Zaman Neden Geleceğe Akıyor?
Zamanın bir oku var ve zaman hep geleceğe akıyor. Peki neden? Evren’i film gibi geriye sarsak fizik yasaları değişmezdi. Zaten fizik yasalarının biz doğmadan önce de geçerli olmasının tek yolu bu. Neyse ki kuantum fiziğinde zamanın neden ileri aktığını gösteren yeni bir kanıt bulduk.
Zamanın oku
Zaman hep ileri akıyor ve bunu doğuştan biliyoruz: Bebek doğup yaşlanıyoruz ve geçmişe dönüp hatalarımızı değiştirme şansımız bulunmuyor. Ayrıca geleceği bilmiyor, sadece geçmişi hatırlıyoruz ve iyisiyle kötüsüyle hep önümüzdeki maça bakmak zorunda kalıyoruz.
Öte yandan, insanların sezgisel olarak bildiği bu sağduyulu gerçeği fizikte kanıtlamak çok zor; çünkü fizik yasaları zaman gelecekten geçmişe aksa da hiç değişmeden işlemeye devam ederdi.
Her ne kadar yere düşen su bardağı kırılınca kendiliğinden birleşmese de, her ne kadar Benjamin Button gibi yaşlı doğup genç ölmesek de elimizde zamanın neden ileri aktığını gösteren pek az bilimsel ipucu var.
İlgili yazı: Hayat Neden Var? >> Yeni hayat teorisi evrimin termodinamik kökenlerini açıklıyor
Peki neden?
Einstein’ın geliştirdiği görelilik teorisi yüzünden. Sonuçta fizik yasalarının evrende genel geçer olması için zamanda simetrik olması gerekiyor. Düşünün, fizik yasaları zaman geçmişe akınca değişiklik gösterseydi biz doğmadan önce Evren’deki fizik kurallarının farklı olması gerekirdi.
Bu durumda Evren’in kendisini doğuran büyük patlama anından günümüze kadar geçen 13 milyar 780 milyon yılda nasıl değiştiğini; galaksiler, yıldızlar ve gezegenlerin nasıl oluştuğunu asla bilemezdik (bunu asla gösteremezdik).
Kısacası mesele zamanın neden ileri aktığını göstermek değil, mesele zamanın nasıl aktığını göstermek de değil. Asıl mesele zamanın neden geçmişe akmadığını göstermek; çünkü Evren’in büyük patlama anında süper düzenli olarak başlayıp düzensizliğin zamanla arttığını biliyoruz.
Ancak, Evren’in neden süper düzenli olarak başladığını (düşük entropi seviyesi) ve neden zamanla düzensiz bir hal aldığını (entropi artışı) bilmiyoruz. Fizikteki en büyük gizem bu ve zamanın oku bize bunun nasıl olduğunu gösterecek. Dç. Dr. Vaccaro bu konuda önemli bir adım attı.
İlgili yazı: İnternetinizi Uçuracak En İyi 10 Router Modem
Zamanda yolculuk
Görelilik teorisi uyarınca zamanda sürekli geleceğe yolculuk ediyoruz. Öyle ya; sabah kalktım ve Bilgi Üniversitesi ders programlarını hazırladım. Zamanda normal hızda sürekli geleceğe gittim.
Oysa Einstein’ın görelilik denklemlerinin özel bir çözümü olan solucandeliklerini kullanarak 500 yıl geleceğe veya (özel şartlara bağlı olarak) 1000 yıl geçmişe gitmek mümkün. Elbette pratikte zamanda geçmişe gidemeyiz; çünkü solucandeliklerinin varlığı henüz kanıtlanmadı ama buna işaret eden teoriler var.
İlgili yazı: Lazer Işınlı Güneş Enerjisi Uydusu Geliyor
Büyükbaba paradoksu
Zamanın tersine akamayacağını gösteren iki ipucundan biri ünlü büyükbaba paradoksu: Özetle geçmişe gidip kendi büyükbabanızı öldürseydiniz babanız hiç doğmazdı. O zaman siz de doğmaz ve geçmişe gidip büyükbabanızı öldüremezdiniz.
