Zamanda Yolculuk

Albert Einstein‘ın Genel Görelilik Kuramı sayısız bilim insanının uykusunu kaçırdı çünkü bir şeyi kaçınılmaz hale getiriyor: Zamanda yolculuk.

Bunun altında Einstein‘ın kuramına göre zamanın mutlak olmaması, herkesin kabul ettiği evrensel bir saat tarafından belirlenmek yerine, göreli olması yatıyor. İngiliz romancı Graham Greene, “Sizinle zaman üzerine konuşamam, benim zamanımla sizinki farklı.” diyordu.

Einstein‘a göre, bir kişi için zamanın akış hızı, o kişinin size göre hangi hızda yol aldığına ve deneyimlediği kütle çekime göre değişiyor. Eğer zamanın bir hızda aktığı bölgeden daha yavaş aktığı bir bölgeye sıçrayabilirseniz zamanda geriye gidebilirsiniz. Yani zamanda yolculuk yapmış olursunuz.

Zamanın sandığımız gibi olmadığı düşüncesi, Einstein‘ın 1905’te yayımladığı Özel Görelilik Kuramı‘na gidiyor ve ışığın hızının benzersiz özelliklerine dayanıyor.

Einstein hiç bir şeyin ışıktan hızlı yol alamayacağını fark etmişti. Bu, evrenimizin kozmik hız sınırıydı. Buda ışığa hiçbir şeyin yetişemeyeceği anlamına geliyordu.

Einstein aynı zamanda uzay ve zaman aralıklarının, içlerinden büyük kütleli cisimler geçtikçe esneyip gerildiğini de keşfetmişti. Kozmik bir komple teorisine göre bu bir ışık huzmesinin, nesnelerin ne kadar hızda ve ne yönde yol aldığı fark etmeksizin hep aynı hızda olduğu anlamına geliyordu.

Daha açık olmak gerekirse, hareket eden saatler daha yavaştır. Yani birisi yanınızdan hızla geçerse (ve bu hız saniyede 300.000 kilometreye yakın olmalı) saati sizinkinden daha yavaş çalışacaktır.

Işık hızına ulaşabilirlerse (ki bu maddesel bir cisim için olanaksızdır ve sadece bir ışık parçacığı-yani foton- gibi kütlesiz bir şey tarafından başarılabilir.) zaman tümüyle duracaktır.

Zamanda Yolculuk İçin Takyona Dönüş

Işıktan hızlı yol alabilseydiniz ne olurdu? Bunu yapabilirseniz hedefinize daha yola çıkmadan ulaşırdınız. “Nedensellik ihlali” denen bu durum, zamanda yolculuk anlamına geldiği için bilim insanlarının uykularını kaçırıyor.

Eğer Dünya‘dan, en yakındaki yıldız sistemi olan Alpha Centauri’ye ışıktan hızlı yolculuk yapabilseydiniz sizinle aynı anda yola çıkan bir ışık demeti, siz hedefinize vardığınızda hâlâ yolda olurdu.

Bu sayede dönüp Dünya‘ya baktığınızda uzay geminizin kalkışını görebilirdiniz. Fakat hiçbir madde ışık hızına ulaşamazsa ışıktan hızlı nasıl yol alacaksınız?

Fizikçiler takyon adında varsayımsal bir parçacığın var olduğunu farz ediyorlar. Nasıl ki fotonlar (yani ışık parçacıkları) ışık hızında yol alır halde ortaya çıkıyorsa takyonlarda ışıktan hızlı hareket ederek ortaya çıkıyorlar.

Vücudumuzdaki atomları takyona dönüştürerek uzaya yollayıp sonrasında tekrar atoma dönüştürürsek ışıktan hızlı yol alabiliriz ve bazı gözlemciler bizim zamanda geriye gittiğimizi görür.

Ama bununda bir tuzağı var. Princeton Üniversitesinden ABD’li fizikçi Richard Gott, 1974 yılında tıpkı ses hızını aşan bir uçakta olduğu gibi, takyonların arkalarından bir kütle çekim dalgası (bunlar uzay-zamanda dalgalanmalar) konisi geldiğini buldu.

Takyonun alışılmadık özellikleri sayesinde bu koni, parçacığın enerji kaybedip hızlanmasına yol açıyor. (Yani beklenenin tam tersi.) Ardından aynı hızda hareket eden bir anti takyonla çarpışıp yok oluyor.

Çarpışma sonsuz hızda gerçekleşse de Gott’un önerdiği çözümler, bir takyonun ömrünün büyük kısmını ışık hızının hemen üstünde bir hızla hareket ederek geçireceğini söylüyor. Ancak bu da herhangi bir zamanda yolculuk etkisini son derece küçük hâle getiriyor.

Evreni Döndür

Albert Einstein‘in arkadaşı ve Princeton’dan meslektaşı Kurt Gödel, 1949’da zamanda yolculuk yapabileceğimiz çözümü buldu. Bunun için gereken tek şey, evrenin dönüyor olmasıydı.

Bu Gödel Evreni, zaman makinesi gibi davranan kapalı halkalar meydana getiriyordu. Bunlardan birinde yolculuk yaparak düne gidebilirdiniz. Bir tur daha atınca bir gün daha geriye gitmek mümkündü.

Gödel Evreni’nde kozmik dönüş nedeniyle ışık ışınları muz biçiminde bir yol izler. Bu da demek oluyor ki muzun bir ucundan diğerine bir doğru üzerinde hareket ederek ışık ışınını geçmek, yani ışıktan hızlı yol almak mümkündür.

Einstein dâhil bir çok bilim insanı, yine uykusuz gecelere mahkum olabilirdi ama görünen o ki doğa, dönen bir Gödel Evreni’ni desteklemiyordu.

Aksine, 1920’lerde Amerikalı gök bilimci Edwin Hubble‘ın keşfettiği gibi, galaksilerin devasa bir patlamanın yani Büyük Patlama‘nın sonrasında şarapnel gibi saçılarak birbirinden uzaklaştığı, giderek genişleyen bir evrende yaşıyoruz.

Evreni Böl

Eğer zaman makineleri size pratik olmaktan uzak ve uydurma geliyorsa gerçekten öyle oldukları içindir. Ama önemli olan bu değil. Önemli olan, zamanda yolculuk yapmanın ilke itibari ile mümkün olması.

Bu da kâbustan farksız paradoksların ortaya çıkmasını sağlıyor. Mesela bir zaman makinesini geçmişe dönmek için kullanan birisi, dedenizi anneannenizle tanışmadan önce ortadan kaldırabilir.

O zaman şu soruya yanıt bulmak gerekir: Eğer hiç doğmamışsanız dedenizi nasıl öldürdünüz? Dede paradoksundan sakınmak için, Stephen Hawking “kronoloji koruma varsayımını” ortaya atmıştı.

Bu, zamanda yolculuk yapmanın imkansız olduğunu söylemenin havalı bir yolu. Hawking, henüz keşfedilmemiş bazı fizik kurallarının böyle bir şeyin gerçekleşmesini engelleyeceğine inanıyordu.

Ama dede paradoksundan çıkışın bir yolu daha var. Atomların ve bileşenlerinin mikroskobik dünyasını anlatmak için elimizdeki en iyi araç kuantum fiziği. Fakat buna göre, temel parçacıklar aynı anda birden çok şey yapabiliyor. Bunu, aynı anda hem alışverişe çıkmak hem de bahçede çimleri biçmek gibi düşünebilirsiniz.

Kuantum kuramının çoklu dünya yorumuna göre ne zaman bir kuantum olayı olsa (mesela bir atom tarafından bir foton açığa çıkarılsa ya da çıkarılmasa) aslında iki olay da paralel evrenlerde gerçekleşiyor.

Evren tüm olası geçmişlerin var olduğu versiyonlara bölünüp duruyor ve bu sonsuz sayıda paralel gerçeklikler de hiç bitmeyen bir kitabın sayfaları gibi üst üste diziliyor.

Çoklu dünya senaryosunda eğer birisi geçmişe gidip dedenizi öldürürse sizin değil paralel bir evrendeki paralel bir dedeyi öldürmüş oluyor. Zamanda yolculuğun paradoksları olduğunu söylemiştik, değil mi?

Kozmik Sicimlerden Atlama

Kozmik sicimleri kullanarak zamanda yolculuk yapmak olanaklı. Uzay zamandaki bu tek boyutlu faylar, evrenin çok erken dönemindeki yüksek enerjili koşulları koruyor.

