Zamanda Yolculuk ve Zaman Makinesi

zamanda yolculuk zaman makinesi

Zamanda yolculuk üzerine yayınlanmış en bilimsel popüler makale. Kurt delikleri, görelilik bağlamında zamanda seyahat. Geçmişe ve geleceğe yolculuk mümkün mü?

Göreliliğin bilim kurguyla buluştuğu yer

“Bilim insanları zamanın yalnızca bir tür uzay olduğunu gayet iyi bilirler. Uzayda ileri geri gidebildiğimiz gibi zamanda da ileri geri gidebiliriz.” Bu sözler kulağınıza gelecekten ya da en azından şimdiden gelen bir iddia gibi gelebilir, fakat geçmişten gelmektedirler.

H. G. Wells’in 1898’de yayınlanmış olan The Time Machine (Zaman Makinesi) adlı kitabında Zaman Gezgini’nin sarf ettiği sözlerdir bunlar. Gerçekten de dikkat çekici olan şey, Wells’in bilimden önce davranmış olmasıdır: Albert Einstein bu tarihten ancak yaklaşık 20 yıl sonra, zaman içinde böyle bir yolculuğun kuramsal olarak mümkün olabileceğini öngören kuramını yayınlamıştır; hatta o zaman bile, birilerinin bunu fark etmesi yılları almıştır.

Tuhaftır, Wells’in Zaman Gezgini yalnızca geleceğe seyahat eder. Fakat artık fizik kanunlarının zaman içinde ileri geri seyahat etmeyi mümkün kıldığını biliyoruz. Galaksiler kadar büyük, sonsuz uzunlukta dönen silindirler, tuhaf negatif enerji biçimleriyle açık tutulan kurt delikleri gibi fikirleri, hiç doğmamış olmak ya da serbest iradenizi kaybetmek arasında bir seçim yapma fikrini tasavvur edebiliyorsanız zamanda seyahat bilimiyle uğraşmaya muktedir olabilirsiniz. Heyecanlı iniş çıkışlarıyla biraz sarsıntılıdır. Ama ödülü düşünüldüğünde kesinlikle buna değer.

Zaman İçinde İlmekler

Zamanda seyahat, zamana sıkışıp kalmış olduğumuz için bu kadar baş döndürücüdür. Başka boyutlarda yaptığımızın tersine, zaman içinde nasıl hareket edeceğimizi seçemeyiz. Fakat Wells, nasıl yapabileceğimizi bilseydik zamana tıpkı uzaya yaklaştığımız gibi yaklaşabileceğimiz yönündeki fikriyle turnayı gözünden vurmuştur.

“Bilim insanları zamanın yalnızca bir tür uzay olduğunu gayet iyi bilirler. Uzayda ileri geri gidebildiğimiz gibi zamanda da ileri geri gidebiliriz.”

THE TIME MACHINE, H.G. WELLS

Einstein genel görelilik kuramını 1915’te yayınladı. Bu kuram evreni, üç uzay ve bir de zaman olmak üzere dört boyutlu bir doku olarak betimliyordu. Evrendeki her madde ve enerji parçası dokuyu büker; evrenin şeklini, madde ve enerjinin kütleçekim dediğimiz çekimi deneyimlemesine neden olacak biçimde değiştirir. Örneğin güneş bu dokuda, momentumları olmasa yakındaki gezegenlerin içine düşebileceği bir tür kuyu yaratır. Sonuçta gezegenler güneşin yörüngesinde, bir kumarhanede bir rulet tekerleğinin merkezinin yörüngesinde dönerek hızlanan bilye misali döner.

Kütleçekimin bükülen ortamının uzay içinde hareketi nasıl etkileyeceğini tasavvur etmek kolaydır. Fakat aynı şey zaman içinde hareket açısından da geçerlidir, o da bükülür. Yeterince kütleyi ve enerjiyi yeterince küçük bir uzayda bir araya getirin, zamanı büküp bir ilmek haline bile getirebilirsiniz. Bu tıpkı bir plastik tabakasını uçlarını birleştirecek şekilde kıvırmaya benzer, bitiş noktasına hiç ulaşmaksızın yüzeyin üstünde yürüyebilirsiniz. Evrenin bu yapılanması içinde, bir an, kendisini sonsuzca tekrarlar.

