ZAMAN.
NEDİR?
Nerede başlar? Nerede biter? Büyük patlamadan önce.
Zaman.
Var mıydı?
Veya.
Bir sonu olacak mı?
Güneş sistemimiz ömrünü doldurduğunda.
Biz yok olduğumuzda.
Zaman.
Olacak mı?
Her şeyden. Hepimizden. Mekandan bağımsız.
Düz bir çizgi halinde.
Akıp giden bir şey mi?
Klasik fiziğin babaları olarak kabul edilen Galileo, Newton gibi isimlere göre.
Evet.
Zaman mutlaktır, değişmezdir, sabittir, her şeyden bağımsız akıp gider.
Özellikle “mutlak zaman” dendiğinde Newton gelir herkesin aklına.
Ama.
Bern kentinde bir patent ofisinde çalışan genç bir adam vardı hatırladınız mı?
Bir gün günlüğüne ne yazmıştı biliyor musunuz?
“Newton. Çok üzgünüm…”
Newton, Descartes, Galileo, Maxwell ve onlarca başka bilim insanı. Tarihi değiştiren onlarca isim.
Hepsine bir nevi “diss” atıyordu bu cümlesiyle.
“Beyler. Üzgünüm. Ama o iş öyle değil.” diyordu.
Bizim asi gencimiz… Albert Einstein.
Öğrenciyken şunları söylemiş olan biri
“Şu olgu ya da bu olgu beni ilgilendirmiyor. Ben Tanrı’nın düşünce biçimini öğrenmek istiyorum. Gerisi teferruat benim için.”
Ölmeden bir saat önce bile not defterini ve kalemini eline alıp Tanrının zihnini çözmek için gerekli olan son adımı atmak üzere, Her Şeyin Teorisini yazmaya çalışırken ölen bir adam…
Çok bahsedeceğiz Einstein’dan çok. Sevabıyla günahıyla. Her şeyiyle. Elim o kadar dolu ki bu adamın hayatı ve bakış açısı ile ilgili.
Ama bugün.
Bugün “ZAMAN”dan bahsedeceğiz.
Ve ZAMAN’ı anlamak ve anlatmak için önce zamanda bir geriye gitmemiz lazım.
Her şeyin başladığı yere.
Merak etmeyin. Yunan mitolojisine ya da antik çağların filozoflarına kadar uzanmayacağız. Aristo’nun, Kopernik’in üzerine kafa yorduğu bir konu. Gerekirse ayrıca tartışabiliriz ama Zaman olgusunun bilimsel açıdan ilk kez çalışıldığı zamana. 16. Yüzyıla bir gidelim.
Ne yüzyılmış değil mi? Galileo, Newton, Barrow, Descartes… 17. Yüzyıla uzanan bir aydınlanma çağından bahsediyoruz burada.
Ve ilk olarak Galileo Galilei ile zamanı çalışıyor insanoğlu.
Isaac Barrow ve Isaac Newton ile de neredeyse son halini alıyor yüzyıllarca kabul edilecek zaman kavramı.
Tüm bu bilim insanlarına göre zaman az önce de bahsettiğimiz gibi mutlak ve evrenseldi.
Bu şekilde tanımlanan zamana Newton Zamanı da denir ayrıca. Ve bu “mutlak” olduğu kabul edilen zaman kavramı herkes için aynı, evrenin her noktasında sabit bir hızla ilerleyen, ölçülebilen ancak algılanamayan bir şeydi. Newton özellikle zaman ve mekanın objektif gerçekliğin tamamen ayrı unsurları olduğuna inanıyordu. Ve evrende hiçbir şey kalmasa, yok olsa dahi kendi başına var olmaya devam edeceğine inanıyordu.
Shakespeare ne demişti?
“Dünya bir sahne”
Ve Newton’a göre bu sahnede değişmeyen tek şeydi işte zaman. Dünyayı kökünden değiştiren kütle çekimi, hareket yasalarını anlatırken de dokunmadığı, sabit olarak kabul ettiği şeydi.
