 3 boyutlu düz bir uzay olsaydı, sonsuz
miktarda boya eklenebilirdi ve küre yüzeyi de gittikçe büyürdü. Fakat
3 boyutlu uzay aslında bir başka boyuttaki bir kürenin yüzeyi olsaydı,
hacmi büyük ama sonlu olacaktı. Boya eklendikçe bu küre, uzayın
yarısını doldururdu. Bundan sonra, boyacılar da küre büyüdükçe,
gittikçe küçülen bir yerde sıkışacaklardı. Böylece düz değil de eğri
bir uzayda yaşadıklarını anlayacaklardı.
Bu örnek, eski yunanda ortaya konan ilk düşüncelerle, yaşadığımız
dünyanın geometrisini tam olarak tanımlayamayacağımızı göstermektedir.
Bu nedenle, içinde yaşadığımız uzayı ölçüp, onun geometrisini
deneylerle tanımlamak gerekir. Eğri uzayların tanımı 1854'te Alman
fizikçi George Friedrich Riemann tarafından yapılmasına karşın, 60 yıl
boyunca bu tanımlar matematiksel yaklaşımlar olarak kalmıştır. Bu
yaklaşımlar eğri uzayların varlığını özetlemekle birlikte, içinde
yaşadığımız uzayın neden eğri olabileceğini açıklamamaktadır. Bunun
açıklaması, 1915 yılında Einstein'in Genel Görelilik Kuramını ortaya
koymasıyla yapılabilmiştir.
Genel Görelilik, evren hakkındaki düşüncelerimizi kökten
değiştirmiştir. Bu kuram yalnızca eğri uzay değil, aynı zamanda eğri ya da katlanmış zamanla ilgilidir.
1905'te Einstein, uzay ve zamanın
birbiriyle sıkı sıkıya bağlı olduklarını anlamıştır. Bir olayın yeri,
4 nicelikle belirlenebilir. 3 sayı olayın konumunu belirler. 4. sayı
ise, olayın zamanıdır. Böylelikle uzay ve zaman 4 boyutlu bir nicelik,
yani uzay-zaman olarak ele alınabilir. 1905'te Einstein yayınladığı
makalesinde, bir olayın oluştuğu yer ve zamanın harekete bağımlı
olduğunu göstermiştir. Farklı gözlemciler birbirlerine göre harekette
değillerse, bir olay her ikisi için de aynı olabilir. Fakat
birbirlerine göre hareketleri arttıkça, aynı olay iki gözlemci için
farklı olacaktır. Bu durumda, bir gözlemciye göre diğeri için zamanın
geriye doğru olması için, hareketin hızının ne kadar olması gerektiği
sorulabilir.
Zamanda yolculuk yapabilmek için ışıktan
hızlı hareket gerekir. Ne yazık ki aynı makalesinde Einstein, ışık
hızına yaklaşıldıkça harcanması gereken gücün de sonsuz büyük
değerlere ulaşması gerektiğini göstermiştir.
Einstein'in 1905 makalesi, geçmişe zaman yolculuğunun yapılamayacağını
göstermiştir ve ayrıca yıldızlara yolculuğun çok yavaş ve verimsiz bir
iş olacağını da göstermiştir. ışıktan hızlı gidilemiyorsa, bu durumda
en yakın yıldıza gidip gelmek en azından 8 yıl ve gökada (galaksi)
merkezine ise 80 000 yıl sürecektir. Eğer bu yolculuğu yapan uzay
aracı ışık hızına yakın hızlarda ise, yolcular için gökada merkezine
yapılan yolculuk birkaç yıl olarak algılanacaktır. Fakat geri
dönüldüğünde de yeryüzünde çok uzun zaman geçmiş olacağı için hiç
tanıdıkları kimse olmayacak, hatta çoktan unutulmuş olacaklardır.
1915 yılı makalesinde Einstein, çekim etkisinin, uzay-zamanın,
içindeki madde ve enerji tarafından büküldüğü ya da bozulduğu
varsayılarak açıklanabileceğini göstermiştir. Bu olay daha sonra Güneş
Tutulmalarında gözlenerek ispatlanmıştır. Normalde belli bir
doğrultudaki yıldızın, tutulma sırasında konumunun değiştiği
gözlenmiştir. Bu değişim, bir derecenin binde biri kadar, yani
yaklaşık olarak 1 km uzaklıkta 1 cm kadar sapma miktarındadır. Güneş
Sistemi'nde çekim etkileri küçük olduğu için, yakınlarımızda bu sapma
küçüktür. Fakat, evrenin başlangıcında ya da kara deliklerin
yakınlarında bu etki çok büyük olmalıdır. Buralarda uzay ve zamanın,
kurgubilim konularında olduğu gibi, zamanda yolculuk ya da
evrenin bir noktasından girip bir başka farklı noktasından çıkma (kurtdelikleri)
gibi olayların oluşabileceği koşullara uygun bükülmeler
gösterebileceği düşünülebilir. İlk bakışta bunlar olabilir gibi
görünebilir. Örneğin 1948'de Kurt Goedel, tüm maddelerin döndüğü bir
evreni temsil eden, Genel Göreliliğin alan denklemlerinin çözümünü
buldu. Bu evrende, bir uzay gemisi yola çıkmadan önceki bir konuma
dönebilirdi.
Einstein'la aynı yerde çalışan bu bilim insanının bu çözümünün,
yaşadığımız evrene uygulanamayacağı sonradan belirlenmiştir. Goedel'in
varsayımları, içinde yaşadığımız evrenden farklıdır.
Zamanda yolculuğu mümkün kılacak başka kuramlar da ortaya atılmıştır.
İlginç bir kurama göre, birbirlerini ışık hızından biraz daha düşük
bir hızda geçmekte olan iki sicim vardır. Bu sicimler uzun ama çok
küçük bir kesite sahiptirler. Bunlar paket lastiğine benzemektedir
fakat milyarlarca ton gibi
çok aşırı bir gerilime sahiptirler.
Kozmik sicimler kurgubilim gibi görülmesine karşın, bunların evrenin
başlangıcında, büyük patlamadan hemen sonra oluşmuş olabileceklerine
ilişkin bilimsel nedenler olabilir. Hem Goedel'in hem de string
kuramının ortak yanları, zamanda geri yolculuğu mümkün
kılmalarıdır.
Uzayda bir noktadan diğerine hızla yolculuk yapabilmek, zaman
yolculuğu ile yakından ilgilidir. Gökadanın bir yerinden bir diğer
yerine kısa zamanda ulaşabilmek için oluşturduğumuz küçük bir tüp ya
da kurtdeliği ile, uzay-zamanı yeterince bükmemiz gerekmektedir.
Böylece gökadanın bir ucundan diğerine kısa zamanda gidip
dönülebilir. Fakat bu düşüncede de aksaklıklar vardır. Çünkü, eğer
böyle bir yolla gökadanın bir ucundan diğerine bir kaç hafta içinde
gidip gelebilirsek, başka bir karadelikle, yola çıkmadan önceki bir
zamana da dönebiliriz.
Bir kurtdeliği oluşturmak için, uzay-zaman normal maddenin bükülme
yönünün tersine bükülmelidir. Bildiğimiz madde, yer yüzeyinde olduğu
gibi bükülür. Bunu yapabilmek için, at eğerinde olduğu gibi bükülmüş
bir madde gerekir. Bunun için gereken de, negatif kütleli ve negatif
enerji yoğunluğuna sahip maddedir.
Klasik kurama göre negatif enerji yoktur. Yani bir miktar enerji
varsa, bu sıfırlandığında "borç alamazsınız". Bu kuramı yıkan, daha
esnek bir kuram olan Kuantum Kuramı'dır. Kuantum kuramına göre bazı
yerlerde enerji pozitif iken, başka yerlerde negatif olabilir. Bu,
Belirsizlik Prensibi'ne dayanan bir sonuçtur.
Belirsizlik Prensibi'ne göre, bir parçacığın yeri ve hızı aynı anda
belirli olamaz. Bir nicelik iyi ölçülebiliyorsa, diğerinin ölçümü
belirsizleşir. Bu kuram, elektromanyetik alan ya da çekim alanlarına
da uyar. Buna göre bu alanlar tam olarak sıfırlanamaz. Çünkü eğer bu
olursa, hem konum hem de hızlar sıfırlanır ve iyi belirlenmiş olur. Bu
da prensibe aykırıdır. Bu nedenle, bu alanlar minimum miktarda
salınımlara sahip olmalıdır. Bu, birbirlerini yok ederek tekrar oluşan
madde-antimadde çifti olarak düşünülebilir. Bunlara "sanal"
parçacıklar denir. Çünkü bunlar parçacık algılayıcılarıyla
algılanamaz. Dolaylı olarak etkileri gözlenebilir.
Bunu yapmanın bir
yolu, Casimir Etkisi ile olabilir. Birbirlerinden çok az ayrık iki
paralel metal plaka düşünelim. Bu plakalar madde ve antimadde
parçacıkları için ayna görevi görsün. Buna göre levhalar arasındaki
bölge belirli ışık dalgalarının geçmesine izin verecektir. Bu durumda
levhalar arasında, dışındakine göre biraz daha az parçacık
bulunacaktır. Bu durumda aradaki parçacıklar levhalara daha az
çarpacakları için, dışarıdaki parçacıklar levhalara bir baskı
uygulayacaklardır. Bu kuvvet deneylerle ölçülmüştür. Bu nedenle
"sanal" parçacıklar gerçekten vardır ve gerçek etkiler
oluşturmaktadırlar.
Levhalar arasında daha az parçacık olduğundan, levhalar arasında,
dışındakine göre daha düşük bir enerji yoğunluğu vardır.
Fakat boş
uzayın enerji yoğunluğu, levhalardan çok farklıdır ve sıfır olmalıdır.
Eğer böyle olmazsa uzay-zamanı büker ve evren hemen hemen düz olarak
kalamaz. Bu nedenle levhalar arasındaki enerji yoğunluğu negatif
olmalıdır.
Bu durumda elimizde uzay-zamanın eğriliğini kanıtlayan ışığın
bükülmesi deneyi bulgusu ve bu bükülmenin negatif olduğu Casimir
etkisi bulgusu vardır. Böylece de, zamanla bilimsel ve teknolojik
gelişme oldukça da, belki bir kurtdeliği yapabilir ya da uzay ve
zamanı farklı bir biçimde bükebilir ve bu yolla da geçmişe yolculuk
yapabiliriz gibi görünmektedir. Ama eğer bu gelecekte olabilecekse,
neden gelecekten birileri bu zamana gelip bunun nasıl yapılabileceğini
bize anlatmamaktadır?
Kimileri, bunun zaten gerçek olduğunu, UFOlar tarafından ziyaret
edildiğimizi fakat yönetimlerin bunlardan alınan bilgileri
sakladıklarını düşünebilir. Bu pek akıllıca bir yaklaşım değildir.
Çünkü bu yolla çok şey öğrenilebilir.
Eğer gelecekten gelen ziyaretçilerimiz yoksa, bu durumda yolculuk
ancak gelecekte yapılabilecek demektir. En azından, geçmişin geçmiş
olduğu, ve bu nedenle geçmişe yolculuk yapabilecek eğriliğe
sahip olmadığı için geçmişe gidilemeyeceği düşünülebilir. Fakat
gelecek açıktır. Gelecekte uzay-zamanı bükebileceksek, geçmişe
dönemeyiz. Çünkü bu bükülme ancak gelecekte gerçekleşebilecektir.
