AJANSLAR -
Geçmiş, şimdi ve gelecek... İnsan yaşamının neredeyse tamamını üzerine kurduğu zaman, evrenin temel bir özelliği olmayabilir. Kuantum fiziği üzerine yapılan teorik bir çalışma, zamanın daha derindeki kuantum etkileşimlerinden ortaya çıkan bir olgu olabileceğini öne sürüyor.
İtalya'daki araştırmacılar Alessandro Coppo, Alessandro Cuccoli ve Paola Verrucchi tarafından yürütülen çalışma, Amerikan Fizik Derneği'nin hakemli bilimsel dergisi Physical Review A'da yayımlandı. Araştırmacılar, kuantum mekaniğindeki uzun süredir devam eden “zaman problemi” için sıra dışı bir yaklaşımı inceledi.
Ya zaman evrenin temelinde hiç yoksa?
Sorunun merkezinde modern fiziğin iki temel teorisi arasındaki önemli bir uyumsuzluk bulunuyor: Genel görelilik ve kuantum mekaniği zamanı aynı şekilde ele almıyor.
Einstein'ın genel görelilik teorisinde zaman, uzayla birlikte dört boyutlu uzay-zamanın bir parçası. Kütle ve enerji uzay-zamanı bükerken, yerçekimi ve hareket zamanın akışını da etkileyebiliyor.
Kuantum mekaniğinde ise zaman çoğunlukla sistemin dışında bulunan sabit bir parametre gibi kullanılıyor. Araştırmacılara göre bu farklılık, kuantum mekaniği ile genel göreliliği tek bir fiziksel çerçevede birleştirme girişimlerinin karşılaştığı temel sorunlardan birini oluşturuyor.
Kuantum dolanıklığı zamanı ortaya çıkarıyor olabilir
Yeni çalışma bu soruna Page-Wootters mekanizması olarak bilinen teorik yaklaşım üzerinden bakıyor.
Modelin merkezinde kuantum dolanıklığı bulunuyor. Kuantum dünyasında iki sistem dolanık hale geldiğinde, fiziksel durumları birbirlerinden bağımsız biçimde tanımlanamıyor.
Araştırmacıların ele aldığı modele göre evrenin bir bölümü “saat”, diğer bölümü ise gözlemlenen fiziksel sistem olarak düşünülebilir. İki sistem arasındaki kuantum ilişkisi sayesinde değişimin sıralı biçimde algılanması mümkün hale geliyor.
Başka bir ifadeyle, bizim “zamanın geçişi” olarak deneyimlediğimiz şey, temel bir kozmik saatin ilerlemesinden değil, bir kuantum sisteminin başka bir sistemle olan ilişkisini ölçmemizden kaynaklanıyor olabilir.
Dışarıdan bakıldığında evren hareketsiz olabilir
Teorinin en çarpıcı sonuçlarından biri burada ortaya çıkıyor.
Page-Wootters yaklaşımında bütün sistem dışarıdan ele alındığında zamandan bağımsız, yani durağan biçimde tanımlanabiliyor. Buna karşılık sistemin içindeki bir gözlemci, bir alt sistemi diğerine göre saat olarak kullandığında değişim ve dolayısıyla zaman deneyimi ortaya çıkıyor.
Bu nedenle teori, günlük hayatta deneyimlediğimiz zamanın gerçek olmadığı anlamına gelmiyor. Daha çok, zamanın evrenin en temel katmanında bağımsız bir özellik olmayabileceğini; sistemler arasındaki ilişkilerden ortaya çıkan bir kavram olabileceğini öne sürüyor.
Araştırmacı: Zaman yüzyıllardır sorgulanmadan fiziğe girdi
Araştırmanın yazarlarından Alessandro Coppo, zamanın fizik teorilerindeki konumunun uzun süre temel bir varsayım olarak kabul edildiğine dikkat çekti.
Coppo, zamanın yüzyıllardır fiziğin içine sorgulanması gerekmeyen temel bir unsur gibi yerleştirildiğini, gerçeklik anlayışımızda bu kadar köklü bir yere sahip olduğu için ayrıca tanımlanmasına gerek olmadığı düşüncesinin yaygınlaştığını belirtti.
Araştırmacıların çıkış noktası ise doğanın en temel düzeyde kuantum mekaniksel olduğu varsayımı.
Eğer bu yaklaşım doğruysa, zamanın da klasik dünyadan bağımsız ve temel bir unsur olmak yerine kuantum dünyasının içindeki ilişkilerden doğması mümkün olabilir.
Saat olmadan zaman da olmayabilir
Modelin anlaşılması için araştırmacıların kullandığı “saat” kavramı kritik önem taşıyor. Buradaki saat, duvardaki veya telefondaki fiziksel saat anlamına gelmiyor.
Bir kuantum sistemi başka bir sistemi referans noktası olarak kullandığında, sistemdeki değişimler bu referansa göre sıralanabiliyor. Bu sıralama, gözlemcinin zamanın geçtiğini algılamasına olanak sağlıyor.
Dolayısıyla teorik modele göre zaman, olayların üzerinde aktığı bağımsız bir nehirden çok, fiziksel sistemler arasındaki ilişkiden ortaya çıkan bir ölçü olabilir.
Einstein ile kuantum dünyası arasındaki sorun
Zamanın doğasına ilişkin tartışmanın önemi yalnızca felsefi değil.
Modern fiziğin en büyük hedeflerinden biri, çok büyük ölçeklerde evreni başarıyla açıklayan genel görelilik ile atom ve atom altı dünyayı son derece hassas biçimde açıklayan kuantum mekaniğini ortak bir teoride birleştirmek.
Ancak iki teorinin zamanı farklı biçimde ele alması bu hedefin önündeki önemli kavramsal engellerden biri.
Zamanın temel değil, kuantum etkileşimlerinden ortaya çıkan bir özellik olduğunun gösterilmesi halinde bu yaklaşım, iki teori arasındaki uçurumun anlaşılmasına yardımcı olabilecek yeni bir perspektif sağlayabilir.
Peki zaman gerçekten bir yanılsama mı?
Çalışmanın ortaya koyduğu sonuçlar dikkat çekici olsa da araştırmacılar “zaman yoktur” sonucunu deneysel olarak kanıtlamış değil.
Çalışma teorik bir fizik modeli sunuyor ve zamanın temel düzeyde nasıl ortaya çıkabileceğine ilişkin matematiksel bir mekanizmayı inceliyor. Modelin evrenin gerçek yapısını ne ölçüde temsil ettiği ise gelecekte yapılacak teorik ve deneysel çalışmalarla sınanmak zorunda.
Bu nedenle günlük yaşamda deneyimlediğimiz zamanın bir yanılsama olduğu ifadesi, bilimsel çalışmanın doğrudan sonucu olmaktan çok teorinin olası felsefi yorumlarından biri.
Ancak çalışma çok daha temel bir soruyu yeniden gündeme getiriyor: Eğer zaman evrenin başlangıçtan beri sahip olduğu bağımsız bir özellik değilse, geçmiş, şimdi ve gelecek olarak algıladığımız gerçeklik kuantum dünyasının içinden ortaya çıkıyor olabilir.