İşte o yüzden son videonun sonunda demiştik ya “bir sorun vardı”. Newton’ın ömrü boyunca çözemediği bir sorun. “Tanrı’nın bir işi olduğunu, bizim algılamamızın çok da mümkün olmadığını” düşündüğü bir sorun işte.
Bunun en belirgin göstergesi güneş sistemimizde bulunan Merkür gezegeninin hareketinde saklıydı.
Newton’ın yasaları her şeyi, elmanın hareketinden dünyanın yörüngesine kadar her şeyi tam olarak hesaplayabiliyordu ama işte Merkür bir türlü bu hesaplamalara uymuyordu. Sürekli yörüngesinde bir sapma oluyordu. “Tanrı’nın işi olmalı bu” dediği yer de burası işte.
Hatta bazı bilim insanları bunu açıklamaya çalışırken bizim göremediğimiz Vulcan adını verdikleri başka bir gezegen olduğunu düşünmüşlerdi. Ancak başka bir gezegenin kütleçekim etkisi ile açıklanabilirdi bu Merkür gezegeninin yörüngesindeki sapma. Ama yoktu işte.
Yok oğlu yoktu. Merkür’ün yörüngesinin tüm yasaları inkar etmesinin bir açıklaması yoktu!
Zaman sabit olduğu sürece de olmayacaktı.
Şimdi burada sizden bir şey isteyeceğim.
Çok ama çok zor. Biliyorum. Ama. Sizden “zaman” ile ilgili bildiğiniz her şeyi unutmanızı istiyorum. Zamanın nasıl geçtiğini, düz bir çizgi şeklinde aktığını, doğum-ölüm arasında bir çizgi halinde yaşayıp gittiğimizi, zamanın herkes için aynı olduğunu, nerede nasıl yaşadığınızdan bağımsız olarak her yerde herkesin aynı zamanı yaşadığını. Unutun. Çünkü bu algıyı tamamen yıkmamız gerekiyor. Çünkü yanlış. Hepsi yanlış…
Kim diyor bunu?
İlk önce Wilhelm Leibniz diyor bunu. Leibniz için önce, sonra veya birbiriyle eş zamanda olan olaylar vardı. Zaman, sadece bu ilişkileri zihnimizde organize etme şekliydi. Sonra bağımsız bir şekilde daha filozofik bir bakış açısıyla Immanuel Kant da katıldı. Immanuel Kant, zamanın kendiliğinden var olan bir şey, ya da kendiliğinden var olan şeyler arasındaki ilişkilerin bir sıralaması olmadığını savundu. Kant’a göre zaman, sadece zihinlerimizin sahip olduğumuz tecrübeleri organize etme şekliydi. Kant, zihnimizin dışında ve bizden bağımsız kendiliğinden var olan şeylerin aslında zamanda olmadığını öne sürdü.
Fakat tüm bu tartışmalara Albert Einstein son noktayı koyacaktı.
Fiziğin ve Einstein’ın mucizevi yılı olarak bilinen 1905 yılında Özel Görelilik Teorisinin de olduğu 4 tane inanılmaz araştırma yayımlayacaktı ve daha sonra 10 yılı aşkın bir kamp döneminin ardından Genel Görelilik Teorisini de yayımlayarak tarihe adını asla silinmeyecek şekilde yazdıracaktı.
Bunlar öyle tek cümleyle anlatılacak şeyler değil ve daha sonra bayağı detaylarına gireceğiz ama biz odağımızı kaybetmeyelim.
Zaman diyorduk.
Zaman nedir?
Newton hayranı da olan Einstein’ın kafasını en çok kurcalayan soruydu bu.