Genel göreliliğin zaman içinde ilmekler yaratılmasını mümkün kıldığını ilk fark eden Avusturyalı matematikçi Kurt Gödel olmuştur. Gödel 1949’da, göreliliğin keşfinin evreni algılama biçimimizi nasıl değiştirdiğini betimleyen bir makalesinde, “bu dünyalarda geçmiş, şimdi ve geleceğin herhangi bir yerine seyahat etmenin, tam da başka dünyalarda uzayın uzak yerlerine seyahat etmenin mümkün olduğu biçimde mümkün olduğunu” yazmıştı.

“Bu dünyalarda geçmiş, şimdi ve geleceğin herhangi bir yerine seyahat etmek, tam da başka dünyalarda uzayın uzak yerlerine seyahat etmenin mümkün olduğu biçimde mümkündür.”

KURT GÖDEL

Gödel Einstein’ın denklemlerini çözmüş ve evren dönüyorsa zamanın ilmekler içinde akabileceğini bulmuştu. Bu onu telaşlandırmıştı; Gödel Einstein’ın yakın bir dostu ve meslektaşı olduğundan ona vardığı sonuçları göstermişti. Einstein kendisinin de bu olasılıktan “rahatsız” olduğunu söylemişti. Gödel’in makalesine cevaben “Bunların fiziksel gerekçelerle bir kenara bırakılıp bırakılamayacağını tartmak ilginç olacaktır,” diye yazmıştı. Görünüşe bakılırsa Gödel de benzer bir fikre sahipti: Bir şeyin, böyle bir şeylerin vuku bulmasını durdurması gerektiğini ileri sürmüştü. Evren, insanların zaman içinde seyahat etmesini mümkün kılıyor olamazdı kesinlikle.

Geçmişe Dönüş

Bazı bakımlardan Einstein’ın hiç endişelenmesi gerekmiyordu. Gödel’in yaptığı çalışma sağlamdı, ama yararsızdı. Galaksilerin hareketi bize, evrenimizin dönmediğini söylüyordu; bu yüzden de doğal olarak zaman içinde ilmekler yoktu. Yararlı bir zaman makinesi yapacaksak bu ilmekleri kendi başımıza yaratmamız gerekiyordu.

Bunu nasıl başaracağımıza dair fikirlerimiz vardır. İlkini 1976’da bir zaman makinesi tasarlayan, New Orleans Tulane Üniversitesi’nden Frank Tipler ileri sürmüştür. Tipler son derece ağır ve sonsuz derecede uzun, hızla dönen bir silindirin evrenin dokusunu zaman içinde bir ilmek yaratabilecek şekilde bükeceğini göstermişti.

Fakat yine de bir zaman makinesi olarak bunun pek geleceği yoktur. Şurası kesin ki bu Wells’in tasavvur ettiği türden bir şey değildir: Wells’in Zaman Gezgini evine sığan bir zaman makinesi inşa etmişti. Sonsuz uzunlukta silindirlerin ne kadar geniş olursa olsun bir fabrikaya sığması pek mümkün değildir. Fakat başka bir seçenek daha vardır: Doğanın çoktan inşa etmiş olduğu zaman makinelerini kullanmak. Princeton Üniversitesi’nde görev yapan astrofizikçi J. Richard Gott 1991’de evrenin, bir zaman makinesinin hammaddesi gibi davranabilecek maddeyi içerebileceğini göstermişti. Bu madde, süper yoğun bir “kozmik sicim” türüdür.

Evrenin nasıl oluşmuş olabileceğiyle ilgili bazı kuramlara göre, kozmik sicimler yaratılışın ilk anlarında oluşmuş olsa gerektir; bugün hâlâ evrenin çevresinde asılı olabilirler. Esasen uzaydaki kusurlardır, evren hızlı bir değişim sürecinden geçerken oluşmuş yaralı bir dokuya benzer şeylerdir. Kozmik bir sicim korkutucu bir hayvandır: Çapı bir atom çekirdeğinin genişliğinden az olsa da bütün evren boyunca uzanır. Hiç şaşırtıcı değil, bunlardan birini bir zaman makinesine çevirmek korkakların harcı değildir. Başlangıç itibarıyla bunlardan bir çifte ihtiyacınız vardır.

