Bilim insanları ve filozoflar, zamanın doğası hakkında beri… eh, zamandan beri tartışıyorlar.
Zaman tek bir yönde akıyor mu? Zaman algımız sadece bir yanılsama mı? Her an sonsuza kadar var mı ve biz sadece bir film projektöründeki film gibi anların içinden mi geçiyoruz? Ve eğer öyleyse, filmi geri sarabilir miyiz? Hatta filmdeki olayları değiştirebilir miydik?
İngiliz fizikçi Jim Al-Khalili, yeni çıkan “Zaman Üzerine” adlı kitabında ve Fiction Science podcast’inin son bölümünde, bu soruların cevabının ne olduğunu düşüncelerini paylaşıyor.
Cevabı ne? Spoiler alert…
Çoğu fizikçi, zamanın sadece tek bir yönde akmasının nedeninin Termodinamiğin İkinci Yasası olduğunu söyler. Bu yasa, izole bir sistemdeki entropi veya düzensizlik seviyesinin her zaman zamanla artması gerektiğini belirtir. Zamanı geri çevirememek, entropinin artışını geri çevrememe ile ilişkilidir.
Bazı fizikçiler, zaman akışının ters yönde olduğu, yani yüksek entropiden düşük entropiye doğru ilerlediği evrenlerin bile var olabileceğini öne sürmüşlerdir.
Al-Khalili, Surrey Üniversitesi’nde emeritus profesörlüğü yapmasının yanı sıra BBC için bilim programları sunan bir fizikçidir. Açıklaması, kuantum dünyasının tuhaf işleyişine dayanmaktadır. Özellikle kuantum dolanıklığı ve kuantum dekoheransı gibi fenomenlere.
“Zamanın gerçekten var olduğunu ve evrenin yapısında yer aldığını savunuyorum,” diyor. “Zaman gerçek ve bir yönü var. Ancak, zamanın yönü için en temel açıklama Termodinamiğin İkinci Yasası değil, kuantum dünyasından ortaya çıkan bu kavramdır.”
Al-Khalili’nin görüşüne göre, kuantum mekaniğindeki en temel kavram dolanıklık: “Bir elektron veya foton gibi bir kuantum varlığının izole olarak var olmadığını” düşüncesidir.
Kuantum varlıkları etkileşime girdiğinde, özelliklerinin bu kadar iç içe geçebildiği durumlar vardır ki Albert Einstein bunu “uzaktan yapılan ürkütücü etki” olarak adlandırmıştır. Bu dolanıklık olarak bilinir.
Ancak kuantum varlıkları gözlemlendiğinde, “kuantumsallıkları” (örneğin Erwin Schrödinger’in ünlü kedisinin hem canlı hem de ölü olma özelliği) kaybolur. Buna kuantum dekoheransı denir. Al-Khalili şöyle diyor: “Bir kuantum sistemini gözlemlediğinizde, geri dönüşü yoktur. Schrödinger’in kutusunu açıp kedinin ölü mü yoksa hayatta mı olduğunu gördüğünüzde, artık geri dönülemez. Kutuyu tekrar kapatıp baştan başlayamazsınız.”
Al-Khalili’ye göre, her gözlem evrenin genel dolanıklığına ve kuantum dekoheransına katkıda bulunur.
“Bir kuantum ölçümü yapmanın ne anlama geldiğini düşünün; herhangi bir şey hakkında bilgi edinmek veya öğrenmek için, o şeyi evrenin geri kalanından ayırmamız gerekir,” diye yazar. “Ardından, ölçme eylemi kendisi de o şeyle kuantum dolanıklığı yaratır (bizim çevremizdeki ortam olarak). Aslında, algılayıcılarımız ve duyularımız makroskobik, klasik dünyada bulunduğundan, ölçme eylemi aynı zamanda geri dönüşü olmayan bir dekoheransa neden olur. Herhangi bir şeyi gözlemlemek, zamana yön kazandırır.”
Fizikçi Jim Al-Khalili, “On Time: The Physics That Makes the Universe Tick” adlı kitabın yazarıdır. (Kaynak: Princeton University Press / JimAl-Khalili.com)
Eğer gözlem, zaman okunu harekete geçiren yayın ise, farklı bir şekilde gözlem yaparak okun farklı bir yöne doğru uçması mümkün mü? Her birimiz kendi gerçekliğimizi mi yaratıyoruz?
Bu, bilim kurgu hikayelerinde ve hatta ciddi bilimsel spekülasyonlarda sıkça kullanılan bir motiftir. Apple TV’nin yeni başlayan “Dark Matter” adlı dizisinde, bir fizikçi, içindeki kişileri kuantum etkileşiminden dış dünyayla yalıtan bir kutu inşa eder. İçindekiler, bilinç değiştirici bir ilaç kullanarak, farklı ve oldukça farklı evrenlere geçebilir.