Zamanın okunu gösteren ikinci ipucu ise termodinamik yasaları: Bunu önceki yazıda anlattım; ama özellikle ikinci yasaya göre, enerjinin tamamını işe dönüştürmemiz imkansız. İşte bu nedenle arabanın motoru benzin yaktıktan sonra, egzozu havadan çekip tekrar benzine dönüştürerek depoyu dolduramıyoruz ve bu sebeple devridaim makinesi yapamıyoruz. 😉
Mademki enerjinin tamamını işe dönüştüremeyiz, öyleyse işin tamamını da enerjiye dönüştürüp zamanı geriye saramayız. Yere düşünce kırılan bardağın kendiliğinden birleşmemesinin sebebi bu.
İlgili yazı: VPN Engelleme Başladı
Kuantum fiziği
Zamanın ileri aktığını gösteren üçüncü ve en kesin ipucu ise kuantum fiziği; çünkü zamanın okuna dair bugüne dek elimizdeki en güçlü kanıt olan termodinamik yasalarının nasıl işlediğini sadece kuantum fiziği gösteriyor.
Dahi Boltzman’ın 19. yy’da geliştirdiği termodinamik yasaları sadece istatistik yasaları olduğu için bize bunların nasıl çalıştığını gösteren ek fizik gerekiyor. Şansımıza var: Heisenberg’in belirsizlik ilkesi.
Buna göre bir atomaltı parçacığın konumu ve hızını aynı anda yüzde 100 kesinlikle bilmemiz imkansız. Öyle ki elektronların bilinci olsaydı onlar da 1 saniye sonra nerede olacakları ve hangi konuma geçeceklerini kesin olarak bilemezdi.
Bu da Evren’deki bazı olayların en azından enformasyon (malumat) açısından rastlantısal olduğunu gösteriyor. Elbette ki elektronların örneğin 1 saniye sonra odanın solunda olmasının bir sebebi var. Ancak, bu sebep parçacıklar arasında yüzde 100 öngörülemeyen rastlantısal etkileşimlere bağlı.
İlgili yazı: CERN Evren Yok Olmalı Demedi
Kuantum zaman
Bunu daha net belirtelim ve kuantum fiziğinde nedense okurlara bir türlü doğru dürüst aktarılmayan bir gerçeği dile getirelim: Kuantum fiziği bir elektronun 1 saniye sonra sağdan mı, soldan mı gideceğini önceden bilemez.
Ancak, o elektronun yüzde 70 olasılıkla sağdan ve yüzde 30 ihtimalle soldan gideceğini KESİN olarak bilir. Kısacası kuantum fiziği kesin istatistik hesaplarına dayanan ve bu yüzden kısmi öngörülerde bulunabilen bir bilimdir.
Burada bir saniye durup düşünelim. Ne demek istiyoruz? Öncelikle kuantum fiziğinin istatistiksel termodinamik yasalarına benzer bir olasılık hesaplama özelliği var. İkincisi olasılıkları kesin olarak hesapladığı için klasik fizik özelliği de var.
Nitekim klasik fizikte bir parçacığın konumu ile hızını kesin olarak bilebilir; hatta bu sayede o parçacığın sonsuz geçmişte nerede olduğunu ve sonsuz gelecekte nerede olacağını öngörebilirsiniz. Öyleyse kuantum fiziği termodinamiği görelilikle birleştirerek termodinamik yasalarının nasıl çalıştığını Heisenberg’in belirsizlik ilkesiyle gösteriyor.
İlgili yazı: İnternette teknik takip ve gözetimi önleme rehberi
Zamanın okuyla ne ilgisi var?
Kuantum fiziğinde parçacık etkileşimleri enformasyona bağlı olmayan rastlantısal olaylar dedik. Buna karşın, bir parçacığın nasıl davranacağına dair olasılıkları önceden kesin olarak hesaplayamasaydık kaos olurdu! O zaman Evren’de fiziksel karmaşa değil, bildiğiniz kargaşa olurdu.
Kısacası Heisenberg’in belirsizlik ilkesi sadece belirsizlik yerine tam bir belirlenemezlik ilkesi olsaydı Evren’de fizik yasaları işlemezdi.