Sicimlerin her birinin aşırı bir yoğunluğa sahip olması uzay-zamanda öyle bir bükülme yaratacaktır ki bu, sicimleri yan yana getirip sonra hızla birbirinde ayırarak zamanda bir ilmek yaratabileceğiniz anlamına gelir. Bu kozmik sicimlerin çevresinde bir ilmeğin içinde seyahat ettiğinizde, başladığınız yere her döndüğünüzde kendinizi geçmişinizden bir olayın içinde bulursunuz. Gott bunu Escher’in çizimlerine benzetmiştir. Tıpkı Escher’in perspektifi bükerek geometrik olarak imkânsız efektler yaratmasında olduğu gibi, sicimler çevrelerindeki uzay-zamanın geometrisini o kadar fazla bükerler ki uzay-zaman aşina olduğumuz kurallara uygun olmaktan çıkar.

Gott, aynı efektin süper enerjik parçacıkları birbirine ateşleyerek de elde edilebileceğine işaret etmiştir; öyle ki birbirlerini ancak küçük bir mesafe farkıyla ıskalayacaklardır. Bu parçacıkların enerjisi, her bir parçacığın etrafındaki uzay-zamanı büker ve bu bükülmüş uzay-zaman karşı karşıya geldiğinde zaman içinde bir ilmek oluşturabilir. Fakat bu içine girip dolaşabileceğiniz bir ilmek değildir. Bundan daha da ilginci –ve uygulanabilir olanı– Amerikalı astrofizikçi Kip Thorne’un çizmiş olduğu kurt deliği zaman makinesidir.

Kurt Deliğinden İçeri

Bilim-kurgunun köşe taşlarından biri olduğu için, kurt deliklerini kesinlikle duymuş olmalısınız. Fakat bu tümüyle haklı çıkarılabilir: Sayılamayacak kadar uzun saatler süren araştırmalara konu olmuş olsalar da zamanda seyahatin bu yönteminin ilham kaynağı bir bilim-kurgu hikâyesi olmuştur. Kozmolog Carl Sagan Contact adlı romanını kaleme alırken, kahramanı Vega’yı 26 ışık yılı uzaktaki bir yıldıza bir anda göndermenin makul bir yolunu bulmak istemişti. Sagan Thorne’un fikrini sordu, Thorne da oturup bir çözüm bulmaya çalıştı. Cevabı, Einstein’ın Nathan Rosen’la birlikte 1935’te kaleme aldığı bir makalede buldu.

Einstein ve Rosen kara deliklerle, kendi kütleçekimleri altında çöken yıldızların kalıntılarıyla ilişkilendirilen bir problemi çözmüşlerdi. Bir kara deliğin merkezinde bir “tekillik”, uzay ve zamanda bir kırılma bulunur. Einstein ile Rosen bu merkezi çekirdeğin, uzay-zamanın başka bir bölgesine bağlandığını tasavvur etmişlerdi. Bu Einstein-Rosen köprüsüdür. Thorne çok geçmeden Sagan’ın ihtiyaç duyduğu cevabın bu olabileceğini fark etti.

Bir tepenin öte yakasına doğru ray döşemeye çalışan bir demiryolu mühendisini düşünün. Rayları tepenin bir tarafında yukarı, diğer tarafında aşağı doğru döşeyebilirsiniz. Rayları tepenin etrafından dolandırabilirsiniz. Fakat tepenin içinden geçen bir tünel varsa, bu daha kısa, daha doğrudan bir yol olacaktır. Zaman ve uzay görelilik içinde bu kadar yakından ilişkili olduğu için (fizikçiler ikisini bir araya getirir ve evrenden “uzay-zaman” olarak bahsederler) demiryolu mühendislerinin uzay için yaptığını, zaman için yapabilirsiniz. Bunun ardından, uzay-zaman içindeki bu kestirme yolların geometrisinin analizi, zamanda seyahat için işe yarayabileceklerini göstermiştir.