Kozmik sicimleri suyun donarak buza dönüşmesi sırasında oluşan çatlaklara benzetmek mümkün ve doğadaki temel güçleri birleştirmeye yönelik kuramların neredeyse yarısında sicim kuramı karşımıza çıkıyor.

Bu sicimlerin sonu yok ve sonsuz bir evrende ya onlar da sonsuz ya da kapalı birer döngü oluşturuyorlar. Kozmik sicimler muazzam bir gerilime sahip ve bu da onların zamanla daha da gerilmelerini ve genelde ışık hızının yarısından yüksek bir hızla hareket edebilmelerini sağlıyor.

Genel Görelilik Kuramı‘nda böylesi bir gerilim itici kütle çekimine yol açıyor. O yüzden sicimler inanılmaz kütlelerine rağmen kütle çekim etkisi birbirini sıfırlıyor ve yakındaki cisimler bundan etkilenmiyor.

Bir sicimin zamanda yolculuk yapmak için kullanılabileceğinin ipuçları, sicimin uzay-zamana yaptığı şeyden geliyor. Sicimin bu sayfanın içinden ve sayfanın düzlemini çevreleyen dairesel diskten geçtiğini düşünelim. Bu, normal uzay zamandır.

Ama bir sicim, uzay-zamana tuhaf bir şey yapar ve onu pizza dilimi gibi keser. Eksilen dilimin iki yanında uzay-zaman tekrar birleşir. Yani sicimin etrafındaki uzay-zaman düz değil de sığ bir koni biçiminde olur.

Böylece bir anda ışık demetinden daha hızlı yol alma olanağı ortaya çıkar. Sicimin etrafında yolculuk yapmak, uzay-zamanın içinden geçen kestirme bir yol gibidir çünkü böylece 360 derece dönmeden bir daire oluşturmanız mümkündür.

Uzay-zamandan kesilen pizza diliminin çok küçük, bir derecenin binde biri genişlikte olduğunu belirtmeliyiz. Yani bir kozmik sicim, uzay-zamanın zırhında küçük bir açıklık gibi ve bunu zamanda yolculuk için kullanmak da hatırı sayılır bir beceri gerektiriyor.

Fakat fizikçi Richard Gott, 1991’de sonsuz uzunlukta iki kozmik sicimin birbirlerinin içinden zıt yönlerde ve ışık hızının %99,9999999996’sı bir hızla geçtiği tuhaf bir senaryo hayal etti. Bu durum, uzay-zamanı daha da bükecekti.

Gott’a göre bu kozmik sicim çözümünün uzay-zamanı, hareket eden iki kozmik sicimin etrafında saat yönünde hareket etmeye izin verecek kadar bükülecekti. Böylece daima geleceğe doğru ilerleyip başladığınız yere dönmek mümkün oluyordu.

Gott, bunu rahiplerin bir merdivende saat yönünde sürekli yükseldiği ama avlu etrafında bir tur attıktan sonra kendilerini tekrar başlangıç noktasında bulduğu bir Escher çizimine benzetiyordu.

Solucan Deliği Kestirmesi

Genel Göreliliğe göre zaman, farklı kütle çekimlerinde farklı hızlarda akıyor. Yani zamanda yolculuk yapmak için bu türden iki farklı bölgeyi bulup birbirine bağlamanız ve aralarında yolculuk yapmanız gerekiyor.

İki nokta alalım. Biri Dünya‘da, zamanın normal hızında aktığı bir nokta olsun, diğeriyse büyük kütle çekimi yüzünden daha yavaş aktığı, kara delik civarı bir nokta.

Eğer birbirinin aynı iki saati Pazartesi günü (biri Dünya‘da diğeri kara delikte olacak biçimde) çalıştırırsanız Dünya‘da Cuma gününe gelindiğinde kara delikte ancak çarşamba olacaktır.

Bu durumda, Dünya’dan anında kara deliğe gitmenin bir yolunu bulursanız, uzay-zamandaki bir kestirme yani “solucan deliği” sayesinde Cuma’dan Çarşamba’ya gidebilirsiniz.

Şu şekilde düşünmek de mümkün. A ve B, bir kağıt üzerindeki iki nokta olsun. Eğer kağıt ikiye katlanırsa A ve B birbirlerine çok daha yaklaşır.

Eğer bir şekilde ikisini birleştirebilirseniz, kağıt üzerinde yolculuk yapmaktan çok daha hızlı biçimde hedefinize varabilirsiniz. Bu, kestirme bir solucan deliğine karşılık geliyor. Eğer Dünya ve kara delik birbirine böyle bir solucan deliğiyle bağlanırsa zamanda yolculuk yapabiliriz demektir.

Solucan delikleri‘nin sorunu, göz açıp kapayana kadar kaybolmaları ve içlerinden geçebilmemiz için itici kütle çekimine sahip bir şey tarafından açık tutulmalarının gerekmesi.

Aslında evrenin büyük kısmı (karanlık enerji) bu tür itici kütle çekimine sahip. Ama bu kütle çekimi bir solucan deliğini açık tutamayacak kadar da zayıf.

Harvard Üniversitesi fizik alanı Dr. Daniel Jafferis ve çalışma arkadaşları Dr. A. Wall ve Dr. P.Gao  farklı bir yol olarak; kara deliklerle içinden geçilmesi mümkün olmayan kara deliğin iki ucunun etkileşiminin, negatif enerji sağlayabileceğini öne sürüyor.

Ortaya çıkan anti kütle çekim etkisi, Einstein-Rosen köprüsünün çöküşünü önleyerek solucan deliğini içinden geçilebilir hale getiriyor.

Solucan Delikleri Zamanda Yolculuk Yapmanın Yolunu Sunuyor. Sorun Bu Delikleri Açık tutmakta!

Yani içinden geçilebilir solucan delikleri gerçekten var olabilir. Daha da iyisi, Jafferis’e göre en azından ilke itibarıyla bunlara insan göndermekte bir sorun yok. Fakat önce aşılması gereken başka sorunlar var.

Her şeyden önce bu kara delikler koca yıldızların çökmesinden arta kalan standart kara delikler değil de “maksimal dolanıklık” içeren kara delikler olmak zorunda.

Yani iki nesne arasında var olan ve birine olanın ne kadar uzakta olursa olsun anında diğerine de olmasını sağlayan o tuhaf kuantum bağlantısı bulunmalı.

Negatif enerji gibi, “kuantum dolanıklığı” adlı bu tuhaf olgu da gerçekten mevcut. İlk defa bundan 40 yıl kadar önce labaratuvar deneylerinde saptanan dolanıklık şimdilerde Google gibi firmalar tarafından ultra hızlı kuantum bilgisayarları inşa etmekte kullanılıyor.

Atom altı parçacıklarını labaratuvarda dolanık hale getirmek nispeten kolay olsa da aynısını kara deliklere nasıl yapılacağını bilen yok. “Hassas kuantum dolanıklığı içinde olanlar şöyle dursun, normal kara delikte yapamıyoruz” diyor Jafferis.

Dahası, kara deliklerin doğrudan etkileşimi de kolay değil. Bu, zamanda yolculuk hilesini ortadan kaldırıyor. Peki yine de ışıktan hızlı yol almaya izin veriyor mu?

Jafferis bunun zor bir soru olduğunu söylüyor. Kütle çekim, uzay ve zaman birbiriyle iç içe ve bu da hız kavramını etkiliyor. Jafferis’e göre şu ana kadar solucan delikleri üzerinde yapılan araştırmalar, bu yöntemi kullanmanın uzayda normal yolculuk yapmaktan daha yavaş olabileceğini gösteriyor.

Bununla birlikte detayların henüz bilinmediğini de ekliyor. Görünen o ki bilim hâlâ bilim kurgunun epey bir gerisinden geliyor. Doğa kanunları solucan deliklerinin harika şeyler yapabileceğini ama bir anda çöktüğünü, içinden yol alınabilse bile yararsız olduğunu ısrarla söylüyor.

Yine de doğanın ara sıra büyük sürprizler yaptığını biliyoruz. Kara delikler bile varlığı bakımından onlarca yıl boyunca tartışılmıştı. Einstein, kuantum dolanıklığına inanmayı reddediyordu. Belki de evrende bir yerlerde mucizelerini sergileyen doğal solucan delikleri vardır.