Çünkü Einstein, Maxwell’in denklemlerini gördükten sonra bir şeyden emindi artık. Evrende sabit olan tek şey ışık hızıydı. Nereden baktığınıza, nerede durduğunuza bakılmaksızın sürekli aynı hızda hareket eden, sabit olan tek şey ışığın hareketiydi.
E bu durumda newton’ın yasalarında bir şeylerin değişmesi gerekiyordu. Bir şeyler sabit olamazdı. Özellikle zaman. Sabit olamazdı…
Gelin bir örnekle ilerleyelim.
Bir felaket senaryosu ile.
Güneşin yok olduğu bir senaryo. Bir gün, güneşimiz önceden de fark edemediğimiz bir şekilde birden yok olsa.
Bu senaryoyu Newton’ın kütleçekim kanunu ile ele alırsak olacak olan şu. Dünya anında yörüngesinden çıkar ve uzay boşluğuna doğru yol alır. Anında.
Çünkü Newton’un kütleçekim yasasına göre birbirine çekim uygulayan iki cisim arasında bir halat varmış gibi düşünebilirsiniz. Sanki büyük olan küçük olan cismi uzanmış ve tutuyormuş gibi. Sabit ve anlık bir güç.
Fakat Einstein’a göre bu imkânsızdır. Çünkü evrende sabit olan ışık hızıdır ve hiçbir şey ışık hızını geçemez. Evrensel limitimizdir ışık hızı. Ve güneş ışığının dünyamıza ulaşması ise yaklaşık 8 dakika sürmektedir. Ve kütleçekim kuvveti de tam olarak ışık hızında hareket ettiğine göre güneş şu anda yok olsa biz 8 dakika boyunca hiçbir şey olmamış gibi yaşayabilecektik. Sonrası ise… O senaryo pek hoş değil. Sonra konuşuruz.
İşte bu bulgu bilim tarihinin en önemli bulgularından biriydi.
Ve garip olan şu. Newton’ın yasaları ile yaşayıp gidebilirdik. Hiç farkında bile olmazdık. Çünkü günlük hayatta bizim algılayabileceğimiz bir durum değil bu. Newton günlük hayatımızda algılayabileceğimiz kadarı ile ve güneş sistemimizdeki cisimlerin hareketlerini %99 oranında doğru hesaplayabilmişti.
Fakat bizim için sorun olmayan o %1 Einstein gibi insanlar için sorundu ve her şeyin bir açıklaması olmalıydı.
Einstein. Nasıl vardı bu sonuca peki?
Einstein aslında 16 yaşındayken bunun farkına varmıştı. Düşünce deneyleri meşhurdur Einstein’ın. Kafasında herhangi bir durumu canlandırabilir ve bununla cevaplar arardı.
İşte 16 yaşında kafasında kurduğu bir düşünce deneyinde bir tren ve iki insan vardı. Biri trenin içinde ve biri de dışarıda trene bakıyor. Tren ise çok çok yüksek hızda hareket ediyor.
İşte bu trenin arka tarafında 100 metre aralıklarla 2 tane ağaç olduğunu ve bu iki ağaca aynı anda yıldırım düştüğünü farz edelim.
Einstein’ın düşünce deneyine göre trenin dışında duran kişi için bu olay aynı anda gerçekleşir. İki ağaca da aynı anda yıldırım düşer. Ama hızla giden trende bulunan kişinin bakış açısından önce ilk ağaca yıldırım düşer ardından bir süre sonra diğerine…
Şimdi görelilik, izafiyet kavramları biraz daha anlamlı gelmeye başladı mı? Aynı olay. İki farklı insan. İki farklı zaman. Nasıl mümkün?
Şimdi biraz daha farklı bir örnekle Işık Hızının nasıl sabit olduğunu oturtmaya çalışalım.
Günlük hayatta bizim algıladığımız şekliyle hız da görecelidir ve toplama çıkarma şeklinde referans noktasına göre hesaplanır.