Zaman İçinde Kestirme Yol

Uzay-zamanda bir noktayı belirtmek için, bir pozisyon ve zaman verirsiniz: Öğle vakti St. Paul Katedrali gibi. Bu, kurt deliğinin bir ağzıysa, diğer ağzı St. Paul Katedrali dün öğle vakti olabilir. Kurt ağzından bugün içeri girin, uzayda aynı noktaya yürümüş olacaksınız; ama 24 saat öncesine çıkacaksınız. Kurt deliğinin girişinden çıkışına doğru hareket etmeniz sonlu bir zaman harcamanıza neden olabilir, fakat bunun bir sorun olması gerekmez. Kuram çerçevesinde, bir ağızdan içeri atlayıp geçmişte belirmeniz ve etrafta dolanıp kendinizi kurt deliğinden içeri atlarken izlemeniz mümkündür.

Elbette ki işler bu kadar basit değildir; alt edilmesi gereken birkaç engel vardır. Bir kere, bir kurt deliğini nerede bulacaksınız? Kurt delikleri Einstein’ın denklemlerinin çözümü olarak var olsalar da doğal olarak var olduklarına dair bir kanıt yoktur. Hızla hareket eden atomaltı parçacıkları çarpıştırarak bir kurt deliği yaratabiliriz; evet, böyle uzak bir ihtimal vardır. Çeşitli kuramsal fikirler, kurt deliklerinin son derece yoğunlaşmış enerjisinin uzay-zamanın dokusunu, bu dokuda bir delik açmaya yetecek kadar bükebileceğine işaret etmektedir. Fakat o zaman bile kontrol bizde olmayacaktır.

Uzay-zaman lastik gibidir: Gerilmeyi sevmez. Uzay-zamanın yırtılıp bir kurt deliği yaratması, kurt deliğinin ağzını çekip kapatmaya yönelen bir enerji dengesizliğine yol açar. Fizikçilerin hatırlattığı üzere, kurt deliğinin ağzını açık tutmanın tek yolu, onu doğal olarak kapanmaya karşı koyan “negatif enerjiyle” doldurmaktır. Negatif enerji taşıyan bir maddenin var olması mümkün olsa da bunun ne olabileceğine ya da böyle bir maddeden biraz bulmak için nereye bakabileceğimize dair hiçbir fikrimiz yoktur. Kurt deliğinin ağzını açık tuttuk diyelim, deliğin uzay-zamanın başka bir bölgesine köprü kuracağını kim söyleyecektir? Delik böyle bir köprü kuruyor olsa bile, gitmek istediğimiz yer burası mı olacaktır?

Öyle görünüyor ki bu probleme getirilebilecek en iyi çözüm (bir kurt deliğinin ve negatif enerjiye bağlı fantastik teknolojik becerilerin varlığı dikkate alınırsa) kurt deliğinin bir ucunu bir nötron yıldızına bağlamayı gerektirmektedir. Bir nötron yıldızı inanılmaz derecede yoğun bir nesnedir. Genişliği yalnızca yaklaşık 12 kilometre olsa da bir nötron yıldızı güneşten daha ağırdır. Dünya’nın kütleçekim alanında bir çay kaşığı nötron yıldızı bir milyar ton çekecektir.

Kütlenin bu biçimde yoğunlaşması, bir nötron yıldızının çevresindeki uzay-zaman açısından ciddi sonuçlara yol açar: kütle yoğunlaşması uzay zamanı ciddi biçimde büker. Bunun sonuçlarından biri bir nötron yıldızının yakınlarında zamanın yavaşlamasıdır. Bir nötron yıldızının yakınında zaman Dünya’da aktığının yüzde 30’u hızla akar. Bir kurt deliğinin bir ucunu bir nötron yıldızına bağlayın, diğer ucun boş uzayda bulunmasına izin verin; kurt deliğinin iki ağzı arasında bir zaman değişikliği gerçekleşecektir. Kuram çerçevesinde bu, diğer uçta belirmenizin ardından kurt deliğine girebileceğiniz anlamına gelir.

