Zamanda istediğimiz yere seyahat edebilme anlamında kullandığımız zamanda yolculuk düşüncesi birçok bilim-kurgu içeriğine konu olmaktadır. Romanlarda, dizilerde, filmlerde çokça karşılaştığımız bir unsur haline gelen zaman yolculuğu düşüncesinde kahramanımız, ters giden bazı olayları düzeltmek için geçmişe gider ve tarihin akışını olabildiğince değiştirmemeye çalışır ve hikâye böyle devam eder.

Hepimiz aslında kişisel olarak zamanda bir yolculuk yapabilmeyi istemişizdir. Aldığımız bazı kötü kararları değiştirebilmek ve gençlik halimizin kulağına bazı tavsiyeler vermek büyük bir nimet olurdu şüphesiz.

İnsanlar genelde zamanda yolculuk, zaman makinesi gibi kulağa delice gelen bazı şeyleri tamamen bilim-kurgu sahnesinin kendi ürettiği bir oyun olarak düşünür. Peki, gerçekte bu böyle midir? Bu sadece bilim-kurgu sevenlerin hayal ürününün bir parçası mıdır yoksa bilimsel bir tabanı var mıdır? Aslında bu yazının tamamında bu bilimsel tabanı inceleyeceğiz.

Önceki yazımızda da bahsettiğimiz gibi Einstein zamanı kavrayışımızda bir çığır açmıştı. Zamanın mutlak olduğu fikrini çürüterek zamanın göreli olabileceğini ispatlamıştı ve zamanın ilginç bazı özellikleri olabileceğini göstermiştir. Nihayetinde her şey Einstein’ın bu kuramlarıyla başlıyor.

“Genel görelilik Truva atına benzer. Görünüşte kuram muhteşemdir. Yıldızlardan gelen ışığın bükülmesi ve Büyük Patlama’nın kendisi dâhil olmak üzere kozmosun genel özelliklerinin tamamını şaşırtıcı bir kesinlikte ölçebilir. Bununla birlikte; kara delikler, beyaz delikler, solucan delikleri ve hatta sağduyuya meydan okuyan zaman makineleri gibi her türden şeytan ve cin atın içinde gizlenmektedir.”

Einstein’ın kendisi bile denklemlerinin yol açtığı bunca şeyin doğada var olabileceğine inanmamıştır. Ömründe çokça bu anomalileri kaldırmaya çalışsa da başarılı olamamıştır. Bugün ise bu kavramların kolayca ortadan atılamayacağını ve hatta uzak gelecekteki gelişmiş bir uygarlığın bu gerçeklikleri kendi çıkarlarında kullanabileceği ihtimalini ciddi bir şekilde kabul ediyoruz.

Asıl konumuza geri dönelim. Einstein’ın kuramı uzay ve zamanı ayrılmaz bir birlik içerisinde bağlar. Dolayısıyla uzaydaki herhangi iki uzak noktayı birbirine bağlayan solucan delikleri zamandaki iki uzak noktayı da birbirine bağlayabilir. Yani Einstein’ın kuramı zamanda yolculuğu olası kılar.

Van Stockum’ın Zaman Makinesi

İlk zamanda yolculuk düşüncesi 1937 yılında matematikçi W.J. Van Stockum’ın  Einstein’ın denklemlerine getirdiği bir çözüm ile ortaya çıktı. Stockum, uzunluğu sonsuz olan ve ışık hızında dönen bir silindiri ele aldı. Tıpkı bir mikser veya karıştırıcı bıçağının dönerken kendi etrafındaki diğer parçacıkları da peşine takması gibi bu silindirin de uzay-zaman dokusunu beraberinde sürükleyebileceğini hesapladı.

Van Stockum

Bu peşinden sürükleme olayına “çerçeve sürükleme”(frame dragging) denmektedir. Günümüzde gelişen teknolojiyle beraber bu olay, dönen kara deliklerin ayrıntısal fotoğraflarında da deneysel olarak görülmüştür.

