Büzülen Uzay, Esnek Zaman

Uzay ve zaman konusuna neden geldik? Işık dahil olmak üzere her şeyin hızı, belirli bir zaman diliminde katedilen mesafedir. Mesafeler genelde cetvelle, zaman ise saatle ölçülür. Dolayısıyla, “Nasıl oluyor da herkes, hareket durumları ne olursa olsun, aynı ışık hızını ölçebiliyor?” Sorusunu bir başka şekilde ortaya koyabiliriz: İnsanların, belli bir zamanda katettiği mesafeyi ölçtüklerinde, ışığın hızını her zaman tam olarak saniyede 300.000 kilometre bulmaları için, cetvel ve saatlere ne olması gerekiyor?

Evrendeki herkesin ışığın hızı üzerinde hemfikir olabilmesi için, uzay ve zamana ne olması gerektiğine dair bir denklemden bahsediyoruz. İşte, özel görelilik kısaca budur.

Üzerine doğru ışık hızının 0,75 katı hızla gelen bir uzay çöpüne lazerle ateş açan bir uzay gemisi düşünelim. Lazer ışını uzay çöpüne ışık hızının 1 ,75 katı hızla çarpamaz, çünkü bu imkansızdır; tam olarak ışık hızında çarpması gerekir. Bunun gerçekleşebilmesinin tek yolu, olayları gözlemleyen ve yaklaşmakta olan ışığın belli bir zamanda katettiği mesafeyi tahmin eden birisinin, mesafeyi olduğundan az ya da zamanı olduğundan fazla saptamasıdır.

Aslında Einstein her ikisinin de olduğunu keşfetmiştir. Uzay gemisini dışarıdan gözlemleyen birisi için, hareket halindeki cetveller büzülür ve hareket halindeki saatler yavaşlar. Yani uzay “büzülür” ve zaman “genişler.” Dahası bunu tam olarak, ışık hızının evrendeki herkes tarafından saniyede 300.000 kilometre olarak ölçüleceği şekilde yaparlar. Bu durum dev bir kozmik komployu andırmıyor mu? Evrenimizdeki sabit olan unsur, uzay ya da zamanın akışı değil, ışığın hızıdır. Ve evrendeki her şeyin, kendisini ışığın egemen durumuna göre ayarlamak dışında hiçbir şansı yoktur.

Hem uzay hem de zaman görecelidir. Işık hızına yaklaşan hızlarda mesafeler de zaman aralıkları da ciddi ölçüde bozulmaya uğrar. Bir kişinin uzay aralığı ile bir başkasının uzay aralığı aynı değildir. Aynı şekilde, bir kişinin zaman aralığı ile bir başkasının zaman aralığı da aynı değildir.

Zamanın farklı gözlemciler için farklı hızlarda aktığı anlaşılmıştır. Bu fark, birbirlerine göre ne hızda yol aldıklarına dayanmaktadır. Ve hareket hızlandıkça, saatlerinin tiktakları arasındaki tutarsızlık da artar. Ne kadar hızlı yol alırsanız, o kadar yavaş yaşlanırsınız! Zamanın yavaşlamasının ancak ışık hızına yaklaşan hızlarda anlaşılabilmesi gibi basit bir nedenden ötürü, insanlık tarihinin büyük bir kısmında bu gerçeği fark edemedik. Teknolojimizin izin verdiği en hızlı araçlardan olan süpersonik jetler bile ışık hızının yanında içler acısı bir durumdadır. Işık hızı yalnızca saatte 30 kilometre olsaydı, bu gerçeğin keşfedilmesi için Einstein gibi bir dahiye ihtiyacımız olmazdı. Bu durumda, zamanın genişlemesi ve mesafelerin kısalması gibi özel görelilik durumları beş yaşındaki bir çocuk için bile apaçık ortada olurdu.

Zaman için geçerli olan, uzay için de geçerlidir. İki kütle arasındaki mesafe farklı gözlemciler için, birbirlerine göre ne hızda yol aldıklarına bağlı olarak değişen farklı sonuçlar verir. Ve hız arttıkça, cetvelleri arasındaki tutarsızlıklar da büyür. “Ne kadar hızlanırsanız, o kadar incelirsiniz,” demiştir Einstein. 3 Hayatlarımızı ışık hızına yakın bir hızda yol alarak yaşıyor olsaydık, bu da kendinden menkul bir gerçek olurdu. Ancak doğanın yavaş kulvarında yaşadığımız normal hayatlarımızda, uzay ve zamanın hareket halinde kum tanecikleri ve ışığın değişmeyen hızının da evrenin üzerine kurulu olduğu temel nokta olduğu gerçeğini fark edemeyiz.

(Göreliliğin zor olduğunu düşünüyorsanız, Einstein’ın şu sözleriyle avunabilirsiniz: “Dünyada anlaşılması en zor olan şey gelir vergisidir!” Öte taraftan büyük fizikçiyle 1921 yılında çıktığı gemi seyahatinin ardından İsrail Cumhurbaşkanı Chaim Weizmann’ın söylediklerini ise duymazdan gelmek gerekir: “Einstein tüm seyahatimiz boyunca bana teorisini açıklamayı sürdürdü ve son gün, teoriyi anlamış olduğuna tamamıyla ikna oldum!”)

Herhangi bir şey ışıktan daha hızlı yol alabilir mi? Durum şu ki, hiçbir şey bir ışık huzmesini yakalayamaz. Yine de hayatlarını sürekli olarak ışıktan daha hızlı bir hareket halinde geçiren “atomaltı” parçacıklar olması mümkün. Fizikçiler bu türden varsayımsal parçacıkları takyon olarak adlandırıyor. Takyonlar gerçekten varsa, belki de uzak gelecekte vücutlarımızdaki atomları takyonlara çevirmenin bir yolunu bulabilir ve böylece ışıktan daha hızlı hareket edebiliriz.

Fakat takyonlarla bağlantılı problemlerden biri, hareket halindeki gözlemcilerin bakış açısıyla, ışıktan daha hızlı hareket eden bir kütlenin zamanda geriye doğru yol alıyormuş gibi görünebileceğidir!

Şöyle bir dörtlük biliyorum:
Wright adında bir uzay gezgini
Işıktan daha hızlı yol almış bir keresinde
Bir gün seyahate çıkmış, göreli bir şekilde
Ve geri dönmüş bir gece öncesinde
Anonim

Aslında zamanda yolculuk fizikçilerin ödünü patlatıyor, çünkü bu olay, zamanda geriye giderek büyükbabanızı öldürmeniz gibi mantıksal çelişkilere yol açabilecek ciddi paradokslara gebe. Anneniz doğmadan önce büyükbabanızı öldürdüğünüz takdirde, doğmamış olacağınıza göre, nasıl olur da zamanda geriye giderek büyükbabanızı öldürmüş olabilirsiniz? Fakat bazı fizikçiler, henüz keşfedilmemiş bazı fizik kurallarının paradoksal olayların önüne geçebileceğini ve böylece zamanda yolculuğun mümkün olabileceğini düşünmekte.