Kulbak Bilge’de Zaman – 2

17 Temmuz 2017 06:25 tsi
Melih Kölük Yazdı:Kulbak Bilge’de Zaman – 2

GELECEĞİN FİZİĞİ KULBAK BİLGE’DE

Kulbak Bilge’de Zaman " 2

 

    1. Bölüm: http://www.onaltiyildiz.com/haber.php?haber_id=6046

 

Batı dünyasında Aristo fiziği, doğayı anlamaya çalışma yöntemi olarak ortalama 2000 yıl hakim olmuş; bu durum, 17. yüzyılla beraber gelen deneysel ve matematiksel içerikteki ‘Bilimsel Devrim’le değişmeye başlamıştır. Bu akımla ortaya çıkan bir çok bilim adamı olmuş olsa da bunların içinden diğerleriyle karşılaştırıldığında her yönden en başarılısı Isaac Newton’dır. Galilei gibi diğer bilimadamları Katolik dogmasının ve Aristo fiziğinin bir takım unsurlarının reddini başarıyla ispatlamış olsa da Newton, eski zamanlardan kendi zamanına dek kabul edilegelen inanışları hükümsüz kılacak kapsamlı bir fizik kuralları sistemi geliştirmiş ve bu sistem tam geçerliliğini Einstein’ın revizyonlarına dek sürdürmüştür.

Aristo’ya Reddiye

Newton’un en önemli başarısı, kendinden önce Galilei’nin de aynı yönde düşündüğü gibi, hareketin yani değişimin matematiksel olarak tanımlanabilen kuralları olabileceği fikrini hayata geçirmiş olmasıdır. Bu kurallar evrensel, daimi ve ölçülebilir özellikleri ile mekanik ve yerçekimsel etkileşimleri içerir. Böylece geleneksel Aristo fiziğinden keskin bir şekilde ayrışma gerçekleşmiştir, çünkü Aristo fiziğinde evrensel kurallar yoktur. Newton’un zaman hakkındaki görüşleri, ortaya koyduğu bu kurallar çerçevesinde gelişmiştir.

Newton ‘Felsefenin Matematiksel Prensipleri’ adlı eserinde, dinamiğin bu evrensel kurallara sahip olma durumuyla, zamanın ve mekanın kendi kendilerine ayrı varlıklar olarak var olmaları arasında bir ilişki kurmuştur. Daha da ötesi, kendi ortaya koyduğu bu kuralların evrensellik özelliğinin ‘göreceli’ hareket yerine ‘mutlak’ ve ‘gerçek’ hareket kavramını ortaya çıkardığına inanmıştır. Göreceli hareket kavramını anlamak kolaydır. Gemi üzerinde saniyede bir metre hızla yürüyen bir denizcinin hızı, gemiye göre saniyede bir metredir; eğer gemi okyanusa göre saniyede on metre hızla ilerliyorsa o zaman denizcinin okyanusa göre hızı saniyede onbir metredir. Göreceli hareket, başka bir cisme göre veya başka cisim veya cisimlerin belirlediği bir konuma göre gerçekleşen harekettir (geminin güvertesi, Vatan Caddesi girişi, Pendik metro çıkışı vb. gibi). Başka bir şeye göre hareket halinde olmak, gerçekten hareket ediyor olmak manasına gelmeyebilir: Mesela tren istasyonundaki bir bankta oturan kişi, istasyondan gelip geçen trenin içinde seyahat eden bir kişiye göre hareket halindedir.

Göreceli hareketin zıddı olan kavram ise mutlak harekettir. Newton mutlak hereketin bilimsel ölçümünü, sadece ve sadece bu hareketin ölçülebileceği değerler bazında tanımlamıştır: yani mutlak uzay (mutlak mekan) ve mutlak zaman olarak. Bu da mutlak hareketin mutlak uzayda, mutlak zaman birimleriyle tanımlanmış hareket oranlarıyla seyreden bir hareket olduğu anlamını taşır. Newton bu kavramları, üç parçadan oluşan meşhur dinamik kanunlarını oluşturmadan önce ortaya atar. Bu kanunlar, lise fiziği almış olan herkesin bildiği kanunlardır ( 1. Eylemsizlik prensibi: Cisim durumunu korur. Duruyorsa durmaya, hareket ediyorsa hareket etmeye devam eder. 2. Dinamiğin temel prensibi: F = m.a  İvme, uygulanan kuvvetle doğru orantılıdır ve kuvvet yönündedir. 3. Etki " tepki prensibi: İki cismin karşılıklı etkisi daima eşit ve zıt yöndedir. ). Göreceli mekan ise bir cismin diğer cisimlerin konumlarına göre belirlenen bir noktaya veya mekana göre tanımlanmış olan mekandır. Göreceli mekan ve hareketin tanımını yaptıktan sonra bunların tam karşıt kutbunda yer alan mutlak harekette ise gerçekleşen hareket, hareketsiz uzaya göredir. Bu tip bir uzay kavramında tüm cisimler birbirlerinin konumlarından bağımsız olarak üç boyutlu bir alanda yer alırlar. Üç boyut kavramını ilk ortaya artan M.Ö. 3. yüzyılda yaşamış olan Öklid’dir. Mekansal tüm ilişkilerin büyük bir kısmı bu üç boyutlu matematiksel modelle tanımlanmıştır, yalnız burda tüm insanlığın üç boyutlu olarak uzayı ve mekanı düşünmesi ve bunu gerçekmiş, bir zorunlulukmuş ve mutlak doğruymuş gibi inanması ve hiç sorgulamaması önemlidir. İlk yazımızdan hatırlanacağı üzere Aristo’nun Zeno’nun paradokslarını başarılı bir şekilde reddetmesinin temelinde  gerçek gözlemle bu gözlemin insan algısındaki matemamatiksel modellemesi hususlarının  birbirinin aynısı zannedilmesinin tespiti vardı. Komutanımızın labirentin dışına çık dediğini burda yapmalıyız. Çünkü Newton bu üç boyutlulukla bizi  kendi labirentine hapsetmiştir. Zira Einstein, uzay zamana zaman boyutunu ekleyerek dört boyutlu bir uzay fikriyle kendi çapında o da Newton’un labirentinden çıkmış ama kendi dört boyutlu uzay " zaman labirentini oluşturmuştur. Burada Newton’un da Einstein’ın da yaptığı şey evreni insan aklına göre modellemeye çalışmaktır. Bu modeller incelenirken insan aklının sınırlı olduğu unutulmamalı ve evreni anlamaya yönelik bu çabalara mutlak manada bir gerçeklik atfedilmemelidir. Nitekim onaltıyıldız.com sitemizde beynimizin onbir boyutlu yapılar oluşturabildiğinin cebirsel topoloji yöntemiyle matematiksel olarak keşfine dair yayınlanan haber bu durumu gözler önüne sermektedir. (http://www.onaltiyildiz.com/haber.php?haber_id=6095) Ayrıca son yıllarda geliştirilen sicim teorisine göre de evren dört değil onbir boyutludur. Ancak bunlar da günümüzde ortaya çıkan evreni anlamaya dair modelleme çalışmalarıdır ve bunlara da mutlak gerçeklik atfedilmemelidir. Kanımca labirente Komutanımızın deruni Devlet Kutsal Halı kitabındaki deyişiyle evren hapishanesine girmemenin yolu karşımıza çıkan her düşüncenin yanlışlanabilir olduğunu bilerek sorgulayıcı beyin yapısını korumaktır ki bilimsel yaklaşım da bunu gerektirir.