Yine de bu kavramlarda bazı yanılgılı yönler vardır. Örneğin
gelecekte, geçmişe yolculuk yapılabilirse, bu yolculuğa çıkmadan
önceki bir zamana dönüp yolculuk engellenebilir. Ya da yolculuğu
yapacak kişinin ailesi öldürülerek o kişinin doğmaması sağlanabilir.
Böylece de gelecek değişeceği için bu olabilir görünmemektedir. Bu
durumda 2 olası çözüm olabilir.
Bunlardan ilki, uzay-zamanın yeterince bükülerek geçmişe yolculuğa
olanak tanıyacak uygun fizik denklemlerinin çözümünün bulunması.
Diğeri ise farklı tarihler düşüncesi. İkincisini ilk ortaya atan
fizikçi David Deutsch'tur ve Steven Spielberg de bu düşünceye
dayanarak Geleceğe Dönüş adlı filmi yapmıştır.
Bu bakış açısına göre, farklı bir tarihsel duruma göre, gelecekten
herhangi bir geri dönüş olmayacak ve böylelikle de tarih
değişmeyecektir. Fakat yolcu gelecekten döndüğünde farklı bir tarihsel
akışa girecektir.
David Deutsch'un bu yaklaşımı, bir kaç yıl önce ölen ünlü fizikçi
Richard Feynman tarafından da desteklenmiştir. Temel olarak, Kuantum
Kuramı'na göre evrenin tek bir tekil tarihi olamaz. Bunun yerine,
evren, olası her bir tarihe sahiptir ve herbirinin kendi olasılığı
vardır. Bazı tarihlere göre uzay-zaman öyle bükülmüştür ki, bir uzay
gemisi geçmişe gidebilir fakat her bir tarih kendi içinde bir bütündür
ve yalnızca eğri uzay-zaman değil aynı zamanda içindeki cisimlerle de
tanımlıdır. Bu nedenle bir uzay gemisi başka bir tarihe aktarılamaz.
Sonuç olarak, bu düşüncelere çözüm bulmak için yapılması gereken,
Kuantum Kuramı ve
Genel Görelilik Kuramını birleştiren "Herşeyin
Kuramı"nın bulunması gerekmektedir. Bugünkü anlayışımızla,
henüz uzay-zaman bükülmesi ile zaman yolculuğunu açıklayacak durumda
değiliz.
UZAYIN VE ZAMANIN EFENDİLERİ
[ Rus Astronom Nikolai Kardeshev uzayda, enerji kaynaklarını esas alan
üç tür uygarlık olduğunu ileri sürmüştür. Tip I, Tip II, Tip III.
Bizimki gibi Tip 0 uygarlıklar enerjiyi fosil yakıtlardan sağlar.
Çevre kirliliğinden veya nükleer savaşlardan dolayı yok olup gitmezse
eninde sonunda yaşadığı gezegenin enerji kaynaklarını tüketir. Bu iki
tehlikeden sıyrılmayı becerebilmişe yaşamın sırrını çözecek, yapay
zekayı elde edecek düzeye gelir. Bu aşamada Tip I uygarlığa geçer ve
diğer gezegenlere yolculuk yaparak onlardan enerji temin eder,
iletişim kurar. Gezegen vatandaşlığı başlamış, kültürel ve ulusal
sınırlar yıkılmıştır.
Tip II.de gezegenlerdeki enerji kaynakları tükenmiş, doğrudan güneşten
enerji kullanmaya başlamıştır. Hava koşullarını manipüle etme, çevre
kirliliğini yok etme başarısı göstermiştir.
Tip III.de yapay canlı yaratılmış, uzayın derinliklerine araştırmalar
için gönderilmiştir. Uygun gezegenlerde koloniler kurulmuş hatta
Planck enerjisi bile denetim altına alınmıştır. Gerçek bir galaktik
uygarlığa ulaşılmıştır.]
Bilimin geleceği hakkındaki tahminlerimiz, evreni anlamamıza yardım
edecek ‘‘Uzay-zaman’’ ilişkisini bilmeden doğru olamaz. Bu ikili
hakkında öğreneceklerimiz, kafamızı çok kurcalayan sorulara da cevap
verebilir: uzay delinebilir mi? Zaman geriye döndürülebilir mi? Evren
nasıl doğdu, nasıl ölecek? İnsanoğlunun nihai sonu ne olacak? Bunu
çözmek için durmadan araştırmalar yapılmakta, teoriler ve modeller
üretilmektedir.
Modern bilimin en büyük başarılarından biri, doğanın dört temel
kuvvetini keşfetmektir: 1) Güneş sistemini ve galaksiyi bir arada
tutan yerçekimi kuvveti; 2) Işık, radar, radyo, TV, mikrodalga
v.s.yi içeren elektromanyetik kuvvet; 3) elementlerin
radyoaktif parçalanmalarına yol açan zayıf nükleer kuvvet ve 4)
güneşin, yıldızların evrende ışımalarını sağlayan güçlü nükleer
kuvvet.
Bu dört kuvvetten her birini tanımlayan denklemler alt alta tek bir
sayfaya sığar. Hayrettir ki, temel düzeyde tüm fizik bilgisi bu tek
sayfadan türetilebilir.
Fakat 2000 yıllık bilimi taçlandıracak başarı, bu dört kuvveti tek
bir satırda özetleyecek bir ‘‘herşey teorisi’’ denklemi olacaktır.
Einstein yaşamının son 30 yılını bu teoriyi aramakla geçirmiş fakat
sonuç alamamıştır.
Herşey Teorisi fizikteki bütün kopuk uçları bağlayacak; evren
değiştirmek veya zamanda yolculuk mümkün mü, kara deliklerde ne
oluyor, Big Bang nerden çıktı gibi fiziğin en zor sorularının
çözümlenmesine yardımcı olacaktır. Steven Hawkingin deyişiyle bu teori
bize ‘‘Tanrı’nın zihnini okuma’’ imkanı verecektir.
Gelecek üzerinde yorum yapmak, nihai gelecek, yani evrenin sonu
üzerinde düşünmeden tam olamaz. Fizik yasalarına dayanarak 100 milyar
kadar yıl sonra olabilecekleri iki olasılığa indirgeyebiliriz: evrenin
ölümü ateşten mi olacak, buzdan mı?
Adına evren dediğimiz sabunköpüğü, 15 milyar yıldır genleşmekte.
Bilim adamları bu genleşmenin ne kadar süreceğinden emin değil.
Evrenin yoğunluğu belli bir kritik noktanın üzerine çıkarsa, kozmik
genleşmeyi tersine döndürecek bir çekim yaratabilir. Bu büzülme
evrendeki ısının yükselmesine yol açar. Milyarlarca yıl sonra
okyanuslar kaynar, gezegenler erir, yıldızlar ve galaksiler dev bir
atom halinde sıkışırlar. Bu senaryoda evren ateşten ölür.
Öte yandan, yeterli madde olmazsa evren durmadan genleşir ve
Termodinamik yasalarına göre git gide soğur. Bu senaryoda sıcaklık
mutlak sıfıra yaklaşınca evren sonunda ölü yıldızlar ve kara
deliklerden ibaret kalır. Trilyonlarca yıl sonra kara delikler bile
buharlaşıp evren elektronlar ve nötrinolardan oluşan bir gaz haline
gelir ve buzdan ölür.
Her iki şekilde de evren ve onunla birlikte tüm canlılar ölecektir.
Böyle bir son varoluş saçmalığı (existential absurdity) gibi
görünüyor: insanlar bataklıktan çıkıp yıldızlara ulaşmak için
milyonlarca yıl uğraşsınlar, sonra da evrenle birlikte bir çırpıda
ölsünler.
Fakat bu iç karartıcı resmin de bir gediği var: uzaydaki uygarlığın
Tip IV.e ulaşarak başka bir evrene geçebilecek beceriyi yakalaması.
Böyle olursa, Herşey Teorisi evrendeki yaşamın kurtuluşu olur.
SONUÇ
Isaac Newton sahilde yürüyüp deniz kabuğu toplarken, önünde uzanan
keşfedilmemiş gerçekler okyanusunun böylesine harikalar içerdiğinin
farkında değildi. Yaşamın, atomun ve beynin sırlarının bir gün bilim
tarafından çözülebileceğini düşünemiyordu bile.
O okyanusun sırlarının çoğu bugün sır olmaktan çıktı. Bilimsel
imkanların ve uygulamaların okyanusu açıldı önümüzde. Belki de
yaşadığımız süre içinde çeşitli bilimsel harikalara tanık olacağız.
Zira artık doğanın dansının pasif seyircileri değiliz; aktif
koreograflar olma sürecindeyiz. Quantum, DNA ve bilgisayarın temel
yasaları keşfedildi, şimdi çok daha uzaklara, yıldızlara götürecek
yolculuğun içindeyiz. Zaman-Uzay ilişkisini de bir kez keşfettik mi,
zamanın ve uzayın efendileri olmamamız için bir sebep kalmaz.
Önümüzdeki tek engel doğal afet, savaş veya çevre kirliliği yüzünden
yok olup gitmektir. Bunu aşabilirsek bizi gerçek gezegen toplumu
haline getirecek Tip I uygarlığına ulaşabiliriz.
Zaman tanımı üzerine: Dördüncü
Boyut Gemisi
Zaman
denildiğinde ne anlıyoruz? İlk olarak başlangıç ve bitiş kavramlarını
çağrıştırır bize. Çünkü biz doğarız başlar ömür kronometresi çalışmaya
ve son nefese kadar vaktimiz vardır bize sunulan hayat hediyesini
yaşamak için. Düz bir çizgi hayal ederiz hemen, ömrümüzü de bu
çizginin üzerinde geçirdiğimiz bir yol. Sonunda süre dolar, yol biter
ve kronometre durur. Peki zaman da durmuş mudur bu anda?
Peki
nedir zaman? Hep yarış halinde olduğumuz, yetişmeye uğraştığımız,
bazen durmasını istediğimiz ya da bir an önce geçmesi için
sabırsızlandığımız zaman nedir? Evrenin her yerinde aynı mıdır? Dümdüz
bir çizgi midir? Hep ileriye doğru mu akar? Zamanın sonu var mıdır?
Maddeye bağımlı mıdır yoksa madde olmasa bile zaten kendi başına var
olan bir olgu mudur? Boyut mudur yoksa?
Bu ve
benzeri soruların cevaplarını bulabilmek için zamanı, hem sosyal hem
de bilimsel olarak anlamaya çalışmak doğru olacaktır.
Bilimsel
yaklaşımlara baktığımızda, öncelikle uzay-zaman kavramlarının
birbirinden ayrı olmadıklarını, birbiriyle iç içe kolektif bir çalışma
içinde olduklarını anlamamız gerekiyor. Önce Newton bazı şeylerin
mutlak, bazı şeylerin izafi olduğunu buldu. Aynı zamanda kütlenin
çekim kuvvetini de bulmuştu. Bunun üzerine konumuzla ilgili olarak 2.
büyük adım Michelson ve Morley’in, ışık hızının evrenin her yerinde
değişmez bir değer olduğunu, yani saniyede 300.000 km. olduğunu
bulması oldu. Böylece görecelilik teoreminin ilk adımları ortaya
çıkmıştı. Artık ışık hızı referans alınarak, evrende her hareketi ışık
hızına uyarlayarak ölçebilirdik. Einstein, birleşik uzay-zaman 4
boyutlusunu gündeme getirdiğinde ise zamanın açıklanabilmesi için
oldukça yol alınmış oldu. Bundan böyle zaman 4. boyut olarak kabul
edilmeye başlandı.
