|
 
Tüm bunlar bize, zamanın mekâna
bağlı bir boyut olduğunu, dolayısıyla, mutlak bir zaman
kavramının asla mevcut olmadığını göstermektedir. Üç boyutu
mekân, bu üç boyuta dik olan zamanı da, tek boyut olarak ele
alırsak uzay-zaman dediğimiz şey, dört boyutlu Tekil bir yapı
olarak karşımıza çıkar. Böylece zamanın olmadığı yerde mekânın,
mekânın olmadığı yerde de zamanın varlığı söz konusu değildir.
Kısacası zaman, mekân ile birlikte bir varlık kazanmaktadır.
Bu yüzden, evrenin çeşitli yer
ve boyutlarında zamanın akma hızı aynı değildir (farklılıklar
göstermektedir). Mesela kuantum boyutlarında kararsız
parçacıkların ömrü 10 üzeri (-10, -15,...vb) mertebelerde ifade
edilirken, bizler için ömür 70-80 yıl, yıldız, galaksi
boyutlarında ise yaşam yüz milyonlarca, milyarlarca,
trilyonlarca... yıla uzanmaktadır. Oysa
bu farklılıklara rağmen, her biri kendi açılarından çok uzun bir
süre yaşadıklarını zannetmektedirler.
Zamanın akma hızının çeşitli hız ve
ona eşdeğer çekim alanlarında farklılıklar arz etmesi, bugün
evrenin yaşı hakkında söylediklerimiz üzerinde de etkisini
göstermektedir. Çünkü evrenin başlangıcından bugüne kadar,
evrenin yoğunluğu ve çekim gücü bu süre boyunca eşit olmadığı
için bunlara bağlı olan zaman da aynı hızda akmamıştır. Bu
sebeple bizim şu anda bulunduğumuz mekândaki zaman akışına göre,
evrenin yaşı on beş milyar yıl olarak nitelendirilirken, yine
bize göre zamanın daha hızlı veya yavaş aktığı boyutlarda bu
ölçüm daha farklı sonuçlar verirdi ya da biz o boyutlarda ölçümü
yapmış olsaydık, evrenin yaşını daha fazla veya daha düşük
olarak ölçümlerdik. Bu yüzden geçmiş dönemlerdeki zaman akışını
bilemediğimiz için “bundan dört milyar yıl önce”
dediğimizde aslında kastettiğimiz dönemi değil, bundan farklı
bir zaman dilimini ifade etmiş olmaktayız.
Boyutlar küçüldükçe, bu boyutlarda
yer alan taneciklerin ömürlerinin kısalmasının nedeni ise,
küçülen mekânla birlikte uzaydaki zaman akışının da bununla
orantılı olarak kısalmasından kaynaklanmaktadır. Peki neden?
Mini kara-deliklerin küçük mekânlarda yer almasına ya da
hareketli bir cismin boyutlarının sıfıra yakın değerlerde
olmasına karşın, dışarıdan bakan gözlemciye göre zaman
kısalmıyor da zaman genişlemesi (yavaşlaması) meydana geliyor.
Bunun cevabı, ikisinin de farklı şeyler olmasındandır. Çünkü
ikincisinde boyutlar küçüldükçe kütlesinde artış söz konusu.
Keza Hawking’in mini kara-deliklerinde de belli bir kütlenin
gravitasyon çekimi ile proton boyutlarına sıkışması (ki yaklaşık
bu 10 üssü 9 tondur) söz konusudur. Proton, nötron, elektron...
vb tanecikler ise kararlı tür parçacıklardan olmaları
dolayısıyla ömürleri çok uzundur.
Bu dört boyutlu uzay-zamanı daha iyi
anlamak içinse üç boyutu, iki boyutlu bir yüzey, zamanı da bu
iki boyuta dik bir üçüncü boyut olarak kafamızda
canlandırabiliriz. İşte, tıpkı elastiki bir kumaş üzerine
bırakılan çeşitli ağırlıktaki nesnelerin 3. boyuta doğru çeşitli
oranlarda kumaşı esnetmesi gibi, evrendeki gezegenler,
yıldızlar, galaksi ve tüm enerji biçimleri de elastiki ve
yumuşak özelliği dolayısıyla uzayın geometrisini değiştirerek,
zaman boyutuna doğru benzer biçim ve oranlarda eğmekte,
bükmektedirler. Bu eğimin büyüklüğü de, cisimlerin kütlelerine
bağlıdır. Küçük olan cisimler, küçük çukurlar oluştururken büyük
nesnelerde büyük çukurlar meydana getirirler. Karadelikler ise,
uzay-zaman dediğimiz bu yapıyı yırtan, delik açan ve bu
noktayı evrenin herhangi bir yer-zaman ya da boyutu ile
birbirine bağlayan adı var kendisi yok misali cisimlerdir.
