Zamanda yolculuk mümkün mü?

1895’te Zaman Makinesi isimli kitabı ile zamanda yolculuk yapma fikrine dair hayal gücümüzü harekete geçiren H. G. Wells'ti.


H. G. Wells, 1895’te Zaman Makinesi isimli kitabı ile zamanda yolculuk yapma fikrine dair hayal gücümüzü harekete geçirmişti. Ancak yine de 20. yüzyıla kadar bilim camiası zamanda yolculuğun bilimsel olarak imkansız olduğuna inandı. Bu düşünce işin içine Albert Einstein karışana kadar devam etti. Einstein’ın evren ile denklemleri pek çok şeyi baştan düşünmemize neden oldu.

Çalışmalarının ortaya çıkardığı sonuçlardan bir tanesi zamanın hıza bağlı olarak yavaşlamasının veya hızlanmasının mümkün olduğuydu. Aynı zamanda Einstein ışığın hızını da hesaplamış ve saniyede 300.000.000 metre olan bu hızı “nihai hız sınırı” olarak belirlemişti. Akıl karıştırıcı düşüncelerinden Einstein’ın zaman bükme fikirlerinin bir tanesi de yerçekiminin zamanı yavaşlattığı ile ilgiliydi. O zamandan beri uzayda olduğu gibi zamanda yol­culuğun mümkün olup olmadığına kafa yoruyoruz. Bu kuralları aşan bir zaman makinesi yapıp yapamayacağımızı tartışıyoruz.

Eylül 2015’te Rus kozmonot Gennady Padalka, 6 görev için toplam 879 gün ile uzayda en uzun süre kalma rekorunu kırdı. Gezegenin yörüngesinde yüksek hızlarda hareket ile geçen bu 2,5 yıl sonucunda Padalka aynı zamanda, Einstein’ın genel görelilik teorisini deneyimleyen bir zaman yolcusu oldu. Dünyaya geri döndüğünde, dünyanın 1/44 saniye ötesine gitmişti. Yani ortada yaşanmamış 1/44 saniye vardı. Bu elbette çok önemsiz bir oran gibi gelebilir ama aslında bir zaman yolculuğu olasılığını ortaya koyması açısından önemliydi. Geleceğe 1/44 saniyelik geçiş yapmak için bulunduğu araç saatte sadece 4345 km yol alıyordu. Peki ya çok daha hızlı gidebilecek bir şey yaratırsak ne olur? Mesela saniyede 300.000.000 metreye erişebilir miyiz?

Parçacık hızlandırıcı, tam ışık hızında olmasa da bu hızın yüzde 99,999999’u kadar bir hızla protonları itme kabiliyetine sahip. Yani evet, geleceğe atom gönderiyoruz ve bunu son on yıldır yapıyoruz. Ancak konu insanlar olunca elbette işler bu şekilde işlemiyor. Ama olduğunu düşünelim. Mesela ışık hızının yüzde 99,995’ine erişen bir uzay gemisi yaptık. Diyelim ki bir insanı böyle bir gemiye bindirdik ve 500 ışık yılı uzaktaki bir gezegene gönderdik. (Mesela, Kepler 186f). Bu aracımız neredeyse ışık hızında yolculuk yaptığı için bu kişinin oraya erişmesi yaklaşık 500 yıl sürecektir. Aynı biçimde dönüşleri de 500 yıl süreceği için bizim için geçen zaman toplam 1000 yıl demektir. Takvim artık 3021’i göstermektedir. Ancak bu süre sadece bizim için geçerlidir. Ancak gemi neredeyse ışık hızında hareket ettiği için zaman orada 1/100 oranında daha yavaş geçecektir. Ve gemidekiler dünyaya indiklerinde sadece 10 yaş yaşlanmış olacaklardır.

Ancak bu elbette şimdilik zaman yolculuğu sadece teoride mümkün. Bunu gerçekleştirmemiz için önümüzde aşmamız gereken önemli engeller var.

Bir Zaman Makinesi Neden Yapamıyoruz?

