ZAMAN NEDİR?

Nesnel zaman anlayışı, öznel zaman anlayışı, mutlak zaman anlayışı, ilişkisel zaman anlayışı ve göreli zaman anlayışı; antik çağdan günümüze kadar, felsefe ve bilimin ortak malı olarak ortaya çıkmış, zamanı ve evreni açıklamaya çalışmış hipotezlerdir.

Zaman kavramı, geçmişten günümüze kadar tartışılarak gelmiş ve her alanla ilişkili olarak açıklanmaya çalışılmıştır. Nitel ve nicel pek çok tanımı yapılmıştır. En temel tanımıyla; zaman ve vakit, ölçülmüş veya ölçülebilen bir dönem, uzaysal boyutu olmayan bir sürekliliktir diyebiliriz. Bunun yanı sıra felsefe, astronomi, fizik ve daha farklı disiplinlerde çeşitli tanımlarını görebiliriz. Ancak biz bu yazımızda zaman felsefesini ve zamanın fizikteki yerini inceleyeceğiz.

Zaman, felsefe tarihinde ontolojik olarak en çok üzerinde düşünülen kavramlardan biridir. İlk çağdan günümüze kadar birçok varlık felsefecisinin zamanı açıklamaya çalıştıklarını ve bunun için kendi döneminin bilimsel gelişmelerinden ciddi anlamda faydalandıklarını görebiliriz.  Özellikle fizik ve astronomi, zamanı açıklamada en çok katkı sağlamış disiplinlerdir. Günümüze nispetle ilk çağ dönemine bakıldığında; çoğu filozofun bilimle de ilgilendiğini görebiliriz. Bu  sayede gerçeklikten kopuk, ütopik açıklamalar yerine temellendirilebilir felsefi düşüneler  ortaya atılmıştır. Tabi ki, bilim durağan olmadığı için her dönem farklı gelişmeler ortaya çıkmaya  devam eder. Bu gelişmelere paralel olarak, zamanın varlığının ve ne olduğunun tartışmaları da  değişiklik göstermektedir. Aristo, Newton, Leibniz ve Einstein gibi kişiler de hem bilimsel hem  felsefi açıdan fikirler ortaya atmışlardır.

(Görsel 2 kaynak: https://bigthink.com/hard-science/scientists-discover how-to-use-time-crystals-to-power-superconductors/)

Antik dönemde Aristotales gibi filozof ve bilim insanları zamanın nesnel olduğunu  düşünürlerdi. Nesnel zaman anlayışı, Aristo fiziğini temel alarak her hareketli varlığa bağlı  olarak zamanın nesnel olduğu görüşünü savunur. Aynı dönemde yaşamış diğer düşünürler ise  farklı bir zaman anlayışı ortaya atmışlardır. Bunlardan biri, Augustinus’un zamanın nesnel değil; tam tersine öznel olduğunu kabul etmesidir. Öznelden kastı; zamanın harekete bağlı olmadığı ve hiçbir hareket olmadan da zamanı zihnimizde kavrayabileceğimizdir. Yani zamanın fiziksel  olarak herhangi bir şekilde ispatlanamayacağını, onun sadece zihnimizde yer edinebileceğini söyler.

İlerleyen zamanlarda Newton fiziğinin gelişmesiyle yeniden bu konu tartışmaya açılmıştır.  Bilindiği üzere Isaac Newton, fiziğin temelini atmış ve bu konuda önemli keşifler yapan bir bilim  insanıdır. Bu keşifler felsefi tartışmaları da beraberinde getirir. Zaman kavramı ise  derinlemesine üzerinde düşünülmüş ve bir sürü çalışmalara konu olmuştur. Bu çalışmalar zamanın mutlak olduğunu; kişiye, mekâna veya harekete göre değişemeyeceğini söyler. Zaman  başlı başına bir varlıktır. Newton, zamanın her türlü varlıktan-eşya, zihin veya düşünce olabilir- bağımsız olduğunu, sadece matematiksel ifadelerle anlaşılabileceğini savunur. Kendi  döneminin önemli filozofları, eklemeler yaparak farklı fikirler ortaya atmışlardır. Bunlardan bir  tanesi önemli matematikçi ve düşünür olan Leibniz’in ilişkisel zaman anlayışıdır. Bu düşünce  tarzı zamanı varlık olarak kabul etmeyi reddeder. Ona göre zaman sadece iki olay arasındaki  zamansal ilişkidir. Bu nedenle bu iki olay değişken olduğu için Newton’un dediği gibi mutlak  olamaz. Leibniz bilmeden de olsa ileride geliştirilecek olan Einstein’ın izafiyet teorisine atıfta  bulunmuştur.

