Uzay-Zaman Sürekliliği Nedir?
“Uzay-zaman sürekliliği”, görelilik kuramından çıkan ve çoğu insanın duyduğu, ancak ilgili E = mc² formülü gibi tam olarak anlamadığı kavramlardan biridir. Bilim makaleleri her ikisinin de farkındalığını koruyor, ancak bilim kurgu ve bunun sonucunda ortaya çıkan memler her birini insanların bilincinde tutmak için daha fazlasını yapıyor. Ne yazık ki, uzay-zamanı kavramak Einstein’ın ünlü denklemini kavramaktan çok daha zordur, ancak bu fizik diploması olmayan herkes için anlaşılmaz olarak görülmesi gerektiği anlamına gelmez.
Douglas Adams, Hayat, Evren ve Her Şey’de “uzay-zaman sürekliliğindeki girdaplar” üzerine bir tartışmayla çok eğlenmişti. Mizah, kelime oyunları ve absürtlük kadar, insanların genellikle sürekliliğin ne olduğunu bilmeden bu kavramı duymuş olmaları fikrinden de kaynaklanıyordu.
Bir anlamda fikir basittir – uzayın üç boyutu olması ve zamanın tamamen farklı bir şey olması yerine, uzay-zaman dört boyutlu bir şeydir. Olaylar uzayzamanda dört koordinatla temsil edilir: üçü, tanımlanmış bir başlangıç noktasına göre bir şeyin nerede gerçekleştiğine dayanır ve dördüncüsü de gerçekleştiği zamandır.
Einstein uzayzaman kavramını görelilik teorisi aracılığıyla temel hale getirmiş olsa da, fizikçiler birkaç yıl öncesinden beri zamanın dördüncü bir boyut olarak ele alındığı birleşik bir uzayzaman fikriyle oynuyorlardı. Bunlar, bir olayın etkilerinin başka yerlerde deneyimlenmesinin zaman almasını sağlayan ışık hızı (boşlukta) ile birleştirilmiştir.
Çoğu insanın bununla ilgili sorunu, zamanı uzunluk, genişlik ve yükseklikten o kadar farklı deneyimlememizdir ki, her şey saçma görünür. Örneğin, belirli bir yönde çok ileri gittiğimizi fark edersek, genellikle geri dönebilir ve geri gidebiliriz. Aynı şeyin zaman için de geçerli olmasını dileriz. Ursula Le Guin, uzay-zaman sürekliliğinde zamanın tükenmekte olduğu bir anormallik fikrini kurnazca önermiştir, çünkü hiçbir zaman yeterince yokmuş gibi görünürken, aynı şeyin diğer boyutlar için gözlemlenmediğine dikkat çekmiştir.
Fizikçiler zamanın diğer boyutlardan neden bu kadar farklı olduğunu açıklamakta zorlanmaktadır. Bununla birlikte, özel bir boyut olsa da dördüncü bir boyut olarak statüsü kanıtlanabilir. Ayrıca zamanın diğer üç boyutla, çoğu zaman birbirleri olmadan doğru bir şekilde ölçülemeyecek kadar bağlantılı olduğunu da biliyoruz.
Günlük yaşamımızda deneyimlediğimiz koşullar altında, uzay ve zamanı ayrı olarak ele almak bir sorun teşkil etmez, bu yüzden uzay-zaman fikri bu kadar mantıksızdır. Ancak, bizim için önemli olan bir şeye göre ışık hızına yakın bir hızla seyahat ediyor olsaydık, durum çok farklı olurdu.
Özel Göreliliğin temel özelliklerinden biri, sabit bir gözlemcinin deneyimine kıyasla ışık hızına yakın seyahat edildiğinde zamanın yavaşlamasıdır. Aynı şekilde, ışık hızına yakın hızlarda uzay hareket yönünde daralır. Bu, çok hızlı hareket eden birinin iki olayı ölçmesi ve sonuçlarını daha yavaş hareket eden biriyle karşılaştırması durumunda, hem uzayda hem de zamanda farklı ayrımlar elde edeceği anlamına gelir. Ancak, uzay ve zaman birimleri arasında dönüşüm yapmak için ışık hızı kullanıldığında, her iki gözlemci de aynı uzay-zaman mesafesini ölçer (doğru ölçüm yaptıklarını varsayarsak).
Dahası, bu uzay-zaman sürekliliği, örneğin uzayı büktüğü kadar zamanı da etkileyen güçlü kütleçekim kuvvetleri tarafından bozulabilir. Einstein bu fikri ortaya attığında tartışmalı olsa da, artık büyük kütlelerin uzay-zamanı nasıl çarpıttığını, örneğin yörüngedeki saatleri Dünya’dakilerle karşılaştırarak doğrulamak mümkün.
Pulsarlar gibi büyük kütleli cisimlerin birbirleri etrafındaki hareketlerinin ölçümleri, uzayzamanın işleyişine ilişkin Genel Görelilik öngörülerini giderek daha büyük bir doğrulukla teyit etmektedir. Bu ölçümler kısmen Genel Göreliliğe alternatif teorilerin var olması nedeniyle halen yapılmaktadır. Ancak bunlar da zamanın bir boyut olarak doğasını ve uzayın boyutlarıyla bir süreklilik içinde varlığını kabul ettiğinden, alternatiflerden birinin daha üstün olduğu sonunda kanıtlansa bile, bu uzayzamanı geçersiz kılmayacaktır.
Bununla birlikte, bu rakip teorilerin varlığı, uzay-zaman sürekliliğinin var olduğunu bilmemize rağmen, onun hakkında anlamadığımız çok şey olduğu gerçeğinin bir yansımasıdır. Fizikçilerin Genel Görelilik ile kuantum mekaniğini uzlaştıramaması onlarca yıldır tartışılan bir konu olmuştur. Pek çok kişi kuantize uzay-zamanın çözüm olabileceğini öne sürdü, ancak şu ana kadar hiç kimse bunu ikna edici kılacak bir yol bulamadı.
Kaynak: https://www.iflscience.com
Derleyen: Figen Berber