Atomların, madde ve enerjinin davranışı da rastlantısal değil, rastgele olur ve neden-sonuç ilişkisi bozulurdu. Lütfen bunu dikkatle düşünün; çünkü kuantum fizikçisi Joan Vaccaro, zamanın neden ileri aktığını kuantum fiziğinin bu özelliğinden yararlanarak gösterdi.
İlgili yazı: Yoksa Evren Topaç Gibi Dönüyor mu?
Biz de gösterelim
Avustralya Griffith Üniversitesi Kuantum Dinamik ve Kuantum Bilgisayar Merkezi’nden Joan Vaccaro, bazı atomaltı parçacıkların bozunarak başka bir parçacığa dönüşme sürecini inceledi ve bu sürecin zamanda simetrik olmadığını buldu!
Özetle K ve B bozonları zaman geleceğe aktığında farklı şekilde bozunuyordu ve Evren’de zaman geçmişe aksaydı daha farklı şekilde bozunacaktı. Bugüne dek Heisenberg’in belirsizlik ilkesi ile termodinamik yasalarının nasıl çalıştığını teorik olarak gösterebildik.
Ancak, ilk kez kuantum dünyasında zamanın gerçekten ileri aktığını göstererek zamanın okunu kanıtlayan parçacık bozunma süreçlerini gözlemledik. İşte bu 2016 yılında fizikte kaydedilen en büyük ilerlemelerden biri oldu.
İlgili yazı: VPN Engelleme Türkiye’de Nasıl Aşılır?
K ve B bozonu da nedir?
K mezonları veya kaonlar bir kuark ile bir yukarı veya aşağı kuarkın güçlü nükleer kuvvet ile birleşmesiyle oluşuyor. Ancak, kaonlar geçici parçacıklar ve kuantum fiziğindeki belirsizlikler sebebiyle bozunup başka parçacıklara dönüşüyorlar.
B mezonlar da bir alt kuark ile bir yukarı kuark, aşağı kuark, acayip kuark veya tılsım kuarkın geçici olarak birleşmesiyle oluşuyor. Bunlar da zamanla bozunuyor; ama bu isimler garip gelmesin: Kuarkların kararlı birleşim formları da var ve bunlara proton ile nötron diyoruz:
Proton ve nötronlar atom çekirdeklerini (dolayısıyla elementleri) oluşturuyorlar. Bu yüzden bazı kuark çiftlerinin zamana göre asimetrik olması zamanın oku için, zamanın ileriye akması için iyi bir kanıt oluşturuyor.
İlgili yazı: Güneş Işığı ve Isıdan Elektrik Üreten Boya
Uzay-zaman
Zamanın okunu kuantum fiziğindeki güç alanlarından oluştuğu düşünülen uzay-zamanda gösterebiliriz: Örneğin, beni alıp zamanda ileri geri götürürseniz büyük ölçüde değişmeden kalırım. Ben Kozan Demircan olarak kalırım ve Ayşe Teyze de geçmişe giderse Fadime Teyzeye dönüşmez vb.
Öte yandan uzayda hareket ederseniz az da olsa değişirsiniz. Vücudunuzu oluşturan atomlar titreyerek yer ve enerji değiştiriyor. Geçmişe gittiğinizde az da olsa değişmenizin sebebi de vücudunuzu oluşturan atomların zamanda değil ama uzayda yer değiştirmesidir.
Bayan Vaccaro bu ilkeden yola çıkarak kuantum fiziğinde parçacıkların zamana göre asimetrik olarak bozunduğunu gösterdi. Böylece kuantum fiziğini hem görelilik hem de termodinamik yasalarıyla birleştirip zamanın ileri aktığını ortaya koymuş oldu.
İlgili yazı: Küresel Isınma Sebebi Metan 10 Kat Arttı
Bundan iyisi can sağlığı
Vaccaro çalışmalarını şöyle açıklıyor: “Uzay boşluğu mikroskobik kuantum dünyasında enerjiyle kaynayan bir yer olsa da uzayın uzay olma özelliği büyük patlamadan bu yana değişmedi. Oysa zaman öyle değil. Zaman hep ileri akıyor.”
