Zaman Nedir?
zaman, evrenin başlangıcından günümüze kadar düzenli ve değişmez olarak kabul ettiğimiz az sayıdaki şeyden biridir. zaman geçmiş, şimdiki zaman ve gelecek arasındaki periyotları ölçerek çalışır.
ancak bu, inanılmaz derecede karmaşık bir konuya verilmiş basit ve belirsiz bir yanıttır.
zaman her yerdedir ve dünya'daki yaşamı kaydetme şeklimizin temelini oluşturur. medeniyetler yükselir ve düşer, yıldızlar doğar ve söner ve bu anların günümüzle ilişkisini takip etme yöntemimiz değişmeden kalır. ancak zaman sanıldığı kadar sabit ya da basit değildir.
17. yüzyılda fizikçi isaac newton, zamanı yaydan atılan, doğrudan, düz bir çizgide ilerleyen ve yolundan asla sapmayan bir ok olarak gördü. newton'a göre dünya'daki bir saniye, mars, jüpiter veya derin uzaydaki saniyeyle aynı uzunluktaydı. mutlak hareketin tespit edilemeyeceğine inanıyordu, bu da evrendeki hiçbir şeyin, hatta ışığın bile sabit bir hıza sahip olmadığı anlamına geliyordu. bu teoriyi uygulayarak, zamanın sabit olması gerektiği varsayımına ulaştı. buna göre zaman, herhangi iki saniyenin uzunluğu arasında hiçbir fark olmaksızın, bir saniyeden diğerine ilerlemekteydi.
ancak 1905 yılında albert einstein, ışığın hızının değişmediğini, sabit olduğunu ve saniyede 186.282 mil (saniyede 299.792 kilometre) hızla ilerlediğini ileri sürdü. zamanın daha çok yerçekimi ve uzay-zamanın etkilerine bağlı olarak yavaşlayan ya da hızlanan bir nehre benzediğini öne sürdü. zaman, farklı kütle ve hızlara sahip kozmolojik cisimlerin etrafında hızlanıp yavaşlıyordu ve bu nedenle dünya'daki bir saniye, evrenin her yerinde aynı uzunlukta değildi.
onlarca yıl sonra einstein'ın teorisinin doğru olduğu kanıtlandı. ekim 1971'de fizikçiler j.c. hafele ve richard keating, dört sezyum atom saatini uçaklarla doğuya ve batıya uçurarak einstein'ın teorisini test ettiler.
1972'de science dergisinde yayınlanan makalelerinde hafele ve keating, havadaki saatlerin doğuya giderken yer tabanlı atom saatinden yaklaşık 59 nanosaniye daha yavaş olduğunu ve batıya giderken yer tabanlı atom saatinden 273 nanosaniye daha hızlı olduğunu bildirdiler. elde edilen sonuçlar, einstein'ın zamanın evrende dalgalandığı yönündeki teorisini destekliyordu.
zamanı ölçmenin iki ana yolu vardır: dinamik ve atomik zaman. birincisi, zamanı takip etmek için gök cisimlerinin hareketlerini referans almaya dayanır. bu referans, pulsar gibi uzakta dönen bir yıldızın dönüş süresi olabileceği gibi, gece gökyüzündeki bir yıldızın hareketi ya da dünya'nın dönüş süresi olabilir. ancak bu yöntem her zaman tam ve doğru sonuç vermez.
saniyenin eski tanımı dünya'nın dönüşüne dayanıyordu. güneşin doğudan doğması, batıdan batması ve tekrar doğması bir gün aldığından, bir gün neredeyse keyfi olarak 24 saate, bir saat 60 dakikaya ve bir dakika da 60 saniyeye bölünüyordu. ancak dünyanın düzgün bir şekilde dönmemesi ve gelgit sürtünmesi gibi faktörler nedeniyle dünyanın dönüş süresi her 10.000 yılda bir yaklaşık 30 saniye kısalmaktadır. bilim adamları, artık saniyeleri devreye sokarak, dünya'nın dönüş hızındaki değişimi hesaba katacak yollar geliştirdiler, ancak zamanı en doğru ve kesin şekilde ölçmek için çok daha küçük ölçeklere inmek gerekir.
atomik zaman ise belirli bir elementin (genelde sezyumun) atomundaki enerji geçişine dayanır. bu geçişlerin sayısı kullanılarak, zaman bir milyon yılda bir saniyenin küçücük bir kısmını kaybetme hassasiyetiyle ölçülebilir. scientific american'ın raporuna göre saniyenin tanımı artık bir sezyum atomu içindeki 9.192.631.770 geçiş olarak tanımlanıyor.
atom saatleri dünya üzerindeki zamanın en doğru takibini sağlarlar. dünya etrafındaki yörüngede bulunan gps sistemlerinin tamamı, konumları doğru bir şekilde izlemek ve verileri gezegene iletmek için atom saatlerini kullanırken, bilimsel merkezlerin tamamı, genellikle bir sezyum atomu içindeki geçişleri ölçerek, zamanın en doğru ölçümünü hesaplamak üzere kurulmuşlardır.
atom saatlerinin çoğu manyetik alanlara dayanırken, modern saatler sezyum atomları içindeki enerji geçişlerini izlemek ve tespit etmek ve zamanın daha kesin bir ölçüsünü tutmak için lazerleri kullanırlar. sezyum saatleri şu anda dünya çapında zamanı ölçmek için sıklıkla kullanılsalar da, stronsiyum saatleri zamanı ölçmek için iki kat daha fazla doğruluk vaat ediyorlar.
bilim adamları bir zamanlar uzay ve zamanın ayrı olduğunu ve evrenin yalnızca üç boyutta düzenlenmiş kozmik cisimlerin bir karışımı olduğunu düşünüyorlardı. ancak einstein, zaman kavramını dördüncü boyut olarak tanıttı; bu, uzay ve zamanın ayrılmaz bir şekilde bağlantılı olduğu anlamına geliyordu. genel görelilik teorisi, uzay-zamanın yakındaki maddenin momentumuna ve kütlesine bağlı olarak genişlediğini ve daraldığını öne sürüyordu.
yayımlanmasından yıllar sonra, einstein'ın genel görelilik teorisi, uzay ve zamanın gerçekten bağlantılı olduğunu gösteren nasa'nın yerçekimi sondası "gravity probe b" sayesinde kanıtlandı. dört jiroskop uzaktaki bir yıldıza doğrultuldu ve eğer yer çekiminin uzay ve zamanı etkilememesi durumunda aynı konumda kilitli kalacaklardı. ancak bilim insanları, dünya'nın yerçekiminden dolayı bir "kare sürükleme" etkisi gözlemlediler; bu, jiroskopların çok hafif bir şekilde konumlarının dışına çekildiği anlamına geliyordu. bu, uzayın dokusunun değiştirilebileceğini ve eğer uzay ve zaman bağlantılıysa, o zaman zamanın yerçekimi tarafından uzatılıp daraltılabileceğini göstermiş oldu..
newton ve einstein zamanın nasıl çalıştığını açıklamak için birbiriyle çelişen teoriler ortaya atmış olsalar da, her iki bilim adamı da zamanın yalnızca ileriye doğru aktığı konusunda hemfikirdi. şu ana kadar evrendeki herhangi bir şeyin zamandan kaçıp geriye gidebileceğine ya da ileriye sıçrayabileceğine dair hiçbir fiziksel kanıt bulunamadı. ve bilim insanları zamanın neden sadece ileriye doğru aktığından tam olarak emin değiller ama bununla ilgili bazı teorileri var.
teorilerden biri termodinamiğin ikinci yasasına dayanıyor. bu yasa, evrendeki her şeyin, büyük patlama'daki basitlikten başlayarak, günümüzde galaksilerin ve onların sakinlerinin neredeyse rastgele dizilişine doğru, düşük entropiden yüksek entropiye veya tekdüzelikten düzensizliğe doğru hareket etme eğiliminde olduğunu belirtir. analitik filozof huw price, 2006 yılında séminaire poincaré'de bunun "zaman oku" veya bazen "zamanın oku" olarak bilindiğini ve muhtemelen 1928'de ingiliz gökbilimci arthur eddington tarafından icat edildiğini söyledi.
eddington, zamanın simetrik olmadığını öne sürdü: "oku takip ettikçe dünyanın durumunda giderek daha fazla rastgele öğe buluyorsak, o zaman ok geleceğe doğru; eğer rastgele öğe azalıyorsa, o zaman ok geçmişe doğru işaret ediyor demektir." 1928'de "fiziksel dünyanın doğası" kitabında şöyle yazmıştı: örneğin, bir yıldızı neredeyse tekdüze bir şekilde gözlemlerseniz, ancak daha sonra onun bir süpernova olarak patladığını ve dağınık bir bulutsuya dönüştüğünü görürseniz, şunu bilirsiniz: zaman eşitlikten kaosa doğru ilerlemiştir.
başka bir teori, zamanın geçişinin genişleyen evrenimizden kaynaklandığını öne sürüyor. evren genişledikçe zamanı da beraberinde çeker çünkü uzay ve zaman bir bütün olarak birbirine bağlıdır. ancak bu, evrenin teorik bir genişleme sınırına ulaşması ve büzülmeye başlaması durumunda zamanın tersine döneceği anlamına gelir; bu da küçük çapta bir paradokstur. her şeyin basitlik çağına geri döndüğü ve "büyük çöküş" ile sona erdiği bir dönemde zaman gerçekten geriye doğru gidebilir mi? bunu öğrenmek için buralarda olmamız pek mümkün değil, ancak ne olabileceğini düşündüğümüz konusunda tahminde bulunabiliriz.
bilim insanları tüm cevaplara sahip olmayabilir ancak geçtiğimiz yüzyılda zamanın nasıl çalıştığını anlama konusunda etkileyici ilerlemeler kaydettiler. zamanı bildiren antik güneş saatlerinden modern atom saatlerine kadar artık bir saniyenin geçişini her zamankinden daha yüksek kesinlikte takip edebiliyoruz. zaman karmaşık bir konu olmaya devam ediyor, ancak bilimsel vizyonerler sayesinde bu pek de sabit olmayan evrensel sabitin sırlarını açığa çıkarmaya giderek daha da yaklaşıyoruz.
Zaman Kavramının Bilinenden Çok Daha Farklılaştığı, Kara Deliğin Kenar Sınırı: Olay Ufku