Modern fiziğin babası Einstein ise, en önemli ve çarpıcı çalışmalarından olan izafiyet teorisiyle  zamanın tanımını tekrar yapar. Bu teoriye göre, zaman herkese göre değişebilir. Her hareketli varlığa bağlı olarak zamanın hızlandığını veya yavaşladığını iddia eder. Yani zaman kesinlikle  mutlak ve net olamaz. Zaman, ışık hızına yakın hızlarda edilen hareketlerde duran cisimlere göre yavaş akar. Işık hızında ise zaman durmalıdır. Einstein zamanı, enerji ve kütleden bağımsız  değerlendirmez. Kütleli parçacıklar ışık hızına yaklaştıkça kütlesinin bir kısmını kinetik enerjiye  dönüştürür. Buradan yola çıkarak E=mc²formülünü ortaya atar. Böyle anlatması her ne kadar  kolay görünse de antik çağdan beri süregelen fikirlerin sınırlarını aşarak sıra dışı bir zaman  anlayışı ortaya koymak ve bunu kabul ettirmek tabii ki kolay olmadı. Bunun için her tür deneye  başvurulmuştur. Bunlardan bir tanesi, hassas atom saatlerinin farklı hızlarda hızlandırılması daha sonra ölçülmesiyle yapılan deneydir. Bu saatler, çıkabilecekleri maksimum hızlara çıkan  uçaklarla hareket ettirilir. Ve çok minimal bile olsa saatlerde farklılıklar, hızlanmalar veya  yavaşlamalar gözlemlenir. Bir diğer deney ise, atom altı parçacıklarla yapılmıştır kullanılan bu  parçacıklar güneşten dünyaya gelen kütleleri çok düşük neredeyse ışık hızında hareket eden  nötrino ve müonlardır. Bu parçacıklarda, durgun halde olan eş parçacıklara göre ömürlerinin  arttığı gözlemlenmiştir. Bu durumda dünyaya ulaşan parçacıkların yarılanma ömürlerinin arttığı ispatlanır.

(Görsel 5 kaynak: https://www.popsci.com/science/atomic-clock-measures-time-dilation/Yazılar)

Özetle zamanın işleyişi her kişiye, referans noktasına veya harekete göre değişir. Eş zamanlılık  ifadesi ise buradan gelmektedir. Referanslardaki farklılıklar olayların meydana gelme anlarını  da etkiler. Farklı referans noktalarından ve farklı hızlarda gözlem yapan iki gözlemci için olayın  meydana gelme anı değişiklik gösterebilir. Buradan zamanın göreli olduğunu yani zamanın  işleyişinin değişken olduğunu anlayabiliriz.

(Görsel 6 kaynak: https://torroslo.files.wordpress.com/2017/07/20151128_stc969.png)

İKİZLER PARADOKSU

Bu paradoks ise en ilgi çeken konulardan biridir ve tamamen düşünce deneyidir. Hayal edelim ki NASA da çalışan astronotlardan ikisi ikiz kardeşlerdir. Bir görev esnasında; bu kardeşlerden birini uzaya gönderilecek ekibe dahil ediyorlar. Diğer ikizimiz ise yeryüzünde kalıp görevi ofisten takip edecektir. Neredeyse ışık hızın yakın bir hızla gönderilen astronot ekibi bir süre orada kalacaktır. Ekip görevini tamamlayıp dünyaya döndüğünde, ikizler arasında yaşça ve vücutça büyük bir farklılık olduğu gözlemlenir. Dünyada kalan ikiz diğerine göre daha çok yaşlanmıştır. Bunu nedeni dünyadaki zamanın akış hızı uzaydakine göre daha yüksektir. Yani dünyada geçirdiğimiz bir yıl ile uzayda geçirdiğimiz bir yıl aynı değildir. Bu ise zamanın algısının mutlak olmadığı anlamına gelmektedir. Alınan referans noktasına göre zaman değişiklik göstermektedir. Bu paradoks iki farklı şekilde ele alınmıştır: Birincisi; yukarıda bahsedilen başlangıç konumunun eş zamanlılık için önemli bir faktör olduğu ve bu gibi standartların değişikliği eş zamanlılığı yakalamakta engel olacağı fikridir. Diğeri ise, ivmenin bu farklılaşmanın nedeni olduğudur. Zamanın akış hızının ivmesinde değişiklikler, eş zamanlılığa engel olur. Albert Einstein, bunu yerçekimsel zaman genişlemesiyle açıklamışlardır. Bu ise Albert Einstein’ın Genel Görelilik Teorisi’dir.