Bu
noktaya geldiğimizde ise önce boyut kavramını ele almak gerekir.
Basitçe örneklersek; nokta sıfır boyutudur, noktaların yan yana
dizilmesi çizgiyi oluşturur; bu da 1. boyuttur. Çizgileri dik olarak
birbirine eklediğimizde bir dörtgen ve düzlem elde ederiz; bu da 2.
boyut… Bu düzlemleri birbirine dik gelecek şekilde birleştirdiğimizde
ise bir küp yada dikdörtgenler prizması elde ederiz ki bu da 3.
boyuttur. Buraya kadar anlamak kolay çünkü maddesel olarak beynimiz de
üç boyutlu olduğundan bunları kavramakta pek sorun yaşamayız. Ancak 4.
boyut devreye girdiğinde işler karışır.
Üç
boyutlu olan dünyamızın iki boyuta indirgenmesi örneği ile sanırım
konu biraz daha net olarak şekillenebilir. Bunun için yaklaşık 100 yıl
önce Reverend Edwin Abbott’un, “Flatland: Birçok Boyutların
Çekiciliği” adlı kitabına göz atmamız faydalı olacaktır. Flatland,
iki boyutlu bir dünya idi. Yani hareketlerin sadece ileri geri, sağa
ve sola şeklinde olabildiği, sadece düzlemsel bir yer. Burada çok
çeşitli geometrik şekillerden oluşan varlıklar yaşıyordu. Flatland'
daki yaşam, gezegenin sakinlerinden biri olan ''kare'' nin ilginç bir
olay yaşadığı güne kadar son derece sakin ve sessizdi. O gün
Flatland'a dış uzaydan bir “şey” geldi. Bu üç boyutlu vücudu olan bir
küre idi. Fakat kare, bu ziyaretçiyi, Flatland anlayışı ile sadece
kesit, yani bir ''daire'' şeklinde görebilirdi. Küre, kareye bazı
özellikler verip değiştirerek, onu kendi üç boyutlu dünyasına götürdü.
Bu kare için inanılmaz bir deneyim oldu. Bir zaman sonra kare, kendi
gezegenine döndüğünde kimse ona inanmadı. Toplum dışı ilan edilerek
Galileo gibi cezalandırıldı…
Bu
hikaye bize, 3 boyutlu halimizle 4. boyutu algılamamızın güçlüğünü
anlatmak için oldukça güzel bir örnek teşkil eder. Bizim dünya
değiştirmemiz de karenin hikayesi gibi bambaşka boyutlara geçmek gibi
bir şey olsa gerek, kim bilir?…
Fiziksel
dünyamıza göre zamanı kabaca tanımlamak istersek; iki hareket
arasındaki süreye zaman diyebiliriz. Yada maddenin yer değiştirmesinin
hızı… Yani zaman, fiziki koşulları ne olursa olsun herkes için aynı
olan, mutlak ve evrensel bir olgu değildir, göreceli ve değişkendir.
Hareketin hızı zamanın da hızıdır. Hareket ve maddenin nesnel hali
zamanla belirir. Zamanın olmadığı yerde, nesnellik de yoktur. Bu
nedenle zaman, cismin kesinlikle belirleyici faktörüdür. Uzay ve zaman
birlikte anlamlıdır ve biri olmadan diğerinin var olması mümkün
değildir.
Görelilik kuramında, biricik mutlak zaman yoktur. Bunun yerine
herkesin, nerede olduğuna ve nasıl devindiğine bağlı olarak işleyen
kendi özel zaman ölçüsü vardır... Her olayın oluş ve bitişi kendi
zamanıdır. Her bir birim olay için ayrı ayrı zamanlar vardır. Yani
maddeden ayrı süren giden zaman diye bir şey yoktur. Uzay-zaman bir
bütündür ve biri olmadan diğeri anlamsızdır.
Mesela
elimize bir film şeridi alalım. Buradaki film de bir arabanın düz bir
çizgide 10 sn. lik hareketi olsun. Filmin çekim hızını da saniyede bir
kare olarak öngörelim. Böylece elimizde 10 karelik bir film mevcuttur.
Her bir karede araba farklı bir yerdedir. Filmi elimize alıp
baktığımızda arabanın 10 ayrı yerdeki 2 boyutlu görüntülerine sahibiz
demektir bu. Şimdi aynı arabanın yanına gidelim. 3 boyutlu olarak
karşımızda duran arabayı hareket ettirelim. Gözlerimizi kapatalım.
Elimizdeki 10 ayrı karedeki gibi olduğu yerlerde durduralım ve sadece
karede durmuş olduğu yerlerde gözlerimizi açalım. Eğer zaman boyutu
olmasaydı, sadece o 10 ayrı yerde duran birbirinden bağımsız 10 ayrı
araba varmış gibi algılayabilirdik bu durumu. Yani hareketin
devamlılığını tanımlayamazdık. Bir sabitlik söz konusu olacaktı.
Böylece de maddenin bir nesnelliği kalmayacaktı.
Görelilik kuramında Einstein, iki olay arasında ölçülen aralığın,
gözlemcinin nasıl hareket edeceğine bağlı olduğunu gösterdi. Yani
çeşitli hızlardaki araçlar veya maddelerde geçen zamanın, uzay-zaman
içinde değişik konumlarda bulunan gözlemcilere göre ''göreceli''
olduğunun varsayımıdır bu. Özetle, ayrı yönde ve hızda hareket eden
aynı iki olay arasında farklı uzunlukta aralıklar algılanacaktır. Bu
etki genel olarak ‘ikizler paradoksu’ ile en iyi açıklanır. Mesela
ışık hızına yakın bir süratle giden bir uzay gemisini, dünyada ikizi
bulunan birinin kullandığını varsayalım. Uzay gemisi ile ışık hızına
yakın bir yıl gitmesi durumunda Dünyada yaklaşık olarak 14-15 yıl
geçmiş olacaktır ve Dünya’da kalan ikizinden çok daha genç olarak
geriye dönmüş olacaktır.
Şimdi, zamanın var olmadığı
geçmiş, gelecek üçlüsünün aynı an ve yerde bulunduğu teorisine göz
atarsak; farklı zamanlardaki olayların uzayda aynı yerde oluştuğunu
belirlemek olanaksızdır. Buna Hawking şöyle bir örnek veriyor; trende
pingpong oynuyorsunuz. Topun aynı noktaya geri dönme hızı 1 sn. dir.
Bu bir saniyede referansımız masa olduğu için top masanın boyunun 2
katı kadar yol almış alacaktır yani ortalama 3- 3,5 metre. Bu durumu
trenin dışında bir yerden izleyen birisi ise trenin 1 saniyede kat
edeceği yol olan 25 metre olarak algılayacaktır. Topun hızı trenin
içindekiler için sadece masada aldığı yol ile ilişkilidir. Trenin
dışındaki kişi içinse topun hızı trenin hızına eşittir. O halde,
mutlak bir durağanlık konumu olmayışından ötürü, Aristo’nun sandığı
gibi olaylar uzayda mutlak bir konuma bağlanamaz. Olayların konumu ve
aralarındaki uzaklık trendeki bir kişiye göre başka, tren yolunda
duran bir kişiye göre tamamen başkadır ve birinin konumunu öbürüne
tercih etmek için bir neden yoktur.
Zamanın
en önemli etkenlerinden birisi de kütledir. Kütlenin çekim alanının
zamanı yavaşlattığı kanıtlanmıştır. Dünyanın merkezine daha yakın bir
yere ve yüzeyde bir yere yerleştirilen 2 duyarlı saatle yapılan
deneyde, merkezdeki saatin daha yavaş çalıştığı gözlenmiştir.
Kütlenin çekim alanı zamanın eğrilmesine yol açar. Aslında çekim alanı
her şeyin eğrilmesine ve formun bozulmasına yol açar. Dünyanın yüzeyi
de uzaysal bir düzlemdir esasında ancak, merkezde oluşan çekim alanı
nedeniyle düzlem eğrilip sonunda birleşerek küre formuna dönüşmüştür.
Keza dünyanın uzayda aldığı yol da düzlemsel eğilimli olmasına rağmen
güneşin çekim alanı nedeniyle eğrilmiş ve elips şeklini almıştır.
Zamanın formu da bu örneklerdeki gibi doğrusal eğilimli olmakla
beraber, olayı gerçekleştiren kütlenin çekim alanı nedeniyle eğrilmeye
ve sonunda küreye dönüşmeye meyillidir. Bu küresel form maddenin ve
olaya etkiyen diğer maddelerin hızı ile genişleme ya da büzülme
yaşayacaktır. Zamanda sabitlik söz konusu olmayacaktır.
Güneş
ile dünya arası yaklaşık olarak 152 milyon Km.dir. Güneş ışığı bu
mesafeyi yaklaşık 8 dakikada geçer. Yani güneşin yok olması durumunda
biz ancak 8 dakika sonra bunu anlayabiliriz. Gece gökyüzüne
baktığımızda bize bir milyonlarca ışık yılı uzakta bulunan yıldızları
da görürüz. Bir yıldızın ışığı bir milyon yıl boyunca geleceği için,
yıldız yok olmuş olsa bile bunu fark edemeyiz ve yıldızı orada duruyor
zannederiz. Bizim şimdimizde yıldızın geçmişini algılarız demektir bu.
Yani kısaca geçmiş, gelecek ve de zaman sabit değil göreceli ve
değişkendir.
Şimdi kuantumsal yaklaşımı işin içine katarak
biraz daha ileriye gidersek, madde özünde ışıma parçacıklarından
oluşan bir yapıdır. Bu ışıma parçacıkları, kendilerini özde zamansal
bir varoluş olarak, bir frekans olarak, bir zaman yapısı olarak ortaya
koyarlar. Zaman mekanda bir yer tutmaz, sadece ona eşlik eder.
Zaman, bir boyut olmasının dışında aynı zamanda da enerjidir. Bunu
daha iyi anlamak için atomun yapısı ve kuantum alanlarına değinmek
gerekeceğinden bu konuda teknik olarak sadece elektro manyetik alan ve
fotonları dikkate almamız gerektiğini söylemekle yetineceğim. İşte
insanların yaşlanması da zaman enerjisini tüketerek olur. Bir teoriye
göre, şişman insanlar zaman enerjisini daha çok tükettikleri için daha
önce yaşlanırlar. Cisimler hızlandıkça daha az yaşlanırlar, zaman
enerjisinden daha az etkilenirler. Uzayda bulunan ve doğumla ölümü
saniyenin milyonda biri olan parçacıklara dünyada rastlanılmış, bunun
nasıl olabileceği araştırılmış ve bulunmuş bu parçacıkların ışık
hızında hareket ettikleri için zamandan etkilenmeyerek yok olmadıkları
ve bize göründükleri ortaya çıkmıştır.
Konu
hakkında daha fazla bilgilenmek isteyenler, birleşik alanlar teorisi,
kuantum, paralel evrenler, kurt kapanı, kara delik, ışık hızı konuları
ile ilgilenmelerini tavsiye ederim.