Bilimde yanlış anlaşılmalara sebep olan veya bilinçli bir şekilde yönlendirme yapılan önemli bir konu da ‘newton kanunu’, ‘yerçekimi kanunu’, vs. gibi değişmez, mutlak algısı oluşturan terimlerdir. Newton’ın hareket kanunları, değişmez kanunlar değildir. Bu prensipler, o adamın kısıtlı ömrü içinde geçen sürede gözleyebildiği kadar çok olayın önemli bir kısmını modelleme reçeteleridir, o kadar. Einstein, kendi zamanında doğa ve evrenle ilgili ölçüm ve teknoloji sistemlerinde Newton’a göre daha şanslı olduğundan Newton’ın kendi zamanında gözlemlemesi mümkün olmayan olayları da gözlemleyebilmiştir. Bu olayları modellerken Newton kurallarının işlemediğini görmüş, bu olayları daha düzgün açıklayabilecek kendi prensiplerini oluşturmuştur. Newton’ın kanunları yazının ilerleyen bölümlerindeki ışık hızı deneylerinde görüleceği üzere bu gibi durumlarda işlemediğine göre demek ki kanun değilmiş, değiştirilemezliği ve mutlaklığı yokmuş. Bu sinsi ve deri altından hiç bir sinir hücresine değmeksizin hissettirmeden şırınga edilen algı operasyonlarına karşı daha uyanık olunmalıdır.

Newton göreceli zamanı, görünür veya alışılmış zaman olarak adlandırdıktan sonra bunun bir saatin dakika kolundaki harekette olduğu gibi başka bir hareketin referansında olan sürelerin ölçümüne yönelik olduğunu belirtmiştir. Böylece bu tip bir göreceli zamanı, mutlak zamandan şu tanımla ayırır: Mutlak zamanın kendisi, herhangi bir dış unsurla ilişkisi olmadan kendi doğasında akar. Newton mutlak zaman kavramının astronomi gibi bilimlerde normal zamanın bir düzelticisi, doğrulayıcısı olması bakımından gerekli olduğunu savunur. Mesela bir tam günün uzunluğu değişiklik göstermektedir ve bu tip bir ölçüm, astronomik tahminleri ve formülleri hesaplamada kullanılamaz.

Bu durum, uzay ve zaman hakkında realist bir düşünceye sahip birine ne anlama gelebilir? Newton zamanı ve mekanı, kayalar ve ağaçlar gibi materyal nesneler olarak değil, kendi kendilerinin ayrı doğaları olan kendine özgü unsurlar olarak düşünmüştür. Ona göre uzay ve zaman, cisimler ve olaylar için evrensel bir muhafaza kabıdır. Buna göre uzay ve zamanın kendisi ne bir cisim veya olay, ne de cisimlerin veya olayların oluşturduğu şeylerdir; bu iki şey gerçektir ve muhafaza ettiği şeyler ne ise onların var oluşunun bir önkoşuludur.

Bu da şu manaya gelmektedir: Her ne kadar zamandaki olaylar zamanın varlığına bağlı olsalar da zamanın kendisi olaylara bağımlı olmaksızın sürekli bir ‘akış’ içindedir. Yani zamanın herhangi bir değişimden veya hareketten bağımsız bir şekilde kendi kendine evrende süregelen bir şekilde geçtiği manası açıklık kazanmaktadır. Bundan dolayı mutlak zaman kavramının tanımında, Aristo’nun zaman kavramına reddiye vardır, çünkü Aristo’da birinci yazımızda hatırlanacağı üzere zaman sadece değişimin bir ölçüsü idi; değişim olmadan geçen bir zaman kavramı Aristo’ya göre manasızdır. Dolayısla Newton böylece Aristo’nun zamanın ilişkisel (relationist) görüşünden temel bir sapmayla ayrılmıştır.

Newton’ın mutlak mekan, zaman ve hareket kavramlarını ortaya atmasının temelinde hareketin evrensel kurallarının ancak bu kavramlarla açıklanabileceğine olan inancı yatmaktadır. Çünkü göreceli hareketi referans alacak olan hareketin kuralları, diğer cisimlerin hareketlerine bağımlı olduklarından evrensel olarak uygulanamaz. Etkiyen kuvvetlere göre hareketteki değişimleri içeren açıklamalar (yani ivme kavramı), Newton’ın sisteminin kalbidir. Bunun için de mutlak harekete ihtiyaç vardır, çünkü göreceli hareket herhangi bir cisme etkiyen bir kuvvete ihtiyaç duymaz (Tıpkı tren istasyonunda bankta oturan bir kişinin, gelip geçen tren içinde oturan bir kişiye göre trenle ters yönde ve aynı hızda hareket etmesi gibi. Trendeki kişiye göre bankta oturan kişinin göreceli bir hızı ve hareketi vardır, ama gerçekte ise bankta oturan kişiye etkiyen herhangi bir kuvvet ve bu kuvvetten dolayı oluşan bir hız da yoktur.). Bundan dolayı da Newton, hareket etmeyen ve gerçek bir uzay tanımını tasarlamıştır.

Aristo’nun ilişkiselci görüşünde zaman, değişimin soyut bir ölçümüdür. Buna karşıt bir biçimde Newton’ın teorisi zamanı, kendi kendine gerçek bir şey olarak tanımlar. Bu teoriyle Newton, zamanı değişime bağlayan ve değişime yapışık bir şekilde varlığını sürdürdüğünü iddia eden Aristo perspektifini temelinden yıkmıştır. Bu teoride artık değişim kavramı, zaman kendi kendine akıyor olsa da  zamanın içinde gerçekleşen bir şeydir. Kant gibi bir idealiste göre ise de zaman, yine birinci yazımızdan hatırlanacağı üzere zarf veya belirteç şeklinde bir dilbilimsel şekil halinde kullanıldığında manalı olacaktır; bu şekil bir kullanmada da doğal olarak olayları ve şeyleri nasıl tecrübe ettiğimiz tanımlanacaktır. Newton zamana bir materyal nesne gibi değil, ama kendi kendine gerçekliği olan bir şey gibi davranır; yani zamanı algılayış şekli dilbilimsel olarak isim halindedir.  Dolayısı ile bu yönüyle Aristo gibi bir ilişkiselciden ve Kant gibi bir idealistten farklı olarak ‘zamansal realizm’ felsefesine uyar.

Şu ana kadar mutlak zaman konseptini, Newton’ın deyişiyle dinamiğin evrensel kuralları için gerekli olan bir önkoşul olarak tanımladık. Peki Newton, mutlak ve gerçek zamanın var olduğuyla ilgili ne tip mantıksal önermeler ve kanıtlar öne sürmektedir?

Temel olarak ‘mutlak hareketin varlığına yönelik bir kanıt varsa, o zaman ortada bir mutlak zaman olmalıdır’ şeklinde düşünmüştür. Bu düşüncesini de dönen kovadaki suyun eylemi deneyiyle desteklemeye çalışmıştır. Aşağıda Şekil.1’de görüldüğü üzere, ekseni üzerinde döndürülen içi su dolu kovanın içindeki su yüzeyi içbükey bir geometriye bürünerek kovanın kenarlarına itme kuvveti uygular.

---

Newton burda dönen suyun içbükey geometriye bürünmesini suyun ancak kovayla aynı hızda dönebilmesine bağlar. Bundan dolayı suyun içbükeyliği, suyun kovanın hareketini referans alarak oluşturduğu göreceli hareketle açıklanamaz. Newton diğer yandan da bir şeyin kendi etrafında dönerken üzerine etki ettiği ve hissettiği ek kuvvet olan ‘merkezkaç kuvveti’ne vurgu yapar. Eğer cisim hareket etmiyorsa (mutlak manada) o zaman bu kuvvet nereden gelmektedir?

