Kuantum Dünyasında Zaman Hem İleriye Hem de Geriye Doğru Akabilir
Yüzyıllar boyunca bilim insanları zamanın oku – zamanın geçmişten geleceğe doğru geri döndürülemez bir şekilde aktığı fikri – üzerinde kafa yormuşlardır.
Algıladığımız gerçeklikte bu açık gibi görünse de, fiziğin temel yasaları zamanın yönüne göre doğal olarak simetriktir. Zaman ister ileriye ister geriye doğru hareket etsin, denklemler aynı kalır.
Fizikçiler, açık kuantum sistemlerinde zamanın sadece geçmişten geleceğe değil, aynı zamanda gelecekten geçmişe de akabileceğini gösterdiler.
Dr. Andrea Rocco şunları söylüyor: “Bir masanın üzerine dökülen süt gibi bir sürece baktığınızda, zamanın ilerlediği açıktır. Ancak bunu bir filmdeki gibi geriye doğru kaydırırsanız, burada bir şeylerin yanlış olduğunu hemen fark edersiniz – sütün bir bardağa geri toplanabileceğine inanmak zor olurdu.
Fizikçi şöyle açıklıyor: “Bununla birlikte, sarkacın hareketi gibi, ters sırada da aynı derecede makul görünen süreçler vardır. Buradaki bilmece, en temel düzeyde, fizik yasalarının bir sarkaca benzemesi; geri döndürülemez süreçleri hesaba katmamalarıdır. Elde ettiğimiz sonuçlar, ortak deneyimlerimiz bize zamanın yalnızca bir yönde hareket ettiğini söylese de, ters yönün de aynı şekilde mümkün olabileceğini fark etmediğimizi gösteriyor.”
Fizikçiler, bir kuantum sisteminin – atom altı parçacıklardan oluşan bir dünya – çevresiyle nasıl etkileşime girdiğini incelediler, böyle bir sisteme “açık” sistem denir.
Açık bir kuantum sistemi ve zamanın oku
İşleri basit tutmak için ekip iki temel varsayımda bulundu. İlk olarak, çevresiyle enerji alışverişinde bulunan (yani sistem “açık”) bir kuantum sistemi düşündüler, ancak yalnızca kuantum sisteminin kendisine odaklandılar.
İkincisi, ortamın – tüm evren gibi – enerji ve bilginin asla geri dönmeyecek şekilde dağılacağı kadar büyük olduğunu varsaydılar.
Bu varsayımlar uygulandıktan sonra bile sistem, zaman ileri ya da geri hareket etse de aynı şekilde davranıyordu. Bu keşif, zamanın tersine dönme simetrisinin açık kuantum sistemlerinde hala geçerli olduğu fikrine matematiksel bir gerekçe sunarak, zaman okunun algıladığımız kadar sabit olmayabileceğini düşündürdü.
Thomas Gaff şunları söylüyor: “Bu projenin şaşırtıcı yanı, açık kuantum sistemlerini tanımlayan denklemlerimize standart basitleştirici varsayımı benimsedikten sonra bile, denklemlerin sistem zamanda ileri veya geri hareket etse de aynı şekilde davranmasıydı. Matematiği dikkatle incelediğimizde, bu davranışın denklemin önemli bir parçası olan ‘bellek çekirdeğinin’ zamanda simetrik olması nedeniyle ortaya çıkmış olması gerektiğini gördük.”
Bu çok derin bir sonuçtur. Genellikle, zamanın sadece geçmişten geleceğe doğru hareketini haklı çıkarmak için termodinamiğin ikinci yasasına başvurulur (kapalı bir sistemin entropisi asla azalmaz ve bu nedenle dökülen süt asla kendiliğinden bardağa geri toplanmaz).
Ancak bu makalenin gösterdiği gibi, saçılmayı hesaba katsak bile, kuantum düzeyinde sistem simetrik kalır, kabaca konuşursak, ek kısıtlamalar getirmezsek kuantum sütü kuantum bir bardağa toplanabilir. Termodinamiğin ikinci bir başlangıcı yeterli değildir.
Yapılan bir araştırma fizikteki en büyük gizemlerden birine yeni bir bakış açısı sunuyor. Zamanın gerçek doğasını anlamanın kuantum mekaniği, kozmoloji ve ötesi için derin etkileri olabilir.
Derleyen: Feyza ÇETİNKOL
Kaynak: Kuantum Dünyasında Zaman Hem İleriye Hem de Geriye Doğru Akabilir
Beyin Hasarı İnsanları Daha Yaratıcı Yapabilir! İşte Nasıl Mümkün Olduğu!