Yani iki araba düşünün. İkisi de saatte 60 km hızla ilerliyor olsun yan yana. İki arabadaki insanlar için diğer arabanın hızı kendi referans noktalarına göre sıfırdır. Yani hareket etmiyordur. Ama diğeri 80 km hıza çıktığında 60 km hızla giden araç için o araç 20 km hızla hareket ediyordur. Temel kanun bu. Ama ışık hızında bu işe yaramıyor.
Mesela. Işık hızı tam olarak saniyede 299.792.458 metredir. Ama hesaplama kolaylığı açısından 300 milyon metre bölü saniye diyelim ve bir uzay gemisi inşa edelim ve bu uzay gemisi saniyede 150 milyon metre hızda gidebilsin ve bir ışık parçacığının yanında hareket edelim.
Normal şartlarda bu uzay mekiğinden bu ışık parçacığının hızını ölçtüğümüzde sonucun 150 milyon m bölü saniye çıkması gerekiyor değil mi?
İşte değil. İster durduğun yerden ölç ister ışık hızının yarısına ya da 100’de 90’ına ulaş. Nereden ölçersen ölç ışığın hızı tam olarak saniyede 299.792.458 metre çıkacaktır.
NASIL YA? NASIL?
Anlatalım. Yani. Anlatmaya çalışalım.
E = mc2
Fiziğin en bilinen denklemi. İlla ki duymuşsunuzdur.
Burada E enerji m kütle c2 ise ışık hızının karesidir.
Ve bu denklemi Einstein ilk yazdığında m = E / c2 şeklinde yazmıştı. Yani. Enerji ve kütle yer değiştirebiliyor.
Yani enerji ve kütle.
Sıkı durun.
Aslında. Aynı şey.
Yani gördüğünüz, bildiğiniz her şey, somut olarak tutabildiğimiz, gözlemleyebildiğimiz her şey. Aslında enerji. Siz. Enerjiden meydana geliyorsunuz. Ve çok ciddi bir enerjiden bahsediyoruz.
Mesela bir adet ataşı ele alalım. Şu kağıtları tutturduğumuz şey.
Bu ataşı meydana getiren her bir atomu enerjiye dönüştürebilseydik ortaya 18 kiloton kuvvetinde TNT patlayıcıya eşdeğer bir enerji açığa çıkardı. Ve bu da hiroşimaya atılan atom bombasına yakın bir kuvvet demektir…
Bahsedeceğiz bunlardan da…
Ama konudan sapmadan bu denklem, dolayısıyla Einstein şunu söylüyor.
Bir nesnenin hızı arttıkça enerjisi de artar ve dolayısıyla kütlesi de artar ve ışık hızına yaklaştıkça bu hızı koruması için sonsuz evet sonsuz enerjiye ve dolayısıyla kütleye ihtiyaç duyar ve işte bu nedenledir ki ışık hızını geçmek imkansızdır.
Burada bizim algı sınırlarımızı zorlayan asıl nokta ise şu.
Bizim algıladığımız fiziğe göre hız çarpı süre = mesafe’dir. Ama işte bu denkleme ışık hızını koyduğunuzda bizim bildiğimiz haliyle fizik kuralları işlemiyor. Çünkü, söylediğim gibi, ışık hızı sabit. O nedenle zaman ve mesafede farklılıklar olması gerekiyor.
İsterseniz son bir örnekle toparlayalım.
Ahmet ve Ayşe isminde ikiz kardeşlerden bahsedelim.
İkisi de astronot olsun ve bize bu yasayı kanıtlamak amacıyla bir deneye katılsınlar.
Ahmet dünyada kalsın ve Ayşe de ışık hızının %99. 997’sine ulaşabilen bir uzay mekiği ile 1 yıl sürecek bir yolculuğa çıkmış olsun. Bu yolculuk başladığında ikisi de 30 yaşında olduğunu varsayarsak 1 yıllık yolculuk sonrasında Ahmet ve Ayşe buluştuğunda Ayşe haliyle 31 yaşında olacak ama dünyada kalan Ahmet tam 81 yaşında olacaktır. Bu hızda hareket eden biri için zaman çok çok yavaşlayacaktır.