Al-Khalili, bu tür gözlemci etkisi kavramının her zaman bilim kurgunun alanında kalacağını söylüyor.
“Bir kuantum sistemini veya kuantum durumunu gözlemlemenin bir insanın gerekli olmadığını, bilincin gerekli olmadığını hatırlamalıyız,” diyor. “Havanın içindeki moleküller bile bir elektronu gözlemleyebilir ve dekoheransı tetikleyebilir. Esasen, o anki durumu havanın içindeki moleküllerde kaydedilir, hatta bir doktora sahibi veya laboratuvar önlüğü giyen biri tarafından incelenmese bile.”
Buna rağmen, “Dark Matter” gerçek dünyadaki kuantum fiziğindeki çoklu evrenler yorumunu gündeme getiriyor. Bu teoriye göre, bir kuantum olayın tüm olası sonuçları, ayrı ve dallanan gerçekliklerde gerçekleşir. Bu hipotez, “Geri Dönüşe Yol Olmayan” filminden “Doctor Strange in the Multiverse of Madness” filmine kadar birçok bilim kurgu eserine ilham vermiştir.
Al-Khalili, düşüncelerinde çoklu evrenler yorumuna yer bırakıyor, ancak henüz bizim evrenimizde sıkıca bağlı olduğumuz için farklı bir kuantum akışına geçmenin mümkün olmadığını söylüyor. “Evrenin tamamı zamansız olarak değerlendirilebilirken, bu zamansızlık sadece uzay-zamanın dışından görülebilir,” diyor. “Bizim açımızdan, dolanıklık sürekli artmaktadır.”
Al-Khalili, kitabının sonunda yer alan ek bir bölümde, zaman yolculuğu konusundaki düşüncelerini paylaşıyor. Görüşüne göre, mevcut fizik yasaları, uzay-zaman içinde bir kısayol oluşturmak için sınırlı bir fırsat sunuyor. Gelecekteki fizikçilerin, kapalı bir zaman döngüsü yaratmak için kuantum yerçekimi ve negatif enerji gibi bilinmeyenleri çözmeleri gerekecek.
Bilim kurguda bu genellikle, uzay-zamanın farklı noktalarını birbirine bağlayan bir solucan deliği oluşturarak yapılır. Ancak gerçek dünyada, Al-Khalili’nin düşüncesine göre, henüz keşfedilmemiş uzay-zaman özellikleri, zaman yolculuğunu imkansız kılacaktır.
“Genel görelilikte zamansal eğriler mümkün olsa da, geçmişe yolculuk birçok paradoksa neden olur ve bunlar gerçekten de sorunludur,” diyor. “Felsefi açıdan ve mantık açısından, zaman yolculuğunun imkansız olduğunu savunuruz. Ancak henüz, en iyi fizik teorilerimiz bu kapıyı tamamen kapatmamıştır.”
Eğer Al-Khalili zamanda ileriye gidebilseydi, uzay-zamanın tüm sırlarını çözen bir gelecekteki fizikçiden neler öğrenmek isterdi?
“İstediğim ilk şey, kuantum mekaniğinin anlamı hakkında doğru ve tek bir yorum bulmaktır,” diyor. “Bu benim için en büyük merak konusu.”
Al-Khalili ayrıca, zamanın okunun yönüyle ilgili kendi görüşlerinin doğru olup olmadığını da öğrenmek isterdi. “Çalışmamı sunduğum şekilde oldukça emin ve kendime güveniyorum,” diyor. “Ancak ben de yeterince iyi bir bilim insanıyım ki, haklı olduğumu düşünsem bile tamamen yanılmış olabileceğimi kabul edebilirim. Yanıldığımı bilmek de ilginç olurdu.”
Fiction Science, FeedSpot’un en iyi 100 bilim kurgu podcast listesinde yer alıyor. FeedSpot, favori podcastlerinizin yanı sıra blogları ve haberleri de takip etmenizi sağlayan bir RSS okuyucusudur. Fiction Science podcastinin gelecekteki bölümlerini Apple, Spotify, Player.fm, Pocket Casts ve Podchaser üzerinden takip edebilirsiniz. Fiction Science’ı beğendiyseniz, lütfen podcasti derecelendirin ve yeni bölümler hakkında bildirim almak için abone olun.
Bilim gazetecisi Alan Boyle, Cosmic Log’un yaratıcısıdır. MSNBC.com ve NBC News Digital’de uzun yıllar çalıştı ve “The Case for Pluto” adlı bir kitap yazdı. Seattle bölgesinde yaşıyor, ancak evreni onun için her zaman bir yuva olmuştur.