Çünkü gerçekte karadeliğin yüzeyi mutlak boşluktan ibarettir.
Karadeliğin olay ufku denilen yüzeyinde herhangi bir kütle veya
fiziki bir madde bulunmaz. Burada sadece sonsuz düzeyde
kıvrılmış, bükülmüş, eğrilmiş, yırtılmış uzay-zaman mevcuttur
(1) ( Karadeliğe çekilen cisimler olay ufkunda ışık hızıyla
hareket ederler).
Böylece çekim dediğimiz şey, Newton
fiziğindeki gibi maddelerin birbirlerine uyguladıkları kuvvet
değil, üç boyutlu cisimlerin dördüncü boyuta doğru esnettikleri
uzayın neden olduğu geometrik bir özelliktir. Benzer ifadeyle
çekim bir güç değil, bu eğimin kendisidir. Tıpkı, gergin bir
kumaş üzerine konan ağır bir topa doğru daha hafif bir bilye
gönderdiğimizde bilyenin topun meydana getirdiği eğrilik
yüzünden doğrultusunu değiştirerek bu çukur etrafında hareket
etmesi gibi, gökteki küçük nesneler de daha büyük nesnelerin
oluşturmuş olduğu çukura doğru yuvarlanırlar. Fakat bu durum
bize sanki nesneler arasında klasik anlayışlı bir çekim gücü
varmış gibi görünür. Bununla birlikte, nasıl ki düşük hızlarda
klasik fizik yasaları geçerliyse, aynı şekilde cisimlerden
uzaklaştıkça uzay eğriliğinin düze yakın olması nedeniyle bu
bölgelerde de yine Newton kanunları geçerli olmaktadır.
Bunun gibi dünyamızda güneşin
çevresinde klasik çekim kanunlarınca düz uzayda bir yörüngede
hareket etmek yerine, güneşin meydana getirdiği eğri uzay-zaman
çizgileri (ki buna jeodezik eğriler de denmektedir) boyunca en
kısa yolu takip etmektedirler. Daha doğrusu dünyamız aslında
dört boyutlu uzay-zamanda düz hareket etmesine karşılık, üç
boyutlu uzayda dairesel hareket yapıyor görünmektedir.
Dünyanın dört boyutlu uzay-zamanda düz bir hat boyunca hareket
etmesine karşın, üç boyutlu uzayda eğri bir yol izlemesini (ki
diğer tüm cisimlerde aynı şekilde hareket etmektedir) daha
iyi anlamamız için de bir helikopterin havada gittiğini göz
önüne alalım. Araç üç boyutlu uzayda
düz bir şekilde yol alırken, iki boyutlu yeryüzüne düşen gölgesi
ise, eğri-büğrü hareket etmektedir.
Genel görecelik kuramının
öngörülerinden biri de, hareket halindeki tüm cisimlerin kütle
çekim dalgalanmalarına neden olmalarıdır. Yani gök cisimleri
hareketleri dolayısıyla tıpkı suya bırakılan bir taşın su
yüzeyini dalgalandırması gibi, uzay-zaman ağını
dalgalandırırlar. Bunlar ışık (elektromanyetik) dalgalar gibi
ışık hızıyla yayılır ve çarptıkları cisimleri de etkilerler.
Ayrıca bu dalgalar, kaynağı olan cisimlerin enerji yitirmelerine
de neden olurlar. Ancak bu enerji çok çok düşük değerlerdedir.
Mesela dünyamızın güneş etrafında dolanırken kaybettiği enerji o
kadar küçüktür ki, yörüngesinin küçülerek güneşe çarpması 10
üssü 27 yıl sürer. Ya da başka bir ifadeyle, bu sapma miktarı on
yılda bir cm’ nin 10 üssü 15 (ya da katrilyonda) biri kadardır.
Bu dalgalar önüne çıkan cisimleri etkileyebilmelerine karşın, o
kadar zayıftırlar ki cisimlerin içinden küçülmeksizin (enerji
kaybetmeksizin) geçip giderler. Bunun nedeni de gravitasyonel
kuvvetin diğer üç kuvvete oranla çok zayıf olmasıdır. Ancak, bu
kütle çekim dalgalarının çok güçlü üretildiği yerlerde vardır.