Ve Ahmet ile Ayşe de aralarında 51 yıl yaş farkı olan ilk ikizler olacaktır muhtemelen.
Bu arada bu teori gerçek hayatta da 1971 yılında kanıtlandı. Hafele-Keating deneyi olarak bilinen deneyde birbirlerine senkronize edilmiş üç atom saatinden ikisini birbirlerine zıt yönde biri doğuya diğeri batıya olacak şekilde uçağa bindiriler. Üçüncüsü ise havaalanında bırakılır. Uçaklar iniş yapar ve üç atom saati kontrol edilir; artık senkronize değillerdir. Doğu yönünde uçan uçağın saati, havaalanında kalana kıyasla saniyenin milyarda 59’u kadar geridir. Batı yönünde uçan ise saniyenin milyarda 273’ü kadar geridir.
Algılaması çok güç değil mi? İnsanın aklı bir türlü kabul edemiyor.
Fakat günlük hayatımızı etkileyen sadece bir örnek bile bu teorinin önemini anlamamız için yeterli olabilir belki de. GPS sistemleri mesela. Yörüngede bulunan uydular oldukça yüksek hızlarda hareket ettikleri için çok az da olsa zaman farkı oluşuyor ve bu zaman farkı sürekli senkronize ediliyor. Aksi taktirde şu anda Google map gibi uygulamalardan baktığınızda konumunuz kilometrelerce sapabilir ve hiçbir şeyin yerini tam olarak saptayamazdık.
Ve tüm bu bahsettiklerim Albert Einstein’ın 1905 yılında yayımlamış olduğu Özel Görelilik Teorisinin çok çok kısa bir özetiydi.
Henüz kütleçekiminden ve genel görelilik teorisinden bahsetmedim farkındaysanız.
Ya da Einstein’ın da tıkanıp kaldığı “Kuantum” dünyasından.
Henüz yeni başlıyoruz diyebilirim o nedenle.
Bahsettiğim tüm kanunlar, teoriler, örnekler… İnsan bir noktada “benim günlük hayatım için bu ne ifade ediyor” diye sorabiliyor. Ben de düşünmüyor değilim kimi zaman. Algılaması o kadar güç geliyor ki… Bırakmak istiyor.
Ama sonra kendimi evreni düşünürken buluyorum. Ve az önce bahsettiğim “enerjiyi” düşünürken. Hepimizin. Her şeyin. Enerjiden ibaret olmasını.
Zamanın. Tamamen bir yanılsama olmasını.
Her şeyin, olaylara bakış açımızın, dertlerin, tasaların, sevinçlerin, hüzünlerin… Her şeyin göreceli olmasını. Nereden baktığımıza göre değişmesini…
Tüm bunları düşündüğümde fizik diyorum… Bana aslında beni anlatıyor.
Ve tüm bakış açımı değiştiriyor. Hayata, evrene, olan bitene, tüm sosyal problemlere, siyasete, maddeye, psikolojiye, kendime olan…
Bakış açımı…
Kökünden değiştiriyor…
O yüzden…
Bakalım bir sonraki videoda kendimizle ilgili neler öğreneceğiz.
Buluşalım mı tekrar ilk fırsatta?
O zamana kadar kendinize çok iyi bakın.
Ve her zaman olduğu gibi.
İyi ki varsınız!
Sevgiler…
Kaynaklar:
Relativistic Time – Exactly What Is Time?
Early Modern Philosophy – Exactly What Is Time?
Absolute Time – Exactly What Is Time?
NOVA | Einstein’s Big Idea | Library Resource Kit: E = mc2 Explained | PBS
Süper