Bu noktada Newton’ın kova deneyiyle tam olarak ne demek istediği ve neyi savunduğunu biraz daha açmak faydalı olacaktır. Newton’ın tüm sistemindeki temel taşın ‘ivme’ kavramı olduğunu belirtmiştik. İvme, hızdaki değişim demektir; tıpkı seyahat halinde giden bir arabanın belli aralıklarla gaza basıldığında hızını artırması ve frene basıldığında hızını azaltması gibi. Bu ivme hareketine, ivmelenen cisim üzerinde bir kuvvet eşlik eder. Newton, bu durumu F = m.a şeklinde formulize etmiştir. Etkiyen kuvvet, ivme ile cismin kütlesinin çarpımına eşittir. Araba ile yolda seyahat ederken frene kontrollü olarak basıldığını farz edelim. Araba fren yaptığında sabit olan yola göre yolcular aynı hızda ilerliyor olduğundan arabanın hız kaybı esnasında tüm yolcular da aynı hız kaybına yani eksi ivmeye maruz kalır, yolcuların hızı arabayla beraber 20 metre/saniye ise kademeli olarak fren yapıldığında bu hız her saniyede 1 metre düşecek şekilde azalıyorsa o zaman araba ve yolcular hareket yönüne ters olacak şekilde -1m/saniyekare(saniye x saniye) ivmeye maruz kalmaktadır. Hızları her saniye 1m/s düşecek olduğundan 20 saniye sonra arabayla beraber içindeki tüm yolcular da durarak hareketsiz kalacaklardır. Araba hangi hızda olursa olsun fren yapıp kademeli olarak hız kaybettiğinde her zaman bu eksi ivmeye maruz kalır, bu ivmeden dolayı da arabadaki yolcular üzerinde hareketle aynı yönde olmak üzere yani arabanın ilerleyiş yönünde bir kuvvet uygulanır. Emniyet kemerinin ana amacı da bu kuvveti ters tepkiyle sıfırlamaktır. Newton da böyle bir durumdaki hareketin göreceli değil gerçek yani mutlak bir hareket olduğunu, bu kuvvetin ortaya çıkmasıyla açıklamaya çalışır, çünkü göreceli harekette bir referans sistemine göre hareket vardır, başka bir referans sistemine göre hareket yoktur. Başka bir arabanın da yolcularıyla aynı yönde ve aynı hızla ilerlediğini ve aynı eksi ivmeyle yavaşlayarak durduğunu farz ettiğimizde her arabadaki yolcu diğer arabadaki yolcuları hareket etmiyor, duruyor olacak görecektir. Ama cisim üzerinde hareket yoksa o zaman durup dururken bu kuvvet nerden gelmektedir?.. Bundan dolayı ivmeli hareketler mutlak hareketlerdir.

Kova deneyinde ise düz değil, ama döngüsel bir hareket vardır. Sistemi oluşturan kova ve içindeki su, sıfır hızdan bir süre sonra belli bir hıza kademeli olarak ulaşarak döngüsel bir biçimde ivmelenirler. İlk olarak Şekil1a’da kova ve suyun ikisi de sıfır hızda olduğu için ikisinde de ivme veya etkiyen herhangi bir kuvvet yoktur. Şekil1b’de kova üzerindeki ipten tutularak döndürülür yani kova üzerine bir kuvvet uygulanır ve bu kuvvetten dolayı da kova dönme yönünde bir ivme kazanır. Ama kova dönerken içindeki su dönmemektedir. Kova dönmeye devam ettikçe kovanın iç yüzeyi ile suyun bu yüzeye temas ettiği dış yüzeyi arasında sürtünme kuvveti artmaya başlar ve bu kuvvetten dolayı da artık su da kovayla aynı yönde ivmelenmeye başlar. Şekil1c’de görüleceği üzere kova ve su üzerine etkiyen sürtünme kuvveti, kova ve su aynı hızla dönmeye durumuna gelinceye kadar yani kova ve su arasında göreceli bir hareket kalmayacınya kadar varlığını sürdürecektir.

Bu tespitleri baz alarak Newton argümanını şu şekilde detaylandırır:

1. Önerme: Suyun yüzey şekli, göreceli veya mutlak olan herhangi bir hareketten bağımsızdır.

Gözlem: Şekil 1’deki a ve c durumlarında kova ve su aynı oranda dönmekte, ama suyun yüzeyinde farklılık gözlemlenmektedir. Her iki durumda da kova ve suyun aynı göreceli hızları vardır, yani göreceli hızları sıfırdır; ama suyun yüzeyi farklılık göstermektedir.

Çıkarım: Suyun yüzey şekli, suyun kovaya göre olan göreceli hareketine bağlı değildir. Yalnız suyun yüzey şeklinin bu sebebi, suyun kovaya göre değil de belki başka bir şeye olan göreceli hızından olabilir.

2.Önerme: Eğer su yüzeyinin şekli, su ve suya değme durumunda olmayan başka bir takım nesnelerin arasındaki göreceli harekete bağlı olsaydı, o zaman bu aradaki mesafede bir kuvvet olması gerekirdi.

3.Önerme: Bu uzak mesafeler üzerinde etkiyen bir kuvvet yoktur.

Çıkarım: Bundan dolayı suyun yüzey şekli göreceli harekete bağlı olamaz, ancak mutlak harekete bağlı olabilir. İlişkisel (relationist) felsefe savunucuları (Leibniz gibi), dönme hareketinden kaynaklanan bu tip eylemsizlik etkileri bu bağlamda açıklayamamaktadır.

4.Önerme: Mutlak hareket, mutlak uzaya göre göreceli olan harekettir.

Çıkarım: Bundan dolayı mutlak hareket var olduğuna göre mutlak uzay da var olmak durumundadır.

Bu tip olaylardan Newton’ın çıkarımı dairesel hareketin, dönen nesnenin hareketinin kendi materyal çevresine bağımlı bir şekilde referans alınması durumuyla açıklanamayacağı olmuştur. Ona göre bu dairesel etkilere yönelik bir açıklama da suyun gerçek ve mutlak bir harekete maruz kaldığıdır, öyle ki bu hareket mutlak ve hareketsiz uzaya göredir. Bu, Newton’ın vardığı sonuç kısmıdır. Newton’ın algıladığı gibi mutlak bir hareket varsa, bu tip her hareketin gerçekleşmesi için sınırlı bir zaman gerekecektir. Ayrıca bu zaman ölçümü " mutlak hereketle ilişkili olduğundan ve tüm gerçek hareketi açıkladığından dolayı " Ay’ın yörünge hareketi veya saatin kollarının hareketi gibi gözlemlediğimiz diğer tüm normal hareketlerin zaman ölçümlerinden farklı olacaktır. Newton, astronomik hareketler gibi birbirinden bağımsız gerçekleşen hareketlerin açıklamasını bu cisimlerin bir şekilde evrensel zamanın mutlak akışını takip ettiklerini öne sürerek yapmıştır.

