Mars’ta Olsanız Ne Kadar Daha Hızlı ‘Yaşlanırsınız’?
Mars’a gidecekseniz, yanınıza bir kavanoz yaşlanma karşıtı krem almanız en iyisi, çünkü oradayken Görelilik Teorisi sayesinde Dünya’dakinden daha hızlı yaşlanacaksınız. Günde sadece 477 milyonda bir saniye, ama bu da toplamda önemli bir zaman dilimi.
Fizik dersindeki daha karmaşık dersler sırasında uyanık kalmayı başardıysanız, muhtemelen Albert Einstein’ın Görelilik Kuramı’yla karşılaşmışsınızdır. Bu kuram, Newton’un evren modelini, fiziğin nasıl çalıştığına dair evrensel bir açıklama olmaktan çıkarıp yalnızca özel bir durum haline getirerek alt üst etmiştir.
Görelilik Teorisi’ni net bir şekilde anlamak, oldukça yoğun bir matematik bilgisine girmeden imkansızdır. Cömert bir ruh halinde olduğum için sizi bundan kurtaracağım. Ancak yıllar içinde, kavramı günlük terimlerle açıklamak için makul, ancak aşırı basitleştirilmiş bir yaklaşım olan birçok girişimde bulunuldu.
Görelilik Kuramı’nın popüler konularından biri, uzay ve zaman arasındaki ilişkidir; zaman, uzayın üç boyutunun var olduğu dördüncü bir boyuttur ve zamanın nasıl geçtiği tamamen sizin bakış açınıza bağlıdır.
Robert Heinlein, 1956’da, biri yıldızlara doğru bir yolculuğa çıkarken diğeri Dünya’da kalan ikiz kardeşler hakkında olan gençlik romanı Yıldızlar İçin Zaman’ı yayınladı . Uzay yolculuğu yapan kardeş, ışık hızına yakın bir hızda hareket ettiğinden zaman daha yavaş akıyor, ancak onun bakış açısından bu tamamen normal görünüyor. Ancak, kardeşini Dünya’da görebilseydi, Dünya’daki zamanın önemli ölçüde hızlandığını düşünebilirdi.
Hikayenin sonunda, seyahat eden kardeşin Dünya’ya sadece dört yaş daha büyük olarak döndüğünü görüyoruz, evde kalan kardeşi ise 71 yaş daha büyük ve bu durum, ilgili herkes için oldukça sinir bozucu oluyor; ayrıca olaya karışan muhasebecileri de gözyaşlarına boğuyor.
Zaman genişlemesi denen bu tür şeyler, bilim kurgu veya ezoterik fiziğin ilgi alanı gibi görünebilir, ancak bu etkinin günlük hayatta şaşırtıcı etkileri vardır.
Örneğin, ilk GPS uyduları alçak Dünya yörüngesine gönderildiğinde, bilim insanları zaman genişlemesinin bunlar üzerinde ölçülebilir bir etkisi olacağını düşünmemişlerdi. GPS öncüsü Neil Ashby, bunun çok büyük ve istenmeyen bir etkisi olacağını belirtmişti.
Bir GPS uydusu Dünya yörüngesinde dönerken saatte yaklaşık 28.000 km (17.500 mil) hızla hareket eder. Einstein’ın denklemlerini uyguladığımızda, uydunun zamanının Dünya’daki deniz seviyesinden günde yedi milyonda bir saniye (7 mikrosaniye) daha yavaş olduğu anlamına gelir.
Şimdi işler çetrefilli bir hal alıyor çünkü birçok popüler bilim makalesinin genellikle atladığı şey, Görelilik Kuramı’na göre zamanı etkileyen tek şeyin hız olmadığı, yerçekiminin de aynı şekilde etki ettiğidir. Kara delik gibi çok güçlü yerçekimine sahip bir nesneye ne kadar yaklaşırsanız, zaman o kadar yavaş akar. Ancak, asıl can sıkıcı nokta, nesneden uzaklaştıkça zamanın nispeten daha hızlı akmasıdır. Bu da, bir uydu yörüngedeyken, Dünya’dan uzak olduğu için daha düşük yerçekiminin zamanın hızlanmasına neden olduğu anlamına gelir.