Eğer bu silindirin çevresinde yolculuk etmeye birini ikna edebilirseniz bu kişi muazzam hızlara erişerek silindirin hızının önüne katılıp gidecektir ve dışarıdaki bir gözlemciye göre de ışık hızını aştığı gözlemlenecektir.

Van Stockum’ın kendisinin de zamanında fark etmediği üzere aslında silindirin çevresinde bir tam tur atıldığında zamanda geriye gidilebilir. Silindir ne kadar hızlı dönerse zamanda da o kadar geriye gidilebilme imkanı oluşur. Fakat bu zaman makinesindeki en büyük kısıtlama, zaman makinesinin yapıldığı tarihten öncesine seyahat etmenin mümkün olmamasıdır.

Tabi bu zaman makinesini inşa etmenin gelişmiş bir uygarlık için bile pek mümkün olduğunu söyleyemeyiz. Öncelikle sonsuz uzunlukta bir silindir yapılamaz. Ayrıca bu sorun atlatılmış olsaydı bile silindirin ışık hızına yakın hızlarda hareket etmesinde kaynaklanacak merkezkaç kuvvetinin oluşturacağı dağıtma gücüne hiçbir maddenin dayanabileceği düşünülmüyor. Dolayısıyla bu zaman makinesi pek gerçekçi durmamakta.

Gödel Evreni

Van Stockum’ın ardından matematiksel mantıkçı Kurt Gödel 1949 yılında yine Einstein’ın denklemlerini kullanarak çok daha ilginç bir çözümle geldi. Gödel bütün evrenin Stockum’ın silindiri gibi davrandığını varsaydı. Buna göre bir roketle yeterli yolculuğu yapıp geri döndüğünüz vakit zamanda da yolculuk etmiş olabilecektiniz!

Kurt Gödel

Bu modelde Van Stockum’ın makinesinin aksine zamanda seyahat için bir kısıtlama yoktur. Evrenin kendisi zaman makinesi olarak kabul edildiğinden gerekli yolculuk yapıldığında zamanda istenilen bir zamana gidilebilir.

Gödel’in varsaydığı evrenin bazı özelliklerinden bahsedelim. Gödel evreninde kütleçekiminden dolayı içine çökme eğilimi bulunmaktadır. Dolayısıyla evrenin dönmesinden kaynaklanan merkezkaç kuvveti bu yönelimi dengelemelidir. Bir başka deyişle evren, belirli bir yüksek hızda dönmelidir. Evren ne kadar büyükse (kütleçekiminin etkisi artıp içine çökme eğilimi artacağından) o kadar hızlı dönmesi gerekir.

Nitekim Gödel bizimki gibi büyüklükte olan bir evrenin her 70 milyar yılda bir dönmesi gerektiğini ve zamanda yolculuğa uygun olması için yarıçapının 16 milyar ışık yılından fazla olması gerektiğini hesaplamıştır.

Einstein ise Princeton’dan arkadaşı olan Gödel’in bulduğu bu çözümlemelere karşı duyduğu bazı rahatsızlıkları belirtmekteydi:

“Benim düşünceme göre Kurt Gödel’in makalesi genel görelilik kuramına özellikle de zaman kavramının çözümlenmesine önemli bir katkıda bulunmaktadır. Buradaki sorun, açıklığa kavuşturmayı kendim de başaramamış olsam da beni genel görelilik kuramını ilk oluşturduğum zaman da rahatsız etmişti. ‘Daha erken daha geç’ ayrımı kozmolojik anlamda birbirinden çok ayrı yerlerde bulunan dünyevi meseleler nedeniyle terk edildi ve Bay Gödel’in anlattıklarından kaynaklanan nedensel ilişkinin yönü hakkındaki o paradokslar… Bunların fiziksel dayanaklar üzerinden dışarıda bırakılmayacak mı olduklarını tartmak ilginç olacak.”

