Mesela sabah koyunlar otlaklara çikartilir aksam yatilir gibi. Gündüz-gece kavrami zaman kavraminin ilk tohumudur diyebiliriz. Daha sonralari insanoglu çok özel durumlarla karsilasmis ve o an yasadiklari zamani veya daha önce yaptiklarini ya da daha sonra yapacaklarini zaman kavrami altinda tanimlama geregi duymustur. Böyle bir kavram olusturmak içinde herkse göre sabit bir niceligi zaman ölçüsü olarak tanimlamak gerektigini fark etmistir. Bu dogrultuda 1960 yilindan önce, zaman standardi “ortalama günes günü” cinsinden hesaplanmistir. Ortalama günes saniyesi bir günes gününün (1⁄60)(1/60)(1/24)’ü olarak alinmisti.[1] Ama bu kavram gelisen teknoloji karsisinda yetersiz kalmis, hassasiyetini gelisen teknoloji karsisinda günden güne kaybetmistir bunun üzerine bilim adamlari 1967 yilinda zaman kavrami için yeni bir sabit gelistirmislerdir: Atomik saat. Bu olguya göre sezyum atomunun 9 192 631 770 defa titresim yaptigi süreye 1 saniye denilmistir. Çok kesin ve net gibi gözüken bu tanim simdiki zamanlarda gelisen nano –teknolojinin ihtiyaçlarini karsilamakta zorlanmaktadir.

Modern fizikte zaman kavraminin önemi Einstein ile beraber ortaya çikmistir. Einstein’dan önceleri geçerli olan Newton fizigi uzay-zamani ayri ele alarak, zamani; evrenin her noktasi için mutlak kabul etmekte ve zamanin bütün referans sistemlerinden bagimsiz oldugunu söylemekteydi. Einstein bu kavramin yanlis olabilecegini daha o günlerde kestiriyordu. Isik hizi ve zaman arasinda bir kopma noktasi olabilecegini düsünen Einstein bu düsüncesini bazi örneklerle desteklemeye çalisti. Mesela bir saat kulesinin yakinlarinda oldugunu tasavvur eden Einstein, saat kulesinin tam 12 yi gösterdigini varsaymistir. O saat kulesinin Einstein’a saatin tam 12’i oldugunu göstermesi, isik isinlarinin önce saat kulesine ve oradan da Einstein’in gözlerine yansimasi demektir. Ama burada bir gariplik vardir; isik isinlari tam saat kulesindeyken de Einstein’in gözlerine gelirken aldigi yol boyunca da dahil olmak üzere bütün bir zaman araliginda hep ayni bilgiyi tasidigini(saatin 12 oldugu bilgisi) görmüstür ve isik isinlari için zamanin durdugu sonucuna ulasmistir. Einstein “eger o isik isininin üzerinde yolculuk yapsaydim dünyayi nasil görürdüm” diye düsünür ve bu düsüncesinde yillar sonra bulacagi özel görelilik teorisinin altyapisi bulundugu açikça görülmektedir.

Einstein özel görelilik teorisinde kisaca; evrende hiçbir ivmeli hareket eden nesnenin isik hizina ulasamayacagini söyler. Einstein bu durumu söyle özetlemektedir; “Görelilik kuramina uygun olarak m kütleli bir maddecigin kinetik enerjisi m.v²/2 ifadesiyle degil, mc²/√1-v²/c² ifadesi verecektir. V hizi, c isik hizina yaklastikça, bu ifade de sonsuza yaklasmaktadir. Bu yüzden, ivmeyi yaratmak için kullanilan enerji ne kadar büyük olursa olsun, hiz her zaman c’den küçük kalmalidir.”Yani yeterli güçte bir roket yaptigimizi düsünelim. Isik hizina çok yakin hizlara ulasmamiza ragmen hizi arttirmakta israr ettigimiz taktir de verdigimiz enerji sürekli olarak kütleye dönüsecektir. Baska bir deyisle kütlesi olan hiçbir sey isik hizina ulasamaz. Zaten isigi olusturan taneciklere(fotonlara) baktigimizda kütlesiz olduklarini gözlemleriz. Ayrica fotonlar isik hizinda hareket etmeleri zamanlarinin olmamasi anlamina gelir yani sifir zamanda hareket ederler. Görelilik teorisiyle birlikte zamanin göreceli bir kavram oldugu ortaya çikmis ve yepyeni bir bilimin(modern fizik) kapisi aralanmis oldu. Einstein’in 1905 yilinda ileri sürdügü özel göreliligin iki postülasinin(1)Birbirlerine göre düzgün dogru hareket yapan tüm gözlemciler için isik hizi aynidir. 2) Birbirlerine dogru hareket halindeki tüm gözlemciler için fizik kanunlari aynidir.) yani sira evrendeki bilinen 3 boyut haricinde birde zaman boyutunun oldugunu ortaya koymasi fizik dalindaki en büyük devrim olarak nitelendirilmektedir.