Bu, GPS uydumuzun günde 7 mikrosaniye zaman kaybettiği, ancak günde 45 mikrosaniye kazandığı anlamına geliyor; dolayısıyla etkiler toplandığında uydunun zamanı günde 38 mikrosaniye daha hızlı geçiyor.
Bütün bunların sonucu şu: GPS sistemine bir düzeltme eklenmezse, konum hesaplamaları günde birkaç mil sapacak ve yol tarifi için polis memurlarını, garaj sahiplerini ve hiç tanımadığımız insanları rahatsız etmekle çok zaman harcayacağız.
İnsanlık düzenli olarak uzayda gittikçe daha da uzaklaştıkça, bu çok daha pratik bir sorun haline geliyor. Uydu saatlerinin daha yüksek yörüngelere yerleştirildikçe ayarlanması gerekmesinin yanı sıra, Amerikalılar Ay’a da kendi özel saat diliminin verilmesini istiyor çünkü oradaki zaman, Dünya’dakinden günde 56 mikrosaniye daha hızlı akıyor.
Ve sonra Mars geliyor. Kızıl Gezegen’e daha sık ve daha iddialı görevler ve ardından insan kolonileri gönderilmesi planlandıkça, zaman sorunu daha da zorlaşıyor ve Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü’nden (NIST) Ashby ve Bijunath Patla da tam olarak bu sorunu çözmeye çalışıyor.
Buldukları şey, Mars’taki zaman farklarının Ay’a kıyasla daha karmaşık olduğudur; çünkü Ay için hesaplamalar yapılırken yalnızca Dünya, Ay ve Güneş’in yerçekimi hesaba katılmalıdır. Ancak Mars için, Mars’ın da işin içine dahil olduğu dört cisim problemi söz konusudur ve bu da hesaplamaları çözmeyi bir kat daha zorlaştırır.
Daha da kötüsü, Mars, Ay’dan daha eliptik bir yörüngede hareket ediyor, bu nedenle Güneş etrafındaki hızı Mars yılı boyunca değişiyor. Ayrıca, yörüngesinde işleri karıştıran ufak bir dalgalanma da var. Sonuç olarak, ekibin hesaplaması, Mars’taki zamanın günde 477 mikrosaniye daha hızlı aktığını ve yılın herhangi bir noktasında hesaba katılması gereken 266 mikrosaniyelik bir dalgalanma olduğunu öngörüyor.
Bu kolay olmayacak. GPS uyduları için, bu tutarsızlık sadece yerleşik saati yavaşlatarak düzeltilebilir. Mars içinse durum çok daha karmaşık çünkü sadece günde 143 km’lik bir GPS hatasına karşı düzeltme yapmaya çalışmıyorsunuz. Ayrıca, giderek karmaşıklaşan bir iletişim sistemiyle -Güneş Sistemi’nin interneti- uğraşıyorsunuz, bu yüzden veri paketlerinin iletim ve alımını aksatmamak için dinamik ve sürekli değişen bir düzeltmeye ihtiyacınız olacak.
“Mars’ta zamansal olarak neler olup bittiğini ilk kez bilmek güzel,” dedi Ashby. “Bunu daha önce kimse bilmiyordu. Bu, teorinin kendisi, saatlerin nasıl işlediğine dair teori ve görelilik hakkındaki bilgimizi geliştiriyor. Zamanın akışı, görelilik teorisinin temelini oluşturur: Zamanı nasıl fark ettiğiniz, nasıl hesapladığınız ve onu neyin etkilediği. Bunlar basit kavramlar gibi görünebilir, ancak hesaplanması oldukça karmaşık olabilir.”
Araştırma The Astronomical Journal’da yayımlandı .
Derleyen: Feyza ÇETİNKOL
Kaynak: Mars’ta Olsanız Ne Kadar Daha Hızlı ‘Yaşlanırsınız’?
/Mars’ta Olsanız Ne Kadar Daha Hızlı ‘Yaşlanırsınız’?/Mars’ta Olsanız Ne Kadar Daha Hızlı ‘Yaşlanırsınız’?