(Görsel 7 kaynak: https://bilsenbesergil.blogspot.com/p/ikizler-paradoksu-twin-paradox.html)

Albert Einstein’a göre cisimlerin hareketi -özellikle ışık hızına yakın hızlarda- ve ivmeleri kendi  içlerinde zamanın farklı geçmesine neden olur. Bunu saat örneğiyle şu şekilde açıklamıştır: Elimizde bulunan iki saatten biri sabit kalırken diğeri bir süre hareket ettirilerek tekrar yerine  getirilmiştir. Saatlere bakıldığında, hareketli saatin, sabit olana göre geri kaldığı fark edilir. Aslına bakıldığında ikizler paradoksuyla çok benzer şeylerden bahsettik. Ancak Einstein bunu  bir paradoks olarak değil özel göreliliğin bir sonucu olarak görmektedir.

Paradoksa bir de uzaya giden kardeşin açısından bakalım. Herkes kendini hareketsiz olarak  göreceği için uzaydaki kardeşe göre hareketli olan dünyadaki kardeşidir. Bu durumda uzaydaki  kardeş kendisinin değil kardeşinin genç kalması gerektiğini düşünmektedir. Çünkü ona göre  hareket eden ve ivmeli olan odur. Bunun nedeni uzaydan dünyaya gelerek farklı bir referans  noktasına geçtiği için zaman algısı bir atlama yapıyor. İkisi arasındaki zaman kaybı da bundan  kaynaklanıyor. Hepsinin altında ise zamanın genişlemesi yatmaktadır.

KAYNAKÇA

1. Pesic, P. (2003). Einstein and the twin paradox. European Journal of Physics, 24(6), 585–590. https://doi.org/10.1088/0143-0807/24/6/004
2. Poidevin, R. L., & MacBeath, M. (1993). The Philosophy of time. https://philpapers.org/rec/LEPTPO
3. Peres, A., & Terno, D. R. (2004). Quantum information and relativity theory. Reviews of Modern Physics, 76(1), 93–123. https://doi.org/10.1103/revmodphys.76.93
4. İkizler Paradoksu (twin paradox). (n.d.). https://bilsenbesergil.blogspot.com/p/ikizler-paradoksu-twin-paradox.html
5. Bakırcı, Ç. M., Albayrak, S., & Özmeral, E. (2022, February 2). Özel görelilik teorisi nedir? Einstein, işık hızının doğasını açıklamayı çalışırken evreni nasıl çözdü? Evrim Ağacı.
6. Hız arttıkça zaman neden yavaşlar? Bu durum, algılaması adına nasıl örneklendirilir? | Soru & Cevap – Evrim Ağacı. (n.d.). Evrim Ağacı. https://evrimagaci.org/soru/hiz-arttikca-zaman-neden-yavaslar-bu-durum-algilamasi-adina-nasil-orneklendirilir-3126
7. Tarım, Y. A., & Tarım, Y. A. (2021, November 15). Leibniz’in Yeter neden i̇lkesi – Marc Bobro | Öncül Analitik felsefe. Öncül Analitik Felsefe. https://onculanalitikfelsefe.com/leibnizin-yeter-neden-ilkesi-marc-bobro/
8. The Economist. (2015, November 28). Einstein’s general theory of relativity. The Economist. https://www.economist.com/the-economist-explains/2015/11/24/einsteins-general-theory-of-relativity

Yazar: Şeyma ÇAVDAR / Yıldız Teknik Üniversitesi – Biyomühendislik

Merhaba ben Şeyma Çavdar. Yıldız Teknik Üniversitesi Biyomühendislik bölümünde 2. sınıf öğrencisiyim. Yeni yerler keşfetmeye ve yeni insanlarla tanışmaya bayılırım. İlgi çekici popüler bilim yazılarını incelemek de en sevdiğim aktivitelerdendir.

Editör: Selin İLİK / Yıldız Teknik Üniversitesi – Biyomühendislik

Ben Selin. Yıldız Teknik Üniversitesi Biyomühendislik 2. sınıf öğrencisiyim. Doğada vakit geçirmekten ve etrafımdaki canlılığı incelemekten zevk alırım. Araştırdığım ve öğrendiğim bilgileri yazıya dökmeyi severim. İlham verici bir bilim insanı olmak için her zaman öğrenci olmayı umuyorum.