Sonuç
olarak sabit, düzlemsel ve her yerde aynı olan, maddeden, uzaydan
bağımsız akan mutlak bir zaman yoktur. Uzay ile zaman birlikte
tanımlıdır. Zaman bir boyuttur ve maddesel olan harekete-olaya eşlik
eder. Zaman her bir olayın kendisine aittir ve o olayla tanımlıdır.
Yani her olay kendi 4. boyut gemisinde seyahat eder. Sınırsız sayıda
gemi, sınırsız sayıda kaptan ve sınırsız sayıda da yolcu var demektir
bu da.
<<Şimdi
kuantumsal yaklaşımı işin içine katarak biraz daha ileriye gidersek,
''madde özünde ışıma parçacıklarından oluşan bir yapıdır. Bu ışıma
parçacıkları, kendilerini özde zamansal bir varoluş olarak, bir
frekans olarak, bir zaman yapısı olarak ortaya koyarlar.'' >>
Çetin BAL: Sayın Ayfer Sak hanımefendinin bu yazısında
sanırım bir yerlerden bilmeyerek benim kendi özgün çalışmalarımdan
alıntılanmış bir parağrafı kullanması bilginin yayılması açısından
sevindirici ama bir şekilde bilgilerin kaynak belirtilmeksizin
internette dolaşması bizim gibi fikir ve düşünce insanlarını
rencide ettiğini söylemeliyim. İnsanların bizim gibi araştırmacıları
''ordan burdan toplama bilgileri yazmış geçmiş'' diyerek
küçümsediği bir ortamda kaynak gösterme konusunda biraz daha
duyarlılık gösterilmesini rica ediyorum.
Bir çok insanın bizim yazılarımızı
orijinal ifadelerimizi alıp kendi makalelerinde, kitaplarında yada web
sitelerinde forum sayfalarında kaynak belirtmeden kullanmaları oldukça
üzüntü vericidir. Akademik bir arka planı olmayan araştırmacı
düşünürler olarak zaten bir çok yönden yersiz, küçük düşürücü
ithamlara maruz kaldığımız bir noktada çalışmalarımızın,
fikirlerimizin küçümsenip önemsenmediği bir noktada orijinal yazı ve
düşüncelerimizi başkalarının kaynak göstermeden sahiplendiklerini
görmemiz oldukça trajik ve komik bir durumdur. Kime ne diyeceğimizi bu
anlamda bizde şaşırmış durumdayız! Bilgilerimizi toplama bilgiler ve
çalıntı bilgiler yada değersiz bilim dışı bilgiler diye itham edenlere
mi yanıt verelim yoksa bunları çalıp kendi yazısı gibi gösterenlerimi
ikaz edelim! İki arada bir derede kalmış durumdayız! Akademik bir arka
plana sahip olmayan bir çok bağımsız araştırmacınında aynı telif
hakları sorunundan muzdarip olduklarını ifade etmeliyim. İnternet
ortamında bunu engellemek mümkün değil ama en azından insan
olarak etik(ahlaki) davranabiliriz.
Uzayın
Dört Boyutlu Haritası Çiziliyor :
Galaksilerin birbirlerine olan uzaklıklarının zamanla
nasıl açıldığını gösteren uzayın dört boyutlu haritası, evrenin Big
Bang’ten bu yana kaydettiği genişlemeyi gösterecek.
Farklı üniversitelerden oluşan bilim ekibi, uzayda bir milyondan fazla
galaksinin renk ve pozisyonlarını sınıflandırarak bir üç boyutlu evren
haritası oluşturuyor. Üç boyutlu haritanın oluşturulmasında,
araştırmacılar her galaksinin birbirleriyle ve Dünya’ya olan
uzaklıklarını hesaplamak zorunda. Bu zorlu hesaplam şöyle yapılıyor;
her bir galaksinin spektrumdaki yeri temel alınıyor ve evren
genişlerken bu galaksiden Dünya’ya gelen ışık dalgalarının nasıl
büküldüğü (aldığı yol) hesaplanıyor. Araştırmacılar bu hesabın son
derece uzun ve zahmetli bir süreç olduğuna işaret ediyor.
Bilim insanları, yüzbinlerce galaksinin teker teker hesaplanma gereği
olmadan, otomatik olarak uzaklıklarının çıkarılabileceği bir algoritma
geliştirdi. Uzmanlar en eski parlak kızıl galaksileri temel aldı,
bunların renklerinde değişim hesaplanıyor ve böylece Dünya’ya olan
uzaklıkları çıkarılabiliyor.
1 MİLYONDAN FAZLA GALAKSİ İŞLENDİ
Kanada’dan Dr. Chris Blake liderliğindeki
University of British Columbia ekibi, evrenin gelmiş geçmiş en
kapsamlı haritasını oluşturdu. Harita 1 milyondan fazla galaksiyi
içeriyor ve bunların en uzağı Dünya’ya 5 milyar ışık yılı mesafede
bulunuyor. Dr. Nikhil Padmanabhan liderliğindeki Princeton University
ekibi, 600 binden fazla galaksiyi inceleyerek 10 binden fazla spektrum
hesabı gerçekleştirdi. Princeton ekibi, parlak kızıl galaksileri,
galaktik renk/mesafe analizinde bir sabit değer olarak kullandı.
10 BİN GALAKSİDEN OLUŞAN ‘CETVEL’
Adrian Collister ve Ofer Lahav önderliğindeki University of
Cambridge ve University College London ekibi de, 10 bin temel
galaksinin koordinatları, renkleri ve hesaplanmış uzaklıklarından
oluşan bir bilgisayar algoritması oluşturdu; bu algoritma temel
alınarak diğer onbinlerce galaksinin birbirleriyle uzaklıkları
otomatikman hesaplanabiliyor. Böylece temel 10 bin galaksi bir cetvel
olarak işlev görecek.
Bilim ekibi, galaksilerin evrendeki dağılımının matematiksel bir
düzenini çıkarmaya çalışıyor. Araştırmayı yürüten uzmanlar, bu tür bir
haritanın evrenin dev bir resmini vereceğini belirtiyor. Böyle bir
haritanın uzayın başladığı Big Bang’ten arta kalan ışımanın Kozmik
Arkaplan Işıması gibi geniş bir resim sunacağı vurgulanıyor.
UZAY-ZAMAN NASIL GENİŞLİYOR
Böylece evren sadece birkaç yüzbin yıllık olarak varsayılan ‘kozmik
arkaplan’daki yapılar, evrenin 8 milyar yaşındaki yapılarla
karşılaştırılabilecek. Böyle bir harita sadece üç boyutlu olmakla
kalmayacak, ayrıca evrenin zamanla genişlediği tezine dayandığından,
bir dördüncü zaman boyutu olacak. Bu dördüncü boyut, sürekli
birbirinren uzaklaşan galaksilerin gerçek uzaklığın verecek, zira
evren genişlediği için mesafeler her geçen saniye değişiyor. Bu dört
boyutlu harita, evrenin uzay-zaman içinde nasıl evrildiğini
gösterecek.
Bilindiği anlamda somut maddenin evrenin sadece yüzde 3 ila 4’üne denk
geldiği, en az yüzde 25’inin kara madde, kalanının ise kara enerjiden
oluştuğu artık oturmuş bir veri olarak kabul ediliyor.
KOZMİK SES DALGALARI
Big Bang’ten hemen sonra ortaya çıkan kozmik ses dalgaları da haritaya
entegre edildi. Erken evrende fotonlar tarafından emildiği düşünülen
bu dalgaların varlığı ilk kez geçen yıl keşfedilmişti. Erken evren
kabul edilen ilk 300 bin yıla ait ‘yankı’ları taşıyan bu kozmik ses
dalgalarından, galaksilerin dağılımını anlamada istifade edilecek.
İlk 300 bin yıl zarfında evren yoğun ve kızmış bir top şeklindeydi.
Erken evrende hidrojen atomları iyonize olarak, proton ve elektronlara
ayrışıyordu. Bilim insanları kozmik ses dalgalarını da hesaba katarak,
astronomik ölçümlerin kesinliğini artırmayı hedefliyor.
Uzayda kısa yol
Yıldızlararası seyahat için önemli bir adım
atıldı. Yapılan bir deney, uzayda varlığı bilinen kestirme yollardan
evrenin öbür ucuna birkaç saniyede sıçrama düşüncesini canlandırdı.
Albert Einstein'ın 64 yıl önce ipuçlarını verdiği ancak şimdiye
kadar bilim adamlarının kafasında tatlı bir hayal olarak şekillenen
müthiş uzay seyahati geçtiğimiz günlerde New Mexico eyaletindeki ABD
hükümetine ait Los Alamos laboratuvarında yapılan gösterişsiz bir
deneyle birden ciddiyet kazandı.
Deneysel uzay boşluğu
Los Alamos laboratuvarında
çalışan bilim adamları anti madde yani içinde sıfır enerji olan bir
uzay boşluğu oluşturmayı deneysel olarak başardılar. Missouri
eyaletinin St. Louis kentinde bulunan Washington Üniversitesi bilim
adamlarından Prof. Matt Visser ise yeni bulunan bu anti maddenin
uzaydaki kestirme yolların kullanılması için çok yararlı olacağı
fikrini ortaya attı.
Solucan tüneli gibi
Prof. Visser'e göre,
evrende normal yoldan gidildiğinde birbirinden yüz milyarlarca
kilometre uzaklıktaki iki nokta arasında bir solucanın toprak içinde
açtığı minik tünellere benzer kestirme yollar var. Yani ışık hızıyla
giden uzay gemilerinin bile binlerce yılda katedeceği bir mesafeyi bu
kestirme yol kullanılırsa birkaç saniye içinde geçmek mümkün.
Tünel genişleyecek
Ancak bu yoldan geçmek normal fizik
kuralları içinde mümkün değil. Çünkü bu tüneller uzay gemilerinin
geçişine uygun büyüklük ve yapıda değil. Uzay gemilerinin geçişi için
tünel ağzının en az 100 bin km genişliğinde olması gerekiyor. İşte
anti madde bu noktada işe yarayacak. Hem tünel genişletilecek hem de
geçidin yapısı sağlamlaştırılacak. Bir NASA sözcüsü ‘‘Bu buluş insanın
uzay macerasında bir devrim yaratabilir. Bu yolla yıldızlar arası
seyahat mümkün olur’’ diye konuştu.
Fizikçiler sınırsız enerjinin peşinde
Tükenmeyen
elektrik, nanoteknolojik devrim, yıldızlararası uçuşlar: Kuantum
mekaniğine göre boşluktaki çalkantılarda gizli enerji, mühendislerin
düşlerini süslüyor. Burada sihirli sözcük: Casimir Kuvveti.
Bilim
adamları bizlere gelecekteki günlük yaşamımız için moleküler boyutta
mikroskopik tekerlekler, alıcıları ve çarkları olan makineler vaat
ediyor. Tabii, bunlar, maddenin henüz fizik tarafından keşfedilmemiş
ölçekteki özelliklerinin ortaya konulmasıyla olabilecek.
Geçen sayımızda fizikçilerin boşlukta büyük enerjilerin peşinde
koştuklarını, boşluk kavramının giderek değiştiğini belirten ilginç
bir yazı sunmuştuk. Bu hafta, Science at Vie dergisinde yayımlanan
yazının ikinci bölümüyle konuyu sürdürüyoruz.