Yüzüklerin Efendisi filminin açılış sahnesinde Elf Kraliçesi Galadriel bunu şiirsel bir dille ifade etmişti: “Dünya değişiyor. Bunu suda hissediyorum, toprakta hissediyorum. Kokusunu alıyorum. Eskilerden pek bir şey kalmadı zira hatırlayanlardan yaşayan yok artık.”
İlgili yazı: Ay Nasıl Oluştu?
Bu ne anlama geliyor?
Bu zamanın geçmişe akması için temel bir fiziksel engel olmadığı anlamına geliyor! Unutmayın, böyle bir engel oysaydı fizik yasalarının geçmişte farklı olması gerekirdi. Öte yandan, bu durum yaşadığımız Evren’deki atomaltı parçacıkların kendine has yapılarının zamanın ileri akmasına sebep olduğunu gösteriyor.
Demek ki zamanın oku Evren’in temel bir özelliği değil, Evren’deki parçacıkların davranışlardan ortaya çıkan bir çatı kavram. Aynı sebepten dolayı zamanın geçmişe aktığı evrenler de olabilir. Ancak, Vaccaro bundan çok daha önemli bir şeyi vurguladı: Zamanın sadece tek bir oku olabilir.
Zaman bir Evren’de ileri akabilir veya başka evrende geri akabilir ama bazen ileri, bazen geri akamaz; çünkü zamanın yön değiştirmesi için fizik yasalarının değişmesi gerekiyor. Öyleyse aynı evrende geçmişe gidip kendi geçmişimizi değiştirmemiz imkansız.
Bunu yapabilmek için kuantum fiziğinin çoklu dünyalar yorumunu kabul etmemiz gerekiyor. Ancak o zaman Geleceğe Dönüş filmindeki gibi geçmişi değiştirebiliriz; ama o zaman da paralel bir evrenin geleceğinde yaşamak zorunda kalırız. Örneğin, büyükbabamızı öldürdüğümüz için hiç doğmadığımız bir evrenin geleceğinde.
İlgili yazı: Güneş Enerjili Otoyollar >> Fransa temiz enerji için yollara güneş paneli döşeyecek
Peki ya antimadde?
Buraya kadar derli toplu bir tablo çizdik ve geriye tek bir sorun kaldı: Antimaddeye ne olacak? Ne de olsa maddenin zamanda geçmişe giden haline antimadde diyoruz. Örneğin hidrojen atomları bizimle birlikte geleceğe gidiyorsa antihidrojen atomları da geçmişe gidiyor olmalı.
Öyleyse ben de geçmişe gidebilseydim anti Kozan mı olacaktım? Korkmayın, şansımıza durum bu kadar garip veya vahim değil. Madde ile antimadde normalde birbirine değerse birbirini yok eder ve Evren’in doğum anında eşit ölçüde madde ile antimadde oluştuğunu biliyoruz.
Ancak büyük patlamadan sonra bir şekilde antimadde, maddeden daha büyük oranda bozunup maddeye dönüştü. Yoksa Evren doğar doğmaz patlayıp yok olurdu. Tam da bu sebeple antimaddeye basitçe zamanda geriye giden madde diyemeyiz.
Bundan dolayı madde ve antimadde arasında kusursuz simetri olmadığını, antimaddenin bizden biraz farklı olduğunu biliyoruz. Siz de zamanda geçmişe yolculuğun termodinamik yasalarına neden aykırı olduğunu görmek istiyorsanız solucandelikleri yazımı okumalısınız.
İlgili yazı: Ay’a Gitmedik Komplo Teorilerini Çürüten 10 Kanıt
Kanıtlanırsa geleceğimiz değişecek
Vaccaro fizik dünyasında zamanın neden ileri aktığını deneysel olarak göstermeye çalışan az sayıdaki fizikçiden biri. Ancak büyük bir başarı elde etti; çünkü K ve B mezonlarının zamanda asimetrik olarak bozunduğunu gösteren formülleri kuantum fiziğine ekleyince zamanın ileri aktığını gösterebildi.
Geriye meslektaşlarının bağımsız deneylerle bunu kanıtlaması kalıyor. Bence de harika bir gelişme. Bugüne kadar uzayı termodinamik yasalarını kuantum fiziğine ekleyerek yoktan türetmeyi başardık (Uzayın yokluktan nasıl oluştuğunu simülasyonlarla gösterdik).
