Kuantum Sıçraması

Haber: Saffet Güler

Bilim Haberleri, İzmir [Ocak 2008]

Kuantum Sıçraması

Albert Einstein'ın görecelilik teorisi, ışığın hızını evrensel hızı sınırı olarak belirledi ve mesafe ve zamanın mutlak olmadığını, kişinin hareketi ile etkilendiğini gösterdi.

Hareket halindeki bir saat her zaman hareketsiz bir saatten daha yavaş çalışır görünür, çünkü zaman bir cismin hareket ettiği hız ile ilişkilidir. Teoride bu gerçek zaman yolculuğunu mümkün kılıyor – en azından eğer çok hızlı bir uzay gemisine sahipseniz.

Şunu düşünün: Eğer bir astronot ışık hızının hemen altındaki bir hızda altı ay boyunca uzayda seyahat ederse ve Dünya’ya geri dönmesi de altı ay sürerse, gelecekteki dünyaya ayak basacaktır.

Astronotun ışık hızına ne kadar yakın yolculuk yaptığına bağlı olarak astronotun saatinde bir yıl geçerken, Dünyada on binlerce yıl geçmiş olabilir.

Columbia Üniversitesi fizik profesörü ve ‘Kozmosun Dokusu: Uzay, Zaman ve Realitenin Niteliği’ kitabının yazarı Brian Grene, “Sonuç şu ki, fizik yasaları zaman yolculuğuna izin veriyor” dedi.

Ama Einstein’ın tasarladığı şekliyle uzay ve zaman yasaları kuantum teorisinin garip kuralları ile revize edilebilir. Kuantum teorisi evreni dolduran mikroskobik rastgele olmayı tanımlar.

Evrenin süreksiz olduğu atomaltı ölçekte, fizikçiler yerçekiminin nasıl davrandığını bilmiyorlar.

Princeton Üniversitesi’nden astrofizikçi Richard Gott “Kuralları değiştirebilecek bazı yeni fizik yasaları keşfedebiliriz” dedi.

Kurt Yenikleri Zaman Yolculuğu İçin Tüneller midir?

Bilim kurgu fanatiklerinin bildiği gibi, kurt yenikleri (solucan deliği) [uzay ve zamanda teorik kestirme yollar] zaman yolculuğu portalları için mükemmeldir.

İnsanları geçmişe aktaran en son film 1952 Ray Bradbury romanından uyarlanan bu yazın filmi ‘A Sound Of Thunder’ dir. Bu filmde, bir grup avcı dinozor çağına geri gitmek için bir zaman makinesi yapar, zaman makinesi bir çeşit kurt yeniğine benzer. Orada, olaylar ters gider. Bir avcı bir kelebeği öldürdüğü zaman, bu tarihin gidişatını tamamen değiştirir.

Film eleştirmenler tarafından olumsuz eleştiriler aldı ve hemen sinema salonlarından çekildi. Ama sorular ortaya çıktı – zaman ve zamanda yolculuk olasılıklarının gizemi fizikte en zorlu konular arasındadır, gittikçe artan sayıda bilim adamı bu konu ile ilgilenmektedir. Bilim adamları gerçekten zamanda yolculuk yapmanın yolunu aramıyor. Ama bazıları bunun nasıl yapılabileceğini teorize etmenin – belki uzayda bir kurt yeniği kullanarak – bunu anlamalarına ve hatta fizik yasalarını revize etmelerine yardımcı olacağına inanıyor.

Portekiz Lizbon Üniversitesi’nden astrofizikçi Franscisco Lobo, “Bir ucundan diğer ucuna geçilebilir kurt yenikleri genel göreceliliğin sınırlamalarını araştırmakta gedanken deneyler için çok yararlıdır” (gedanken terimi, teorik olarak mantıklı ama gerçekleştirilmesi pratik olmayan deneyleri tanımlar) dedi.

Sıçrama

Görecelilik teorisi geçmişe yolculuğa izin vermez. Ama kurt yenikleri olarak bilinen Einstein – Rosen köprüleri kullanılarak bu tür yolculuklara erişmek mümkün olabilir.

Uzay ve zamandaki teorik kestirme yollar uzaydaki iki uzak mesafeyi birbirine bağlar, bir elmanın içindeki kurt yeniği tünelindeki gibi.

Pasadena’daki Kaliforniya Teknoloji Enstitüsü’nde yerçekimi teoristi olan Kip Thorne 1988’de bu tünellerin Casimir enerjisi olarak bilinen ekzotik bir madde formu ile açık tutulabileceğini gösterdi.

