Zaman Kavramı ve ikizler Paradoksu

Vakit Kavramı ve ikizler Paradoksu id Vakit kavramının tamamiyle anlaşılması, bilhassa fizik biliminde pozitif bağlamda çok büyük bir sıçrayışa vesile olmuştur Simetrik bir devinim olan güneşin doğması ve batması (Gündüzgece) olayı insanoğlunun ezelden beri bilinen olduğu bir kavram olduğundan pratik hayatında kullandığı birçok olguyu bu kavram doğrultusunda sıraya yerleştiriyordu Mesela sabah koyunlar otlaklara çıkartılır akşam yatılır gibi Gündüzgece kavramı zaman kavramının ilk tohumudur diyebiliriz Daha sonraları insanoğlu fazla özel durumlarla karşılaşmış ve o an yaşadıkları zamanı veya daha önce yaptıklarını ya da sonra yapacaklarını süre kavramı aşağı izah etme gereği duymuştur Böyle bir kavram oluşturmak içinde herkse tarafından sabit bir niceliği zaman ölçüsü olarak tarif etmek gerektiğini fark etmiştir Bu doğrultuda 1960 yılından önce, süre standardı “ortalama güneş günü cinsinden hesaplanmıştır Ortalama güneş saniyesi bir güneş gününün (1⁄60)(160)(124)’ü olarak alınmıştı1 Fakat bu kavram gelişen teknoloji karşısında yetkisiz kalmış, hassasiyetini gelişen teknoloji karşısında günden güne kaybetmiştir bunun üstüne bilim adamları 1967 yılında vakit kavramı için yeni bir sabit geliştirmişlerdir: Atomik saat Bu olguya kadar sezyum atomunun 9 192 631 770 defa titreme yaptığı süreye 1 saniye denilmiştir Çok kesin ve net gibi gözüken bu tanımlama şimdiki zamanlarda artan nano –teknolojinin ihtiyaçlarını karşılamakta zorlanmaktadır Çağdaş fizikte zaman kavramının önemi Einstein ile beraber ortaya çıkmıştır Einstein’dan önceleri geçerli olan Newton fiziği uzayzamanı farklı ele alarak, zamanı; evrenin her noktası için mutlak kabul etmekte ve zamanın tüm referans sistemlerinden bağımsız olduğunu söylemekteydi Einstein bu kavramın yanlış olabileceğini daha o günlerde kestiriyordu Işık hızı ve zaman aralarında bir kopma noktası olabileceğini düşünen Einstein bu düşüncesini bir takım örneklerle desteklemeye çalıştı Mesela bir saat kulesinin yakınlarında olduğunu tasavvur eden Einstein, saat kulesinin tam 12 yi gösterdiğini varsaymıştır O saat kulesinin Einstein’a saatin tam 12’i olduğunu göstermesi, ışık ışınlarının önce saat kulesine ve oradan da Einstein’ın gözlerine yansıması demektir Ama burada bir gariplik vardır; ışık ışınları tam saat kulesindeyken de Einstein’ın gözlerine gelirken aldığı yol baştan başa da dahil almak üzere tüm bir vakit aralığında defalarca benzer bilgiyi taşıdığını(saatin 12 olduğu bilgisi) görmüştür ve ışık ışınları için zamanın durduğu sonucuna ulaşmıştır Einstein “eğer o ışık ışınının üzerinde gezi yapsaydım dünyayı nasıl görürdüm diye düşünür ve bu düşüncesinde yıllar sonradan bulacağı özel görelilik teorisinin altyapısı bulunduğu açık açık görülmektedir Einstein özel görelilik teorisinde özet olarak; evrende hiçbir ivmeli hareket eden nesnenin ışık hızına ulaşamayacağını söyler Einstein bu durumu şöyle özetlemektedir; “Görelilik kuramına uygun olarak m kütleli bir maddeciğin kinetik enerjisi mv²2 ifadesiyle değil, mc²√1v²c² ifadesi verecektir V hızı, c ışık hızına yaklaştıkça, bu açıklama de sonsuza yaklaşmaktadır Bu yüzden, ivmeyi yaratmak için kullanılan enerji ne değin büyük olursa olsun, sürat daima c’den minik kalmalıdırYani yeterli güçte bir roket yaptığımızı düşünelim Işık hızına çok yakın hızlara ulaşmamıza rağmen hızı arttırmakta ısrar ettiğimiz taktir de verdiğimiz enerji sürekli olarak kütleye dönüşecektir Diğer bir deyişle kütlesi olan hiçbir şey ışık hızına ulaşamaz Zaten ışığı oluşturan taneciklere(fotonlara) baktığımızda kütlesiz olduklarını gözlemleriz Keza fotonlar ışık hızında hareket etmeleri zamanlarının olmaması anlamına gelir yani sıfır zamanda hareket ederler Görelilik teorisiyle birlikte zamanın göreceli bir kavram olduğu ortaya çıkmış ve yepyeni bir bilimin(çağdaş fizik) kapısı aralanmış oldu Einstein’ın 1905 yılında ileri sürdüğü özel göreliliğin iki postülasının(1)Birbirlerine göre akıcı dürüst hareket yapan tüm gözlemciler için ışık hızı aynıdır 2) Birbirlerine dürüst hareket halindeki bütün gözlemciler için fizik kanunları aynıdır) yanı sıra evrendeki bilinen 3 ebat haricinde birde zaman boyutunun olduğunu ortaya koyması fizik dalındaki en büyük köklü değişiklik olarak nitelendirilmektedir Şimdi zamanın göreceliği kavramını en iyi şekilde özetleyen ve fazla popüler bir misal olmasına rağmen hala kavram hatalarının yapıldığı ikizler paradoksuna Richard GOTT’un benzersiz anlatımıyla bakalım: “İkiz kız kardeşler, Dünya ve Âlem(orijinali Earth ve Astra’dır) bu paradoksun klasik örneğidir Varsayım ettiğiniz gibi Dünya Dünya’da kalır, Âlem ise bir roketle ışık hızının %80 hızıyla Alpha Centauri yıldızına gider Alpha Centauri Dünya’dan 4 ışık yılı uzaklıkta olduğuna kadar, Cihan’in oraya varışı 5 ışık yılı sürer Evren’in saati Dünya’nın saatine kadar %40 daha yavaş ilerler, böylece Kâinat bu yolculukta sadece 3 yıl yaşlanırken; Dünya, Âlem’in yıldıza varışını 5 yıl olarak ölçer Evren, Alpha Centauri’ye ulaştığı anda istikamet değiştirir ve yine ışık hızının %80’i bir hızla geri döner Dönüş yolculuğu yine aynı şekilde Dünya kadar 5 sene, Cihan tarafından da 3 yıl olarak ölçülür neticede Kâinat Dünya’ya vardığında; kendisinin toplam 6 sene, Dünyanın ise toplam 10 yıl yaşlandığını görür Yani Cihan dünya zamanına kadar 4 yıl ileri gitmiştir İşte paradoks tam bu noktada ortaya çıkar Âlem ışık hızının %80’i çabuk Alpha Centauri’ye içten bu vesileyle, roketin camından bakıp, sahiden Dünya’nın ışık hızının %80 hızıyla gittiğini ve kendisinin değişmez durduğunu ileri sürebilir Bu düşüncedeki yanlış şudur; İkiz kardeşler aynı deneyimleri yaşamadılar Dünya’da yer alan Dünya, yön değiştirmeksizin sabit bir tez hareket eden bir gözlemci(Dünya’nın Güneş etrafındaki hızı dikkatsizlik ediliyor) olduğundan Einstein’ın ilk postülasını sağlar(postülayı hatırlayalım: Birbirine göre akıcı dürüst hareket yapan tüm gözlemciler için ışık hızı aynıdır) Buna rağmen Âlem, yön değiştirmeksizin değişmez çabuk hareket eden bir gözlemci değildir Cihan, Alpha Centauri’ye vardığında yön değişitirir İşte üzerinde durulması gereken en kritik nokta “yön değişiklik olgusudur Derhal Âlem’in bu gezi esnasında neler düşündüğüne bakalım: Âlem, Alpha Centauri’ye doğru bu vesileyle camdan bakar ve Dünya’nın ışık hızının %80 i çabuk hareket ettiğini görür Alpha Centauriye vardığında saatine bakar ve 3 yıl geçtiğini görür, bunun üzerine ışık hızının %80’i hızla hareket eden Dünya’daki Dünya’nın kaç yıl yaşlandığını bulmak için operasyon yapar ve çıkardığı sonuç 1,8 sene olur Yani kendisi 3 sene, Dünya ise 1,8 sene yaşlanmıştır Evrene göre Alpha Centauriye vardığında Evren konumunu Dünyaya içten çevirir İşte bütün bu istikamet değişiklik hareketini yaptığı anda uzayzamanı ayrı bir eğimle diler ve aslında hareket edenin kendisi olduğunu algılar Dönüş yolu boyunca tekrar ışık hızının %80’i çabuk hareket eden ve Dünya’ya varan Evren, yaptığı hesaplar sonucunda dönüş yolu her tarafında Dünya’nın 8,2 yıl dolayısıyla 8,2(dönüş) +1,8(gidiş) almak üzere toplamda 10 yıl yaşlandığını kendisinin ise 3+3 yıl almak üzere 6 sene yaşlandığı sonucuna varır Görüldüğü gibi ortada paradoks yoktur Kâinat’in Dünya’daki olayların aynı zamanlı olduğuna dair olan fikri “dönüş hareketi sonrasında en ince ayrıntısına kadar değişir ve gerçekten hareket edenin kendisi olduğunu algılar Yani bu nedenle her iki kardeşinde yaşları hakkındaki hesaplarının dürüst olduğu ortaya çıkar Burada da çok net bir biçimde görüldüğü üzere vakit göreceli bir kavramdır Fakat bu görelilik fizik yasalarını şüphesiz etkilememektedir Fizik yasaları sahip oldukları simetri tamamen(o da olur ya bir diğer yazının konusu olabilir) her koşulda kesinliğini muhafaza etmektedir Şu unutulmamalıdır ki, eğer sürat, vakit gibi kavramlardan bahsediyorsak amaç kargaşasını önlemek için mutlaka bir referans noktası belirtmeliyiz Kim bilir beklide süre kavramını daha ayrıntılı bir şekilde anlayabilirsek çoğu bilim adamının ve bilimkurgu yapımcısının fantezisi olan geleceğe ve geçmişe seyahat rutin yapılan işlerden birisi olacaktır