Şimdi de termodinamik dinamik yasalarını kuantum fiziğine ekleyerek zamanı yoktan türetmeyi ve nasıl ileri aktığını göstermeyi başardık. Sonuçta zamanın neden ileri aktığını gösterebilirsek bir gün zaman makinesini de icat edebilir veya neden zaman makinesi icat edemeyeceğimizi anlayabiliriz.
çok bilgilendirici bir makale. enerjinin sakınımı ve termodinamik yasalarına rağmen belirli zaman dilimlerinde geriye gidiş mutlaka mümkün olacaktır. O zaman insan oğlu nereden geldiğini ve onu diğer canlılardan farklı kılan en önemli özelliği olan akla nasıl kavuştuğunu öğrenebilecektir. Kanaatimce beynin işlevsel sırları çözüldüğünde zamanda yolculuk sanal da olsa mümkün olacaktır. bu süreçte maddi değişiklikler olamasa da edinilen bilgiler sayesinde gelecek şekillendirilebilecektir.
Geçmiş derken, tek ve mutlak bir geçmişten bahsediliyor. Feynman’ın “pek çok olası geçmiş vardır.” sözünden hareketle, gidilecek pek çok geçmişe varsa, hangi geçmişe gideceğiz? Gidilecek geçmişte gidilen anın geleceği olmaz mı?
Aslında bu zamanda yolculuğun önündeki engellerden biri. +1 yazdığı zaman bu -1’lerin çarpımı olan +1 mi, yoksa +1’lerin çarpımı olan +1 mi? Yine de şuna dikkat etmek lazım: Biz atomları bulmadan önce sıvılar mekaniğini biliyorduk. Belki geçmişe geri gitmek için Evren’de gerçekten yaşanmış olan, elektronun gerçekten izlediği yolları tek tek bilip sarmamıza gerek yok. Belki Evren’i bilmeden geçmişe sarabiliriz. Bu bağlamda kuantum fiziğindeki çoklu dünyalar yorumunda olası her geçmiş başka bir paralel evrene karşılık geliyor.
Bu sayfadan daha önce haberim olmadığı için kendimden utanıyorum. Gerçekten aradığım çoğu bilgiye ulaştım. Konularınız çok güzel. Çok teşekkür ederim
Biliyorum çok bilmişçesine olacak ve işin gerçeği benimki tamamen varsayım ama; “Zaman”a çok fazla mistisizm-bilinmezlik-kavranılmazlık yükleniyor gibi…
Çok basit ve net bir açıklma mümkün gözüküyor. Hem zaman’ın neden tek yönlü olduğunu, hem nasıl işlediğini ve de hem de kütle üzerine nasıl etki ettiği yönünde…
(Üstelik galiba 2 aynı “Zaman” vektöründe birden yaşıyoruz. Biri sonsuz uzanımlı, diğeri ise Planck süresinde 🙂
Bu kadar da karmaşık değil.
İşin aslı, “Zaman’ın Sırrı” evrenimizin dokusunda ve genişlemesinde yatıyor.
Evrenimizin dokusu, düşük yoğunluklu enerjiden oluşan bir süper akışkan. (Her ne kadar esir kavramını red etmiş olsa da bilim. Higgs alanı ile onu tekrar ele almak durumunda kaldılar sonradan…)
Bu akışkanın bir yoğunluğu ve iç basıncı var. Bu da genişlemeyi destekliyor ve zorluyor. Çünkü evren dışı basınç daha düşük olmalı, aksi halde genişleyemezdi.
Üstüne üstlük evrenin bir de rotasyonu var. Bu da bu akışkanı genişlemeye zorluyor.
Neyse, evren genişlerken, her yeni büyüme safhasında ters yönde bir dalgalanım oluyor. Farklı yoğunluktaki ortama giren dalgaların, çok az bir enerjisinin yansıması gibi…
İşte bu yansıyan dalgalar ki Planck boyutlarındalar ve C hızındalar, bizim zamanımızı oluşturuyorlar. Bizler için zaman algısı; bu dalgalardan kaç tanesini geçtiğine göre belirleniyor… Böylece uzay; “uzay+zaman” oluyor.