Einstein burada Gödel’in evrenini temel bir sebebe dayandırarak elemişti; “fiziki dayanaklar” yani evren dönmüyor, evren genişliyor.

Einstein’dan sonrasında da denklemlerinin zamanda yolculuğa olanak tanıdığı bilinmesine rağmen uzun yıllar boyunca bu zaman makinesi fikri üzerinde durulmamıştır. Kara delikler aracılığıyla canlı bir şekilde bir paralel evrene geçilemezdi, evren dönmüyordu ve sonsuz uzunlukta silindirler yapılamazdı. Dolayısıyla zamanda yolculuğu bilimsel bir sorun haline getirmenin bir anlamı yoktu.

Thorne Zaman Makinesi

Zamanda yolculuk meselesi 1985 yılına kadar 35 yıl boyunca kimse tarafından irdelenmedi. 1985 yılında Carl Sagan, kahramanlarından birini Vega yıldızına seyahat ettireceği “Contact”(Mesaj) romanını yazarken tavsiye almak amacıyla fizikçi Kip Thorne’a danışmıştı. Thorne bunun üzerine yaptığı çalışmalarla Einstein’in denklemlerine kendinden önceki zaman makinesi fikirlerinin sorunlarının birçoğunu taşımayan, tamamen farklı ve çığır açıcı bir çözümleme getirdi.

Kip Thorne

Kip Thorne, 1988 yılında iki meslektaşı ile birlikte “egzotik negatif madde” ve “negatif enerji” gibi garip madde ve enerji formlarının elde edilebilmesiyle yeni bir tür zaman makinesi icat etmenin mümkün olduğunu gösterdi.

O zamanki fizikçiler madde ve enerjinin bu garip formlarını önceden gözlemleyemedikleri için başta bu yöntem hakkında kuşkuluydular. Fakat Thorne’un bu çözümlemesi, zaman yolculuğunun kavranışında yeni bir sayfa açtığı için önemliydi.

Peki bu negatif yoğunluk, negatif basınç gibi karakteristiklere sahip olan egzotik madde ve negatif enerji ne işe yaramaktadır? Bu ikili, zamanda yolculuk yapılmasına olanak sağlayacak bir solucan deliğini açık tutarak geçilebilir olmasını sağlamak için gereklidir. Teoride çift yönlü bir yolculuğa olanak sağlaması için bu ikili şarttır.

Bu zaman makinesindeki en önemli sorunların başında bu egzotik negatif madde bulunmaktadır. Bu egzotik madde özellikleri bakımından çok ilginçtir. Karşıt kütleçekimi taşıdığından kütleli herhangi bir cismin kütleçekimine karşı yönde süzülür. Diğer bir deyişle maddeler tarafından çekilmez, aksine tersi yönde püskürtülür.

Bu maddenin mantıken doğada bulunması kulağa zor gelmektedir. Varlıklarının kanıtlanabilmesi ise günümüz teknolojisinde mümkün gözükmüyor. Var olmuş olsalardı bile yüksek ihtimalle her şeyden uzak, derin uzayda bir başlarına süzülüyor olacaklardı ve ulaşıp elde etmesi pek kolay olmayacaktı.

Egzotik maddeyi gözlemleyemiyorken negatif enerji fiziksel açıdan mümkündür. 1933 yılında Hendrik Casimir, iki yüksüz metal plakanın negatif enerji üretebileceğini gösterdi. Normalde plakaların durağan kalması beklenirken Casimir, bunların arasında çok ufak bir çekim kuvveti olduğunu ortaya koydu.

Gerçekten de 1948 yılında deneysel olarak bu kuvvet ölçüldü ve etki doğrulandı. Bu ölçüm bize negatif enerjinin mümkün olduğunu gösterir.

Metal plakaların arası ne kadar dar olursa o kadar büyük bir çekim kuvveti oluşur, dolayısıyla da o kadar fazla negatif enerji elde edilebilir. Kip Thorne da hayal ettiği zaman makinesinde bu prensibi ele alarak başlar. Gelecekteki gelişmiş bir medeniyet, arasındaki mesafe oldukça az olan iki metal plaka ile işe başlar. Ardından bu metal plakalar bir küre haline getirilir. Yine aynı şekilde bir küre daha oluşturulur ve bir şekilde aralarına bir solucan deliği gerilir. Böylece bu iki küre arasında uzayda bir tünel oluşmuş olur.

Aynı şartlar altında iki kürede de zaman aynı şekilde akar. Ancak kürelerden birisini bir uzay mekiğine koyup ışık hızına yakın hızlarda dolaştırdığınız zaman roketteki kürenin etrafında zaman daha yavaş akmaya başlar. Böylece biri Dünya’daki kürenin içerisinden geçip rokettekine ulaşarak zamanda geriye gitmiş olur.

Anlaşılabileceği üzere bu zaman makinesinde de tıpkı Van Stockum’ın makinesindeki gibi bir kısıtlama mevcuttur. Makine yapılmadan önceki zamanlara gitmek mümkün değildir.

Thorne’un çözümü ilk duyurulduğunda gerçekten bir heyecan uyandırmıştı. Fakat bu makinenin çalışabilmesi için gelişmiş bir uygarlığın bile önünde büyük bir engel bulunuyordu. Eğer bir solucan deliğini açık tutmak istiyorsanız nadir bulunan negatif enerjiden muazzam miktarlarda kullanmanız gerekecektir.

Bahsettiğimiz Casimir etkisi aracılığıyla negatif enerji üretilmeye kalkışılırsa üretilebilecek olan negatif enerjinin miktarı epey az olacaktır. Bu miktarlardaki bir negatif enerjiyle ancak atomik boyutlarda bir solucan deliğini açık tutabilirsiniz ki takdir edeceğiniz üzere bu bir işe yaramayacaktır.

Casimir etkisinin dışında da negatif enerji elde etmek teoride mümkündür ancak bunlar da pek pratik ve kolay değildir. Örneğin fizikçi Paul Davies ve matematikçi Stephen Fulling, hızla hareket eden bir aynanın da negatif enerji elde etmek için kullanılabileceğini öne sürdüler. Fakat bunla negatif enerji elde etmek istiyorsanız ilk önce aynanızı ışık hızında hareket ettirmeyi öğrenmeniz gerekiyor ve bunun sonucunda da elde edilecek olan enerjinin miktarı Casimir etkisinden gelebilecek olan enerjinin miktarından fazla değil.

Bir başka yol da güçlü lazer ışınlarını kullanmak. Lazerin enerji durumları arasındaki “sıkılmış durumlar” kullanılarak negatif enerji elde edilebilir. Ne yazık ki bu etkiyi idare etmek de çok güçtür ve yüksek seviye bir teknoloji gerektirecektir.

Uygulanabilecek bir başka metod ise kara delikleri kullanmak. Jacob Bekenstein ve Stephen Hawking’in ortaya koyduğu üzere kara delikler stabil değildir, her geçen zaman buharlaşma denilen bir olayla içten içe erimektedir. Bu kara delik buharlaşması dediğimiz olayda da negatif enerjilerin etkisi vardır ve kara deliklerin olay ufuklarının etrafında da negatif enerji bulunduğu belirtilir. Kara deliğin yakınlarına giderek belki bu negatif enerji toplanabilir fakat bir kara delik yolculuğunun pek pratik olmadığı açıktır.

