Zamanın oku gerçekten tek yönde mi akıyor?

Zaman, insanlık tarihi boyunca en büyük gizemlerden biri olmuştur. Hepimiz onun akışına kapılmış gitmekteyiz. Doğarız, büyürüz, yaşlanırız ve sonunda yok oluruz. Zamanın akışı, yaşamımızın en temel gerçeklerinden biridir. Bütün insanlık uygarlıklarının gelişimi ve hatta yok oluşu zamanın oku prensibiyle gelişmiştir, yani zaman hep ileriye doğru akar ve zaman ilerledikçe entropi yani düzensizlik artar. Ancak hiç düşündünüz mü, neden zaman yalnızca ileriye doğru akıyor? Geriye gitmek neden imkânsız gibi görünüyor? Bu soruların cevapları, fiziğin en derin köşelerinde saklı.

ZAMANIN OKU VE ENTROPİ

Zamanın neden tek yönde aktığını anlamak için fizikçilerin “zamanın oku” dediği kavrama bakmamız gerekiyor. Bu terim, 1927 yılında Arthur Eddington tarafından ortaya atılmıştır ve zamanın belirli bir yönde ilerlediğini anlatır. Ancak fizik yasalarına baktığımızda ilginç bir durumla karşılaşmaktayız: Newton mekaniği, Maxwell denklemleri ve Einstein’ın görelilik kuramları zamanda ileri ve geri hareketi matematiksel olarak eşit şekilde tanımlar. Yani, fizik yasaları zamanın geriye de akabileceğini söylüyor gibi görünmektedir. Ancak gerçekte böyle bir şey gözlemlenemedi. Peki neden?

Bu sorunun cevabı, termodinamiğin ikinci yasasında, yani entropide saklıdır. Entropi, düzensizliğin veya rastgeleliğin bir ölçüsüdür. Kapalı bir sistemde entropinin her zaman artma eğiliminde olduğu gözlemlenmiştir. Bu, termodinamiğin en temel yasalarından biridir. Bir örnekle açıklayalım. Elinizde bir fincan sıcak kahve olduğunu düşünün. Zamanla kahve soğuyacaktır, çünkü sıcaklık çevreye yayılır ve ısının daha düzensiz bir dağılıma ulaşmasını sağlar. Ancak hiçbir zaman soğuk bir kahvenin kendiliğinden ısınıp eski haline döndüğünü görmezsiniz. İşte bu, entropinin artışıyla ilgilidir ve zamanın tek yönlü akışını belirleyen temel unsurdur. Bir diğer örnek ise yumurtanın kırılmasıdır. Bir kere kırıldıktan sonra entropi artmıştır ve asla eski haline dönemez.

Eğer zamanda geriye gitmek mümkün olsaydı, bu durumda entropinin azalması gerekirdi. Yani kırılan bir bardak kendiliğinden birleşmeli, duman havadan geri çekilip sigaraya geri dönmeliydi. Ancak evrenin doğal işleyişi böyle değildir. Bu nedenle, zamanın oku her zaman ileriye doğrudur diye düşünülmektedir.

KUANTUM MEKANİĞİ VE ZAMANIN TERSİNE AKIŞI

Ancak kuantum mekaniği seviyesinde işler biraz daha karmaşıktır. Kuantum dünyasında parçacıklar geçmişe ve geleceğe aynı şekilde etki edebilir gibi görünmektedir. Hatta bazı teoriler, kuantum seviyesinde zamanın geriye akabileceğini bile öne sürmektedir. Örneğin, Wheeler-Feynman elektrodinamik teorisi, parçacıkların geçmişten ve gelecekten gelen dalgalarla etkileşime girebileceğini ileri sürer. Yani gelecek aynı zamanda şimdiki zamanı ve geçmişi etkileyebilecek güçtedir. Ancak bu, makroskopik düzeyde, yani bizim günlük hayatımızda hiçbir şekilde gözlemlenememiştir. Bazı bilim adamları bunun sebebinin 5 duyumuzun zamanın okunun tek yönlü akmasına göre programlı olduğunu yani gerçek evreni gözlemleyemediğimizi ve aslında zamanın farklı aktığını ama bizim algılayamadığımızı öne sürmektedir.

Ayrıca bazı bilim insanları, kuantum dolaşıklık gibi fenomenlerin zamanın yönü hakkında yeni ipuçları verebileceğini düşünmektedir. Dolaşık iki parçacık, birbirlerinden ne kadar uzakta olursa olsun, anında bilgi paylaşabiliyor gibi görünmektedir. Bu tür olaylar, zamanın yönüyle ilgili bazı temel anlayışlarımızı değiştirebilir mi? Şu an için kesin bir cevap yok, ancak bu konudaki araştırmalar hızla devam ediyor.

ZAMANDA GERİYE GİTMEK MÜMKÜN MÜ?