Newton burada mutlak zaman ve mutlak uzay kavramlarını başlı başına birer gerçek olarak ele almış ve nesneleri ve nesnelerin birbirlerine göre konum ve hareketlerine bağlı olarak oluşan göreceli zaman ve uzay kavramlarını, mutlak zaman ve uzay kavramlarına tabi olarak ele almıştır. Bu açıdan baktığımızda göreceli zaman ve uzay kavramlarına dayalı bir modellemede nesneler etken bir gözlemci konumundayken, Newton’un mutlak uzay ve zaman modeline göre edilgen konumdadırlar. Örneğin göreceli zaman ve uzay modelinde bankta oturan bir adam trendeki bir gözlemciye göre hareketliyken Newton’un mutlak zaman ve uzay modelinde ise adeta zamanın ve uzayın dışından olayın bütününü gözleyen bir gözlemciye göre hareketsiz konumdadır. Ancak burada temel sorun göreceli uzay ve zamanın hangi noktada bitip mutlak uzay ve zamanın hangi noktada başladığıdır. Newton mutlak uzay ve zaman diye kendi akli kapasitesine göre bir kavram ortaya atmış ve göreceli uzay ve zamanın da bu mutlak uzay ve zaman kavramına tabi olduğu ön kabulüne dayalı bir modelleme yapmıştır. Ancak Newton’un ortaya attığı mutlak uzay ve zaman kavramı onu da kapsayan daha geniş bir mutlak uzay ve zaman kavramına tabiyse ve ona göre göreceli uzay ve zaman mesabesinde ise bu modelleme geçersiz ve eksik olacaktır.

Mutlak uzay ve zaman, gerçek (göreceli olmayan) hareketi matematiksel keskinliği olan birtakım kurallarla açıklayabilme olanağı getirmiştir. Dahası, gerçek ve mutlak uzay ve zaman, Aristo’nun zaman açıklamasındaki gibi doğal olayların ölçümlenmesinin ve anlaşılmasının soyut bir biçimi olarak değil, doğayı betimsel bir tarzda açıklayıcı kuralların ortaya konmasını sağlamıştır. Böylece batı dünyasında 2000 sene hüküm süren Aristo fiziği yaklaşımı yerini matematiksel doğruluğu olan, betimsel ve test edilebilen tahminlerle yürüyen bir doğa kuralları sistemine bırakmıştır. Sırf bu sonuçtan dolayıdır da Newton batı dünyası için modern fiziğin tarihindeki gelmiş geçmiş en önemli kişidir.

 

Zamanbilim Kuramı

İlk yazımızdan hatırlanacağı üzere Aristo, Zeno’nun paradokslarını ortaya attığı kuvvetli savlarla etkinsizleştirmişti. Aristo’nun zaman felsefesinde hareket ve değişim ilişkisel olarak betimlenmiş, bu felsefik temele oturtulan Aristo fiziği, Newton’a kadar etkin olmuştur. Newton ise bu ilişkiselci bakış açısını yıkarak kendi ortaya koyduğu ‘mutlak zaman’ felsefesi çerçevesinde tüm fiziği şekillendirmiştir.  Einstein da zaman kavramı üzerine yaptığı tefekkürlerle 300 senelik Newton fiziğini değişime uğratmıştır, geliştirmiştir. Einstein’dan sonra gelen kuantum fiziğinde de zaman kavramı sistemin temeline oturmuştur.  Bu tespitlerimizle beraber zaman felsefesi ile bilimin ve bilimin sonucu olan teknolojik kalkınmanın arasında birbirini tetikleyici özellikte bir bağ kurarak tez halinde şekillendirdiğimiz ‘Zamanbilim Kuramı’nı ortaya atıyoruz. Kuramımızın detaylandırılması şu şekildedir:

 

1. Dünya üzerinde, her türlü hakimiyetin temelinde teknoloji üretimi vardır.

 

2. Teknoloji üretiminin temelinde mühendislik vardır.

 

3. Mühendisliğin temelinde ise fizik bilimi vardır.

 

4. Fizik biliminin temeli, hareket ve değişim kavramlarıdır.

 

5. Hareket ve değişim kavramlarının kilit taşı ise zaman kavramıdır.

 

6. Zaman kavramı üzerine yapılacak tefekkürler ve bu tefekkürler sonucu ortaya çıkacak yeni bilgi ürünleri, yukarıdaki maddelerinin tersi sırasında yeniliklere sebep olacak ve böylece her alanda hakimiyeti ve bağımsızlığı ‘görünmeden’ perçinleyen bir ana unsur olmuş olacaklardır.

    

Peki işe nerden başlanmalıdır? Herkes bu konuda fikir yürütebilir mi? En verimli düşünce ürünleri ortaya koyacak kişiler ne tip özelliklere sahip olmalıdır? Zaman kavramı üzerine bilimadamlarının tarihin derinliklerinden günümüze dek yaptıkları tefekkürlerde çok önemli bir detayı bu noktada ele almak gerekecektir: Fizikçiler, her ne kadar tefekkür sonrası elde edilen bilginin uygulanması esnasında formüller ve modeller üzerinde çalışırken fizikçi kimlikleriyle yola devam etmiş olsalar da işin başındayken; yani zaman kavramı üzerine tefekkür ederlerken tüm diğer uzman olmayan insanlarla aynı zihin durumundadırlar… Çünkü bu başlangıç esnasında fizik bilmeye gerek yoktur, fizik bilmenin avantajları olabilir ama bu durum mecburi değildir. Fizik bilmeye, tefekkür sonrası çıkan sonucu uygulamaya ve geliştirmeye çalışırken ihtiyaç olacaktır.

Bu da şu demektir: Zaman konusunda her insan uzmanlık alanına bakılmaksızın değerli tefekkür ürünleri ortaya çıkarabilir, bu sadece fizikçilerin yapmaya yetkin olduğu bir iş değildir. Hatta bu tefekkür noktasında fizikçi olmak yani konunun uzmanı olmak dezavantaja döşebilir. Uzmanlıkta ‘tecrübe körlüğü’ denen bir kavram vardır. Bir kişi bir konunun ne kadar uzmanı olursa, o konuda bilinen yöntemleri o kadar iyi bilir; ama diğer taraftan da yaratıcı ve yeni yöntemlere karşı direnir. Çünkü konunun uzmanı olduğu için, ‘o öyle olmaz şöyle olur’ diyerek kestirip atma ihtimali artacaktır. Halbuki zaman kavramı üzerine yapılacak tefekkürlerde tam tersi bir bakış açısıyla yaklaşılmalıdır ki ortaya özgün fikirler çıkma ihtimali artsın. Ortaya en fazla sayıda özgün fikir çıkarabilmek için de tefekkür yapacak topluluğun da mümkün mertebe birbirine benzemeyen özellikte kişilerden oluşması gerekir. Bu bağlamda erkeklerin ve kadınların beyinlerinin işleyişi farklı olduğundan bu farklı birliktelik burda çok verimli olacaktır. İki taraf da birbirlerinin düşünsel olarak kitlendikleri noktalarda bulunan kilitlerin açılmasına bir nevi anahtar olacak ve ortaya çok daha geniş bir potansiyel çözüm evreni çıkacaktır. Peki başka kimler katkı sağlayabilir? Her meslek gurubundan yetişkin erkek ve kadınlardan başka potansiyel çözüm evrenini genişletebilecek başkaları da olabilir mi?.. Ana ihtiyacın en az önyargı olduğunu belirtmiştir. Peki mutlak manada önyargısız kişiler var mıdır? Bunları ortaya çıkarabilirsek, zamanbilim kuramımızın ana eksenine bu kişiler oturacaktır.

