Geçmiş, şimdi ve gelecek... İnsan yaşamının neredeyse tamamını üzerine kurduğu zaman, evrenin temel bir özelliği olmayabilir. İtalya'dan araştırmacıların yürüttüğü teorik bir çalışma, zamanın evrenin en temel katmanında bağımsız olarak bulunmak yerine kuantum etkileşimlerinden ortaya çıkan bir olgu olabileceğini öne sürüyor.
Alessandro Coppo, Alessandro Cuccoli ve Paola Verrucchi tarafından yürütülen çalışma, Amerikan Fizik Derneği'nin hakemli dergisi Physical Review A'da yayımlandı. Araştırmacılar, kuantum mekaniği ile genel görelilik arasındaki önemli sorunlardan biri olan “zaman problemi” üzerine odaklandı.
Kuantum dolanıklığı zamanı ortaya çıkarıyor olabilir
Modern fiziğin iki temel teorisi zamanı aynı şekilde ele almıyor. Einstein'ın genel görelilik teorisinde zaman, uzayla birlikte dört boyutlu uzay-zamanın bir parçası olarak değerlendiriliyor. Kütle ve enerji uzay-zamanı bükerken yerçekimi ve hareket de zamanın akışını etkileyebiliyor.
Kuantum mekaniğinde ise zaman çoğunlukla sistemin dışında bulunan sabit bir parametre olarak kullanılıyor. Bu farklılık, iki teorinin tek bir fiziksel çerçevede birleştirilmesi konusunda önemli bir kavramsal sorun oluşturuyor.
Araştırmacılar bu probleme Page-Wootters mekanizması üzerinden yaklaşıyor. Modelin merkezinde ise kuantum dolanıklığı bulunuyor. Buna göre evrenin bir bölümü “saat”, başka bir bölümü ise gözlemlenen fiziksel sistem olarak ele alınabiliyor.
İki sistem arasındaki kuantum ilişkisinin, değişimin sıralı biçimde algılanmasını mümkün kılabileceği düşünülüyor. Böylece bizim “zamanın geçişi” olarak deneyimlediğimiz şey, evrensel bir saatin ilerlemesinden ziyade sistemlerin birbirleriyle olan ilişkilerinden kaynaklanıyor olabilir.
Evren dışarıdan bakıldığında durağan olabilir
Page-Wootters yaklaşımının dikkat çekici noktalarından biri, bütün sistemin dışarıdan ele alındığında zamandan bağımsız ve durağan biçimde tanımlanabilmesi.
Buna karşılık sistemin içindeki bir gözlemci, bir alt sistemi diğerine göre saat olarak kullandığında değişim ortaya çıkıyor. Bu değişim de gözlemcinin zaman deneyimini oluşturuyor.
Bu yaklaşım, günlük yaşamda hissettiğimiz zamanın gerçek olmadığı anlamına gelmiyor. Daha çok zamanın evrenin en temel seviyesinde bağımsız bir özellik olmayabileceğini ve fiziksel sistemler arasındaki ilişkilerden ortaya çıkabileceğini savunuyor.
Araştırmanın yazarlarından Alessandro Coppo da zamanın uzun yıllar boyunca fiziğin temel unsurlarından biri olarak sorgulanmadan kabul edildiğine dikkat çekti. Araştırmacıların çıkış noktası ise doğanın en temel düzeyde kuantum mekaniksel olduğu varsayımı.
Zaman bir yanılsama mı?
Modelin anlaşılmasında “saat” kavramı önemli bir yere sahip. Buradaki saat, günlük hayatta kullanılan fiziksel bir cihazdan ziyade bir referans sistemi anlamına geliyor.
Bir kuantum sistemi başka bir sistemi referans aldığında, meydana gelen değişimler bu referansa göre sıralanabiliyor. Bu sıralama da gözlemcinin zamanın geçtiğini algılamasına olanak sağlayabiliyor.
Bu nedenle teorik modele göre zaman, olayların üzerinde aktığı bağımsız bir nehirden çok, fiziksel sistemler arasındaki ilişkilerden ortaya çıkan bir ölçü olabilir.
Ancak çalışma, “zaman yoktur” sonucunu deneysel olarak kanıtlamıyor. Araştırma teorik bir model ortaya koyuyor ve zamanın temel düzeyde nasıl ortaya çıkabileceğine ilişkin matematiksel bir mekanizmayı inceliyor. Modelin evrenin gerçek yapısını ne ölçüde yansıttığının anlaşılması için daha fazla teorik ve deneysel çalışmaya ihtiyaç bulunuyor.
Dolayısıyla “zaman bir yanılsamadır” ifadesi, çalışmanın doğrudan bilimsel sonucu değil, teorinin olası felsefi yorumlarından biri olarak değerlendiriliyor. Buna karşın araştırma, geçmiş, şimdi ve gelecek olarak deneyimlediğimiz zamanın, evrenin temel özelliklerinden ziyade kuantum dünyasındaki etkileşimlerden ortaya çıkıp çıkmadığı sorusunu yeniden gündeme taşıyor.
