İnsanlar üç boyutlu varlıklardır ancak sonraki boyutları anlamak bizler için oldukça zordur. Zamanın yapısını sadece çok başarılı fizikçiler ve varsa eğer Tanrı anlayabilir. Zamanı anlamakta işimize en çok yarayacak bilim dalı ise fiziktir. O yüzden fizik bilimi bazı fizikçiler için Tanrı olmaya giden yoldur. Bu yüzden tüm bilim dallarının içerisinde zamanın yapısını anlamak, en zor olan uğraştır. Kısacası zaman, saatlerinize baktığınızda gördüğünüz o saniyeler, dakikalar değildir; bu, yalnızca zamanın bizim fark edebildiğimiz bir etkisidir.
Zamanı anlamak için öncelikle bazı kavramları anlamamız gerekmektedir: Kütleçekimini ya da daha çok bilinen adıyla yerçekimini anlamak uzay-zamanı anlamanın en önemli koşuludur. Yalnızca uzay veya yalnızca zaman değil uzay-zaman ifadesini kullanıyoruz. Çünkü günlük hayatta farklı olarak kabul ettiğimiz bu iki kavram aslında birbirinden ayrılamazlar.
Kütleçekimini, Graviton adlı bir sanal atom altı parçacık oluşturur. Graviton, kütleçekimini oluşturarak nesnelere ağırlık kazandırır. Bu parçacıklar kütlesizdirler ve ışık hızında hareket ederler. Graviton, Einstein’ın genel görelilik teorisinin önemli bir parçasıdır. Sanal bir parçacık olmasının sebebi ise onu ölçmenin ya da gözlemlemenin şimdilik imkânsız olmasıdır. Kütleçekiminin yaptığı aslında nesneleri birbirine çekmek değildir. Kütleçekimi aslında uzay-zamanı büker. Hawking’in bu konuda yaptığı benzetme şudur: Düz bir ipin ortasına konulan bir bilye düşünün. Bilyenin kütlesinden dolayı ip bilyenin etrafında bükülecektir ve o ip üzerinde yürüyen karıncalar, bilyeye yaklaştıkça bilyenin kendilerini çektiğini düşünebilir ama aslında bilyenin yaptığı sadece ipi eğmektir. Eğik ip, karıncaları aşağıya doğru çeker; eğik uzay-zamansa madde ve enerjiyi… Uzayda her yerde kütle-çekimi olduğundan dolayı aslında uzay tamamen eğridir. Dere yatağının eğriliği suyun aktığı yolu belirler. Uzay-zamanın eğriliği ise nesnelerin ve ışığın yolunu belirler. Bu yüzden büyük kütleli cisimlerin örneğin yıldızların yakınından geçerken cisimler onların etrafında dönmeye başlar; ışık yönünü değiştirir. Eğer kütleler birbirini çekiyorsa ışığı bu durum nasıl oluyor da etkiliyor diye düşünebilirsiniz. Bunun açıklaması aslında enerji ve kütlenin eşdeğer olmasındandır. Herkesin bildiği Einstein’ın meşhur E=MC^2 denkleminden enerjinin(E) kütleyle(M) bir evrensel sabit olan ışık hızının(C) karesinin çarpımı olduğunu görüyoruz. Bu aynı zamanda demek oluyor ki enerji maddeye madde de enerjiye çevrilebilir. Tıpkı yıldızların füzyon reaksiyonlarıyla ışık üretmesi gibi… Işık da bir enerji türü olduğundan kütle-çekiminden etkilenir.
Her kütle, cisim bir kütle-çekim alanı oluşturur ve büyük küçük fark etmeden cisimlerin bu kütlelerin alanından çıkması için sahip olmaları gereken hız, kurtulma hızı olarak tanımlanır. Bu hızı basitçe bir roketin dünyanın yörüngesinden çıkması için sahip olması gereken hız olarak kabul edebilirsiniz. Kurtulma hızı, gezegenlerin kütle-çekim şiddetine dolayısıyla kütlelerine göre değişir. Dünya için bu kurtulma hızı saniyede 11 km’dir. Güneşin etrafında dönen gök cisimlerinin kütlesinin yaklaşık yarısından fazlasına sahip olan Jüpiter için ise bu hız saniyede 59.5 km’dir.
Kütle-çekimi bizi yeryüzüne mecbur kılan, uçmamızı engelleyen bir düşman gibi görünse de aynı zamanda bizim varoluşumuzu mümkün kılan en önemli etmendir. Kütle-çekimi olmadan gezegenler, galaksiler, yıldızlar oluşamazdı. Dolayısıyla insanoğlu var olmamış olurdu.
