Zaman yolculuğu insanlık tarihinin en büyük hayalidir. Halada en büyük hayali olmaya devam etmektedir. Zaman yolculuğunun gerçekleşebilmesi bir takım fizik kurallarının bilinmesi gerekmektedir. Bunların başında da İzafiyet ( Rölativite ) teorisinin bilinmesi insanlara yardımcı olacaktır.
Einstein’ın özel rölativite teorisi. Birbirine göre sabit hızda (ivmesiz) hareket eden sistemlerdeki olayları açıklar.
Özel Rölativiteye göre zaman, hareket, kütle, uzunluk rölatiftir.
Bunları açıklayalım:
Bir nehir üzerinde bir köprünün ortasında durduğunuzu ve alttan akmakta olana suya gözlerinizi ayırmadan baktığınızı düşünün, kısa bir süre sonra suyun durduğunu ve kendinizin hareket halinde sanırsınız.
Boş bir uzayda bir uzay gemisi ile saatte 10.000 km hızla uçtuğunuzu düşünelim. Burada akla gelen ilk şey neye göre sorusu olacaktır. Bir hareketin tanımı için mutlaka bir referans noktası gerekmektedir. Uzayda hareketsiz bir nokta olamadığı için, durağan bir noktaya göre hareket tanımlanamaz ancak referans noktasına göre rölatif hareket tanımlanabilir.
Diyelim ki dünyaya göre hareketimizi tanımlıyoruz. Bu arada bir başka uzay gemisi de yine dünyaya göre saatte 20.000 km hızla hareket etsin. Bu uzay gemisi de yine yanımızdan geçtiğinde neler düşüne bilirsiniz.
1- Saatte 10.000 km hızla bir uzay gemisinin, sizin duran uzay geminizin yanından geçtiği söylenebilir.
2- Diğer uzay gemisinin durduğu ve sizin uzay geminizin 10.000 km/h hızla geriye doğru gittiği iddia edilebilir.
3- Bir başka referans noktası varsa; her iki uzay gemisinin de hareketli olduğu ve diğer uzay gemisinin sizinkinden hızlı olduğu gözlemlenebilir.
Bir demir yolu üzerinde hareket eden tren ve trenin içinde hareket eden bir yolcu düşünelim. Klasik mekanik kurallarına göre hareket halindeki kişinin yere göre hızı V=V1+V2’dir.
Halbuki bu sonuç düşük hızlar için doğru gibi görünse de hızlar ışık hızına yaklaştığında sonuçlar oldukça yanlış değerler verir. Doğru formülasyon Lorentz dönüşüm denklemleri ile verilmiştir. V1+V2
V=1+{(V1Xv2)/C2}’ dir.
Özel Rölativite bize evrende ışık hızının sabit olduğunu ve C değerinin hiçbir zaman asılamayacağını söyler.
Yani; bir elma ağacı altında yatmakta olan bir kişi, ışık hızının yarısı hızda hareket eden bir tren içinde, yine ışık hızının yarısı hızda hareket etmekte olan bir şahsı gördüğünde şahsın, elma ağacı altındaki kişiye göre hızı C olamaz. Ancak ışık hızının beşte dört’ü kadar olur. Yine buradan; ışık hızında giden bir trenden, ışık hızında atılan bir taşın elma ağacı altında yatan kişiye göre hızı, 2C olamaz yalnız C olur.
Uzayda bir platform düşünelim. Burada küçük bir uzay gemisi var ve çalışmıyor. Kaptan pilot bey- şuna bir omuz atında çalıştıralım diyor ve itiyorsunuz, yavaşça hareket ediyor. Fakat şu kenarda duran uzay motosikletini çok daha kolay yerinden hareket ettirip hızlandırabiliyorsunuz. Büyük gemi harekete karşı daha çok direnç gösterdi; çünkü kütlesi büyük.
“ Bir cismin hızlanmaya veya yavaşlamaya gösterdiği direnç o cismin kütlesidir.”
Ağırlık ise bir kütle çekim alanında cisme (bir kütleye) uygulanan çekim kuvvetidir. Bir kütleyi hızlandırmak üzere bir kuvvet uygulamak gerekir. Değişmeyen bir kuvvet uygulanması ile cisim sabit bir ivme kazanır, yani belli bir zamanda, zamanın karesi ile orantılı yol kat eder ve birim zamanda belli bir miktar hızlanır (a=dv/dt veya dx/dt2 )‘dir.
Bir kütleyi hızlandırmak için harcanan kuvvet sabit olduğunda, çok uzun bir zaman sonra hızın sonsuza kadar artabileceği bir klasik mekanik kuralıdır.
Ama gerçek bu olabilir mi?
Hayır tabi ki olamaz. Rölativite bize bunun olamayacağını göstermektedir.
Çünkü rölativite bize hızın arttırılması durumunda kütlenin de artacağını söyler, yani biz iyice hızlanmış bir cismi, biraz daha hızlandırmak için önceki kadar değil daha fazla kuvvet ve sonunda ışık hızına geldiğimizde sonsuz kütle ve sonsuz kuvvet gerekir,bu da olanaksızdır.
Işık hızının 4/5’i kadar hızda bir cismin kütlesi nerede ise iki kez artar, yani biz bu cisme aynı oranda hız kazandırmak için iki misli kuvvet harcarız.