Öyle ki özel görelilik ortamında (ivmelenen nesne; momentumundaki artıştan dolayı, doğal, uzaydaki durgun halinden daha yoğun bir enerji alanıdır) bu daha yoğun ortamdan geçen dalgalar, aynı etkiyi yapıyor. Kırılıyor ve yavaşlıyorlar. Hızlanan nesnedeki gözlemci gene “zaman”ı saydığı dalgalara göre belirliyor.
Sonuçta evren genişlediği sürece, zaman tek yönlüdür. Çünkü kaynağı evrenin genişlemesidir.
Ha.. Evren daralsaydı, zaman gene aynı yönlü olacaktı. Sadece kütle üzerindeki etkileri daha farklı olurdu. Bu yüzden entropi her durumda aynı yönlü kalıyor zaten.
ama geçmişe yolculuk diye bir durum yok. Evet, solucan delikleri ile bilinen uzay-zaman dokusunun dışına, zamansız bölgeye çıkabilir ve sizi 10 bin yıl evvel geçmiş zaman dalgalanımını yakalayabilirsiniz. Ama geçmişe gitmiş olmazsınız, sadece 10 bin önceki görüntülere ulaşmış olursunuz.
Yani etki edebileceğiniz bir geçmişe gitme ihtimali, imkanı yok.
Zamana mistik anlamlar yüklendiğine katılıyorum. Buna da sakin kafayla cevap vermem gerekecek. 😉
Kaynak versene su yazdiklarina. Bir cok zamanla ilgili kitap okudum ama swnin yazdiklarina dair bir aciklamaya rastlamadim. Koca koca fizikciler cozememis sen cozmussun.
Zaman neden~sonuc dogrultusunda akar. Ona ileri yön diyen biziz.
Kozan bey kirilan yumurtanin her bir parcasi ters yonde hareket ettirilise geri toplanabilir. Unlu fizikci brain green bunu kitabinda aciklamistir ancak bu geri toplanma da zmaanda geri gitme anlamina gelmez. Dolayisiyla zamanda geri evren capinda ve evrenin genisleme ve sogumasina balgli ortaya cikan bir olgu. Yani zamani geri almak icin tum evrenin biran onceki halini geri getirmek gerekli. Cunku soz konusu yumurta uzay zamanda varoldu. Bu var olma cevre olan uzay zmaandan bagimsiz degil. Zamanda yolculuk da bu nedenle mumkun değil. Eger zamanda yolculuk yapsaniz sizin de gecmise gitmeniz demek yasinizin geriye dogru kuculmesini ve eski enerji durumuna gelmenizi gerektirir. Cunku uzay zmaan ayrilmaz bir butun. Zamanda geriye giderken uzay zamanda birlikte geriye gitmis olacaksiniz ki bu da sizin de gecmis halinize donmenizi gerektirir. Yani ayri bir zmaan boyutu yok ki bu boyutta hareket ederek geriye gidesiniz. Bu zorunlu olqrak uzayda ds geri ve eski ana gidis demek olacaktir. Zamanda gecmise gitmenin tek yolu uzay zamanin disina cikmaktir. Bu ise bizim icin mumkun degildir. Uzay zamanin disina çıkmak icin uzay ve zamana askin bir varlik olmak gerekir. Cunku uzay zaman bedenimiz icin zorunlu bir varolus unsurudur. Cevreden bagimsiz var olacak bir bedene sahip degiliz. Bu bedenle gecmise gidemeyecegimiz kesin bu nedenle.
Bence büyükbaba teorisi hatalı. Çünkü sen geçmişe gittiğinde büyükbabanı öldürürsen gittiğin zamanda sen doğmazsın ama sen zaten çoktan doğmuşsun. Yani geçmişe gidip büyükbabanı öldürmen mümkün bence.
Orta okuldayken zamanın gelecekten geçmişe doğru aktığını düşünmüştüm. Kimle konuştuysam bunun aksi bir kanıt bulamadım. Bana sabırlıca cevap verebilir misiniz? Yanıtınız mailime bildirilse de büyük ihtimalle göremeyeceğim için instagramda algancona ya yazabilir misiniz?