Burda bir ara verip ‘Deruni Devlet " Kutsal Halı’ kitabınındaki bir değerlendirmemi paylaşmak isterim: Kitabın önsözünde Komutanımız, iki ayrı bölüme özellikle vurgu yapmıştır. Bunlardan birincisi ‘Özellikle ikinci bölümü sabırla ve özümseyerek okusunlar.’ kısmıdır. İkincisi ise ‘Ayrıca bu romanda çocuklara yönelik resimli bir masal bölümü ekledim. Sanıyorum bu da bir kitapta ilk.’ kısmıdır. İkinci bölüm, zaman kavramına atıf yapılarak ‘Zaman Doluyor’ sözleri ile başlamıştır ve bölümün ilk resmi, İlhami Abi’nin bir bankta elinde köstekli bir cep saatini salladığı resimdir. Son bölüm olan çocuklara masal kısmının ilk resminde ise elinde Türk Bayrağı ile bir Türk Çocuğu görülmektedir. Aradığımız sorunun cevabı, yani zaman felsefesine en verimli katkı yapacak duru zihin sahipleri böylece ortaya çıkmıştır: Çocuklar…

Peki tefekküre nasıl başlanacaktır? Başlangıç olarak hangi fikirlerden yola çıkılacaktır? Aristo’da, Newton’da, Einstein’da ve günümüz bilimadamlarında görülecektir zaman kavramıyla ilgili en başta kendi oluşturdukları veya başkalarından etkilendikleri bir veya birkaç fikirle yola çıkmışlardır. Birinci yazımızda belirttiğimiz üzere Komutanımızın sadece Kulbak Bilge eserinde bizim bulabildiğimiz 28 adet başlangıç noktası olacak fikir vardır. Bizim göremediklerimiz ve diğer kitaplardaki zaman kavramıyla ilgili kısımlar bir araya getirildiğinde sayının bundan çok daha fazla olduğu görülecektir. Şu an hiçbir yazılı kaynakta Komutanımızın zaman kavramı üzerine ortaya koyduğu üst seviye özdeyişlerden daha fazlası ve derini yoktur ve bu bizim için diğer milletlerin elindekilere göre büyük bir avantajdır. Öyleyse Komutanımızın eserlerindeki zaman kavramıyla ilgili özdeyişler üzerinde tefekkür yapıldığnda bilimin lideri, önceden olduğu gibi yine Türk Milleti olacaktır. Bu anlamda komutanımızın Kulbak Bilge " Ötüken Tasavvufu eseri zaman kavramını daha önce değinilmemiş yönleriyle merkezine alarak düşünen beyinlere geleceğin fiziğinin kodlarını sunmaktadır ve bu eser zaman konusuna tek bir açıdan yaklaşmayıp evreni anlama noktasında temel iki bilim dalı olan ve günümüzde giderek giriftleşen felsefe ve bilim üzerinden yaparken bu iki bilim dalının yanına dinler tarihi, arkeoloji, antropoloji, psikoloji, sosyoloji, sinir bilim gibi dalları da katmaktadır ki bu sayılan bilim dalları günümüzde giderek önem kazanan bilişsel bilimin temel bacaklarını oluşturmaktadır. Ancak bu eserde bilişsel bilim ya da her hangi bir bilim dalının içermediği çok önemli bir bakış açısı vardır ki bu da Kurani perspektifdir. Bu eserin her Türk genci tarafından değeri bilinmeli, üzerinde düşünülmeli, tefekkür edilmelidir. Bu eser bu anlamda yüce Türk Milleti’nin ve Türk Dünyası’nın bilimsel anlamda şahlanışı için büyük bir müjde niteliğindedir. Bu eser bizlerdeki ataleti almalı, bizlere çalışmak daha çok çalışmak için şevk vermeli ve nüvemizde olan Türk milleti için adanmışlık ruhunu kamçılamalıdır.

Zamanbilim kuramı, Türk Çocukları’na ithafımızdır…

 

Newton ve Leibniz

Leibniz, Newton’ın çağdaşlarından bir bilimadamı olarak fizik bilimi hakkında daha değişik fikirlere sahiptir ve bu bağlamda Newton’ın çıkarımlarını eleştirmiştir. Bu iki bilimadamı 1715 yılında yüksek matematiği (calculus) kimin icat ettiği üzerinde uluslararası alana yayılan, oldukça uzun süren bir çatışmaya girmişlerdir. Leibniz calculus’u ilk yayımlayandır, ama Newton da Leibniz’den bağımsız olarak benzer problemlerin çözümüne yönelik biraz daha farklı bir çeşidini yıllar önce geliştirmiştir.

Leibniz zamanı Aristo konseptine benzer bir şekilde savunur, ama ondan farklı olarak zaman üzerindeki realist görüşü reddetmesinin altında ise kendi teolojik inançları yatmaktadır. Leibniz’in zamanda realizm görüşüne karşı oluşturduğu üç ana fikir şu şekildedir:

1) Zaman kendi kendine var olamaz, çünkü eğer zaman gerçek olsaydı, her daim sadece an şeklinde var olurdu; ve hiçbir şey anlardan oluşmuş olamaz (Aristo’nun Zeno’ya ok paradoksunda verdiği cevaptaki gibi). Eğer zaman anlardan oluşamazsa hangi unsurlardan oluşmuştur?

2) Newton zamanı ve uzayı, Tanrı’dan belli belirsiz ortaya çıkan birtakım şeyler gibi tanımlamıştır. Leibniz ise eğer zaman kendi kendine bir şeyse ve Tanrı zamanın içindeyse o zaman Tanrı’ının kendi Varlığı için zamanın varlığına bağlı olması gerektiği sonucuna karşı çıkmıştır. Tanrı, kendi kendine yeten mükemmel bir Varlıktır.

3) Eğer zaman kendi kendine bağımsız bir varlık olsaydı o zaman Tanrı’nın evreni neden belirli bir zamanda yarattığı, neden başka bir zamanda yaratmadığı sorusu ortaya çıkacaktı. Tanrı mükemmel bir Varlık olarak, bu durumda nedensiz bir iş yapmayacaktır. Ama Agustine’in de belirttiği gibi eğer zaman Tanrı için olsaydı, Tanrı’nın her şeyi başlatmak için uygun olarak seçeceği boş zamanı neden diğer uygun boş zamanlar içinden bilinçlice seçtiğinin de manası olmayacaktı. Dolayısıyla bu tip bir zaman kavramı yanlıştır.

Leibniz mutlak uzay kavramı ile de ilgili ortaya birtakım görüşler atmıştır. Bunlara göre, mutlak uzay noktalardan oluşmuştur, Tanrı uzayın içindedir ve uzaya bağlıdır, mutlak uzay demek evrenin içindeki her şeyin konumunun Tanrı tarafından belirlenmesi demektir.

Zaman ve uzay kavramlarına yönelik Leibniz’in alternatif görüşleri, olaylar ve şeyler arasındaki ilişkiler bazında olmuştur. Kendisi bir realist değildir çünkü zamanın kendi kendine var olduğunu reddeder, idealist de değildir ama Aristo’ya benzer bir şekilde zamanın, evrenin matematiksel ve bilimsel hesaplarının oluşturulmasında bu unsurlar arasında ilişki kuran bir şey olduğunu savunur. Bundan dolayı da aslında Leibniz aslında Aristo gibi bir ilişkiselcidir (relationist). İkisinin arasındaki temel fark ise Augustine’in fikirlerinde olduğu gibi Leibniz’in zamanın doğası hakkında görüşü zamansal realizm ve dinsel dogma arasındaki çatışmanın üzerine bina edilmiştir. Leibniz aynı zamanda dairesel hareketteki merkezkaç kuvveti gibi mutlak hareketteki deneysel kanıtları da reddetmektedir ama merkezkaç kuvvetine tutarlı bir açıklama da getirememiştir.