Işık hızının %90’ına gelindiğinde kütle artışı nerede ise 5 mislidir. Bu nedenle relativite bizim evrenimiz için ışık hızının sınır olduğunu söyler;
Kütle artışı formülü;
MO
M=V1-{v2/c2}
ZAMAN NEDİR?
İşte yukarıda yazdığım tüm bu açıklamaların nedeni konuya geldik zaman insanlığı bir düzende yaşamasını sağlayan bilinen en güçlü birim; insan oğlu yüzyıllardır zamana hakim olmanın hayalini kurmuştur. Zaman yolculuğu; insana hoş gelebilir ama bir o kadar da korkutucu. Eğer bir gün gerçekleşirse bizler için sonuçları çok kötü olabilir. Fakat bir tesellimiz var zaman yolculuğu gerçekleştiğinde mevcut etkileri yolculuğu gerçekleştiren kişilerden başkası tarafından hissedilmeyeceğine mantık sayesinde düşünebiliyorum. Neyse konumuza geri dönelim ;
Klasik mekanikteki mutlak zaman kavramı artık yoktur, zaman artık rölatif bir kavram, zaman hızla bağlantılı bir olgudur.
Klasik ikizler paradoksunu genelde hepimiz biliriz. Bunun daha ilerisi bile olabilir. Şimdi bir uzay ussu düşünelim ve birde yolculuğa hazır uzay aracımız olsun. Bu uzay gemisi ile yolculuğa çıkacak bir pilot ve 10 yaşında bir oğlu olduğunu varsayalım. Pilot 30 oğlu 10 yaşında diyelim.
Pilotumuzun roketi ateşleniyor ve yakın bir gezegen olan Capella’ya doğru yol çıkıyor. (Capella; arabacı takım yıldızından sıfırıncı kadirde, yani gözle görülebilen bir yıldızdır.)
Pilotumuzun görevini yapadursun zaman geçmektedir. Görevini bitirip evine döndüğünde coşkuyla karşılanır özlemle eşini sorar, eşi artık yoktur. Aradan geçen 45 yıl içinde ölmüştür. Oğlunu sorduğunda karşısındaki 55 yaşındaki oğlunu gösterirler. Oğlu babasını tanımaz çünkü aradan geçen 45 yıl içinde pilotumuz 5.6 yıl yaşlanmıştır.
Bu olayı açıklayayım. Pilotumuz ışık hızını %99’u kadar bir hızla yol almıştır ve dünyada 45 yıl süren bir zamanı 5.6 yıl olarak yaşamıştır.
Bunlar gerçek midir? Evet ışık hızına yakın hızlarda organizmanın yaşlanması, kalp atışları ve saat tik takları hepsi yavaşlar zaman artık hızla ilişkin bir kavramdır. Zaman yavaşlamıştır, organizma daha geç yaşlanmaktadır, ışık hızında ise zaman durur.
Tüm bunlar bizim everenimizin sınırlarını oluşturur. Evreni oluşturan güç bize bu kadarını yeterli görmüştür. İnsanoğlu bu sınırları aşabilir mi? Kim bilir belki bir gün, ama oldukça uzak bir gün.
ZAMAN YOLCULUĞU MÜMKÜN MÜ?
Zaman yolculuğu bu bilgilere göre mümkün mü? Sorusu tartışma götürür bir soru ama elimizdeki verilere göre gerçekleşmesi çok uzak bir gelecekte saklı olabilir fakat bir gerçek var. Yukarıda yazdığım gibi ışık hızına ulaşılmasının mevcut teknoloji ile imkansız ışık hızına ulaşıldığı vakit zaman duracak aşıldığı anda ise geçmişe yolculuk başlayacak şuan için insanoğlunun yapabileceği tek şey ışık hızına yaklaşıp zamanı yavaşlatmak yukarıdaki pilotumuz gibi.
Ama zamanımızda zaman yolculunu herkes gerçekleştiriyor. Bir yerden bir yere giderken, yürürken, koşarken niye derseniz bir nesne hızlandığı zaman belli bir ivme ile zamanı yavaşlatıyor. Bir yerden bir yere giderken yapmış olduğunuz hızın varış zamanınızı etkilemesi en basit örnek.
Fakat bir geçek var. Zaman yolculuğu gerçekleşse bile gerçekleştiren kişi yada nesne tarafından sonuçları hissedilir. Biz yine normal yaşamımıza devam ederiz. Birde buna hakkımız olduğuna şahsen ben karşıyım.
Konu ile ilgili kitaplar:
1) Einstein: Jeremy Bernstein, Yazko Bilim
2) Evren ve Einstein: Lincoln Barrett, Varlık Yayınları
3) Özel ve Genel Görelik Kuramı: Einstein, Idea Yayın
4) Uzay, Zaman: Maxwell, Einstein, Schrödinger, Born, Idea Yayın
5) Evren ve Dönüşümleri: Roland Omnes, Onur Yayınları
6) Fiziğin Evrimi: A. Einstein, L. Infeld, Onur Yayınları
7) Görelik Kuramı: Max Born, Evrim Yayınları
8) Bilimin Öncüleri: Cemal Yıldırım, Remzi Yayınları
9) Bilim Tarihi: Cemal Yıldırım, Remzi Yayınları
10) Albert Einstein: Leopold Infeld, Onur Yayınları