Zamanın Akışını Korumak

Peki, bunların hiçbiri kolay değil. Ama neden? Bunun sebebi bir zaman makinesi yaratmanın, bazı temel fizik kanunlarını ihlal etmesi değildir. Bundan daha iyi bir iddia, zamanda seyahat “aleyhine faaliyet gösteren” kurallara göre işlediğimiz olabilir. Belki de Gödel ve Einstein’ın ileri sürdüğü üzere birinin geçmişine seyahat etmesi ihtimalinin rahatsız edici sonuçları, bizi, evrendeki bir şeyin bunu imkânsız kıldığı gerçeğine uyandırmaktadır.

Hollywood’daki bütün senaryo yazarlarının bildiği üzere, zaman içinde geçmişe seyahat bazı harika ve tuhaf ikilemleri beraberinde getirir. Bilinen en klasik örnek “büyükbaba paradoksudur.” Ya zamanda geriye gidip de büyükbabanızı küçük bir çocukken öldürürseniz? Bu ebeveynlerinizden birinin hiç doğmamış olması anlamına gelecektir; peki sizin varlığınızı da ortadan kaldıracak mıdır? Gerçeklikten silinip gidecek misiniz?

Bunun üç olası çözümü vardır. İlki ve zamanda seyahat üzerine çok düşünen fizikçilerin en akla yatkın bulduğu, “kronoloji koruma bağlantısı” olarak bilinir. 1992’de Stephen Hawking’in geliştirdiği bu çözüme göre, neden sonuç ilişkisi tehdit edilecek olursa doğal dünyanın henüz bilinmeyen bir veçhesi devreye girecektir. Temelde fizik kanunları geçmişi korumak üzere işlemektedir. Şık bir fikir.

Fizikçilerin baktığı her yerde, öyle görünüyor ki kesinlikle bir zaman makinesi yaratma girişimlerini baltalayan beklenmedik etkenler vardır. Örneğin kurt delikleri için negatif enerjiye ihtiyaç duyulur. Öyle görünüyor ki Gott’un kozmik sicim zaman makinesi, evrenin, sizin yeterince küçük bir yerde yeterince kütle toplamanıza karşı işlemesinin sebep olduğu geri tepmeden mustariptir. Zaman makinelerinin, henüz doğru düzgün anlaşılmayan, ama bir gün zamanda seyahat değerlendirmelerinde dikkate alınacak olan bir fiziği meseleye eklemlemeye çalışan kuantum versiyonlarının da kendilerine özgü sorunları olduğu yönünde işaretler vardır.

Fakat Hawking’in kronoloji koruma bağlantısı, hâlâ yalnızca bir fikirdir; fizikçileri zamanda seyahatle ilgili araştırmalardan vazgeçmeye zorlamaksızın büyükbaba paradoksuyla ilgili tuhaf sorulardan kaçınmanın bir yoludur. Büyükbabanızı korumakla ilgili ikinci olasılık, tuhaf sorunların her zaman benzer tuhaf çözümler bulabildiği kuantum dünyasından gelir. Bu vakada fikir gayet basittir: Olup biten her şey başka bir evrenle hiçbir bağlantısı olmayan yeni bir evren yaratır.

Hugh Everett’in 1950’lerde hayal ettiği bu fikir, “çok dünyalı hipotez” olarak bilinir ve kuantum kuramında uzun zamandır varlığını sürdüren bir problemi çözmek için kullanılır. Bu hipotezin zamanda seyahatin paradokslarına uygulanması da aynı derecede basittir ve aynı derecede rahatsızlık vericidir. Zamanda geriye gidip büyükbabanız olacağını düşündüğünüz çocuğu öldürürseniz farklı bir paralel dünyaya girmiş olursunuz; tek varoluşunuzun zaman gezgini olduğu, torundan tümüyle ayrı bir varoluş olduğu bir dünyadır bu. Varoluşu sorgulanabilecek “başka bir siz” yoktur. Paradoks çözülmüştür.