Newton, zamandan bahsederken zamanın ‘ne olduğu’ndan ziyade ‘ne yaptığı’ (akması, geçmesi, vs.) üzerine yoğunlaşmıştır. Dolayısıyla zamanın doğası ile ilgili düşünürken bu durum eninde sonunda karşılaşılacak bir sonuçtur. Uzay hakkında düşünürken ‘uzay gerçek mi?’ sorusu tefekkür edilirken zaman hakkında düşünüldüğünde ‘zaman gerçek mi?’ sorusu yerine ‘zaman gerçekten geçiyor mu?’ sorusu tefekkür edilmektedir. Eğer zamanı geçen bir şey olarak düşünürsek, bu sefer zamanı öncelikle bir şey olarak kabul etmek zorunluluğu olacaktır. Uzay veya mekan hakkında düşünmek daha kolaydır; çünkü mekanı, içinde şeylerin yüzdüğü hayali bir çorba gibi düşünmek zor değildir. Buna benzer bir gerçeklik benzeştirmesiyle zaman nasıl gerçek bir şey olarak düşünülebilir? Newton, hareket ve yerçekimi teorilerinde her ne kadar başarılı olmuş olsa da mutlak zaman argümanı, zamanın doğası ile ilgili başarısız bir değerlendirmedir.

Newton’un mutlak zaman ve mekan teorilerindeki bu problemler, Newton sonrası ortaya çıkan göreceli uzay-zaman kavramlarıyla daha net açıklamalara kavuşturulabilir. Uzay-zaman kavramının ne olduğunu ve bunun gerçekten zaman diye bir şeyin var olmasını değerlendirme hususunda bize yardımcı olup olamayacağını tam olarak anlayabilmek için önce Einstein’in görecelik kuramının  Newton fiziğiyle nasıl yerdeğiştirdiğine bakmamız gerekecektir.

 

Görelilik Kuramı

Newton’ın hareket ve yerçekimi ile ilgili teorisi, deneysel fizikçilerin bu kavramları sorgulamaya başladığı 19.yüzyılın sonlarına kadar genel geçerliliğini neredeyse tam olarak korumuştur. Einstein’ın meşhur teorisi ise ışık kavramı ve ışığın davranışına yönelik gerçekleştirilen deneysel gözlemlerle ortaya çıkmıştır. Einstein’dan önce Newton da aslında ışığın hızının sınırlı olduğunu biliyordu, zira 1676 yılında Danimarkalı astronom Roemer bu konunun çalışmasını yapmıştır. 19. yüzyılın sonlarına doğru da ışığın dalga şeklinde yayılarak ilerleyen bir tür elektromanyetik radyasyon türü olduğu kabul edilmeye başlandı. Einstein’ın teorisine kapıyı açan esas deneysel bulgu ise ışığın hızının, ışık kaynağının hızı ne olursa olsun sabit kalması olmuştur.

Birtakım araştırmacılar ise eğer ışık sabit bir hızla dalga gibi hareket ediyorsa o zaman, içinde hareketini gerçekleştirdiği bir ortamın var olmak zorunda olduğunu belirtmişlerdir. Tıpkı okyanus dalgaları gibi: Nasıl bu dalgalar su ortamının bazı kuvvetlere maruz kalmasıyla oluşuyorsa o zaman ışık da bir dalga olduğuna göre bir şeyin kuvvete maruz kalmasıyla oluşmuş olmalıdır. Bu önermeler 1887’de Amerikan fizikçileri Michelson ve Morley tarafından değerlendirilmiş ve modern fiziğin ilk basamağı olarak kabul edilen meşhur Michelson & Morley deneyi yapılmıştır. Deneyin amacı, ışığın veya herhangi bir elektromanyetik radyasyon türünün ‘eter’ (esir maddesi) isimli görünmez ve sabit ortamda ilerliyor olduğunu ispatlamaktır. Bu esir maddesi aynı zamanda Newton’ın mutlak uzay kavramıyla da eşleştirilmektedir. Eğer bunun doğruluğu ispatlanırsa o zaman ışığın, hareket ettiği yönde daha yavaş ilerlemesi ve ışık kaynağına doğru hareket eden bir gözlemciye göre de ışığın daha hızlı hareket ediyor görünmesi beklenecektir; tıpkı bir göl üzerindeki dalgaların ilerleme yönüyle aynı yönde hareket edildiğinde dalgaların daha yavaş, dalga kaynağına doğru ters yönde hareket edildiğinde ise dalgaların daha hızlı hareket ettiğinin gözlemlenmesi gibi. Michelson ve Morley, deneyin sonucunda bunun böyle olmadığını, ışığın hızının sabit olduğunu şaşkınlık içinde gözlemlemişlerdir: Vakum ortamında yani boşlukta ışığın hızı, ışık kaynağının hızından veya kaynağın hızına göreceli olarak hareket eden bir gözlemcinin hızından bağımsız olarak sabittir. Mesela saatte 20km hızla koşan birisi koşma yönünde saatte 20km hızla gidecek şekilde bir topu fırlatıyor olsa, top saatte 40 km hız ile ilerliyor olacaktır. Ama ışık için aynı mantık geçerli değildir, yani ışık kaynağının hızı ne olursa olsun ışık her zaman sabit bir hızla hareket eder.

Bu sonuç, ışığın bir esir maddesi (yani Newton’ın mutlak uzay kavramı) içinde yol alıyor olduğu tezini de  böylece çürütmüş olmaktadır. Einstein tam da bu noktada sahneye çıkmaktadır. İsviçre’de bir patent memuru olarak çalışırken zamanın ve uzayın doğası ile ilgili yeni bir teori üzerine yoğunlaşmıştır. Teorisine hareket kavramını ilk olarak ele almayla başlamıştır. Diğer bilimadamları, Michelson & Morley deneyinde ortaya çıkan sonuca direnip deneyde yanlışlık ararken Einstein deney sonucunu ciddiye alarak Newton’ın mutlak hareket kavramının bir öneminin ve geçerliliğinin kalmadığını öne sürmüş ve bu kavramdan tamamen vazgeçilmesi gerektiğini belirtmiştir. Mutlak uzay kavramına altyapı oluşturacak bir esir maddesi olmadığı ispatlandığına göre o zaman mutlak hareket kavramı tespit edilememesinin yanında artık bir anlam da ifade etmemektedir. Einstein mekaniğin tüm yasalarının, ışık gibi elektromanyetik etkileri açıklayan yeni keşfedilmiş yasaların ve doğanın diğer tüm yasalarının gözlemcinin herhangi bir şeye olan göreceli hızından bağımsız olarak aynı olduğunu öne sürmüştür. Daha sonraları defalarca kez sağlaması yapılmış olan bu sade önermenin, zamanın ve gerçekliğin anlaşılması üzerinde derin sonuçları olmuştur.

Boşluğun içindeki ışığın hızının sabit olması ve mutlak hareket kavramının ortadan kaldırılmasıyla beraber Newton’ın mutlak zaman kavramı da geçerliliğini böylece yitirmiş olmaktadır. Bu sonuç Einstein’ın, kendini kütle ve yerçekimi ile ilişkilendirmeyen sade bir zaman ve uzay tanımı olarak adlandırılabilecek ‘özel görelilik kuramında’ gözlemlenebilmektedir. Durumu daha iyi açıklayabilmek için Şekil 2’deki gibi bir düzenek olsun.