Mühendisler boşluğun özellikleriyle yüzleşiyorlar. Nitekim herkesin
ortak düşüncesi, geleceğin, nanoteknolojide olduğu yönünde.
Bilim adamları bizlere gelecekteki günlük yaşamımız için moleküler
boyutta mikroskopik tekerlekler, alıcıları ve çarkları olan makineler
vaat ediyor. Tabii, bütün bunlar, maddenin henüz fizik tarafından
keşfedilmemiş ölçekteki özelliklerinin ortaya konulmasıyla olabilecek.
Ne atomun mikroskopik ölçeğinde ne de günlük yaşamımızın makroskopik
ölçeğinde, ikisi arasına sıkışmış, mikroyla nanometre arasında
‘mezoskopik’ ölçekte bir özellik söz konusu. Çünkü bu ölçekte asıl
kuvvet boşluktan kaynaklanıyor ve bunun da adı da Casimir kuvveti.
Boşluğun kuvveti
Bu kuvvetin varlığı, Hollanda- Eindhoven’da Philips
laboratuvarlarında çalışan Hendrik Casimir tarafından 1948 yılında
öngörüldü.
Kuantum mekaniğinin denklemleriyle oynayan Hollandalı fizikçi,
boşlukta karşılıklı yerleştirildikleri takdirde, iki ayna arasında bir
çekim etkisinin ortaya çıktığını gösterdi.
Bu aynalar tüneldekine benzer şekilde, boşlukta özellikle
elektromanyetik türdeki çalkantıları deforme eden bir rezonans
(titreşim) meydana getiriyor: Yalnızca, levhalar arasındaki mesafeyi
bölen dalga uzunluğundaki titreşimler bu aralıkta var olabiliyor.
Dıştaki boşluğun çalkantılarından kaynaklanan basınç, içtekinden
yüksek olduğundan levhalar arasında çekim etkisi ortaya çıkıyor.
Boşluktan doğan bu kuvvetin ilk kez gerçekten ölçülmesi için 1958
yılını beklemek gerekti. Ancak bu ölçüm teorik öngörülere kıyasla %
100’lük bir hata payıyla gerçekleştirildi.
Bu ölçümlerin daha sağlıklı bir hale getirilmesi oldukça uzun sürdü;
aşamalı olarak daha kesin rakamlar elde edilirken Washington
Üniversitesi’nden Steve Lamoreaux 1997’de hata payını % 5’e kadar
düşürerek büyük bir başarıya imza attı.
Egzotik Casimir kuvveti
O tarihten beri de Kaliforniya ve Padova Üniversiteleri’yle
Stockholm’deki Kraliyet Teknoloji Enstitüsü’ndeki araştırmacıların
hummalı çalışmaları sayesinde hata payı yüzde 1’e kadar indirilebildi.
Aslında bu kuvvet deneylerin yapıldığı ölçekte çok zayıf olduğundan
zor ölçülür; milimetrenin binde biri kadar bir mesafeyle
birbirlerinden ayrılmış 1 cm2’lik levhalar için bir saç telinin
ağırlığının yüzde biri kadar tartmaktadır.
Üstelik hiçbir ayna bütünüyle düz ya da yansıtıcı olmadığı için deney
yapmak da Casimir’in düşündüğü kadar basit değil.
Ayrıca paralellikten doğan sorunlardan kaçınmak için deneyciler
aynalardan birinin yerine küre koymayı tercih ediyorlar. Kısacası
deneysel bir sonuç elde edebilmek için sıcaklık etkileri de dahil
olmak üzere tüm bu negatif faktörleri göz önüne almak gerekiyor.
Paris’teki Ecole Normale Superieure’den Serge Reynaud bu nedenle
yanılmanın çok kolay olduğunu ifade ediyor. Ancak egzotizmine,
karmakşıklığına ve zayıf yönlerine rağmen Casimir kuvveti fizikçileri
cezbediyor.
Bu cazibenin mantığını anlamak zor değil: Bizim ölçeğimizde zayıf olan
bu tuhaf kuvvet, levhalar birbirine yaklaştığında gittikçe artıyor ve
çekim kuvvetini milimetrenin onda biri açıncaya kadar bu artış devam
ediyor.
Bu maddeler nötr olsalar da bu kuvvet fiziğin gelecek yıllarda yeni
bir teknoloji inşa etmeyi vaat ettiği alanda hakimiyetini ilan etmiş
bulunuyor...
Araştırmacılar kısa bir süre önce bu kuvvetin değişik unsurlarını
yapıştırmak suretiyle gelecekteki mikromakinelerin işleyişini
bozabileceğini gösterdiler. Bazıları ise tersine hareketlerinin daha
iyi denetlenmesinde kullanılabileceğini ortaya koydular.
Tüm bu tartışmaların dışında kesin olan bir şey var ki o da
nanodünyanın Casimir olmadan kurulamayacağı!
Bu durumda, insanlık için yeni bir sihir mi söz konusu?
Elektriğin kontrolünün ardından boşluk mühendisliği bizleri yeni bir
teknolojik çağın eşiğine mi getirecek?
Boşluktaki çalkantıların denetimi henüz yolun başında. Örneğin,
Kastler Brossel laboratuvarından Serge Haroche ve Jean-Michel Raymond,
hareketlenmiş atomun elektrik yaymasını engelleyerek floresan
mekanizmayı bloke etmeyi başardılar.
Söz konusu fenomen maddeyle boşluğun çalkantıları arasındaki
eşleşmeyle açıklandığından, bu atomları sadece kısa dalgalı
çalkantılara izin veren metalik bir boşluğa hapsetmek yeterli.
Bu sistem bilginin kuantik işlenmesi ve kodlanmış mesajların
iletilmesinde son derece yararlı olabilir.
Ancak daha fazlası da var: Kuantum mekaniğinin boşluğun
çalkantılarında gizleyerek bizlere sunduğu bu olağanüstü enerjiden
niye yararlanmayalım ki?
Kozmos fethedilebilir
Geçmiş zamanlarda denizciler bilinmeyen toprakları keşfetmeye
gittiklerinde yollarına devam edebilmek için, denizde gerekli kaynağı
bulabiliyorlardı; o halde birgün boşluktan yola çıkarak kozmosun
fethedilebileceğini niye düşünmeyelim ki?
Nitekim, NASA, US Air Force, British Aerospace, Boeing ya da Lockheed
gibi kuruluşlar birkaç yıldır bu olağanüstü boşluk enerjisinden
yararlanan devrim niteliğinde projeler üzerinde çalışıyorlar.
Günümüzde ise bazı araştırmacılar bu enerjiyi Casimir etkisi
aracılığıyla pompalayıp elektrik elde etmeyi öneriyorlar. Boşluk
gelecekte tükenmeyen bir enerji kaynağı olabilir mi?
Yıldızlara yelken açmak
Boşlukla ilgili tüm verilere rağmen yine de birdenbire çılgın
hayallere kapılmamak gerekiyor; ortada bir sürü proje ve vaat olsa da,
şu an için boşluktaki inanılmaz enerji kaynaklarını keşfedecek ne
kesin bir plan ne de araç gereç var.
Nitekim, Nobel Fizik Ödülü sahibi Amerikalı Steven Weinberg, sadece
etkileri gözlemlenebilen boşluk enerjisinden yararlanmanın mümkün
olduğunu ifade ediyor.
Astronomik araştırmalara göre ise, bu gözlemlenebilen enerji, kuantik
tahminlerden 120 kat daha küçük. O halde, dünya kadar bir hacmin
içindeki boşluk enerjisi benzin dolu bir bidonunkinden daha fazla
değil...
Belki de bundan dolayı Amerikan Kongresi NASA’nın ileri derecedeki
uzay mekiğini hareketlendirme projelerini finanse etmekten vazgeçti.
Bilim vazgeçmez
Ama ne gam! İddialı projelerinden hiçbir zaman vazgeçmeyen bazı
araştırmacılar boşluktan enerji çıkarmak yerine, yapısını değiştirip
yeni bir uzay mekiği inşa etmeyi öneriyor.
Yerçekimini boşluktaki çalkantılarla ilişkilendiren tartışmalı bir
teoriye göre bu çalkantıların uygun bir dönüşümü uzay mekiğinin
yıldızlara doğru yelken açmasını sağlayacak!
Sonuç olarak, teorik sorunlar çözülmediği sürece el fenerlerimizi
aydınlatmak, pillerimizi doldurmak ve başka gezegenlere yolculuklar
düzenlemek için bu enerjiye güvenmek, gerçekçi değil.
Ancak her şeye rağmen boşluğun kontrolü görüşünün birkaç yıldır
mühendislik alanına kesinkes yerleştiği söylenebilir; ama yıldızlara
götüren uzun yolda finansman kaynaklarının da en az boşluk kadar
çalkantılı olduğunu unutmamak gerekiyor.
Yine de her şeye rağmen, mühendisler düşlemeyi sürdürüyor...
Vazgeçilmeyen bir ölçüm
Bilim adamları sadece pratik amaçlarla değil aynı zamanda teorik
nedenlerden dolayı da Casimir etkisinin şiddetini ölçmek için
olağanüstü çaba harcıyorlar. Aslında, bu boşluk basıncı küçük
ölçekteki tüm yerçekimi ölçümlerini bozuyor.
Oysa bu tür sonuçlar teorisyenler için temel nitelikte: Doğadaki
kuvvetlerin birleştirilmesiyle ilgili taslak halindeki sayısız model,
bu ölçeklerden yola çıkarak, henüz bilinmeyen yeni kuvvetlerin ortaya
çıkabileceğine ya da yerçekiminin yeni bir yönünün keşfedilebileceğine
işaret ediyor.
Kısacası sorulan yanıtları belki de henüz keşfedilmemiş mezoskopik
ölçeklerde yatıyor. Ancak bunu bilebilmek için Casimir etkisini
derinlemesine çözmek gerekiyor.
Einstein’ın
mirasçıları dünya formülünü bulabilecek mi?
"Evrenin
mühendisi" Einstein, bazı problemleri çözememişti. Fizikçiler hala
farklı düşünceleri çözebilecek son büyük formülün peşinde koşuyor.
Einstein’ın teorileriyle fizik dünyasını altüst etmesinden bu yana 100
yıl geçti, ama fizik hala soluk soluğa. Ölümünden elli yıl sonra bile
Einstein hala gündemde.
Fiziğin kolektif
çalışma belleği online kütüphanesi www.arxiv.org sitesine 2004 yılının
başından bu yana, içinde Einstein’ın adı geçen 2600 makale gönderildi.
Stephan Hawking’le ilgili yaklaşık olarak 400, Isaac Newton’la ilgili
de topu topu 1000 makale bulunmakta. Üstelik de bunların çoğunda ele
alınan genelde XMM-Newton araştırma uydusudur.
Oysa Einstein doğa bilimlerini uyum ve düzen içinde bırakmamıştı.
Mirasçıları bugün karadelikleri, kütle çekim dalgaları, ilk patlama ve
egzotik kuantum maddesini tartışıyorlar.
Dünyadaki tüm
kozmologlar, genel görelilik kuramının geliştirilmesi için
çalışılıyor.
İngiliz astrofizikçileri, bir vakum içindeki bir ışık demetinin, ışık
kaynağının hareketin bağımsız olarak hep aynı hızda yol aldığına
dayanan iddiasını tartışmaya açtı.