Simdi zamanin göreceligi kavramini en iyi sekilde özetleyen ve çok popüler bir örnek olmasina ragmen hala kavram hatalarinin yapildigi ikizler paradoksuna Richard GOTT’un özgün anlatimiyla bakalim: “Ikiz kiz kardesler, Dünya ve Evren(orijinali Earth ve Astra’dir.) bu paradoksun klasik örnegidir. Tahmin ettiginiz gibi Dünya Dünya’da kalir, Evren ise bir roketle isik hizinin %80 hiziyla Alpha Centauri yildizina gider. Alpha Centauri Dünya’dan 4 isik yili uzaklikta olduguna göre, Evren’in oraya varisi 5 isik yili sürer. Evren’in saati Dünya’nin saatine göre %40 daha yavas ilerler, Bu nedenle Evren bu yolculukta sadece 3 yil yaslanirken; Dünya, Evren’in yildiza varisini 5 yil olarak ölçer. Evren, Alpha Centauri’ye ulastigi anda yön degistirir ve yine isik hizinin %80’i bir hizla geri döner. Dönüs yolculugu yine ayni sekilde Dünya tarafindan 5 yil, Evren tarafindan da 3 yil olarak ölçülür. Sonuç olarak Evren Dünya’ya vardiginda; kendisinin toplam 6 yil, Dünyanin ise toplam 10 yil yaslandigini görür. Yani Evren dünya zamanina göre 4 yil ileri gitmistir. Iste paradoks tam bu noktada ortaya çikar. Evren isik hizinin %80’i hizla Alpha Centauri’ye dogru giderken, roketin camindan bakip, aslinda Dünya’nin isik hizinin %80 hiziyla gittigini ve kendisinin sabit durdugunu ileri sürebilir. Bu düsüncedeki yanlis sudur; Ikiz kardesler ayni deneyimleri yasamadilar. Dünya’da bulunan Dünya, yön degistirmeksizin sabit bir hizla hareket eden bir gözlemci(Dünya’nin Günes etrafindaki hizi ihmal ediliyor) oldugundan Einstein’in ilk postülasini saglar(postülayi hatirlayalim: Birbirine göre düzgün dogru hareket yapan tüm gözlemciler için isik hizi aynidir). Buna karsin Evren, yön degistirmeksizin sabit hizla hareket eden bir gözlemci degildir. Evren, Alpha Centauri’ye vardiginda yön degisitirir. Iste üzerinde durulmasi gereken en kritik nokta “yön degistirme” olgusudur. Simdi Evren’in bu yolculuk sirasinda neler düsündügüne bakalim: Evren, Alpha Centauri’ye dogru giderken camdan bakar ve Dünya’nin isik hizinin %80 i hizla hareket ettigini görür. Alpha Centauriye vardiginda saatine bakar ve 3 yil geçtigini görür, bunun üzerine isik hizinin %80’i hizla hareket eden Dünya’daki Dünya’nin kaç yil yaslandigini bulmak için islem yapar ve çikardigi sonuç 1,8 yil olur. Yani kendisi 3 yil, Dünya ise 1,8 yil yaslanmistir Evrene göre. Alpha Centauriye vardiginda Evren konumunu Dünyaya dogru çevirir. Iste tam bu yön degistirme hareketini yaptigi anda uzay-zamani farkli bir egimle diler ve aslinda hareket edenin kendisi oldugunu algilar. Dönüs yolu boyunca yine isik hizinin %80’i hizla hareket eden ve Dünya’ya varan Evren, yaptigi hesaplar sonucunda dönüs yolu boyunca Dünya’nin 8,2 yil dolayisiyla 8,2(dönüs) +1,8(gidis) olmak üzere toplamda 10 yil yaslandigini kendisinin ise 3+3 yil olmak üzere 6 yil yaslandigi sonucuna varir. Görüldügü gibi ortada paradoks yoktur. Evren’in Dünya’daki olaylarin es zamanli olduguna dair olan fikri “dönüs hareketi” sonrasinda tamamen degisir ve aslinda hareket edenin kendisi oldugunu algilar. Yani böylece her iki kardesinde yaslari hakkindaki hesaplarinin dogru oldugu ortaya çikar.” Burada da çok net bir biçimde görüldügü üzere zaman göreceli bir kavramdir. Ama bu görelilik fizik yasalarini kesinlikle etkilememektedir. Fizik yasalari sahip olduklari simetri sayesinde(o da belki bir baska yazinin konusu olabilir) her kosulda kesinligini muhafaza etmektedir.

Su unutulmamalidir ki, eger hiz, zaman gibi kavramlardan bahsediyorsak anlam kargasasini önlemek için mutlaka bir referans noktasi belirtmeliyiz. Kim bilir beklide zaman kavramini daha ayrintili bir sekilde anlayabilirsek birçok bilim adaminin ve bilim-kurgu yapimcisinin fantezisi olan gelecege ve geçmise yolculuk rutin yapilan islerden birisi olacaktir.

Serway, A.Raymond, Beichner, J.Robert, Fizik1, sf.5, Palme yayincilik

Yorum (0)

RSS yorumları

İsim

Başlık

Yorum

Gönder