Fakat yine de pek tatmin edici bir biçimde çözülmemiştir. Üçüncü fikirse, dış dünya üzerinde sahip olduğumuzu düşündüğümüz kontrole sahip olmamamızdır. Paradoksa bu yaklaşım, serbest iradeniz olmadığını, isteseniz bile büyükbabanızı öldüremeyeceğinizi söyler. Burası karmaşık bir alandır, fizikçilerin cevaplamak için gerekli donanıma sahip olmadığı felsefi sorunlar doğurur. Büyükbaba paradoksunun nasıl işlediğini gerçekten bilmek istiyorlarsa işe koyulup bir zaman makinesi icat etmeleri gerekir.

Geleceğe Seyahat

Bu fikirlerin hepsi de zamanda seyahat edemeyeceğimiz sonucuna çıkıyormuş gibi görünüyor. Fakat hiçbir şey hakikatten bu kadar uzak olamaz. Zamanda seyahatin mümkün olabileceğini biliyoruz; çünkü bunu zaten gerçekleştirdik.

Roketlerle aya gidip gelen Apollo astronotları dünyanın ilk zaman gezginleriydi. Dünyanın en büyük zaman gezgini, Dünya’nın etrafını saatte 27.000 km hızla 800 günde dolaşan Rus kozmonot Sergei Krikalev’dir. Krikalev şimdi, saniyenin 48’de biri kadar gelecektedir.

Zamanda seyahat etmek için kozmonot olmanız bile gerekmez. Son derece hassas atomik saatlerin Dünya’nın etrafında uçurulduğu deneyler, saatlerin geleceğe doğru gittiğini göstermiştir. Bir uçakla Dünya’nın etrafında yapacağınız seyahat size saniyenin birkaç milyarda biri kadar bir şey kazandırabilir. Peki neden? Bu sorunun cevabı Einstein’ın ilk görelilik kuramında, özel görelilik kuramında yatmaktadır.

1905’te yayınlanan özel görelilik kuramı, herhangi biri ya da bir nesne açısından zamanın geçişinin göreli olduğunu, harekete dayandığını söyler. Alpha Centauri’ye giden bir roketle fırlatılırsanız saatiniz Dünya’daki saatlere kıyasla yavaş ilerleyecektir. Roketiniz ışık hızına yakın bir hızda seyahat ederse ölçülen zamandaki bu farklılık ciddi boyutlarda olacaktır. Uzun süren ama hızlı bir geri dönüş seyahatinde dünyaya birkaç yıl daha yaşlı dönmeniz, fakat geride bıraktığınız herkesi çok daha yaşlanmış bulmanız olasıdır.

Bu senaryoya göre bir ikiziniz varsa, artık sizinle aynı yaşta olmayacaktır. İkiz paradoksu olarak bilinen bu tuhaf sonuç, fizik kanunları tarafından tümüyle mümkün kılınmaktadır. Gerçekten dikkat çekici olan şey, zamanın akışındaki bu farklılığın, seyahat eden ikizin Dünya’nın geleceğine seyahat etmiş olması anlamına gelmesidir. Uzaydaki seyahatlerinizden döndüğünüzde, Dünya’da, sizin açınızdan geçen zamandan çok daha fazla zaman geçtiğini görürsünüz. Dolayısıyla gerçekten de zaman içinde seyahat edebileceğimiz ve bazı insanların bunu zaten yapmış oldukları sonucuna varabiliriz. Gelgelelim geleceğe yapılan bu seyahat nispeten kolaydır. Asıl zor olduğu anlaşılan şey geçmişe seyahattir. Bu güçlükleri aşabilecek miyiz? Bunu ancak zaman söyleyecek.

Yazar: admin

Beybut.com yöneticisi ve yazarı. 17 Ocak 1980'de doğdu. Uluslar arası ilişkiler ve siyaset bilimi, Türkçe öğretmenliği eğitim aldı. 1995 yılından beri, özellikle yazılım konusunda profesyonel çalışmalarda bulundu. Pascal, Delphi, Php, sunucu güvenliği ve optimizasyonu, Seo alanlarında çalışmalar yürüttü. Yerel gazetelerde köşe yazarlığı yaptı. Yazın yaşamına dair yarışmalarda birçok ödül kazandı. Şiir, tarih, psikoloji, felsefe ve siyaset bilimi özel ilgi alanları.

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir