Katalog

FİZİK Zamanın yönü Fizik kanunları geçmiş ile gelecek arasında bir ayırım yapmazlar. Oysa termodinamik, kozmoloji ve sağduyu zamanın ibresinin sadece belirli blr yönü göstereceğini ortaya koyuyor. Evrenin genişlemesi son bulur, yeniden sıkışmaya başlarsa, zamanın yönü geriye dogru mu işlemeye başlayacak? ÇevirL Belgin öz Yazan: Stephen Hawking Cambridfle Ünlversltesl Matematlk Profasörü eçmış, yabancı ı bır ulkedır | Orada her şey farklıdır" dıyordu LP Hartley Fakat neden geçmiş gelecekten böylesıne farklıdır? Geçmıştekı olayları rahatlıkla hatırladığımız halde gelecektekı olaylar hakkında neden bır fıkrımız olamıyor"? Zamanın aktığını algıladığımız yön ıle evrenin genişlemesi arasında bır bağlantı var mı? Neden geleceği öngöremiyoruz? Düzensizliğin zamanla bırlıkte artışı zama nın ıbresının, yanı zamana yön veren ve geçmışı gelecekten ayıran şeyın bır örneğıdır Zamanın en az üç değişlk Ibresl vardır. Bırıncısı zamanın, duzensızlığın bırlıkte arttığı yönu yanı termodinamik ıbredır Ikıncısı za manın psikolojik ıbresıdır Bu hıslerımızdekı zamanın akış yonu geçmıŞı hatırlayıp da geleceği goremedığımız yondur Sonuncu su ıse zamanın kozmolojlk Ibresıdır Bu yönde evren, gıderek genışlemektedır Psikolojik ıbrenın termodinamik ıbre ıle belırlendığını ve bu ıkısının her zaman aynı yönu gösterdıklonnı söyleyebıhrız Evren hakkında doğal btr varsayım ön» surerek bu ıki ıbrenın, aynı yonu göstermeseier de, kozmolojık ıbreye de bağlı olduklarını söyleyebılı rız Yıne de bunların sadece kozmolojık ıbreyle aynı yonu gosterdıklerı durumun, "Niçin duzenslzllk evrenin genlşledlği zaman yonuyle aynı yönde artış gosteriyor?" sorusunu sorabılecek akıllı varlıkların gelışmelerı ıçın uygun olan ortam olduğunu soylemek de yanlış olmaz Termodınamığın iklncı kuralı duzensızlığın, duzenın hâkım olduğu durumlardan çok daha fazla olduğu gerçeğıne dayanmaktadır Örneğın bır kutuda duran puzzle parçalarını ele alalım Parçaların bır resim oluşturdukları tek ve, sadece bır tek dızılış şeklı vardır Dtğer yandan parçaların gelışıguzel ve duzensız durdukları ve, resmı oluşturmadıkları sayısız duzen olabılır Belırlı bır duzen ıçınde ortaya çıkan bır sıs temı duşunun Zamanın akışı ıçınde bu sıstem fızık kanunlarına uygun olarak gelışecek ve ıçınde bulunduğu durum da değışecek tır Daha ılerıde alacağı durumun ıse, duzensızlığın genelde hâkım olduğunu göz önune alırsak duzensız bır durum olma olasılığı çok buyuktur Dolayısıyla başlangıçta buyuk bır duzene uygun olarak başlayan her sistem ıçın, zaman akışı ıçınde, duzensızlık gıderek artacaktır Başlangıçta puzzle ın (bozyap) parçala•ının duzenli olarak yerleştlrılmış olduklarını ve bır resım oluşturduklarını duşunelım Kutuyu sallarsak bu parçalar başka bır şekılde dızılecektır Ve çok buyuk bır olasılık la bu parçalar duzensız bır şekılde dağılmış olacaktır Çunku duzenslzllk her zaman du/enın hâkım olduğu durumlardan çok fazlad'r. Bazı parçalar aralarında uygun bır şekılde bırleşerek resmın bazı kısımlarını oluşlursalar bıle kutu sallandıkça bu gruplaşmalar da bozulacak ve sonunda ortaya karmakarışık bır duzen çıkacaktır Başlangıçta bır ## G Eğer varsa, evrenin genişlemesi durup da, tekrar sıkışmaya başladığı zaman (tabıı, eğer durursa) bu zaman akışı tersıne donecek mı? Bılım adamları fızık kurallarının olagelen bütun olaylara hâkım olduğuna inanırlar Bu kanunlar zamanın bır yönu ıle dığerı arasında bır ayrım yapmaz, ya da bırını dığerıne yeğlemezler Daha kesın bır anlatımla, C,P ve T olarak adlandırılan sureçlerın bıleşımlerı de bu kanunları etkılemez C maddeantimadde değlşlminl, P ayna görüntüsundekl değişimi (sağın ve solun yer değıştırdığı durumları), T ise butun maddelerin hareket yonlerinin akslni yanı gerıyo dogru hareketı ıfade etmektedır C ıle P'nın bıleşımı fızık kanunlarını etkılemez Bızım aynadakı göruntulerımız olan ve antımaddeden yapılmış bır