Şimdiye kadar yaratılmış en hızlı uzay aracı olan Parker Solar Probe ışık hızının yalnızca yüzde 0.00067’sini erişebildi. Yani zamanda yolculuk ile ilgili en önemli sorun mühendislik sınırlandırmaları. Bir başka sorun ise bir geminin bu kadar hızlı gitmesi için gerekli muazzam miktarda enerjiyi nasıl elde edeceğimiz. Ancak böyle bir gerçek ötesi yolculukta son sorun ise daha insani. Bu gemi bir kişinin 10 yıl boyunca ihtiyaç duyacağı tüm malzemeyi nasıl taşıyacak? Taşıdı diyelim, biz insanların vücudu dünya koşullarında yaşamak için yaratıldı. Bu uzay yolculuğu sağlığımızı nasıl etkileyecek?

Geçmişe Zaman Yolculuğu Yapmak Mümkün Değil

Ancak hatırlatalım. Yukarıdaki koşulların hepsini sağlayabilsek bile zaman yolculuğunu tek yönlü yani sadece geleceğe doğru yapabiliyoruz. Geçmiş zamana bir yolculuk yapmamamız fizik kurallarına uymuyor. Solucan delikleri, karadelikler gibi bu sorun ile ilgili bir çok teori mevcut. Ama hiçbirini daha nasıl gerçekleştireceğimizi bilmiyoruz. Örneğin solucan delikleri Einstein’ın görelilik kuramlarının sınırları dahilinde çalışırken, henüz uzayda gözlemlenmedi. Astrofizikçilerin bu galaktik kısayolların işe yarayacağına dair ellerinde somut bir kanıt yok. Ancak geçmişee gidemesek bile geleceğe bir gün gideceğimize dair bilim insanlarının inanışları devam ediyor. Çünkü aslında bir zaman makinesi inşa etmenin mümkün olduğunu biliyoruz. İşte bu gerçek geceleri fizikçileri uyanık tutmaya yetiyor.

Nikolas Gisin’in çalışmaları

Genova Üniversitesi’nden Nikolas Gisin adlı bir fizikçi, “zaman” kavramına bakış açımızı değiştirebilecek bir dizi makale yayımladı. Gisin’in çalışmaları, çağdaş Kuantum Mekaniği kuramını, 20. yüzyılın başlarında Hollandalı matematikçi Luitzen Egbertus Jan Brouwer tarafından geliştirilen ve “sezgisel matematik” olarak adlandırılan alternatif bir matematik kuramı ile uzlaştırmaya çalışıyor. İsmine aldanmayın. “Sezgisel Matematik” ifadesi alternatif tıbbın matematik versiyonu gibi gelse de aslında Brouwer’ın kuramı yüzyıla dayanıyor. Şimdi Gisin’in fikirleri, bu kuramı tekrar gündeme getirecek gibi. Teorinin kendisi oldukça karmaşık olsa da ana fikri basit: “Üçüncü Durumun İmkânsızlığı” ilkesini yok farz etmek…

Bu ilkeyi şöyle ifade edebiliriz: Bir önerme ya doğrudur ya da yanlış; üçüncü bir durum yoktur. Bir başka deyişle, bir önermenin ya kendisi ya da mantıksal zıddı doğru olabilir, ara durumlar söz konusu olamaz. Örnek verecek olursak: “Beş elmam var” ya da “beş elmam yok.” Birçok fizik kuramı gibi Einstein’in Görelilik Kuramı da bu ilkeyi temel alır. Einstein’e göre; evrenin tüm tarihi doğuşundan itibaren bellidir. Yani evren deterministiktir (belirlenimcidir). Olmuş, olan ve olacak olan her olay, en baştan itibaren bellidir. Sezgisel matematik tam tersini söylüyor: Bir sonra olacak olan şeyi matematiğin bize söylemesi imkânsızdır, matematiksel bir dizideki bir sonra gelecek olan sayı kesin bir şekilde tahmin edilemez. Tıpkı kuantum evrenindeki bir kübitin gözlemleninceye kadar aynı anda birkaç durumda birden bulunması gibi, gelecek de ancak yaşandıktan sonra, ya da tanrının bakış açısından bakıldığında doğru bir şekilde öngörülebilir.

Gisin, makalesinde “Fizikte kullanılan matematiğin yapısı, zamanın doğası hakkındaki anlayışımızı şekillendirmektedir,” diyor. O halde Brouwer’in sezgisel matematiği ile Einstein ve belirlenimciliğin destekçileri arasındaki tartışma yeniden gözden geçirilmelidir. Gisin’e göre, Einstein’in kendisi de fiziğin “şimdi” kavramını içermemesinden rahatsızdı. Ancak, itiraf etmese de, fiziğe “şimdi” kavramını dahil edecek bir yol bulamadığından, var olan durumu olduğu gibi kabul etmeye karar vermişti.

Fizikte “şimdi”nin durumu

Einstein gibi düşünenler, fizikte ‘şimdi’nin olmayışının eksikliğini kapatmak için matematiklerine sonsuzlukları eklediler. Eğer bir sayı dizisinin sonsuza dek gittiğini farz ederseniz, uzay-zamanla ilgili teorilerle oynayarak, sonsuz büyüklükte tekil bir sürekliliğin var olduğunu kanıtlayabilirsiniz. Bunu, gözlemcilerin iğne rolünü oynadığı dev bir plak gibi düşünebilirsiniz.

Bu senaryoda ‘şimdi’nin var olmasının nedeni bizim onu izliyor olmamızdır—bütün zaman görelidir. Kuramsal olarak bir zaman makinesi yapabilirsek, gelecekte ya da geçmişte, dilediğimiz ‘şimdi’ noktasına geri dönebiliriz. (Tıpkı plağın iğnesinin, plağın dilenen noktasına konabilmesi gibi.)

Zamanı baştan sona belirlenmiş bir şey olarak gören bu yaklaşım, “Geleceğe Dönüş” senaryosudur. Ancak, Gisin ve Brouwer haklıysa, böyle bir şey olanaksızdır. Gisin’in yazdığı gibi: “Sonlu bir uzay hacmi içinde depolanabilecek bilgi miktarı sonsuz olamaz ve… sayılar sonsuz bilgi içeremezler.”

Sonsuz bir evren yok

Bu cümlenin yorumlarından biri şöyle: Zaman boyutuna sahip sonsuz bir evrenin ortaya çıkması imkânsızdır. Sezgisel matematiğin bize söylediği gibi, zaman adım adım ilerliyorsa, ‘şimdi’ sürekli hareket halindedir. Bu yüzden zaman içinde seyahat etme girişimi başarısız olmaya mahkumdur. Çünkü bilimsel olarak zaten zaman içinde seyahat ediyoruz: Oluşum halindeki bir andan diğerine yürüyoruz ve anlar birbirine hiç benzemiyor. (Yani artık geçmişte kalmış bir ana geri dönemeyiz.)

Bu yoruma göre geçmiş artık mevcut değildir, çünkü zamanın gerçeklikle fiziksel bir bağlantısı yoktur. Gelecek zaten yoktur, çünkü ortaya çıkması için şimdi ile ortaya çıktığı an arasında gerçekleşecek tüm anların var olmasını gerektirir. O halde, sadece şimdi vardır. Bu düşünce Doctor Who’nun zaman makinesini (Tardis) isteyenleri hayal kırıklığına uğratabilir. Ama, belki de iyi bir şeydir. Kuantum mekaniğinde bir gün yararlanabileceğimiz umut verici şeyler de var. Mesela uzayı bükerek yaşlanmadan uzun mesafeler kat edebiliriz. Ama önce kuantum fiziği ile klasik fizik arasındaki boşluğu kapatmamız gerekecek.

Gisin, sezgisel matematiğin bizi bu noktaya getirdiğini söylüyor. Ona göre, popüler yaklaşımın aksine, sezgisel matematik gerçekliği daha iyi temsil etmektedir. Gisin, şöyle yazıyor: “Sezgisel matematik üzerine inşa edilen fizik belirlenimcilikle (determinizm) olan bağını kopartacaktır. Yine de klasik yaklaşımlar kadar başarılı olabilir. Beklentilerin aksine, bir sonraki fiziksel teorinin kuantum alan teorisinden daha soyut olmayacağına, ancak insan deneyimine daha yakın olacağına bahse girerim.”

Kaynaklar: matematiksel.org thenextweb.com popularmechanics.com


%d blogcu bunu beğendi: