Zamanda Yolculuk Olasılığı(2)

Evrende ölçülebilen tek mutlak fiziksel büyüklüğün ışık hızı olduğunu düşünüyorsanız, bu makale sizin için yazılmıştır. Maddesel parçacıkların ışıktan daha hızlı hareket edebileceği gibi bir inancınız varsa, sizin için zamanda yolculuk çok kolaydır, tartışmaya dahi gerek yok, binersiniz ışıktan hızlı giden aracınıza Fatihin İstanbul'u zaptını dahi izleyebilirsiniz.

Cisimleri renk, optik geçirgenlik, direnç v.b fiziksel ve kimyasal özelliklerinden soyutlanabiliriz; ancak hacminden soyutlayamayız.

Hacminden soyutlanmış cismin, varlığından söz edilemez; hacım cismin fiziksel değil geometrik özelliğidir ve cisimler bu özelliklerinden soyutlanamaz. Yaprakları altın çiçekleri elmas bir ağaç düşünebilirsiniz, ancak sıfır hacimli bir ağaç düşünemezsiniz. Bu basit akıl yürütme, madde yani cisim ve genel anlamda enerji ile uzay şekli yani geometrisi arasında bir ilişkinin bulunması gerektiğini işaret eder. Einstein bu ilişkiyi, Riemann yüzeylerine (eğri yüzeyler) bağlayarak genel rölativite denklemlerine yansıtmıştır. Einstein’dan sonra uzay-zaman anlayışımız kökünden değişmiştir. Sunduğumuz makaleler dizisinde bu değişimin öyküsü ilerde resim ve şekiller ile matematiğe başvurmadan aktarılacaktır.

Uzay ve zaman çevre ile olan ilişkilerden elde edilen bir kavram değil, akıl yolu ile elde edilen bir önsezidir.

Uzay ve zamanı seziş, biçimsel mantık kurallarına göre bir kavrama ulaşma şeklinde gerçekleşmemiştir. Duyarlılık yolu ile elde edilen bir farkındalıktır. İnsan yani bilen, çevre yani bilinen ile hangi ilişki içinde bulunursa bulunsun, sadece düşüncesini kullanıyorsa bu işleyişe sezme denir. Sezi ancak ilişki kurduğumuz bir çevre varsa bizi duyarlı kılar; duyarlılık ise seziyi doğurur. Uzay ve zaman böyle bir süreç içersinde kazanılmış bir bilgidir. Einstein genel ve özel görelilik kuramı,  eğri yüzey (Riemann) geometrisi ve enerji arasında matematiksel bağıntı kurar ve bu bir sezinin ürünüdür. Einstein sezinin önemini ünlü,‘sezi, her türlü bilginin bir değerdir’ cümlesi ile ifade etmiştir.

Klasik fiziğe göre zaman, temel bir fiziksel büyüklüktür, mutlaktır değişimi söz konusu değildir, kendinden başka hiç bir değişkene bağlı olamaz. Einstein, 250 senedir herkesin üzerinde anlaştığı temel büyüklükleri:

Zaman nedir? Uzay nedir? Uzunluk nedir? Kütle Nedir? Eşanlılık nedir?

Gibi sorular ile tekrar gözden geçirmiş ve göreliliğin kuramsal alt yapısını oluşturmuştur. Bu düşünsel yaklaşım gerçekten tartışılacak entelektüel bir değerdir ancak konumuzun dışındadır. Özel görelilik zamanı, onu ölçen gözlemcinin hızına bağlı olduğunu söyler, yani zaman görecelidir. Durgun gözlemcinin ölçtüğü zaman ile hareketli gözlemcinin ölçtüğü zaman aynı olamaz. Newton zaman ve uzayı mutlak fiziksel büyük olarak kabullenmiştir,  buna karşın üç yüz sene sonra Einstein zamanı ve uzayın mutlak olmadığını kanıtlamıştır, zamanda yolculuk zamanın hıza bağlı oluşunun sonucudur. Einstein zaman ve uzayın göreceli olduğunu kanıtladığında Newton’dan bilim tarihine geçen ‘Beni bağışla ey büyük Newton’ cümlesi ile özür dilemiştir.Çok basit bir akıl yürütme ile zamanın neden duran ve hareketli gözlemciye göre farklı olduğunu aktarcağız. Bir az dikkat bu garip olayı anlamanıza yeter, Einstein adından korkup ben anlayamam demeyin inanın çok kolay.