Kip Thorne ve Hawking

Thorne zaman makinesinin karşılaşabileceği diğer bir engel de solucan deliği mevzusudur. Kuantum teorisine göre Planck uzunluğunda uzay çok daha farklı davranmaktadır. Kip Thorne da solucan deliklerinin uzay-zaman köpüğü denilen bir alanda doğal bir şekilde oluştuğu fikrine güveniyordu. Solucan delikleri bu uzay-zaman köpüğünde bulunduklarından dolayı da gelişmiş bir uygarlığın bunları manipüle etme gücüne sahip olabileceklerini varsaydı. Bu her ne kadar imkansız gibi gözükse de fizik yasalarına aykırı değildir.

Uzun lafın kısası Thorne’un tasarladığı bu zaman makinesi fikri kuramsal olarak mümkündür. Fakat böyle bir zaman makinesini oluşturmak isteyen bir topluluğu önemli mühendislik problemleri beklemektedir.

Bu dediğimizden sonra akla yeni bir soru gelmektedir. Fiziki olarak mümkün varsaydığımız bu zamanda yolculuk olayı temel bir fiziki yasayı ihlal eder mi?

Zamanda Yolculuğu Bitirme Çalışmaları

1992 yılında Stephen Hawking bu zamanda yolculuk meselesine bir son nokta koymak istemişti. Zamanda yolculuğa karşıydı çünkü zaman yolculuğu mümkün olmuş olsaydı, her yerde bizi şaşkınlıkla seyredip fotoğraflarımızı çeken gelecekten gelen turistleri görmemiz gerekirdi.

Mantık çerçevesinde böyle bir akıl yürütmesinin doğruluk ihtimali olsa bile fizikçiler bu şekilde düşünmeyi tercih etmezler. Fizikçiler çoğunlukla “yasak olmayan her şey olasıdır” fikrini benimserler. Yani biraz daha açacak olursak zamanda yolculuğu yasaklayan temel bir fizik ilkesi yoksa bu mutlaka fiziksel bir olasılıktır.

Bunun sebebi ise belirsizlik ilkesidir. Bir şeyi engelleyen bir yasa yok ise kuantum etkileri ve dalgalanmaları nihayetinde onu gerçekleştirecektir.

Hawking ise zamanda yolculuğu engelleyecek birtakım fizik ilkeleri bulunduğunu öne sürmüştür. Bundan yola çıkarak ortaya koyduğu hipoteze de “kronoloji koruma hipotezi” adını vermiştir.

Bu hipotezde Hawking, Charles Misner’in bulmuş olduğu Misner evreni adıyla bilinen basitleştirilmiş bir modeli inceler. Misner uzayının matematiksel olarak solucan delikleri ile aynı şekilde kullanılabileceğini keşfettikten sonra buradan yola çıkarak yaptığı bazı akıl yürütmelerle ve yazdığı denklemlerle ıraksama dediği bir etkiyi öne sürerek bu etkinin inanılmaz büyüklükte bir kütleçekimsel alan oluşturarak solucan deliğini çökerteceğini iddia eder.

Hawking bu ıraksama sorununun zamanda yolculuğu bitirecek bir darbe olduğunu düşünmüştü. Bu etki zaman yolcusunu öldürene ve solucan deliğini çökertene kadar kuvvetlenerek zamanda yolculuğu imkansız kılıyordu.

Hawking bu ıraksama sorununu belirttikten sonra fizik dünyasında heyecanlı tartışmalar türedi. Hawking’i destekleyen bir kesimin yanında onun bu fikrinin doğru olamayacağını iddia edenler de vardı. Fakat zamanla Hawking’in bahsettiklerinin kısmen hatalı olduğu ortaya çıkarılınca Hawking de geri adım atmak zorunda kaldı.

Gott Zaman Makinesi

Princeton Üniversitesi’nden John Richard Gott, 1991 yılında yine Einstein’ın denklemlerinden yola çıkarak daha farklı bir çözümle geldi. Gott’ın zaman makinesi fikri dönen silindirler, solucan delikleri ya da negatif enerji gibi şeyler içermiyordu fakat en az onlar kadar ilginçti.

Richard Gott

Richard Gott kozmoloji hakkındaki araştırmalarına devam ederken birçok teori tarafından da öngörülmüş olan kozmik sicimlere merak saldı. Kozmik sicimler, Büyük Patlama’dan yadigar kalan, kütleleri yıldızlar kadar ağır olup atomun çekirdeğinden daha dar olabilen ve milyonlarca ışık yılı boyunca uzayabilen garip cisimlerdir.

Gott ilk olarak Einstein’ın denklemlerine bu kozmik sicimleri entegre etmeyi başardı. Sonraysa çok ilginç bir şeyi fark etti. Eğer iki kozmik sicimi birbirlerine doğru çarpıştırmak üzere gönderirseniz tam çarpışma anından öncesi zamanda yolculuk etmek için kullanılabilirdi.

Gott çarpışan kozmik sicimlerin çevresinde bir tam tur atıldığında uzayın bazı garip özellikler kazandığını fark etti. Eğer bir roket bu sicimlerin etrafında dolanırsa uzayın bükülmesinden dolayı 360 dereceden daha az bir derece gitmiş olur. Yani sicimlerin çevresinde hızlıca giderken toplam gidilen yol daha az olacağından dışarıdaki bir gözlemci için ışık hızı geçilmiş gibi gözükecektir. Fakat kendi referans sistemi içerisinde ışık hızını aşmadığından dolayı görelilik kuramları da ihlal edilmemiş olur. Böylece zamanda da geriye gidilebilmiş olunacaktır.

Gott bu konu hakkında:

“Bu çözümü ilk keşfettiğimde epey heyecanlanmıştım. Çözüm negatif maddeye girmeyip ışık hızının altındaki hızlarla çalışıyordu. Buna karşın solucan deliği çözümleri daha egzotik, negatif enerji yoğunluklu malzemeleri kullanıyordu.”

Richard Gott her ne kadar fazlasıyla heyecanlanmış olsa da bu zaman makinesi çözümünün de solucan deliklerini içerenlerden daha basit olmadığı ortada. Santimetre başına kütlesi milyarlarca ton eden kozmik sicimleri yönlendirip birbirlerine doğru ışık hızının %99,999999996’sı gibi hızlarda yollayıp çarptırmak çok gelişmiş bir uygarlığın bile kolayca göze alabileceği bir şey gibi durmuyor.

Tarihsel süreç boyunca zaman makinesi için birçok insan kafasını yorup birçok öneri ortaya koymuş olsa da bilimsel bir şekilde bahsedilen bazı çözümleri ve yöntemleri yukarıda anlattık. Görebileceğiniz üzere bir zaman makinesi inşa edebilmek her yiğidin harcı değil. Teorik olarak mümkünatı olan şeylerden bahsetsek de bu tarz bir makineyi inşa edebilmek için teknoloji seviyesinin daha çok çağ atlaması gerekiyor. Önümüzdeki yıllarda belki daha pratik bazı çözümler ortaya konulabilir fakat ne kadar pratik çözüm üretilirse üretilsin bu zamanda yolculuk mümkün olsa bile daha önünde birçok yüzyıl var ve büyük ihtimalle zaman makinesi eğer yapılsa bile, makinenin yapılmasından önceki tarihlere zaman yolculuğu mümkün olmayacak.

Bu zamanda yolculuk gibi spekülatif bir konuyu anlatırken ise atladığımız bir yer var. Zamanın işleyişi hakkında sahip olduğumuz bilgiler daha emekleme seviyesinde olduğundan dolayı zamanda yolculuk yapılabildiğini varsaysak bile ortaya bazı mantıksal paradokslar çıkıyor. Bir sonraki yazımızda da bu zaman paradoksları hakkında bahsedeceğiz.

Yusuf Taşkıran / Sınırsız Bilim

BİR CEVAP BIRAK

Please enter your comment!
Please enter your name here