Ve Humboldt Üniversitesi’nden Achim Peters, görelilik kuramının
sınırlarını yakalamak için, Düsseldorf ve Avustralya’daki araştırma
gruplarıyla başa baş koşuyor.
Humboldt Üniversitesi’nin sekizinci katında, Einstein’ın en ünlü
teorisini test etmek için her türlü ileri teknoloji geliştirildi. Ağır
ağır dönen çelik levha üzerinde ışıyan lazerin ışığı bölünerek iki
dikdörtgen şeklinde düzenlenmiş bir hat üzerine yansımakta.
Uzay bir vakum
Deney, Albert Michelson’un 1881 yılında yine Berlin’de çok daha
kötü koşullar altında gerçekleştirmiş olduğu deneyin modern bir
versiyonu.
Doğa bilimcileri o zamanlar, gaza benzer saydam bir maddenin uzayı
doldurduğu ve ışık dalgalarını evrene yansıttığını sanıyorlardı. Bu
madde töz (eser) idi. Buna göre Dünya, Güneşin etrafındaki
yörüngesinde saniyede 370km’lik bir hızlı eserin içinden geçiyordu.
Fakat 1905 yılındaki özel görelilik kuramında bu hipotetik ürün için
yer kalmamıştı! Çünkü Einstein’in denklemleri içinde böyle bir madde
yoktu, böyle bir maddenin olmadığın gösterdi! Uzay bir vakumdur ve
ışık, kaynağı hangi hızda olursa olsun hep aynı hızda (yaklaşık
300.000 km/s) yayılır, diyordu Einstein.
Einstein’ın özel görelilik kuramı bugüne dek tüm testleri başarıyla
geçti. Hatta sinyallerin ışık hızından daha hızlı bir şekilde
iletilebildiğine dayanan iddialar da hep hatalı çıktı. Gerçi
Einstein’ın hız limitini aşan ışık alanları yok değil, ama bu tempoyla
bilgi aktarmak -ki burada iddia edilen odur Ğ mümkün değil.
Dört boyutlu uzay
Özel görelilik kuramından sonra Einstein, genel görelilik kuramını
sundu. Buna göre dört boyutlu Uzay Zaman, ışığın aniden virajlı hatlar
üzerinden yansımasına yol açacak şekilde yıldızların ve gezegenlerin
kütle çekimleriyle düzenli olarak bükülmekte.
Bu çok soyut bir açıklama olsa da, Amerikan ordusunun yetmişli
yıllarda ilk coğrafi konumlama uydusunu (GPS) geliştirmesi sırasında
öğrendiği gibi hatalı değildi.
O zamanlar yine klasik ve modern fizikteki tüm kartlar açılmıştı. İlk
GPS uydusundaki bir atom saati için elektronik bir ayar geliştirmek
isteyen mühendisler kuşkuluydular.
Fizikçiler, saatlerin uzayda, dünyadakinden farklı olarak işlediğini
hesaplamışlardı. Özel görelilik kuramına göre hareketli saatler,
durağan saatlere kıyasla daha yavaş işliyordu. Hatta genel görelilik
kuramına göre de yerçekimi zamanı etkiliyordu. Ama hangi mühendis
Albert Einstein’la ilgilenirdi ki?
Yeniden doğrulandı
Mühendisler ilk önce atom saatinin Einstein ayarı olmadan
çalıştırılmasına karar verdiler. Fakat uydu, ilave elektronik ve
uzaktan kumandalı bir şalterle donatıldı. Gerektiğinde saatler
Einstein teorisine göre ayarlanabiliyordu, her ne kadar uydu dünyanın
etrafında dönmeye başlamış olsa da.
Ve böylece 23 Haziran 1977 yılında tek bir şalter bir kez daha modern
fiziğin büyük paradigma değişimini biçimlendirdi: Einstein ve
görelilik kuramını "aç", Isaac Newton ve klasik fiziği "kapat".
İlk büyük GPS uydusu yörüngeye herhangi bir aksaklık yaşamadan ulaştı
dünyanın etrafında dönmeye başladı. Her şey mükemmeldi Ğ tek bir
probleme kadar: Atom saatinin ayarı bozuktu.
20 gün boyunca doğru saat ayarından neredeyse saniyenin binde biri
kadar hatalı çalıştı. Bu teknoloji için bir sonsuzluktur. Einstein
yine haklı çıkmıştı. Böylece Einstein ayarı açıldı ve bir daha da
ellenmedi.
Eğer görelilik ve genel görelilik kuramlarının etkileri dikkate
alınmasaydı, GPS aleti bir hafta sonra 70km hatalı olacaktı.
Ama fizikçiler buna rağmen bıkmadılar tabii. Hala yapılacak çok fazla
iş var. Eserinin henüz tamamlanmamış olduğunu bilen Einstein genel
görelilik kuramının en önemli denklemi hakkında şunları söylemişti:
Genleşme büyüyor
"Formülün sol tarafı granit üzerine, sağ tarafıysa kumun üzerine
inşa edilmiştir."
Eşit işaretinin solunda uzay zamanın matematiği var, sağ tarafı ise
evrendeki madde ve enerjilerin dağılımını açıklıyor.
Ve Einstein, kuşku duymakta haklıydı da: Kozmologlar birkaç yıldan bu
yana sağ tarafta bir şeylerin eksik olup olmadığını araştırıyorlar.
Çünkü 1998 yılında, uzayın git gide daha hızlı genleştiğini buldular.
Bu süreç ancak yıldızları birbirinden uzaklaştıran bir tür anti kütle
çekimi gibi bir kuvvetle açıklanabilir. Evrenin %70’ini meydana
getirdiği sanılan bu gizemli madde "karanlık madde" olarak
isimlendirilmekte.
En büyük ve en küçük
Karanlık enerji ve diğer son problemler olasılıkla görelilik ve
kuantum kuramının birleştirilmesiyle çözülecek. Einstein insanüstü bir
çaba harcadıysa da bu konuda başarıl olamamıştı. Fiziğin en
"büyüğünün" ve en "küçüğünün" dayanak noktası bulunamadı bugüne dek.
Görelilik kuramı, gezegenleri, galaksileri ve kütle çekimlerini
açıklıyor; Einstein sonuca ulaşmışsa da statistik doğası yüzünden
reddetmiş olduğu kuantum teorisi ise atom çekirdekleri ve moleküller
için.
Gezegenler büyük ve atomlar küçük kaldığı müddetçe bu gayet iyi
işlemekte. Fakat bir yıldız ya da tüm bir kozmos bir karadelik içinde
veya ilk patlamada olduğu gibi bir kum taneciği kadar küçüldüğü
taktirde teoriler geçerliliklerini yitiriyorlar.
Lazerli, parçacık hızlandırıcılı, kütle çekim dalgaları alıcıları ve
uydulu deneylerle şimdi yeni fizik yakalanmaya çalışılmakta.
Dünya formülü arayışı
Einstein yaşamının son 30 yılında kuantum teorisini ve kütle çekim
fiziğini tek bir teoride birleştirmeye çalışmıştı. Bugün dek bilindiği
gibi bu çabası başarılı olamamıştı.
"Bu dönemde Einstein fiziğin gelişmesini ihmal ederek bunun yerine
hobisi olan yelkencilikle ilgilenmiş" demişti biyografi yazarı
Albrecht Fölsing.
Her şey bir yana dünya formülü bugüne kadar hala bulunamadı. Ve hatta
bu konuya yaklaşan bile yok henüz.
Sadece Potsdam-Golm’deki Albert-Einstein Enstitüsü’nde (AEI) dünyanın
her yerinden yüzü aşkın teorikçi dünya formülü projesinde çalışıyor.
Bazıları parçacık fiziğindeki nokta şeklindeki elektronların ve
kuarkların yerine salınan sicimleri koyan ve 10-11 boyutlu bir
dünyanın varlığına dayanan String teorisini tercih ederken, diğerleri
ise uzay ve zamanın birbirini takip edecek şekilde değil, uzay zaman
taneciklerinden bir araya geldiğine dayanan kuantum kütle çekimine (loop
quantum gravity) yöneliyorlar.
Yeni bir Einstein bekleyişi mi
İki tarafın da birbirlerine söyleyecek pek fazla bir şeyi yok,
aynı enstitüde çalışan fizikçilerin birbirlerine selam verdikleri
görülecek olursa, bu atılım kutlanacak. Anlaşılan o ki dünya formülü
henüz ışık yılı uzaklıkta. "Belki de ihtiyacımız olan yeni bir
Einstein’dır" diyor AEI müdürü Bernard Schutz.
Almanya’daki kütle çekimi fizikçilerinin temsilcisi Jörg Frauendiener
de yeni bir dahi düşlüyor:
"Herhangi bir baskı olmadan birikmiş bilgisine güvenen ve dogmalardan
ve önyargılardan uzak doğru düşüncelere sahip olan birine ihtiyacımız
var. Ancak yeni Einstein Almanya’dan çıkmayacaktır. Çünkü buradaki
üniversitelerde kütle çekimi ihmal edilmekte. Okullardaki fizik
öğretmenleri karadelik veya karanlık madde hakkındaki soruları
üniversitedeki profesörlerin yokluğu yüzünden yanıtlayamıyorlar."
Adının açıklanmasını istemeyen bir Alman kütle çekimi fizikçisiyse,
kütle çekiminin Almanya’da neden önemini yitirdiği sorusunu, Die
Zeit’da yayımlanan makalede (16.12) ilginç bir şekilde açıklıyor:
"Görelilik kuramının Nazi dönemine ait bir Yahudi teorisi olduğu
düşüncesi bir türlü aşılamamıştır. Bugün bundan ırkçılık sorumlu
olmasa da ama sistem keyfidir."
ZAMANDA YOLCULUK MÜMKÜN MÜ?
Yazan: John ve Mary Gribin
Çeviren: Müjde Dural
ABD’li ve Rus araştırmacılar yıllardır bunu araştırıyorlar.
Einstein’in izafiyet teorisine göre (ki, günümüzün en iyi
uzay/zaman teorisi) zamanda yolculuğu engelleyen bir fizik kanunu yok.
Yapması çok zor olabilir ama imkansız da değil. Zamanda yolculuğun
imkansız olduğunu söyleyenler buna sebep olarak ‘paradokslar’ı
gösteriyorlar. En bilinen paradoks şu: Ahmet, zamanda geçmişe gidiyor
ve kendi dünyaya gelişini durduracak bir şey yapıyor mesela zaman
makinesine binip, geçmişe gidip, anneannesini öldürüyor, böylece kendi
dünyaya gelişini engelliyor veya daha az vahim bir örnek olarak, ‘Geleceğe
Dönüş’ filmindeki gibi, yine geçmişe dönerek, annesiyle
babasının tanışmasını engelliyor.
Bu tür şeylerin yaşanmaması için bunları önleyecek tabiat kanunları
var olmalı diye düşünen fizikçiler var ama bu kanunların nasıl
çalışacağını henüz kimse izah edemiyor. Zamanda yolculuk ‘kara
delik’leri de işin içine dahil ediyor. Einstein’ın teorisi bir
uzay/zaman teorisi olduğu için kara deliklerin prensipte zamanda ve
uzayda yolculuğa el vermesi bir sürpriz olmayacak. Yalnız bunun için
kara deliklerin hareketli olması gerekli, eğer kara delikler öylece
uzayda durup, oturuyor ve yanına yaklaşan her şeyi yutuyorsa olmaz.