Laboratuarda ölçülen bu enerji bir çeşit kuantum vakumudur. Sıfırdan daha az ağırlığa sahip olan Casimir enerjisi kurt yeniği duvarlarını ayrı tutarak anti –yerçekimi etkisine sahip olurdu.

Lobo “Genel göreceliliğin negatif enerji yoğunluklarının varlığını yasakladığı varsayımında bulunulmuştur, ancak kuantum mekanikleri vakumun her zaman fısır enerji yoğunluğuna sahip olmayabileceğini gösterir” dedi.

Princeton’daki bilim adamı Gott kurt yeniği etkilerini aynalı bahçe topu şeklinde tasarlar. Ancak, kurt yeniğinden bakınca, kişi aynı bahçenin yansımasını görmez, bunun yerine diyelim ki güneş sistemimize en yakın yıldız olan Alpha Centauri’deki bir bahçeyi görür.

“Kurt yeniğinin içinden sıçrayabilir ve Alpha Centauri’de ortaya çıkabilirsiniz ve bu iki çok uzak yerleri birleştiren çok dar bir tünelden geçmiş olursunuz” dedi Gott. “Kurt yeniğinin kestirme yolu Alpha Centauri’ye bir ışık demeti fırlatmanıza izin verir”

Eğer kurt yeniğinin bir ucu ışık hızına yakın bir hızda yolculuk yapan bir uzay gemisinin yerçekimi etkisi kullanılarak hareket ettirilirse, o uçtaki bir saat kurt yeniğinin diğer ucundaki saate göre daha yavaş çalışır. Bu, kurt yeniğini iki farklı zaman - geçmiş ve gelecek – arasında bir portala dönüştürebilir.

Gott “Bu kurt yeniklerinin mutfağınıza koyabileceğiniz bir şey olmadığını belirtmeliyim. Kurt yeniğinin her bir giriş yeri 100 milyon güneş kütlesindedir.” dedi. “Bu galaktik – öçekli mühendislik projesidir.”

Fantom Enerjisi

“Ancak kurt yeniklerini inşa etmek ve desteklemek için gereken materyal, evrenin hızlanmış bir genişlemede olduğu keşfinden bir destek aldı” diyor Lobo.

Bu kozmik genişlemenin muhtemel itici gücü “fantom enerjisidir”, evrenin yüzde 70’ini oluşturabilen kuramsal madde.

Lobo “Fantom enerjisi uzayı itiyor olabilir ve o kadar anti- yerçekimseldir ki en sonunda her şeyi parçalara böler, her şeyi sona erdirir. Ancak, o zamandan önce, kurt yenikleri açmayı desteklemek için kullanılabilir” diye teorize ediyor.

“Daha spekülatif bir senaryoda, içinden geçilebilir bir kurt yeniği inşa etmek ve bunu devam ettirmek için gereken fantom enerjisi için kozmik akışkanı kazıp çıkaran feci derecede ileri bir uygarlık hayal edilebilir” dedi.

Zaman Yolculuğu Nasıl İşler

Thorne zaman yolculuğu portalı için kullanılabilecek evrende var olan başka türde tünele benzer bir yapı olabileceğine inanıyor. Einstein – Rosen Köprüleri de denen kurt yeniklerinin zaman yolculuğu için en çok potansiyele sahip oldukları düşünülüyor. Sadece zamanda yolculuk yapmamıza izin vermezler, ayrıca zamanın çok küçük bir kesrinde Dünyadan bir çok ışık – yılı uzağa yolculuk yapmamızı sağlayabilirler.

Kurt yenikleri

Kurt yeniklerinin, herhangi bir kütlenin uzay zamanı büktüğünü ifade eden Einstein’ın görecelilik teorisine dayandığı düşünülür. Bu bükülmeyi anlamak için, iki kişinin bir çarşafı tuttuğunu ve bu çarşafı gerdiğini düşünün. Eğer birisi çarşafın üzerine bir basket topu koyarsa, basket topunun ağırlığı çarşafın ortasını dürecektir (yuvarlayacaktır) ve çarşafın o noktada bükülmesine neden olacaktır. Şimdi, eğer aynı çarşafın kenarına bir bilye konulursa, bükülme nedeniyle basket topuna doğru yolculuk yapacaktır.