Bunlar, çok yoğun ve birbirleri etrafında yüksek hızlarla dönen
çift yıldız, nötron, karadelik sistemlerinde ve süper nova
patlamaları sonucunda ortaya çıkmaktadır. Mesela, bir süper nova
patlamasında birkaç mikro saniyede yaklaşık 10 üssü 44 jullük
kütle çekim enerjisi yayınlanmaktadır ki, güneşten her saniye
3x10 üssü 20 jullük enerjinin yayınlandığını göz önüne alırsak
bunun ne kadar güçlü bir şey olduğunu anlamış oluruz. Aynı
şekilde, galaksilerin de merkez ve civarındaki kütle
yoğunluğunun fazla olması dolayısıyla, çok güçlü kütle çekim
dalgaları ortaya çıkmaktadır. Öyle ki, bu dalgalar burada
bulunan gök cisimlerini parçalayacak düzeydedir.
Yukarıda zamanın, uzayın çeşitli
yerlerinde farklı şekillerde (hızlarda) aktığından bahsetmiştik.
Şimdi bu durumu çekimin geometrik özelliği açısından görmeye
çalışalım. İlk zamanlarda ışığın uzayda hiç sapmaksızın
ilerlediği, yol aldığı sanılırken, rölativite teorisiyle
birlikte ağır cisimlerin uzay-zamanı eğmeleri dolayısıyla bu
bölgelerden geçen ışık fotonlarını doğrultularından saptırarak
eğri yol boyunca hareket etmelerini sağladıkları görülmüştür.
Bu da onların normalden daha fazla yol kat etmesine ve zaman
kaybederek varacakları yere daha geç ulaşmalarına neden
olmaktadır. Bu nedenle uzayın eğimi ne kadar büyükse bu
bölgelerden geçen fotonların zaman kaybı da o kadar fazla olur.
Eğer ışınlar kara delik civarından geçiyorlarsa onların
oluşturdukları çok güçlü çekim, daha doğrusu ışınların
içinden geçtikleri uzayı aşırı eğmeleri nedeniyle, bu
ışınlar karadeliklerin yörüngesine oturarak içlerine düşerler,
bu sefer de ışık bize ulaşamayacağından (ki ışığın bize gelmesi
için sonsuza dek beklememiz gerekir) bu fotonların kaynağı olan
cisimler, bizim açımızdan yok hükmünde olurlar. Böylece, ışık
ışınlarının gecikme olayı güçlü çekim odaklarının zamanı,
yutarak genişlettiği ve bunlardan karadeliklerin, zamanı
yutmakla kalmayıp olay ufkunda zamanı (zaman boyutunu) mekânla
(uzayla) birlikte tamamen yok ettiğini bize göstermektedir.
Büyük
yıldızlar, galaksiler gibi ağır cisimlerle, nötron,
karadelik gibi çok yoğun güçlü çekim odaklarının uzay-zamanı
büyük oranlarda eğmeleri “kütle çekimsel mercek etkisi”
denilen bir olayı da meydana getirir. Çünkü ışınların doğrultu
değişimleri dolayısıyla cisimler olması gereken yerde değil,
farklı konumlarda görünürler. Bakış açısına göre eğer görüntüsü
alınacak cisim çekimsel mercek etkisi yapan nesnelerin tam
arkasındaysa bu seferde aynı anda bu
nesnenin hem sağında hem de solunda görünür.
Uzay-zamanın yapısını biz
tıpkı balıkçı ya da örümcek ağına da benzetebiliriz ki, yüksek
hızlarda hareket doğrultusu boyunca bu ağ sıkışıp büzüşmekte hız
düştüğünde ise, tekrardan genişleyerek eski halini almaktadır.
Ya da hıza eşdeğer çekim açısından bu yapıya bakarsak, bu ağın
düz değil engebeli, çukurlu, sıkışık, geniş... bir biçimde
olduğunu görürüz. Nasa nın uzak mesafeli uzay yolculukları için
teorik olarak düşündüğü yöntemlerden biride evrenin bu geometrik
özelliğine dayanmaktadır. Çünkü ışık hızına yakın bir hızda yol
alacak olan taşıt önündeki uzay-zaman çizgilerini presleyerek
(sıkıştırarak) mesafeleri çok büyük oranlarda kısaltacak, varış
noktasına geldiğinde de hızını düşürmek suretiyle uzay-zamanı
tekrardan eski haline dönüştürecektir. Bu hız sırasında taşıt
tıpkı gemilerin suda hareketleri sırasında su dalgalarını
geminin yanlarına doğru eğmesi gibi, uzay-zaman çizgilerini
yanlarına doğru büker. Eğer cisim ışık hızına doğru hareketini
artırırsa bu sefer (kütlesinin de belirgin bir biçimde artmaya
başlayacağından) uzay-zaman çizgileri cismin etrafında
katlanarak dolanmaya başlar. Tam ışık hızında ise, uzay-zaman
çizgileri sonsuz bir şekilde bükülüp eğileceğinden cisim tek bir
noktaya çökerek karadelik haline dönüşür ve yok olur. Bu
sıradaki taşıttaki gözlemci ise , çevresindeki uzay-zaman
değişimini bir önceki bölümde anlattığımız şekilde algılarken
tam ışık hızında, sonsuz bir hızla evrenin tüm tarihini
tüketmesiyle birlikte evren ve içindekilerini yine bir noktaya
çökerek yok olduklarını algılar. Aynı olayı başka bir açıdan
irdelersek; dışarıdan bakan gözlemci (ya da gözlemciler) taşıtın
boyutsuz tek bir noktaya çöküp yok olduğunu görürken o
noktaya çöken araçtaki kişide, kendisini gözlemleyenlerle
birlikte diğer tüm gözlemcilerin birbirlerine olan bakış
açılarını da içine alacak (içerecek) şekilde evren ve içindeki
tüm şeyleri kapsadığını dolayısıyla da uzay-zamanın eriyip
tükendiği boyusuzluğa doğru geçiş yaptığını algılar. Böylece
tam ışık hızında gözlemleyen ve
gözlemlenen ikilemi ortadan kalkmış olur.