Bilimkurgu filmlerinin ve romanlarının en büyük hayallerinden biri zamanda yolculuk etmektir. Geçmişe dönmek ve tarihi değiştirmek mümkün olabilir mi? Şu anki fizik bilgimize göre, zamanda geriye gitmek teorik olarak bazı özel durumlarda mümkün olabilir. Einstein’ın genel görelilik teorisi, uzay-zamanın eğrilebileceğini ve belirli koşullar altında solucan delikleri ya da kapalı zaman benzeri eğriler oluşturabileceğini öngörüyor. Bu tür yapılar, bir kişinin geçmişe dönmesini matematiksel olarak mümkün kılabilir. Ancak burada birkaç büyük sorun var. Birincisi, bu tür zaman makinelerinin varlığını kanıtlayan hiçbir deneysel veri yoktur. İkincisi, bu tür yapılar aşırı derecede kararsızdır ve en ufak bir enerji salınımı bile onları yok edebilir. Üçüncüsü, ünlü fizikçi Stephen Hawking’in öne sürdüğü “kronoloji koruma varsayımı”na göre, doğa zamanda geriye yolculuğa izin vermeyecek şekilde çalışıyor olabilir.

Zamanda yolculuğun en büyük paradokslarından biri de “büyükbaba paradoksu”dur. Diyelim ki geçmişe gidip büyükbabanızı öldürdünüz. Bu durumda sizin hiç doğmamış olmanız gerekirdi, ama o zaman geçmişe gidip büyükbabanızı öldüremezdiniz. Bu tür çelişkiler, geçmişe yolculuğun mantıklı olmadığını gösteriyor. Ancak bazı teorisyenler, geçmişin değiştirilemeyeceğini, yalnızca farklı zaman çizgileri oluşabileceğini savunuyor. Yani bir şey geçmişe müdahale etse bile, bu müdahale yeni bir paralel evren yaratır ve orijinal evrende hiçbir şey değişmez.

GELECEĞE YOLCULUK MÜMKÜN MÜ?

İlginç bir şekilde, zamanda ileriye yolculuk yapmak teorik olarak mümkündür ve hatta pratikte kısmen gerçekleşmiştir bile. Einstein’ın özel görelilik teorisine göre, bir nesne ışık hızına yaklaşırsa, onun için zaman daha yavaş akar. Yani, çok hızlı seyahat eden bir astronot, Dünya’daki insanlara kıyasla daha yavaş yaşlanır.

Bunun en güzel örneklerinden biri, Uluslararası Uzay İstasyonu’nda (ISS) uzun süre kalan astronotların, Dünya’daki insanlara göre birkaç milisaniye daha az yaşlanmış olmasıdır. Bu, zamanda ileriye doğru yolculuğun gerçekten mümkün olduğunu gösteren deneysel bir kanıttır. Ancak bu, dramatik bir yolculuk değildir. Yani ışık hızına yakın bir hızda hareket eden biri, Dünya’ya döndüğünde geleceğe gitmiş olabilir, ancak geçmişe dönemeyecektir. Bu nedenle, zamanda tek yönlü bir yolculuk teorik olarak mümkün olsa da, geçmişe dönüş büyük bir soru işareti olarak kalmaktadır.

HAWKING’İN ZAMANDA YOLCULUK PARTİSİ VE GELECEĞE DAVETİYE

8 Haziran 2009'da İngiliz astrofizikçi Profesör Stephen Hawking yalnızca davetlilerin katılabileceği bir parti düzenledi. Fizik dehası, konukları için balonlar, şampanya ve atıştırmalıklar ayarladı, ancak parti bitene kadar davetiyeleri göndermedi.

Hawking'in davetiyesinde “Zaman Yolcuları için bir resepsiyona içtenlikle davetlisiniz” yazıyordu. Hawking davetiyede, partinin ne zaman ve nerede gerçekleştiğinin tarihini, saatini ve GPS konumunu verdi. Cambridge Üniversitesi'nde düzenlenen partide Hawking, henüz davet etmediği zaman yolcusu particilerin gelmesini dikkatle bekledi. Ne yazık ki, elinden gelenin en iyisini yapmasına rağmen kimse gelmedi. Bu deneye göre zaman yolculuğu mümkün olsaydı muhakkak gelecekten birinin bu davete icabet etmesi gerekirdi. Kim bilir, belki de gelen oldu ama Stephen Hawking bunu söylememeyi tercih etti.

Zamanın oku, entropinin sürekli artmasıyla belirlenir ve bu yüzden zaman hep ileriye doğru akar. Kuantum mekaniği, bu konuda bazı sürprizler barındırsa da şu an için geçmişe dönmek yalnızca bilimkurgu dünyasına ait bir fikir gibi görünüyor. Ancak geleceğe yolculuk teorik olarak mümkün ve hatta kısmen kanıtlanmış durumda. Gelecekte, fiziğin yeni keşifleri belki de zaman hakkındaki anlayışımızı kökten değiştirecek. Kim bilir, belki de bir gün zamanda geriye yolculuk yapmanın bir yolunu buluruz. Ama şimdilik, zamanı en iyi şekilde kullanmak ve onu boşa harcamamak en mantıklı seçenek gibi görünüyor.