başka geze gende yaşayanlar ıçın yaşam tıpatıp aynı olacaktır C PveT'nın bıleşımı de fızık kanunlarını etkılemez Tek başına T surecı ıçınde de bu kanunlar değışmeyecektır Oysa gunluk yaşam ıçınde zamanın ılerı ve gerı yon lerı arasında buyuk bır farklılık vardır Bır masadan duşup yerde paramparça olan bır su bardağı duşunun Olayı goruntuleyerek za manın ılerı ya da gerı aktığını kolayca soyleyebılırız Genye doğru bır hareket soz ko nusu ıse kırık parçaların bır araya geldıklerını ve gerı sıçrayarak masanın uzerınde bır su bardağı oluşturduklarını görmelıyız Nor mal yaşamda asla ızlenemeyecek bu tur go runtuler ıçın fılmın tersıne donduğu söylenebılır Kırık parçaların yerde bır araya gelıp, ma saya gerı sıçradıklarını görmuyoruz çunku termodınamlğin iklncl kuralı bu olayı reddetmektedır Bu kural düzensizliğin zamanla blrlikte arttığını söylemektedır Başka bır deyışle her şey gıderek kötuleşır Masada duran sağlam bır bardak buyuk bır duzenın örneğıdır, oysa yerdekı kırık parçalar duzenı bozulmuş bır durumun ıfadesıdır Geçmışte masada sağlam duran bır bardak, gelecekte yerdekı kırık parçalara dönuşebılır, fakat bunun aksi hiçblr zaman gerçekleşmez. olan 'yollan' (yörunge) gösterir, bunlardan bazıları ışık hızının uzerınde bır hız gerektırdığı ıçın konu dışında bırakılmış olmakla bırlıkte, çoğu A'dan B'ye gıdebılmek ıçın ge çerlı yollardır Bunlardan bazıları çok duz ve dosdoğru gıderken, bazıları da dolambaçh yollardan dolaşmaktadır Bazı yollar parça cığın hızlı geçışlerını, dığerlerı ıse yavaş geçışlerını göstenrler Fakat ızlenen her yol doğru veya dolambaçh, hızlı veya yavaş, hesap lanabılır bır olasılığa sahıptır Bu çızgılerın olasılıkları bırbirlerıyle her zaman uyum ıçınde olmayıp su yuzundekı dalgaların amplıtudlerı gıbı bırbırlerıne karışarak, bır yolun gucunu arttırırken dığerlerını ortadan kaldırırlar Feynman, olası tum yolların amplidutlerı bırbırıne eklendığınde, klasık mekanığe uygun olarak A'dan B'ye olan yola en yakın olanların dışında kalan tum ola sılıkların ortadan kalktığını kanıtlamıştır Bu teknık, çok detaylı bır şekılde, sadece bazı basıt ve ozel durumlar ıçın kullamlmıştır Çoğu durumda, olası yol sayısı Feynman teknığının olduğu gıbı uygulanmasına olanak vermeyecek kadar çoktur Ancak, bu yaklaşımın altındakı goruş ve matematıksel olarak kanıtlanabılırtılığı ıle Ervvın Schrödınger'ın kuantum fızığı uyarlamasıyla aynı sonuca varabılmesı buyuk önem taşırnaktadır Teknığı genelleştırmek ve her yolu detaylı olarak hesaplamadan onun genış uygulamalarını hesaplayabılmek de mumkundur örneğın Feynman klasık yola uyan en olası yol kadar, bu yola sadece en yakın olanların hesaplara dahil edılmesı gerektığını kanıtlamıştır Diğer yolların olasılıkları her zaman bırbırlerını geçersız kılmaktadır rnsım ve buyuk bır duzen olarak ortaya çı k ı n bu sıstemde duzensızlık gıderek hâkım olacaktır Yıne de, başlangıçta durum ne olursa ol 3un, Tanrının, evrenin duzen ıçınde sona er mesıne karar verdığını duşunelım Bu durumda ılk zamanlarda evrende buyuk bır ola sılıkla duzensızlık hâkım olacak ve bu duzensızlık, zaman geçtıkçe azalacaktır Kırık bardaklar kendılıklerınden bır araya gelıp, masaya gerı sıçrayabıleceklerdır Olayı ızlo yen her ınsan duzensızlığın zamanla azaldığı bır evrende yaşıyor olacak, bu ınsanlar da psıkolojık ıbre geriye donuk olarak çalı şacaktır Bu da onların geçmıştekı olayları değıl de daha ileri zamanlardakı olayları hatırlayabılmelerıne yol açacaktır Beynın nasıl çalıştığı hakkında çok kesın verıler olmadığı ıçın, ınsan belleğı konusunda konuşmak da oldukça zordur Oysa bılgısayar belleklerının nasıl çalıştığını çok lyı bılı yoruz Dolayısıyla zaman İbresinin bılgısayarlar içın de, ınsanlar ıçın olduğu gıbı çalı şacağını duşunmek mantıklı olacaktır Du rum boyle olmasaydı yarının fıyatlarını hatırlayan' bır bılgısayara sahıp olan kışı hısse senedı pıyasasında