Bilim kurgu dışında henüz bir zaman yolcusuyla karşılaşmadık. Ama fizikten matematiğe, felsefeden kozmolojiye kadar birçok bilim dalı, onlarca yıldır zaman yolculuğu fikrini ciddiyetle araştırıyor. Scientific American'a göre bu fikirlerin çoğunun temelinde, Albert Einstein'ın sırasıyla 1905 ve 1915'te yayımladığı özel ve genel görelilik kuramları yatıyor.
Einstein bu kuramlarla dünyaya bakışımızı altüst etmişti. Ona göre zaman ve uzay sabit büyüklükler değil, duruma göre gerilip sıkışabilen niceliklerdi. Bir metal çubuğun uzunluğu her yerde ve her zaman aynı değil, bir saniye de bazen çok hızlı bazen çok yavaş geçebiliyor ve bu, öznel bir zaman algısı değil, zamanın gerçekten farklı hızlarda aktığı anlamına geliyor.
Örneğin, göreliliğe göre Dünya yüzeyindeki bir saniye ile onun etrafında dönen bir uydudaki bir saniye birbirinden farklı.
Hızlı hareket, geleceğe yolculuk sağlıyor
Einstein'ın özel görelilik kuramı, yalnızca geleceğe doğru olmak kaydıyla zaman yolculuğunu mümkün kılıyor. Einstein'ın keşfettiği gibi, hareket eden bir gözlemci için saatler daha yavaş işliyor. Işık hızının yüzde 97'sinde giden bir uzay aracıyla beş yıl süren bir gidiş-dönüş yolculuğuna çıkılsa, döndüğünüzde Dünya'da yaklaşık 20 yıl geçmiş olurdu. Nitekim Uluslararası Uzay İstasyonu'nda 11 ay geçiren NASA astronotu Scott Kelly, Dünya'da kalan ikiz kardeşinden bugün 13 milisaniye daha genç.
Scientific American'a göre zamanı yavaşlatan ya da hızlandıran tek etken hareket değil; kütle çekimi ve ivme de aynı etkiyi yaratabiliyor. Bunun nedeni, Einstein'ın kütle çekiminin geometrik bir etki olduğu içgörüsü: Kütle ve enerji, Einstein'ın E=mc² formülüne göre birbirine eşdeğer, uzay-zamanı büküyor, bu da kütleli cisimlerin hareket yönünü belirliyor.
Yıldızlar gibi ağır cisimlerin uzay-zamanda bir çukur oluşturduğunu, gezegenler gibi diğer kütleli cisimlerin de bu çukura doğru çekildiğini düşünebilirsiniz. Kütleli cisimler uzay-zamanı bu denli çarpıttığı için, çevrelerinde zaman daha yavaş akıyor. Bu fikir Christopher Nolan'ın "Interstellar" filminde de işleniyor; Filmde bir karakter, insanlık için yaşanabilir bir gezegen arayışıyla bir kara deliğin yakınına gidiyor; kendisi için yalnızca birkaç ay geçerken Dünya'da kalan kızı onlarca yıl yaşlanıyor.
Geçmişe yolculuk teorik olarak mümkün mü?
Genel görelilik denklemleri, teknik olarak "kapalı zamana benzer eğriler" adı verilen yapılar aracılığıyla geçmişe doğru yolculuğa da izin veriyor. Bu eğriler boyunca ilerleyen biri, uzay-zamanda bir noktadan başlayıp geçmişe doğru hareket ediyor ve sonunda başladığı yere hem konum hem zaman olarak geri dönüyor. Bu olasılığı ilk keşfeden isim, 1937'de Hollandalı matematikçi Willem Jacob van Stockum.
Genel görelilik kuramının geliştirilmesiyle bu keşif arasında neden 20 yıldan fazla zaman geçti?
Çünkü Einstein'ın kuramı sayısız çözüme izin veriyor ve her çözüm farklı bir evreni tanımlıyor. Einstein sonuçlarını 1915'te yayımladığında araştırmacılar, kendi evrenimize en yakın çözümü bulmak için harekete geçti. Ama bu hiç kolay değil; hesaplamalar son derece karmaşık ve evrenimizin birçok özelliği hala belirsiz örneğin evrenin şekli nasıl, kütle içinde nasıl dağılıyor?
Schwarzschild'den Kerr'e: Farklı çözümler, farklı evrenler
Amaç, bu denklemi sağlayan belirli bir geometri ve kütle dağılımı bulmak. Gökbilimci Karl Schwarzschild, 1916'da bunu ilk bulanlardan biri oldu; çözümünü, sabit ve yuvarlak kütleli bir cismin çevresindeki boş uzay-zamanı tanımlamak için kullandı bu, bir gezegenin, yıldızın ya da kara deliğin yakınındaki kütleçekiminin hesaplanmasını sağlıyor.
1963'te matematikçi Roy Kerr, aynı yaklaşımı bu kez dönen kütleler için uyguladı. Kerr'in çözümü şaşırtıcı bir özellik taşıyor; bu çözümde kapalı, zamana benzer bir eğri boyunca yol izlemek mümkün, yani teorik olarak bu sistemde geçmişe yolculuk mümkün hale geliyor. Ancak bu yalnızca Kerr uzay-zamanının kararsız bir bölgesinde gerçekleşebiliyor ve en ufak bir değişiklik bu bölgenin çökmesine neden oluyor. Yani Kerr çözümü dönen kara deliklerin dışındaki uzay-zamanı oldukça iyi tanımlasa da, tam da zamana benzer eğrilerin mümkün olabileceği bu yakın bölgede geçerliliğini yitiriyor.
Kerr evreni, Einstein'ın denklemlerine geçmişe yolculuğa izin veren tek çözüm de değil. Yazar, önümüzdeki hafta bu konudaki diğer çözümleri ve bunların evren, zaman ve uzaya dair nasıl farklı vizyonlar sunduğunu ele alacağını belirtiyor.
Kaynak: Gazete Oksijen