---

Şekil 2’de iki gözlemci birbirlerine doğru hareket etmektedir: Ali trenin içinde batıdan doğuya doğru seyahat etmekte, Mehmet ise trenin dışındaki bir bankta oturmaktadır. Mehmet gözlemlerini şu şekilde anlatacaktır: Tren tam önünden geçerken trenin 1km doğusunda ve batısında iki şimşek çakar ve Mehmet bu iki şimşek çakmasını da aynı anda görür. Her bir şimşeğe olan mesafesini bildiğinden iki şimşek çakmasının de aynı anda gerçekleştiğini düşünür. Peki gerçekten de öyle midir? Ali ise Mehmet’in görüşüne katılmayacaktır. Ali’ye göre şimşekler aynı anda çakmamıştır. Mehmet ise Ali’nin yanıldığını Şekil 3’teki gibi bir açıklamayla öne sürer.

---

Mehmet’in açıklamasına göre batıdan gelen ışık Ali’yi yakalamaya çalışmakta ve Ali de doğudan gelen ışığa doğru yaklaşmaktadır. Bu açıklama, Mehmet’in gerçekten de sabit durduğu ve Ali’nin de gerçekten hareket ettiği durumu ön koşul olarak kabul edildiğinde mantıklıdır. Ama Einstein’in öne attığı teoride durum bu şekilde değildir. Esir maddesinin olmadığı ve bundan dolayı da mutlak hareketi ölçebilmenin bir yolu olmadığı bulgularına dayanarak Einstein, Mehmet’in yaptığı gibi bir açıklamanın ne doğru ne de yanlış olduğu yargısına varılamayacağını, her gözlemcinin kendi referans noktasını baz alarak kendine göre doğru bir açıklama yaptığını belirtir. Çünkü Ali’ye gözlemledikleri sorulduğunda kendisinin aslında sabit durduğunu ve Mehmet’in hareket halinde olduğunu söyleyecektir. Birbirine eşit mesafede çakmış olan şişekler, Ali’nin konumuna değişik zamanlarda ulaşacağından Ali’nin şimşeklerin aynı anda çakmadığını söylemesi bu durumda doğrudur; tıpkı Mehmet’in şimşeklerin aynı anda çaktığını söylemesinin doğru olduğu gibi. Dolayısıyla mutlak hareket olmaksızın Ali de Mehmet de ne haklı ne de haksızdır. İkisinin de birbirinden farklı referans noktaları vardır ki bu referans noktalarının her biri mevcut durumu ait oldukları kişinin referansına göre açıklar. Bundan dolayı da durumu tarafsız ve yetkin bir şekilde açıklayabilen bir merci yoktur. Bu da şu manaya gelir: Şimşeklerin aynı anda çakıp çakmadığına karar verecek bir mutlak ve tarafsız durum değerlendirmesi yoktur, yani aynı anda olma durumu görecelidir.

Eğer aynı anda olma durumu göreceli ise, o zaman mutlak zaman diye bir şey de yoktur. Bir olay olduğunda olayın olma anıyla ilgili veya saatin kaç olduğu sorulduğunda, gözlemcinin eylemsiz referans noktası üzerinde bir otorite, mutlak ve tarafsız bir karar belirleyemez. Şu anda saatin kaç olduğu, gözlemcinin eylemsiz referans noktasına bağlıdır. Bir başka düşünce deneyi, Şekil 4’teki gibi bu durumu daha net açıklayacaktır.

---

Şekil 4’teki düzenekte dikey bir tüp içinde karşılıklı olarak yerleştirilmiş aynalardan yansıyan ışıkla zamanı ölçen bir saat vardır. Bu ışık saatini trenle seyahat etmekte olan Ali’nin yanına koyalım ve Şekil 5’teki gibi Ali’nin ışık saatini deneyimlemesini tren Mehmet’in yanından geçerken Mehmet’in saati deneyimlemesi ile karşılaştıralım.

---

Işığın Ali’nin ve Mehmet’in bakış açılarına göre izlediği yol, Şekil 6’da gösterilmiştir.

---

Mehmet’in bakış açısından, Ali’nin saatindeki ışık ışını her döngü için Ali’nin gözlemlediğinden daha fazla yol katetmek durumunda olacaktır. Dolayısıyla Mehmet, Ali’in saatinin kendininkinden daha yavaş tiklediğini görecektir. Mehmet’in yanına da bir ışık saati verildiğinde bu sefer Ali’nin bakış açısından, Mehmet’in saatindeki ışık ışınının seyahat güzergahı, Mehmet’in Ali’nin saatinde gördüğü ışık ışınının güzergahı ile aynı olacaktır. Böylece Ali, Mehmet’in saatinin yavaş tiklediğini söyleyecektir. Gerçekte ise her ikisinin de birbirlerinin saatlerinin yavaş tiklediğini yorumlamaları yanlıştır, çünkü her iki durumda da bulgularına mutlak zaman ve mutlak hareket olguları ön koşul olmuştur. Ne Ali ne de Mehmet için mutlak hareket içinde veya hareketsiz biçimde kalma durumunda oldukları söylenebilir. İkisinin de farklı referans noktaları vardır. Bu da zamanın akış hızının, gözlemcinin referans noktasına göre göreceli olduğunu gösterir; yani tek ve mutlak bir zaman olgusu yoktur.

Bu deneylerde tam olarak ne olduğunu anlamak, herhangi bir kavram yanlışlığına düşülmemesi açısından önemlidir. Hızlı gitmek, zamanı yavaşlatmaz. Bu hususta iki şekilde yanılgıya düşülebilir: Birincisi, mutlak manada hızlı gitmek diye bir şey yoktur: Hızlı gitmek ve hareketsiz olmak görecelidir. İkincisi, hızlanan veya yavaşlayan bir mutlak zaman yoktur; sadece bir gözlemcinin ölçümü ve diğer başka bir gözlemcinin ölçümü vardır ki ikisinin de referans noktası farklı ise ölçümleri birbirini tutmayacaktır. Yalnız bu durum, olaylarının zamanının tamamen subjektif olduğunu da göstermez: Aynı referans noktasına sahip iki gözlemci (uzayda yan yana konumlanmış şekilde) saatin kaç olduğunda ve hangi olayların aynı anda olduğunda hemfikir olacaklardır.

Modern fizikte uzay ve zaman kavramları yerini ‘uzay " zaman’ kavramına bırakmıştır. Bunun nedeni ise mekansal ve zamansal niceliklerin birbirinden bağımsız olduklarında referans noktalarına göre farklılık göstermesidir. Bundan dolayı ‘uzay " zaman aralığı’ adıyla zamansal ve mekansal aralıklarda gözlemcinin referans noktasına göre sayısız şekilde parçalanıp bölünebilen, değişmeyen sabit bir nicelik ortaya atılmıştır. Uzay " zaman kavramının esas katkısı: Her ne kadar farklı gözlemciler uzay ve zamanı değişik şekillerde bölüyor ise de zaman ve mekandaki yolculuk güzergahları bakış açılarına bağlı olacaktır ve tüm gözlemciler 4 boyutlu uzay " zaman terimleriyle matematiksel olarak açıklanan güzergahlarda hemfikir olacaklardır. Ayrıca uzayda hız göreceli olsa da, uzay " zamanda hız göreceli değildir. Özet olarak toparlamak gerekirse uzayda ışıktan daha hızlı hiç bir şey olmadığı göz önüne alındığında, uzay " zaman içinde herkes ve herşey ışık hızında hareket eder. Her ne kadar gözlemcinin hızı referans noktasına göre değişse de uzay içindeki hızının ve zaman içindeki hızının birleşimi her zaman ışık hızını verir.

