Astronominin en merak edilen konusu: Zaman Yolculuğu

🌌

Düşüncelere dalmış olan halimizden birazcık uzaklaşmaya hatta her şeye fazlaca uzak bir çerçeveden bakmaya ne dersiniz? Bir hayli uzaktan Dünyamıza el sallamayı, yakınınızdan geçen asteroitlere çarpmamayı ihmal etmeyin derim. Uzay boşluğunda sessizliğe doğru sürüklenirken aklınızdan geçen bütün sorular; evren, varoluş, yıldızlar, kanunlar, gezegenler, canlılık, zaman…

İşte Astronomi: bu soruların cevaplarını bulmanıza yardım eden bilge varlık! Ya da alıştığımız klasik kitap tanımlarına göre gök cisimlerini ve gök olaylarını inceleyen bilim dalı. Bu yazı dizisinde Astronominin en gözde, en merak edilen ve birbirinden değerli konularını inceleyeceğiz. Tabii ki bu seriye zaman yolculuğuyla başlamazsak zaman yolcularının hatırı kalırdı.

 

Öyleyse zaman yolculuğunu mümkün kılabilecek birkaç hipotezimi ve bununla ilgili kuramları anlatmakla başlayalım. Öncelikle fizikte zaman göreceli ve soyut bir kavramdır dolayısıyla, zamanı anlatabilmek için bir sayı doğrusu kullanmak, Dünyadaki hareketli nesnelere göre zamanın ileriye doğru aktığını kabul etmek bazı şeylerin anlaşılması için bize kolaylık sağlayacaktır. Zamanda yolculuğun mümkün olup olmadığını bu sayı doğrusunda ileri geri oynamalar yaparak tartışacağız.

 

Newton’ın Hareket Yasalarına ve Einstein’ın Görelilik Kuramlarına göre evrenin hız limitinin ışık hızı olduğunu, 1 metrenin ise ışığın boşlukta 1/299.792.458 saniyede aldığı mesafe olduğunu biliyoruz. Dünyadaki hareketli nesneler, arabalar, uçaklar, roketler; hatta gezegenler veya galaksilerin hızları bile ışık hızına ulaşmış değil. Dolayısıyla bu nesnelerin hepsi için zamanın sayı doğrusunda ileri doğru 1, 2, 3… şeklinde aktığını söylemek mümkün. Öte yandan ışık hızında bir parçacığın yaşadığı zaman olgusu ise çok daha karmaşıktır. Çünkü madde ışık hızına yaklaştığında zaman yavaşlayacaktır ve bu durumda ışık hızında zamanın durduğunu -yani sayı doğrusunda 0 olduğunu- söylemek yanlış olmayacaktır.

Teorik fizikçilere göre öyle bir parçacık vardır ki bu konuda ışık hızını bile geçmiş durumdadır. Takyonlar adı verilen bu varsayımsal parçacıklar ışık hızından daha hızlı hareket edebilen atom altı parçacıklardır. Öyle gariptir ki yalnızca Newton veya Einstein’ın değil, fiziğin en temel kurallarını da çiğner. Nedensellik ilkesine bile bana mısın demez. Bu garip parçacıkların varlığını hipotetik olarak Lorentz dönüşümlerinden(1) elde edebiliriz. Bunun için denklemdeki v’nin değerini c den büyük bir değer seçmemiz yeterli olacaktır. Böylece kök içerisinde yer alan değer negatif çıkacak ve bu da sanal sayılarla işlemin gerçekleşeceğini gösterecektir. Sonuç olarak matematiksel olarak varlığı söylenilebilen bu gizemli parçacıkların fiziksel varlıkları kanıtlanabilmiş değildir.

Peki, takyonun zamanda yolculukla ne ilgisi var? Takyonun ışık hızından daha hızlı hareket ettiğini söylemiştik bu da bu parçacığın zamanında bir terslik olduğu olgusuna yani zamanın geriye doğru -1,-2,-3… şeklinde aktığına işaret eder. Dolayısıyla şu an günümüz iletişim araçlarını değil de varsayımsal olarak takyonlar arası bir iletişim ağı kullanabilseydik daha arkadaşlarımız bizi buluşmaya davet etmeden onlara “evet, gelebilirim.” mesajını atabilecektik. Daha sınava girmeden, “100” aldığımız sonucuna ulaşabilecektik. Özet olarak, bildiğimiz nedenden sonra sonucun teşekkül etmesindense, sonuç gerçekleştikten sonra nedenin oluşması gibi nedensellik ilkesini kıran bir durumla karşılaşırdık. Belki de bu parçacıkların modellemesiyle oluşturulacak “takyonik” bir ulaşım yöntemiyle de zamanda geriye bile gidebilirdik. Hatta zamanda geriye gitmişken, filmlerde olduğu gibi, kendi kaderimizle oynayıp kendimizi minik bir paradoksa bile sokabilirdik.

Peki zamanda yolculuk yapmak için bilim-kurgu filmlerinde gördüğümüz gibi bir geçit oluşturmamız mümkün mü? Eğer fiziksel olarak varlıkları saptanmış olsaydı solucan deliklerinin  bir zaman geçidi olduklarını söyleyebilirdik. Nasıl mı?

Solucan delikleri de tıpkı takyonlar gibi tamamen matematiksel bir öngörü olarak karşımıza çıkmaktadır. İlk olarak Ludwig Flamm tarafından çalışılmış olsa da onun çözümünden habersiz olduğu bilinen Einstein ve Rosen’in çalışmaları bu konuya ses getirmiştir. Hatta bu nedenle Einstein – Rosen köprüsü olarak da bilinmektedir. Eğer solucan delikleri fiziksel olarak var olabilseydi karadeliğin solucan deliklerinin bir girişi olabileceğini söyleyebilecektik. Schwarzschild, Kruskal koordinatları ve Einstein denklemleri genişletilerek çözümlendiğinde iki tekilliğin ortaya çıktığı bunlardan birinin kara delik diğerinin ise onun zıttı davranışına sahip teorik bir beyaz deliği temsil ettiğini söyleyebiliriz. Şekilde(2) gördüğünüz bir solucan deliği modellemesidir. A ve B olmak üzere iki giriş, mavi ve pembe olmak üzere de iki olası yol gösterilmektedir. Varsayımsal olarak ışığın mavi yolu, herhangi bir nesnenin ise pembe yolu tercih ettiğini düşündüğümüzde solucan deliğinden geçen nesnenin B noktasına daha hızlı varacağı söylenebilir. Bu da bildiğimiz fiziksel yolculuklardan öte, zaman doğrumuzda kaymalara neden olabilecek adeta alternatif kısa bir yol sunulduğunu gösterir.

Gelin sizle bu geçitleri kullanarak geleceğe olduğu gibi geçmişe de seyahat edebileceğimiz küçük bir düşünce deneyi tasarlayalım. Işık hızına yakın hızda hareket eden nesnelerin zamanının göreli olarak daha yavaş aktığını biliyoruz. O halde solucan deliklerinin girişlerini taşınabilir olmak üzere A ve B kapıları olarak seçelim. Bu kapılardan A’yı uzayda ışık hızına yakın bir hızda seyahat edecek A kişisine, bir dijital saat ile verelim. B kapısı ise Dünyada bekleyecek olan ve A ile aynı yaşta olan B kişisinde, yine diğeriyle özdeş bir saat ile kalsın. A kişisinin seyahati öncesi B ile saatlerinin aynı zaman dilimlerini gösterdiğini unutmayalım. A kişisi, A kapısı ile beraber uzayda seyahat ettiğinde ona göre zamanın daha yavaş aktığını, bu sürede B kişisinin zamanının daha hızlı aktığını söyleyebiliriz. Bu yolculuk süresince A ve B kişileri birbirlerini kapılar vasıtasıyla görebileceklerdir. Seyahat sonunda A kişisi Dünyaya döndüğünde, B kişisini daha yaşlı görmekte ve B kapısından baktığında geleceği izleyebilmektedir. Aynı şekilde B kişisi A kapısından baktığında geçmişi görebilecek ve hatta bu geçidi kullanılarak geleceğe veya geçmişe adım atabileceklerdir.

Bu düşünce deneyinin pratikte mümkün olmayacağı aşikârdır. Çünkü solucan deliklerinin girişinden birinin karadelik olabileceğinden bahsetmiştim. Modern fizikte de karadelikler birçok teori ile uyumlu; gözlem ve dolaylı kanıtlarla desteklenmişken beyaz delikler için böyle bir durum söz konusu değildir. Ayrıca olası bir Einstein-Rosen köprüsünün de kararsız olacağı ve geçilemeyen bir geçit olarak çok kısa sürelerde kaybolacağı bilgisini de vermek isterim. Geçilebilir solucan deliği teorisi ise 1988 yılında Morris ve Thorne tarafından yazılan makalede[3] matematiksel olarak incelenir. Fakat böyle bir geçidi dolduracak bir egzotik madde varlığı ya da bu deliğin zayıf enerji koşuluna ters düşmesi ile solucan deliklerinin fiziksel varlıkları yine aklımızda bir soru işareti olarak kalmaktadır.

Sonuç olarak Takyonlar ile birlikte Solucan Delikleri de gerek fizik kurallarını alt üst etmeleri gerekse sadece matematiksel öngörüler olarak bulunmaları ile fiziksel bir kanıt taşımamakta ve oluşumlarının fiziksel olarak varlıkları kanıtlanmadığı müddetçe zamanda yolculuğu sadece düşüncesel olarak mümkün kılmaktadır. Düşünce ise öyle kutsal bir varlıktır ki imkansızlığı bile idea olarak bize sunar.

(3)” Cogito, ergo sum! “

Descartes’in dediği gibi(3) bildiğimiz her şeyden kuşku duyabiliriz ama kuşku duyabilen kendimizden kuşku duyamayız. Takyonlar, solucan delikleri, zamanda yolculuk ve daha bunlar gibi pek çok teorik oluşumlara şüpheyle yaklaşabiliriz. Ama kuşku duymamız bu varlıkların oluşumuna engel değildir. Bana kalırsa aklımıza gelen bu düşünceler imkansız olsaydı zaten düşünceye dönüştürülemezdi. Dolayısıyla düşünce ile yapabileceğimiz bütün yolculukların mümkün olduğuna inanıyorum. Belki Tertullian gibi “akıl olmaz olduğu için inanıyorum” ya da Clemens gibi “anlamak için inanıyorum”; hiç olmazsa Thomas Aquinas gibi “inanayım diye biliyorum”.

Bilimle Kalmanız Dileğiyle…

Hoşça kalın.

Gizem Şahin

 

Daha ayrıntılı bilgi için:

[1] Clay, R. W., & Crouch, P. C. (1974). Possible observation of tachyons associated with extensive air showers. Nature, 248(5443), 28-30.

[2] Einstein, A., & Rosen, N. (1935). The particle problem in the general theory of relativity. Physical Review, 48(1), 73.

[3] Morris, M. S., & Thorne, K. S. (1988). Wormholes in spacetime and their use for interstellar travel: A tool for teaching general relativity. American Journal of Physics, 56(5), 395-412.

Kaynaklar:

• Bernstein, J. (2013). A palette of particles. Harvard University Press.
• Gültekin, Ö. Einstein Alan Denklemlerinin Schwarzschild Çözümü, Karadelikler ve Solucan Delikleri.
• Christodoulides, C. (2016). The special theory of relativity. Springer.
• https://astronomi.itu.edu.tr/wp-content/uploads/2019/02/resim6.png
• https://www.kozmikanafor.com/takyon-isiktan-hizli-varsayimsalparcaciklar/