Art arda dizilmiş sarı noktalar resmin solunda vagonun tavan ve tabanına, sağda vagonun ön ve arka duvarındaki ayanlardan yansıyan ışık demetini temsil etmektedir. Vagonda hareket halinde olan gözlemci ışığın tavan ve tabandaki aynalar arasındaki yansıyarak geçirdiği süreyi zamanı ölçen bir saat olarak kullanır. En güvenilir zaman ölçümü ışık hızına dayandırılarak yapılır. Dışarıdaki hareketsiz gözlemciye göre ışık aynalar arasında yansırken daha uzun yol alır. Bu durum resmin alt kısmında gösterilmiştir. Işığın daha uzun yol alması geçen sürenin daha uzun olduğunu söyler. Burada anlatılan Einstein özel göreliliği tasarlarken başvurduğu mantıktır. Hareket halindeki vagondaki aynalardan yansıyan ışığın hareketli ve hareketsiz gözlemci tarafından okunan zaman farkı ölçülemeyecek kadar küçüktür. Fakat mantık doğrudur. Dolayısıyla hareket halindeki gözlemci zamanı daha kısa ölçer. Zamanda yolculuk olasılığı tartışmaları Einstein görelilik kuramı ile başlar.

Einstein İsviçre'de yaşadığı kent merkezindeki saat kulesine bakarak, acaba ışık hızı ile buradan uzaklaşsam saat durmuş görmem gerekir diye düşünmüştür. Zamanı saat kulesinden gözünüze yansıyan ışık ile belirlersiniz. Buna göre kuleden ışık hızı ile uzaklaşırken saati hep aynı okursunuz. Gerçekten ışık hızında hareket eden bir gözlemci için zaman durur. Einstein mantığı doğrudur.  Esasında hareketli gözlemcilerin ölçtüğü zamanın kısaldığı, yani Einstein özel görelilik kuramının doğruluğu çok sayıda deney ile ispatlanmıştır. Şimdi buna dayanarak zamanda geleceğe nasıl yolculuk yapılabileceğini bir senaryo ile anlatalım.

Işık hızının %99,9992 bir hız ile bir yolculuğuna çıktığımızı düşünelim. Uzay gemisinin bu hıza, yer çekimi ivmesine eşit bir ivme ile hızlanarak çıktığını kabul edelim. Bu kabul yolculuğun insan sağlığına zarar vermemesi için yapılmıştır. Yer çekimi ivmesi ile hızlandığında yolcular dünyadaki ağırlıklarına eşit bir ağırlık hissederler ve zarar görmezler.  Uzay gemisi bu hıza kendi ölçtüğü zamana göre 6 sene üç hafta sonunda ulaşır. Yerküre durgun olduğu için orada ölçülen zaman çok uzun olur. Dünya üzerinde ölçülen zamana göre uzay gemisi ışık hızına ulaştığında dünyadan 250 ışık yılı uzakta konumlanır. Sonra kaptan frene basar ve yavaşlar yine gemi zamanına göre 6 sene üç haftada hız sıfıra düşer.  Böylece 12 sene altı hafta sonra gemi dünyadan 500 ışık yılı uzaklıktaki yıldıza ulaşır. Bu noktadan geri dönerek aynı işlemleri tekrarlayarak dünyaya gemi saatine göre 12 sene altı haftada 500 ışık yılı uzaktaki noktadan geri döner. Gidip geliş gemi saatine göre 25 sene 12 hafta sürer. Bu süre içinde hareketsiz dünya, zamanı 1000 sene gibi çok uzun ölçer. Uzay gemisindeki yolcular için zaman 25 sene on iki hafta dünyadakiler için 1000 sene olur. Bunun anlamı, uzay gemisinin dünyanın geleceğine yolculuk yapmış olmasıdır. Bu bir senaryodur ve fizik kanunlarına aykırı bir durum yoktur, bir olasılık tartışmasıdır. Günümüzdeki teknoloji uzay gemisine bu hızı verecek bir düzeyde değildir, gelecekte bir süper uygarlığın bunu başarabileceği iddiasında bulunmak bir kehanet de değildir.*İlerdeki makalelerimizde kozmik evrimselleşme sürecinde evrenin kendisi zamanda yolculuğu olanaklı kılacak yapılar gösterebilir mi tartışması yapılacaktır.

*(Hesaplar Richard Gott'un kitabından alınmıştır. Physical Possibilities of travel Through Time, Richard Gott, Mariner books, 2002. Türkçesi: Einstein Evreninde zaman yolculuÄŸu, ArkadaÅŸ yayınları 2008.) Â