Bir kara deliğin tam merkezinde ‘singularity/tekillik’ denen bir nokta
var ve o noktada ne zaman, ne de uzay kalıyor, her ikisi de yok
oluyor. 30 yıl önce Roger Penrose, bu tür bir kara
deliğe düşen herhangi bir şeyin kendi yer çekimiyle ‘singularity’
noktasına çekilip, yok olacağını kanıtlamış fakat 1960’larda Yeni
Zelanda’lı matematikçi Roy Kerr, kara delikler
hareketliyse, işlerin farklı olacağını bulmuş. Bu durumda
‘singularity’ noktası yine mevcut ama ortası delik, nane şekeri gibi,
halka şeklinde oluyor. Prensip olarak, bu tür bir kara deliğin bir
ucundan girip, diğer ucundan başka bir uzayda veya zamanda çıkmak
mümkün. ‘Kerr’ in bu çözümü zaman makinesinin ilk
matematiksel örneğidir. Zamanında kimse adamı ciddiye almamış.
1970’lerden sonra kendi Samanyolu’muzdaki ve diğer galaksilerdeki kara
delikler keşfedilince, teori yeniden geliştirildi. Hatta bir tarafta
kara delik, diğer tarafta başka bir zaman ve uzayda (veya aynı zamanda
farklı bir yerde) kara deliğe bağlanan ‘worm holes/ solucan delikleri’
nin resimleri bile çizildi.
Michio Kaku’nun zaman makinesi teorisi ise şöyle: Her
ikisinde de iki paralel metal tabaka olan iki oda var. Her iki tabaka
arasında yaratılan yoğun elektrik alanları (ki, bugünkü teknolojiyle
mümkün değil) boşlukta yani uzayda iki odayı bağlayan bir delik
oluşuyor. Hareket eden bir nesnede zaman yavaşladığından, odalardan
biri hızlı, uzun bir yolculuğa çıkıyor ve geri dönüyor. Zaman solucan
deliğinin iki ucunda farklı hızlarda akıyor ve deliğin bir ucuna düşen
kişi, diğer uçtan, hızla ya geçmişe, ya da geleceğe fırlatılıyor.
(İnanmayanlar için bak: Physical Review Letters
cilt:61 – sayfa:1446 )
Peki, bu arada paradokslardan nasıl kurtulacağız? Quantum
fiziği ve izafiyet teorisinde uzmansak, bir yol bulabiliriz. Şöyle ki,
quantum fiziğinin çok çeşitli yorumları var ve kimse hangisinin doğru
olduğunu bilmiyor. Quantum fiziğine göre evren bir sürü sonsuz kopyaya
bölünebiliyor. Buna da paralel evrenler deniyor. O halde baştaki
paradoks nasıl çözülecek?
Varsayalım ki, Ahmet, anneannesini öldürmek için, zaman makinesine
binip, geçmişe gitti, bir noktada iki Ahmet değiştokuş oluyorlar,
Ahmet anneannesini öldürdükten sonra diğer kendisiyle birlikte zamanla
ilerliyorlar,( ama zamanın farklı kollarında.) Gerçeğin bir dalında
(anneannesini öldürdüğü ve kendisini dünyaya gelişini engellediği
için) hiç doğmamış oluyor. Ama komşu kapıda yani paralel evrende
anneannesi hayatta ve de gayet iyi. Bu yüzden de ‘katil’ dünyaya geldi
ve geçmişe dönüp, iğrenç suçunu işledi.
Zaman nedir? Zamanda yolculuk etmek mümkün mü? Zaman Makinesi nasıl
yapılır? Kara Delik’ler, Solucan Delikleri, Paralel Evrenler… başka
yazarlardan da derlemelerle devam edecek?
Zamanda yolculuk fantastik bir hayal
gibi gelse de, dünyanın kabul ettiği, önde gelen dahileri tarafından
imkansız gibi görünmemektedir. Tesla'nın kendine yaptığı deneyden yola
çıkılarak yapılmış olan Philadelphia deneyi hala resmi olarak kabul
edilmedi diye biliyorum. Bu deneyde, okyanusun ortasındaki bir donanma
gemisine yüksek voltaj ve manyetik alan etki etmesiyle donanma
gemisinin bir an gözden kaybolup, daha ileri bir noktada tekrar
göründüğünü belirtir kaynaklar. Mürettabatın komple kafayı çizmiş
olarak çıktığı söylenir.
Einstein de zamanda yolculuğun mümkün olduğunu belirtenler
arasında. Görelilik teorisine göre, hareketli cisimlerin zamanı,
durağan cisimlerle aynı oranda ilerlemez. Einstein'e göre 4. boyut
zamandır ve eğer ışık hızına erişebilme şansımız olsaydı zamanda
atlama yapmamız mümkün olurdu der. Yani geleceğe gidiş! Tabi dünyanın
ve galaksinin hareketinden dolayı geleceğe gitsek bile nerede ortaya
çıkacağımız meçhuldur. Bir meteorun üzerinde bile belirebiliriz. Bunu
dert etmesek bile, şimdilik ışık hızına nasıl ulaşılabileceği
konusunda pek bir fikri yok bilim adamlarının. Cisim hızlandıkça
kütlesi artacağından, cismi daha fazla hızlandırmak için daha fazla
enerjiye ihtiyaç duyulacaktır. İşte bu yüzden imkansızdır şimdilik.
Ama eğer 0(sıfır) kütleli bir cisim bulabilirsek? Bu da akıl
sınırlarını zorlayan bir düşünce ama tachyon denen maddenin
kütlesinin 0(sıfır) olduğu söylenir.
Bu zamanda yolculuk mevzusu arada bir takılır aklıma.
Öylesine düşünür geçerim. Üşenmeyip de bir şeyler araştırıp
okuyabilsem diye geçiririm içimden. Ama yok. Bu üstte yazdıklarımda
hata olabilir, varsa uyarın. Bunları önceki bilgilerimle yazdım ve
elimin altında danışabileceğim bir bilim adamı dostum yok. Google var
ama dedim işte, üşengeçlik. Hem daha uğraştığım bir kaç şey var.
Birisi dönem projem. Diğer ikisini ise hayata geçirirsem zaten ilk
duyurum buradan olacak.
Zaman yolculuğu
mümkün, ama...
Kaynaklar: www.firstscience.com, www.sciam.com,
www.spiegel.de
İnsanoğlunun en heyecan verici hayallerinden biri ne derecede
gerçekleşebilir? Bilim kurgu filmlerinin vazgeçilmez konularından biri
olan zaman yolculuğu tümüyle olanaksız değil. Bir İngiliz fizikçi
zaman yolculuğu için gerekli donanımları bile önerdi.
Zaman yolcuğu bugüne dek birçok filme konu oldu ve bu tür filmleri
izlerken hepimiz farklı zamanlara gitmeyi hayal ettik. Kimimiz
firavunlar ülkesindeki görkemli piramitlerin ne şekilde inşa
edildiğini veya dünyamızın 100 veya 200 yıl sonra ne duruma geleceğini
merak eder.
Aslında geçmişe veya geleceğe yolculuk birçok açıdan insanların
yararına olurdu. Mesela arkeologlar tarihöncesi dönemlere giderek,
yorumlamakta zorlandıkları kalıntıları açıklayabilir ve bilgilerini
tamamlayabilirlerdi.
Ya da geleceğe yolculuk edip, birkaç yüz yıl sonraki teknolojileri
kopya etmek nasıl olurdu acaba?
Bu tür fantezileri hayal etmek çok kolay, ama bu konuyu bilimsel
anlamda araştırmak zordur.
Örneğin, zamanda yolculuk üzerinde çok fazla duran bir bilim adamının,
ödenekleri boşuna harcadığı gerekçesiyle eleştirilebileceğini ya da bu
tür araştırmaların ordu tarafından gizlendiğini söyleyen Stephan
Hawking, zaman yolcuğunu politik açıdan doğru bulmamakta.
Fakat fizik bilimi bu konuyu ‘kapalı zamansal eğri’ gibi karmaşık
terimlerin arkasında gizleyerek araştırmanın yolunu bulmuş bile.
Dünya 1000, siz 10 yıl
İnsanoğlunun zamanda yolculuk serüvenini başlatan
Albert Einstein olmuştu. Fizikçinin özel ve genel görelilik kuramları,
evrenin düzeni hakkında bambaşka bir tablo sunuyordu. Buna göre
zamanın akışı, insanın uzayda ne hızla hareket etmesine bağlı olarak
değişmekte.
Örneğin dünyadan bakıldığında, bir astronotun hızı, ışık hızına
yaklaştıkta daha yavaş geçer. Bu etkiyle bin yıl sonraki dünyaya
yolculuk edilebilir.
Amerikalı fizikçi Richard Gott, zaman yolculuğunun konseptini kısaca
şu şekilde açıklıyor:
Bir uzay gemisine binin ve dünyamızdan 500 ışık yılı kadar uzaklıkta
bir yıldıza gidip, geri dönün. Gidiş ve dönüş yolculuğu neredeyse ışık
hızında yapıldığında dünya 1000 yıl, siz ise sadece 10 yıl yaşlanmış
olursunuz.
Fakat teorik olarak mümkün gibi görünen yolculuk hayali,
pratikte uygulanmak istendiğinde zorlu engeller çıkıyor ortaya. Bir
kere bu kadar hızlı çalışan bir uzay aracı bulunmuyor henüz. Ve her
şeyden önemlisi geleceğe yolculuk eden kişi günümüze nasıl dönecek?
Sonuçta özel görelilik kuramına göre zaman tek yönlü!
Paralel evren
Geçmişe yolculukta da durumun daha iyi olduğu söylenemez.
Einstein’ın genel görelilik kuramında uzay zaman yerçekiminin
etkisiyle ‘bükülmekte’ ve bu özellik 1967’de Amerikalı fizikçi John
Wheeler tarafından ‘karadelik’ olarak adlandırıldı.
Önüne gelen tüm maddeleri yutan karadeliğin muazzam kütle çekimine
ışık bile karşı koyamıyor.
Albert Einstein ve öğrencisi Nathan Rosen, 1935 yılında bu tür
oluşumların varolamayacağını kanıtlamaya çalıştıysalar da başarılı
olamadılar ve bunun yerine bu iki uzay zaman kuyusunun birbirine
dokunarak, dünyamız ve bir paralel evren arasında bir köprü
oluşturduğunu buldular.
Aynı evrendeki iki nokta arasında bir tünel oluşturan bu köprü daha
sonra ‘kurt deliği’ olarak adlandırıldı. Buraya kadar her şey iyi
güzeldi de bu ‘kurt delikleri’ sabit değildi ve bu da işi yeniden
zorlaştırıyordu.
Kurt deliği
Fakat Kaliforniya Teknoloji Enstitüsü fizikçisi Kip Thorne,
astrofizikçi ve roman yazarı olan arkadaşı Carl Sagan için sabit bir
‘kurt deliğinin’ bulunup bulunmadığını kontrol edince olumlu bir
sonuca ulaştı.
Thorne, dostunun bu isteğini Einstein’ın formülüne uyarlayınca
doğrudan doğruya bir kurt deliğine giden bir zaman halkası bulmuştu.
Bilim adamları uzayda bir kurt deliğinin varlığını öğrendikten sonra
bir zaman makinesi görevini görecek olanının ne şekilde
üretilebileceğini düşünmeye başladılar.
Tıpkı bir kara delikte olduğu gibi, kurt deliğinin çekim alanı da
geleceğe taşıyan bir araç olabilirdi.
Üstelik kurt deliği daha avantajlıydı, çünkü geçmişe de götürebilirdi.
Ve A noktasından hızlı bir dönüşle yine terk edilen bölgeye
dönülebilirdi.
Kuantum fizikçileri varlığını çok kısa bir süre sürdürebilen minik bir
kurt deliğinin, evrenin ince yapısında yani uzay zaman köpüğünde
(kuantum köpüğü) üretilebileceğini buldular.
Bu ‘sanal’ kurt delikleri varlıklarını sadece bir nano saniyenin
bilyonda bilyonda bilyonda yüzü kadar sürdürebilir ve çapları ise bir
Planck uzunluğunun çapına eşit olurdu.
Zaman makinesi için
Fizikçiler sonunda zamanda yolculuk ileriye ve geri doğru
hareket etmenin bir olanağını bulmuşlardı ve zaman makinesinin
tasarımını mümkün kılan yapı parçaları İngiliz fizikçi Paul Davies
tarafından geliştirildi. Davies’in önerdiği parçalar şunlar:
Collider: (Parçacık hızlandırıcısı). Gerekli enerji miktarını
üretiyor.
Imploder: (sıkıştırıcı ve yoğunlaştırıcı). Enerjiyi mikroskobik
noktada sıkıştırıp yoğunlaştırıyor. Bu noktanın üzerinde kurt deliği
yaratılmakta.
Inflator: (Genleştirici) Kurt deliğini, insanın içine sığabilecek
şekilde büyültüyor.
Differentiator: (Farklılaştırıcı). Kurt deliğinde süreğen bir zaman
farkı yaratarak zamanda yolcuğa izin veriyor.
Gerekli enerji
Bu durumda dönüş yolculuğu, genel görelilik kuramına göre yolculuk
eden kişiye, çıktığı gezegenden farklı seyreden, normal bir uzay
yolculuğu gibi yaşanırdı.
Süreğen bir kurt deliğinin üretilmesi için uzay zaman köpüğüne yeterli
enerjinin aktarılması gerektiğini söyleyen Davies, bunun için yaklaşık
olarak sadece on milyar julün gerekli olduğunu buldu.
Bu, büyük bir santralin birkaç saniye içinde çıkardığı enerjiye eşit
ve bu enerji, ağır atom çekirdeklerinin üst üste fırlatılması ve bu
şekilde tozlaşmalarıyla elde edilebilir. İkinci adım çok daha gelişkin
teknolojiler istiyor.
Çünkü on milyar jullük enerjinin, bir Imploder içinde bir Planck
uzunluğunda küçük bir mekana dönüştürülmesi gerekmekte.
Bu girişim, günümüzde parçacık hızlandırıcılarında yapıldığı gibi iki
manyetik alanla gerçekleştirilmek istendiğinde, bunun için güneş
sistemimizin büyüklüğünde bir santrale ihtiyaç duyulabilir. Üstelik iş
bununla da bitmiyor.
İkinci aşamada kurt deliğinin, içine bir yolcu sığacak kadar
büyütülmesi gerekmekte. Örneğin, çekim kuvvetine karşı negatif bir
kütle çekimine sahip egzotik bir maddeyle. Bazı fizikçiler bu maddenin
var olduğuna inanıyorlar.
Jüpiter’ kütlesi kadar enerji
Davies ‘How to Build a Time Machine’ adlı kitabında da anlattığı
gibi bu madde bir Inflator (genleştirici) içinde yoğun enerjili
lazerle son derece hızlı dönen ayna sisteminde elde edilen negatif
enerjiyle üretilebilir.
Ancak Amerikalı fizikçi Matt Visser’in hesaplarına göre, bir metrelik
kurt deliği için güneş sistemimizin en büyük gezegeni olan Jüpiter’in
kütlesine eşit negatif enerji gerekmekte.
Bu şekilde içinden geçilebilecek bir metre uzunluğunda bir kurt deliği
üretildiğinde geriye son bir zorluk kalmakta. Bir
‘differantiator’/farklılaştırıcı ile deliğin iki ağzında bir zaman
farkının oluşturulması gerekiyor ki, bu Davies bunun genel görelilik
kuramına göre zaman akışının çekim kuvvetini yavaşlatan son derece
yoğun kütleli bir nötron yıldızı olabileceğini söylüyor.
Bunun için kurt deliğinin ağızlarından biri, nötron yıldızının
yakınına itilmesi gerekmekte. Burada zaman yavaşlarken (nötron yıldızı
ne kadar yoğun kütleli ise zaman o denli genişlemekte) diğer açıklıkta
gayet normal geçer.
Merhaba Atatürk Dönemi!
Gerçi Davies bile bunun pratikte nasıl mümkün olabileceğini
açıklayamasa da açıklık yine güneş sistemimize geri alınabilir. Bu
teoriye göre yolculuk eden uzun bir koridorda yürür gibi
kurt deliğinden geçerek kendisini mesela cumhuriyetin ilk yıllarında
bulabilir.
‘Zaman yolcusu zamanı geriye almak yerine, geçmişte biten bir uzay
yolcuğu gerçekleştirmekte’ diye açıklıyor Davies kurt deliği ilkesine
göre işleyen zaman makinesini.
Ancak geçmiş öyle istenildiği gibi tarihin derinliklerine uzanmaz.
Çünkü farklılaştırıcının zamanı yavaşlattırdığı an, yani diğer
sözlerle zaman makinesinin üretimi geçmişte yaşanmamıştır.
Bugüne kadar herhangi bir zaman makinesinin varlığının saptanmamış
olması da, bugüne kadar gelecekten hiç kimsenin bizi ziyaret
etmediğini de kanıtlar aslında.
O halde Paul Davies’in önerdiği zaman makinesi bizi eski Mısır’a veya
tarihöncesi dönemlere de götürmeyecektir.
Terminatör filmi
Fizikçiler de zaten zaman yolculuğu hipotezinden pek memnun
değiller. Fiziğin genel ilkelerinden biri olan nedensellik yara
alabilir çünkü.
Bunu örneğin Geleceğe Dönüş/ Back to the Future filminde görmek
mümkün. Filmde genç bir erkek doğumdan önceki zamana dönünce, annesi
ona aşık olur. Peki ama bu yüzden babasıyla tanışıp onu hiç dünyaya
getirmeseydi ne olurdu?
Kimi fizikçiler bu tür paradoksların ortaya çıkabileceğine hiç ihtimal
vermiyorlar bile. Bir zaman yolcusu sadece olayların akışını
izleyebilir. Mesela gelecekteki bir makinenin günümüze gönderildiğini
konu eden ‘Terminator’ filminde olduğu gibi.
Terminator, dünyada başkaldırıcı insanlığı yaratacak olan geleceğin
liderini öldürmekle görevlendirilir. Fakat geleceğin insanlığı buna
rağmen anneyi koruyacak ve daha sonra da aynı zamanda çocuğun babası
olacak bir kurtarıcıyı Terminator’un peşine göndermeyi başarırlar.
Gerçi bu durumda tarihin akışı değiştirilmemiş olsa da insanlığın
özgür iradesi tartışılmaya sunulmuştur.
Çıkış yolu
Bu ikilem için bir çıkış noktası bulan İngiliz fizikçi David
Deutsch oldu: Evrenimiz içindeki olayların farklı bir şekilde
geliştiği sayısız paralel evrenlerden sadece biri.
‘Kuantum fizikçilerinin birçoğu bu çok dünyalı yorumu fazlaca ciddiye
alıyorlar’ diyor Richard Gott. Buna göre bir zaman yolcusu içine ait
olmayan alternatif bir dünya tarihinin yaratıcısı olur. Yani bu da
diğer bir evrende gelişir.
Ve bu şekilde özgür irade kurtarılmış olur, ama zaman yolcusu kendi
dünyasına geri döneceğinden nasıl emin olacak?
Zaman yolculuklarıyla entelektüel olarak ilgilenen fizikçilerden biri
olan Hawkings, bu konuda 1992 yılında formüle almış olduğu ‘Kronoloji-
Koruma- Tahmini’ (‘chronology protection conjecture’) teorisinin
geçerli olmasını umuyor: ‘Fizik kanunları, makroskobik objelerin zaman
yolcuğuna izin vermez.’
Fakat bu sadece tahmin olduğu müddetçe, zaman yolculuğu en azından
teorik olarak imkansız sayılmaz.
EINSTEIN EVRENİNDE ZAMAN YOLCULUĞU
Zamanda Yolculuk Olasılığı
J.Richard Gott
Editör: Prof. Dr. Cengiz Yalçın
Arkadaş Yayınevi’nden Einstein’ın 100. yıl kutlamalarında yepyeni bir
kitap: “Einstein Evreninde Zaman Yolculuğu”.
Birleşmiş Milletler Bilim ve Kültür Örgütü (UNESCO) ve Avrupa Fizik
Derneği 2005 yılını “Dünya Fizik Yılı” olarak ilan etti. Bunun
gerekçesi Albert Einstein’ın, 1905 yılında yayımlanan ’3+1’ makaleleri
ile günümüz fiziğinin temellerini atmasının 100. yıldönümü olması.
2005 yılının Einstein yılı ilan edilmesiyle birlikte, Arkadaş
Yayınevi, popüler bilim dizisine yepyeni bir kitap ekledi. J. Richard
Gott tarafından yazılan ve atom enerjisi kurumunun uzun yıllar
başkanlığını yapmış Prof. Dr. Cengiz Yalçın editörlüğünde hazırlanan
kitabın önsözü de Prof. Yalçın tarafından hazırlanmış. Hem kitabın
bilgileri hem de Prof. Yalçın’ın önsözü fizik çalışmalarına, özellikle
de “Zaman Yolculuğu” kavramına meraklılar için kaynak niteliğinde.
Yaşasın relativite!
Albert Einstein; küçük bir kütlenin, ışık hızının karesi kadar büyük
çarpanla orantılı enerji açığa çıkaracağını ortaya attığında yıl
1905’ti ve henüz 26 yaşındaydı.
Bu tarihten 40 yıl sonra patlayan ilk atom bombası Albert Einstein
tarafından imal edilmemişti ancak onun ürettiği bu formüle dayalıydı.
Yüksek hızla yapılan yolculuklarda zamanın, farklı hızlarda ilerlemesi
temeline dayandırarak zamanda yolculuk olasılığını ortaya
koyuyor.Zamanda yolculuğun fiziksel bir gerçek olduğunu ve
geçmişe yolculuğun mantıksal yapısının ne olması gerektiğini herkesin
anlayacağı bir dilde tartışıyor bu kitapta Einstein.
Dünyanın önde gelen üniversitelerinde, 20 yıl önce bir fantezi gibi
görünen bu olasılığı gerçekleştirebilecek sistemlerin fiziksel
yapısını ciddi ciddi tartışılırken Arkadaş Yayınevi de ‘Einstein
Evreninde Zaman Yolculuğu’ kitabıyla bu tartışmalara aynı zamanda Türk
okuyucusunun da katılmasını hedefliyor.
|