Dördüncü Boyutun En İyi 5 Teorisi. Zaman nedir, akan bir zaman var mıdır? Zaman sadece bir illüzyon mudur? Bu sorulara cevap vermek hala fizikteki en büyük zorluklardan biridir.
Fizikçi John Wheeler’in açıklaması, diğer açıklamalar gibi zamanın bir özetini içeriyor. Özellikle gerçekliğin en temel bileşenlerini aramak (Bkz. “Gerçekliğin Özü: Evrenin en temel bileşenini aramak”) bizim durumu anlamamızı daha da karmaşıklaştırıyor.
Zaman … sadece
Kuantum mekaniği, genel göreliliğin derinliklerine hızlı bir şekilde ulaştı ve bildiğimiz zaman kavramını yeniden tanımladı. Kuantum dünyası, parçacıkların ne olursa olsun sistemin dışında bulunan bir saate göre çalıştığını söylüyor. Yine de kuantum mekaniğinin zaman tasviri ikna edici değildir. Bütün evrenin kuantum halini tanımlayan Wheeler-DeWitt denklemlerini ele alalım. Sistem bildiğimiz her şeyse, o zaman kuantum saati tam olarak nerededir?
Zaman … bir yanılsamadır
Bağımsız fizikçi Julian Barbour zamanı tamamen öldürmemiz gerektiğini düşünüyor. Barbour Einstein’ın genel göreliliği ile birleştirilen uzayın ve zamanın ayrılması gerektiği görüşünü benimsiyor. Uzayı tanımanın tek yolu, onu gözlemlenebilir parçacıklar arasındaki geometrik ilişki olarak düşünmektir; bu, zamana değinildiğini anlamına gelmez. Bu, onu, evrenin mekânın üç boyutlu geometrisinin mümkün bir konfigürasyon dizisi olduğu bir resme götürür. Her yapılandırmayı bir “enstantane” olarak adlandırıyor ve var olan her şeyi “olasılıkların bir alanında” sunuyor. Barbour’un anlayışında, yalnızca bu anlık görüntüler var. Zaman gerçek değil, sadece algılayabileceğimiz bir şey – ortaya çıkan bir yanılsama, çünkü evren bir anlık görüntüsünden diğerine sürekli değişiyor.
Zaman … entropik bir ok.
Bununla birlikte, Barbour’un planı daha ince bir detayı ele almamaktadır. Fiziksel yasalarımızın tümünde zaman simetriktir, yani matematiksel olarak işlerin geriye veya ileriye gitmesi de eşit derecede mümkündür. Tek bir istisna vardır. Termodinamiğin ikinci kanunu, entropinin veya bozukluğun miktarının, izole edilmiş partiküller ve enerji koleksiyonlarında zamanla arttığını söyler. Bu kanun örneğin bir kap suyun neden kendiliğinden ısınmadığını açıklar. Bu yasadaki eşsiz asimetri, birçok fizikçinin, gözlemlediğimiz zamanın kararlı ileriye akışının entropi ile ilişkili olduğundan şüphelenmesine yol açtı. Ayrıca, Britanya’nın Bristol şehrindeki fizikçi Sandu Popescu tarafından geliştirilen bu “entropik zaman oku”’nun bir kuantum versiyonu da var. Popescu ve meslektaşları artan kuantum dolaşımı sonucunda artmakta olan entropiyi görüntüleyebildiğimizi gösterdiler.
Zaman aslında … her şeyden önce gerçek
Kanada’nın Waterloo kentindeki Perimeter Enstitüsününden Lee Smolin’e göre zamanın entropi okunun hikayenin tamamı olmayabileceğini düşünüyor. Yazar, entropi sürekli olarak artarsa, büyük patlama zamanındaki evrenin düşük entropi (yüksek derecede düzenlenmiş) durumunda olması gerektiğini belirtiyor. Bu şekilde bir başlangıç olduğuna dair bir açıklama bulunmuyor. Bu, bizi, fiziksel yasalarımızın neden zamanın simetrik olduğu sorusuna geri döndürür. Smolin, belki de sadece yanlış yasalara sahip olabileceğini düşünüyor. Kendisi ve meslektaşları, zaman yönü özelliğine sahip alternatif temel kanunlar üzerinde çalışıyorlar. Tek sorun bu yasaların zamanla değişip değişmeyeceği gibi akıl karıştırıcı sorulara neden olmasıdır.
Zaman … eşitliği hak ediyor
Avustralya’daki Griffith Üniversitesi’nden Joan Vaccaro zaman ve mekanı eşit bir temel üzerine koymayı deniyor. Kuantum mekaniği bir parçacığın aynı anda birçok yerde bulunabilmesini sağlar. Vaccaro, bir parçacığının onu yaratan veya yok eden etkileşimleri içermek zorunda kalmadan. Aynı anda var olmasına ve başka bir parçacıkta bulunmasına izin vermemesi gerektiğini söylüyor.
Çalışmalarına bu denkleri eklemeye çalışırken teoriyi düzensizleştirdi. Çünkü teori fizikte kitlenin korunması kanununu ihlal ediyorlardı. Vaccaro, kuantum mekaniğinin sıkıştırılmış şeklini nasıl geri getireceğini göstermiştir. Fikirlerini destekleyen bazı deneysel kanıtlar vardır. 2012’de, Stanford Üniversitesi’nin California’daki SLAC Ulusal Hızlandırıcı Merkezi’ndeki BaBar deneyi, B meson adı verilen parçacıkların çürümesinin farklı zamanlarda farklı olduğunu bulmuştur. Fizik yasaları zaman-simetrik ise bunun mümkün olmaması gerekir. Vaccaro önemli bir şeyler üzerinde olabilir. Her defasında ileriye doğru bir adım atmak gerekir.
newscientist.com