Bu örnekte, uzay gerçekte uzayzamanı oluşturan dört boyut yerine iki-boyutlu bir plan olarak tanımlandı. Bu çarşafın üstü ve alt arasında bir boşluk bırakarak üst üste katlandığını imgeleyin. Basket topunu üst tarafa yerleştirmek bir bükülmenin oluşmasına neden olur. Eğer üsteki basket topunun bulunduğu yere karşılık gelen bir noktada çarşafın alt kısmına eşit bir kütle yerleştirilirse, ikinci kütle en sonunda basket topu ile buluşacaktır. Bu, kurt yeniklerinin oluşmasına benzerdir.

Uzayda, evrenin farklı kısımlarına baskı uygulayan kütleler en sonunda bir tünel oluşturmak için bir araya gelebilir – bu bir kurt yeniğidir. O zaman Dünya’dan başka bir galaksiye hızla yolculuk yapabiliriz ve geriye dönebiliriz (bir ömür içinde). Örneğin, Orion’un hemen altındaki Canis Major takımyıldızında görünen bir yıldız olan Sirius’a yolculuk etmek istediğimiz bir senaryo düşünelim. Sirius Dünya’dan yaklaşık 9 ışık – yılı uzaklıktadır, bu yaklaşık 54 trilyon mildir (90 trilyon km). Açıkça, bu mesafe uzay yolcularının orada neler gördüklerini bize anlatmaları için zamanda gidip dönmeleri için çok fazladır. Şimdiye dek insanların uzayda yolculuk yaptıkları en uzak mesafe aydır, Dünya’dan sadece 400,000 km. Eğer bizi Sirius’un etrafındaki uzaya bağlayan bir kurt yeniği bulabilseydik, o zaman geleneksel uzay yolculuğu ile geçmek zorunda kalacağımız trilyonlarca milden kaçınarak zamanı önemli ölçüde kısaltabilirdik.

Tüm bunların zaman yolculuğu ile ne ilgisi var? Daha önce tartıştığımız gibi, görecelilik teorisi bir nesnenin hızı ışık hızına yaklaştıkça zamanın yavaşladığını belirtir. Bilim insanları uzay mekiği hızında bile astronotların birkaç nanosaniye geleceğe yolculuk yapabildiklerini keşfettiler. Bunu anlamak için iki kişiyi hayal edin, onlara A ve B diyelim. A Dünya’da kalırken, B uzay mekiği ile uçar. Kalkış anında ikisinin de saatleri mükemmel senkronizasyondadır (aynı zamanı gösterir). B2nin uzay mekiği ışık hızına yaklaştıkça, B için zaman daha yavaş akar (A’ya göre). Eğer B ışık hızının yüzde 50’sinde sadece birkaç saat yolculuk yapıp Dünya’ya geri dönerse, A’nın B’den daha hızlı yaşlandığı ikisine de görünecektir. Yaşlanmadaki farklılığın nedeni, zamanın A için B’den daha hızlı geçmesidir. A için birçok yıllar geçmiş olabilirken, B için sadece bir kaç saat geçmiştir.

Eğer kurt yenikleri keşfedilebilseydi, geleceğe olduğu gibi geçmişe de yolculuk etmemizi sağlardı. İşte bunun nasıl işleyeceği: Diyelim ki, kurt yeniğinin girişi taşınabilirdir. O zaman yukardaki örnekte ışık hızının yüzde 50’si hızda uzayda birkaç saat geçiren B kurt yeniğinin bir ucunu uzaya taşıyabilirdi, kurt yeniğinin diğer ucu A kişisi ile Dünya’da kalırdı. B uzayda yolculuk yaparken, iki insan (A ve B) birbirlerini görmeye devam ederlerdi. B birkaç saat sonra Dünya’ya geri döndüğünde, A için birkaç yıl geçmiş olabilir. Şimdi, A uzaya giden kurt yeniğinden baktığında, kendisini daha genç yaşta görür, B uzaya uçtuğunda bulunduğu yaşta. Bununla ilgili harika olan şey şu; daha genç olan B geleceğe adım atabilirken, daha yaşlı olan A kurt yeniğine girerek geçmişe adım atabilir.

Kozmik İplikler

Zamanda geriye ve ileriye nasıl yolculuk yapabileceğimizin bir başka teorisi, 1991’de Princeton fizikçisi J. Richard Gott tarafından önerilen kozmik iplikler fikrini kullanır. Bunlar – isimlerin öne sürdüğü gibi – bazı bilim adamlarının erken evrende oluştuklarına inandıkları ipliğe benzer nesnelerdir. Bu iplikler evrenin tüm uzunluğu boyunca dizilebilir ve yoğun basınç altındadırlar – milyonlarca ton.