Görelilik kuramı, zamanın doğası ve gerçekliği hakkındaki kadim soruyu cevaplamaya yönelik bizi her zaman  uzay " zamanın gerçek niceliklerini baz alarak düşünmeye sevk eder. Dolayısıyla uzay " zaman kavramının daha iyi anlaşılması gerekmektedir, çünkü bu noktada ‘uzay " zaman gerçek midir?’ sorusunu soracak konuma gelmiş bulunmaktayız.

 

Uzay" Zaman’ın Tanımı

Einstein’ın teorisine destek verecek şekilde Polonyalı matematikçi Minkowski 1908 yılında uzay " zamanın matematiksel çözümlemesi üzerine çalışırken ‘uzayın ve zamanın kendi kendine ayrık olarak düşünülme fikrinin artık ölümüne terkedildiğini, sadece ikisinin birleşiminin meydana getirdiği bir oluşumun bağımsız bir gerçek olarak ortaya çıktığı’ iddiasını kendi sözleriyle bu şekilde ifade ediyordu.

Ali ve Mehmet örneklerinde olduğu gibi farklı referans noktalarındaki gözlemcilerin olaylar arasındaki zamansal aralıklar üzerinde hemfikir olmadıklarını görmüştük. Bu hemfikir olmama durumu sadece zamansal olarak değil, mekansal olarak da geçerlidir. Işık hızı her referans çerçevesinde aynı olduğundan ışığın bir noktadan diğer bir noktaya seyahat ederken katettiği mesafenin zaman bazında ölçümü, konumsal mesafenin ölçümünde kullanılabilir ki bu da bir ‘ışık yılı’ (ışığın bir senede katettiği mesafe) kavramıyla açıklanmaktadır. Burda zamansal aralıkların ölçümü ile konumsal aralıkların ölçümü arasında derin bir bağ ortaya çıkmaktadır. Eğer Ali ve Mehmet saatin kaç olduğunda hemfikir değillerse o zaman konumsal mesafelerle de ilgili farklı yorumlarda bulunacaklardır.

Uzay-zamanda cisimlerin nasıl dizildiğini gösteren bir şekil çizmek konunun daha iyi anlaşılması için faydalı olacaktır. Yalnız uzay-zaman matematiksel manada net olarak tanımlansa da net bir şekil çizimi tam olarak mümkün olmayacaktır, çünkü her gözlemci farklı bir şekil görmektedir. Bu noktada Minkowski, belli bir gözlemcinin bakış açısından olmak üzere uzay-zamanı görsel olarak resmetmenin yolunu ‘ışık konisi’ kavramıyla bulmuştur. Buna göre belli bir gözlemcinin bakış açısından bakıldığında tüm gerçeklik üç parçaya ayrılabilir: gözlemcinin geçmiş ışık konisi, gelecek ışık konisi ve dışarda herhangi bir yer. Mehmet örneğine tekrar dönecek olursak Mehmet’in geçmiş (geçmiş ışık konisi içindeki her şey) alanına giren şeyler görelilik kuramının ortaya attığı üzere hızı aşılamayan ışık hızıyla sınırlıdır. Geçmiş ışık konisi, Mehmet’i şu ana dek etkileyen veya kendinin direkt farkında olduğu olayların konumsal mesafelerini içerir. Tüm yönlerden Mehmet’in konumuna doğru gelen ışık ışınları düşünüldüğünde geçmiş ışık konisinin yüzeyi bu ışınların güzergahını temsil edecektir ve geçmiş ışık konisinin içi ise Mehmet’i etkileyen tüm ışık hızından yavaş olayları kapsıyor olacaktır. Buna zıt bir biçimde de gelecek ışık konisinin yüzeyi, Mehmet’in ışık hızında bir sinyal göndererek etkileyebilme potansiyelinde olduğu gelecek olayların konumsal mesafelerini tanımlamaktadır.

Şekil 7’de herhangi bir gözlemcinin bakış açısından uzay-zaman modeli resmedilmiştir.

---

Şekildeki referans noktasında yer alan gözlemci Ali olsun. Ali’nin geçmiş ve gelecek ışık konileri içindeki olaylar, Ali’nin kendisinden zamansal olarak ayrıktır. Ali’nin ışık konisi dışında kalan olaylar Ali’den mekansal olarak ayrıktır. Mesela önceki şimşek çakma örneğinde bu şimşek çakma olayları Ali’den ve Mehmet’ten mekansal olarak ayrıktır. Bu yolla her olay her gözlemcinin uzay-zamanına yerleştirilerek farklı referans noktalarında meydana gelen hız değişimi gözlemlenmeleri gibi durumlar açıklığa kavuşturulabilir.

Newton’ın kova deneyindeki gibi bir karmaşıklık, Minkowski’nin uzay-zaman ışık konisinde de olduğundan bu durumu da ek açıklamalarla irdelemek faydalı olacaktır. Hatta burdaki durum, Newton’ın kova deneyinden çok daha fazla karmaşıktır, çünkü 4 boyut vardır ve bunu 2 boyutlu kağıt üzerinde göstermek için geometrik boyut dönüşümlerine ihtiyaç duyulacaktır. Aşağıdaki Şekil.8’de Dünya’nın Güneş etrafında dönüşünün anlık fotoğraflarını ele alalım.

---

İkinci adımda bu anlık fotoları Şekil.9’da soldaki gibi üst üste yığalım ve Şekil.9’da sağdaki gibi zaman boyutu ekleyelim.

---

Şekil.9’da görüldüğü gibi normaldeki üç boyutlu Dünya hareketi, iki boyuta indirgenmiş uzaya göçertilmiştir. Dördüncü boyut olan zaman ise göçertilmiş iki boyutlu uzaya eklenerek gerçekteki toplam dört boyut, üç boyutlu bir grafik şeklinde görselleştirilmiştir. Böylece ortaya uzay " zaman grafiği çıkmıştır. Bu bilgilerden sonra şimdi ışık konisi olayına gelelim: Şekil.10’daki gibi bir patlama olduğunu düşünelim. Işık, patlamanın merkezinden dışa doğru genişleyen bir küre şeklinde yayılacaktır. İki boyutlu kağıtta bu durum, iç içe genişleyen daireler şeklinde resmedilecektir.

---

Patlama olayıyla ilgili mekan boyutundaki bu anlık fotoları üst üste yığdığımızda olayın Şekil.11’de gösterildiği gibi uzay " zamanı elde edilir.

---

Olayın uzay- zamanı koni şekline benzemektedir. Patlamanın merkezinden koninin tepesine doğru gidildikçe ışığın her ayrı mekanda ne kadar yol aldığı gözlemlenir. Koninin her ayrı mekanla kesiştiği noktada bir daire oluşur. Işığın genişleyen daire şeklinde yayılması, grafikte koninin üst bölgesi olarak gösterilmiştir. Koninin göbek bölgesinden alt bölgesine inen ve üst bölgenin tam tersi simetrisi olan kısımda ise aşağıdan yukarıya doğru ışığın patlamanın gerçekleştiği ilk ana olan geri yolculuğu vardır. Yani burda, meydana gelen olayın geçmişine eksi zaman boyutu ile gidişi resmedilmiştir. Uzay " zamanda her ayrı olay için o olaya özgü ayrı bir ışık konisi vardır. Son olarak da artık baştaki minkowski uzay " zamanına dönelim. Görüldüğü gibi en baştan itibaren bir takım geometrik dönüşümlerle aynı grafiği Şekil.12’deki gibi elde etmiş olduk.

---

DEVAMI:

 https://www.kalpoder.com/2017/07/17/kulbak-bilgede-zaman-2/

Melih KÖLÜK 

 

Bu haber 6,876 defa okundu.