Genel görelilik teorisinde kütle-çekimi, bir kuvvet olarak değil de kütlenin / enerjinin düzensiz dağılımının yol açtığı uzay-zaman eğriliğinin bir sonucu olarak kabul edilmiştir. Bu eğriliğin en uç noktasını kara delikler oluşturur. Kara delikler, bir gök cisminin kendi iç basıncının kütle-çekimine yenik düştüğü durumlarda oluşur. Bildiğiniz gibi tüm gök cisimleri başka gök cisimlerinin ve kendilerinin etrafında döner. Gezegenlerde bu kendi etrafında bir tam dönüş yapma süresi yıllar sürebildiği gibi nötron yıldızlarında bu, saniyede yüzlerce olabilir. Bilinen en hızlı nötron yıldızı saniyede 716 dönüşle PSR J1748-2446ad’dir. Nötron yıldızları zamanla yaşlanır, yavaşlar ve ölürler. Belli bir süreden sonra yıldızın dönüş hızının yavaşlamasıyla yıldız kütle-çekimine yenik düşer. Yıldızın kütlesi Chandrasekhar sınırından yüksekse bu çökmeyi durdurmak imkânsızdır. Chandrasekhar sınırı astrofizikte kararlı bir beyaz cücenin sahip olabileceği en üst kütledir ve yaklaşık 1.4 Güneş kütlesi olarak hesaplanır. Yıldızın tüm kütlesi yıldızın içine doğru çöker, merkezde çok küçük bir bölgede güneşin milyonlarca katı kütle birikir ve bir kara delik oluşur. Kara deliklerin yoğunluğu o kadar fazladır ki evrendeki hiçbir şey, ışık bile onlardan kaçamaz. Nedense evrendeki en zayıf “kuvvetin” geçilmesi imkânsız olan ışık hızını bile yenmesi trajikomiktir. Yukarıda anlattığımız gibi tüm kütleler uzay-zamanı büker ama bir gezegenle bir kara deliğin uzay-zamanı bükme derecesini karşılaştırsak gergin bir çarşafın ortasına konulan küçük bir bilyeyle bir bowling topunu örnek verebiliriz.
Buraya kadar anlattıklarımız şunu anlamak için: Uzay-zamanda bir noktada kütle-çekimi ne kadar büyükse o noktada uzay-zaman o kadar eğridir. O kadar eğridir ki sicim teorisinde 10 boyuta kadar mümkün görülen boyutlardan ilk üç boyuttan sonrası birbiri üzerine katlanmıştır.
Bir nesne uzayda hareket ettiğinde zamanda da hareket eder. Yani kütle-çekimi ne kadar fazlaysa zaman da o kadar yavaştır. Büyük bir otoyol hayal edin. Bu otoyolda arabalar çeşitli hızlarda hareket ediyorlar. Başlangıç noktasından aynı anda yola çıkan iki araba farz edelim. Bu arabaların hızları farklıdır bu yüzden bir süre sonra araları açılacak ve birbirlerini gözden kaybedeceklerdir. Aynısı insanlar için de geçerlidir. Aynı anda doğmuş ikizlerden bir tanesi uzay-zaman eğriliğinin yoğun olduğu bir noktada örneğin bir kara deliğin olay ufkunun yakınında bir saniye durup dünyadaki ikizinin yanına geri dönerse döndüğünde ikizinin 10. nesil torunlarıyla tanışabilir. Geçen süre kütle-çekiminin yoğunluğundan dolayı onun için belki birkaç dakika-saat bile gelebilir. Bunu zamanda ileri yolculuk olarak tanımlayabiliriz. Peki bunun tam tersi mümkün müdür? İşte bu asıl sorunun başladığı yer.
Işık hızı evrensel bir sabittir ve saniyede yaklaşık 300 bin km hıza sahiptir. Işık dâhil hiçbir şey ışıktan daha hızlı hareket edemez. Karanlık enerjiyse istisnai bir durumdur ama bu başka bir yazının konusu olsun. Anlamamız gereken bunun görebildiğimiz madde ve enerji için mümkün olmadığı… Lakin ışık hızını aşmak bizler için mümkün olsaydı ancak o zaman zamanda geriye doğru yolculuk yapabilirdik. Fizik biliminde, evrenin sahip olmadığı özellikler gerektirdiği düşünülerek zamanda geriye yolculuğun mümkün olmadığı fizikçiler tarafından kabul edilir.
Zamanda yolculuk için yukarıda verilen örnek sizi pek tatmin etmeyebilir ama fizik bilimi bilim-kurgu filmlerindeki gibi işlemez. Zamanda yolculuk bilim-kurgu filmlerinde olduğu gibi kolay bir şekilde bir portaldan geçerek, bir arabanın içine girerek gerçekleşmez. Evrenin sahip olduğu değişmeyen sabit bir madde ve enerji miktarı vardır. Madde ve enerji birbiri arasında form değiştirebilir ama toplam değer sabittir. Geçmişten ya da gelecekten getirilen bir kısım enerji veya cisim, tüm fizik yasalarının çökmesine ve evrenin yok olmasına sebep olabilir. Bu yüzden bu tarz kurgularda tasvir edilen bir yolculuk mümkün değildir.
Yunanca’da Kronos zaman demektir. Ayrıca Kronos, Yunan mitolojisinde Gaia ve Uranüs’ün oğlu; Zeus, Poseidon ve Hades’in babası olan zaman tanrısı bir titandır. Günümüzde kullandığımız kronoloji, kronometre kelimeleri Kronos’tan türetilmiştir ve mitolojide Kronos’un zamanda yolculuk yapabildiğine inanılır. Yazının başında belirttiğimiz gibi zamanda yolculuk yapabilmeyi mümkün kılmak için ya tanrı ya da fizikçi olmak gerekir.