buyuk bır vurgun yapabılırdı AltematH blr kuantum görüşü K mentumunu, Iklslnl birden prensip olarak bıle bilemeyiz. Vfermr Hetaenberg'in ortaya koyduğu prenslbe uygun olarak, parçacığın nereye glttlği belll degildir Bir parçacık A noktasından hareket ediyor ve daha sonra B noktasmda görülüyorsa, onun bu ıkı nokta ara uantum mekâniğı ile klasık Newton mekâniğı arasındakı başlıca farklılık, bır parçacığın, örneğın bir elektronun A noktasından B'ye gitmek Içln izlediğl yol dikkatle ıncelendiğinde ortaya çıkmaktadır Klasık görüşte, A noktasındakl bir parçacığın belirli bır yönde bellrli blr hızı vardır. Dış etkenler etkisiyle hareket ettığı ıçın, B noktasından geçen veya B noktaaında sona eren bellrlenebillr blr yol izlernektedir Kuantummekanifli görüşü daha farklıdır Bir parçacığın pozisyonu ve mo sında hangl yolu ızlemlş olduğunu söyleyebilmek Içın elimızde kesin verı yoktur Tabıı onu tüm yolu boyunca yakından izlememişsek Richard Feynman'ın görüşu, parçacıkların izlediğl her yolun göz önüne ahnması gerektlğl yolunda Bır bllglsayar belleğl Ikl altematlf durumdan blrinde olabılecek bır duzendır Superıletken bır tel ya da spıral buna bır örnek blabılır Bır elektrık akımı verıldığınde rezıs tans olmadığı ıçın, akım spıral boyunca devam edecektır Dığer yandan, hıçbır akım olmasa da, spıral devam ediyor olacaktır Belleğın ıkı durumu I ve 0 olarak adlandırılabllır Hafızaya henuz bır şey kaydedılmeden, hafıza I ve 0 durumları ıçın eşıt probabilıtelere (olasılık) sahıp duzensız bır olgu dur Bellek, hatırlanması gereken sistem ıle bağlantıya gırdıkten sonra, sıstemın ıçınde bulunduğu duruma göre o da her ıkı durum dan bırıne gırecektır Böylece bellek duzensız bır durumdan, duzenli bır duruma geçmiş olur Yıne de, belleğln doğru hal Içıne gırmesını sağlamak ıçın bır mıktar da enerjı çerekmektedır Isı olarak çevreye yayılan bu enerjı, evrendekı duzensızlığın daha da artmasına katkıda bulunur Duzensızlıktekı bu artışın, bellektekı duzen artışından daha buyuk olduğu kolayhkla kanıtlanabıhr Böylece bır bilgısayarın belırlı bır olguyu kaydetmesı evrendeki toplam düzensizliğin artmasına neden olacaktır Bır bılgısayarın geç mışı hatırlaması ıle duzensızlığın artışına sanne olan zaman yönu bırbırıyle aynıdır Zamanın yönunun hakkındakı subjektıl (oznel) duyumuz yani zamanın psikolojik Ibresl, zamanın termodinamik Ibresi tarafından belırlenir. Bu da termodınamığın ıkıncı kuralının sarsılmasına yol açmaktadır Duzensızlık zamanla artıyor çunku, bız zamanı duzensızlığın arttığı yönde ölçmekteyız fîvrenın zamanın sonunda, geçmiş dıye ad andırdığırrız sonda duzen ıçınde olması gerekmesı neden' Nlçın her zaman ıçın tum btr duzensızlık ıçınde değıl? Ne de olsa, bu daha buyuk bır olasılıktır Ve neden duzen sızlığın ıçınde gıderek arttığı zaman yönu ev renın ı "inde durmadan genışledığı yon ıle aynı Olası bır göruş, doğanın genışleme su recının başlangıcında evrenin sakın ve du zenlı bır ortam ıçınde olmasını yeğledığıdır Kalıfornıya Teknolojı Enstıtusu'nden Rıchard Feynman, kuantum mekâniğı hakkın dakı bu göruşu gorecelığı ınceleyen bılım adamlarınca kullanılan uzayzaman dıyagramlarındakı parçacıkların 'h.story'sıne uyarlamıştır Bunlar aksların bırınde zaman, dığerınde uzay olan grafık gıbı dıyagramlardır Buradakı eğrıler parçacığın ızlemesı olası Feynman'ın göruşu her yolun göz önune ahnması gerektığı doğrultusundadır Parçacıkların ızledıklerı 'yolu' açıklayan bu yaklaşıma 'yol entegral' teknığı adı da verılır, çunku değışık olası yolların bırbırine eklenmesl söz konusudur Diğer bır adı ıse "sum over histones" yaklaşımıdır (New Sclentlst, 9 Temmuz 1987) Evrenin başlangıcı Zamanın ve uzayın yapısını açıklamak Içln oluşturulmuş kuramların en lyısı Albert Elnstein'ın 1915 yılında ortaya koymuş olduğu genel görecellk (ızafıyet) teorısıdır Bu teorı ıçınde. uzayın uç boyutu tle zamanın D«vamı arka sayfada