Bir fizik profesörüde, bu tür yüksek
hızlarda cismin bir takım olumsuz etkilere maruz kalacağından bu
negatif etkileri azaltmak için aracın güçlü elektrik, manyetik
veya elektromanyetik alanlar ile korunmaya alınması gerektiğini
belirtmektedir. Çünkü elektromanyetik kuvvet, kütle çekim
kuvvetinden 10 üssü 36 kez daha güçlü olması nedeniyle güçlü
çekim gücüne, yani çok büyük uzay-zaman büzülmesine karşı
koyabilecek yegâne güç olarak karşımıza çıkmaktadır. (2)
Tıpkı elektrik yüklü kara deliklerin sahip olduğu
elektromanyetik güç sayesinde, gravitasyonel çekime karşı
koyarak ikinci bir olay ufkunu meydana getirmesi gibi. Eğer yük
yeterince mevcutsa bu sefer çok aşırı düzeyde burkulmuş olan
uzay-zamanı tekrardan genişleterek (büzülmeyi düzelterek) olay
ufkunu tamamen ortadan kaldırır.
İlerletilmiş rölativite
teorisinde ise uzay-zamanı büken madde
ve enerjinin kendisi de yoktur. Bunun yerine, mekân boyunca
zamanın farklı akması nedeniyle bu iki boyutlu yüzeyin ya da
ağın düz değil, çukurlu, tümsekli yapısındaki her bir eğri ve
büğrüyle temsil edilmekte olan madde ve enerjinin varlığı söz
konusudur. Yani uzay-zaman dediğimiz şey, her bir madde ve
enerjinin her bir çukur ve tümsek ile temsil edildiği Tek bir
enerji alanının farklı görünümlerindeki eğrilikler ya da çeşitli
frekanslardaki titreşimleridir.
Devam edecek...
hologramk@yahoo.com
İstanbul - 30.01.2004
http://sufizmveinsan.com
(1) Rölativite teorisinin mutlak boş
olarak ifade ettiği bu boyutu kuantum fiziği, uzay-zamandan
bağımsız sonsuz ve sınırsız enerji dalgalanmaları ile dopdolu
bir frekansal alan olarak görmektedir. Zaten Büyük Birleşik
Alanlar Kuramı, Rölativite ile Kuantum fiziğinin birleştirilmesi
demektir.
(2) İki yük
arasında var olan kuvvet, elektrostatik (elektriksel) kuvvettir.
Bu yüklü tanecik dönmesi ya da hareket etmesi dolayısıyla bu
kuvvete ek olarak tıpkı mıknatıslarda olduğu gibi bir manyetik
alana da sahip olur. Parçacık fiziğinde bu elektrostatik kuvvet
alanına yakından bakılacak olursa, bu kuvvetin aslında iki yük
arasındaki kuvvet taşıyan dönmeli foton tanecikleri ya da
elektromanyetik alan, güç olduğunu görürüz. Bu nedenle parçacık
fiziğinde iki aynı yük arasındaki itme, bu yüklerden çıkan
fotonların hem çıkarken tanecik üzerinde oluşturdukları zıt
yöndeki tepki, hem de karşı yükten gelen fotonun çarpmasıyla
oluşan kuvvetin toplamı sonucunda oluşur. Farklı yükler
arasındaki çekim ise, her bir parçacığın diğerinden bu fotonu
alması sonucu meydana gelir. Yani A taneciği B’ den, B taneciği
de, A’ dan bu fotonu alması sonucu... |