Atomdan daha ince olan bu kozmik iplikler yakınından geçtikleri herhangi bir nesneye muazzam miktarda yerçekimi çekiş etkisi üretebilirler. Kozmik bir ipliğe bağlanmış nesneler inanılmaz hızlarda yolculuk yapabilir ve yerçekimi kuvvetleri uzayzamanı büktüğü (çarpıttığı) için, zaman yolculuğu için kullanılabilirler. İki kozmik ipliği bir araya çekerek veya bir ipliği bir kara deliğin yakınına çekerek kapalı zaman – benzeri eğriler yaratmak için uzayzamanı yeteri kadar eğriltmek mümkün olabilir.

Bir uzay gemisi kendisini geçmişe sevketmesi için iki kozmik iplik veya iplik ve kara delik tarafından üretilen çekimi kullanarak bir zaman makinesine dönüştürülebilir. Bunu yapmak için, kozmik ipliklerin etrafında döngü yapacaktır. Ancak, bu ipliklerin var olup olmadıkları ve eğer var iseler hangi formda oldukları ile ilgili hala çok fazla spekülasyon vardır. Gott’ın kendisi, zamanda bir yıl bile geri gitmek için, tüm galaksinin kütle – enerjisinin yarısını içeren bir iplik döngüsü gerekeceğini söyledi. Ve herhangi bir zaman makinesi ile olduğu gibi, zaman makinesinin yaratıldığı zamandaki noktadan daha uzağa geri gidemezsiniz.

Zaman Yolculuğundaki Problemler

Eğer zaman yolculuğu için elverişli bir teori geliştirebilseydik, paradoks denen çok karmaşık problemler yaratma yeteneği geliştirirdik. Paradoks kendisi ile çelişen bir şey olarak tanımlanır. İşte iki genel örnek:

Diyelim ki, doğduğunuzdan önceki bir zamana geri gidebiliyorsunuz. Doğduğunuzdan önceki bir zamanda var olmanız gerçeği bir paradoks yaratır. Eğer 1960’ta doğduysanız, 1955’te nasıl var olabilirsiniz?

Muhtemelen en ünlü paradoks büyükbaba paradoksudur. Bir zaman yolcusu geri gidip, yolcu doğmadan önce atalarından birini öldürürse ne olacaktır? Eğer o kişi kendi büyükbabasını öldürürse, o zaman o kişi geri gidip kendi büyükbabasını öldürmek için nasıl canlı olabilecektir? Eğer geçmişi değiştirirsek, sonsuz sayıda paradoks yaratacaktır.

Zaman yolculuğu ile ilgili bir diğer teori paralel evrenler veya alternatif tarihler (hikâyeler) fikrini ortaya koymaktadır. Diyelim ki, büyükbabanız ile o genç bir oğlan iken karşılaşmak için geriye yolculuk yapıyorsunuz. Paralel evrenler teorisinde, bizimkine çok benzeyen ama olayların farklı şekilde ilerlediği başka bir evrene yolculuk yapıyor olabilirsiniz. Örneğin, zamanda geri yolculuk yapıp atalarınızdan birini öldürüyorsanız, sadece tek bir evrendeki o kişiyi öldürmüş olursunuz ki o evren artık sizin var olmadığınız evrendir. Ve eğer sonra kendi zamanınıza geri gelmeye çalışırsanız, bir başka paralel evrende ortaya çıkabilirsiniz ve asla başladığınız evrene geri gelemeyebilirsiniz.

Buradaki fikir, her eylemin yeni bir evrenin yaratımına neden olduğudur ve mevcut olan sonsuz sayıda evren olduğudur. Atanızı öldürdüğünüz zaman yeni bir evren yarattınız, olayların orijinal sırasını değiştirdiğiniz zamana kadar kendinizinkine özdeş olmuş bir evren.

Zaman yolculuğu dünyasına hoş geldiniz. Sadece bilet fiyatlarının nasıl karmaşık olabileceğini hayal edin.

Kaynak: National Geographic News (2005) by Stefan Lovgren

Çeviri: Saffet Güler

YAZAR HAKKINDA BİLGİ

Saffet Güler, 1965 Ankara doğumlu. Ege Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Kimya Mühendisliği 1987 mezunu. 1995’ten beri Parapsikoloji alanında araştırmalar yapıyor. Enerji dengeleme yöntemleri ve bütünleyici terapiler ile ilgileniyor. Profesyonel olarak makale ve kitap çevirileri yapıyor. Detaylı Bilgi