zamanın fiziki karşılığı nedir?

Zamamın fiziki karşılığı değişimin hızıdır. Bu anlamda zamanın yavaşlaması ve hızlanmasının deneylerle ispatlanmış olması, deneylerle, aynı miktardaki bir değişimin kimi yerlerde/koşullarda tamamlanmış iken kimi yerlerde/koşullarda tamamlanmamış olmasının gösterilmesi anlamındadır.

Saati tamamen unutarak zamanı kavramaya çalışabilirsiniz, ki saat dediğimiz sistemin çok da bir espirisi yok zamanı kavramak adına, saat olmasa da değişimler var, yani zaman var. Saat sadece bu değişimlerin ne kadar hızlı olduğunu ölçmenin bir aracı. Her ölçüm bir kıyaslamadır ve her ölçüm cihazı gibi saatin de sağlaması gereken bazı özellikler vardır, bu özellikleri sağlayan her şeyi saat olarak kullanabiliriz. Örneğin eskiden kullanılan sarkaçlı saatleri düşünelim. Bu sistem basit harmonik hareket yapan bir sarkacın varlığına dayanıyor. Sarkacın peryodu (bir uçtan diğerine gidip gelme süresi) , sarkacın uzunluğuna ve yerçekimi ivmesinin değerine bağlı. Yani yerçekimi ivmesinin aynı olduğu yerlerde aynı uzunluktaki sarkaca sahip iki saati rahatlıkla zaman ölçme ve ölçüm sonuçlarını kıyaslamak için kullanabilirsiniz. Örneğin bir topun yerde belirli bir kuvvetle itilmesi ve 2 metre uzaktaki duvara çarpması örneğini düşünelim. Bunun için geçen zamanı sarkaçlı saatle ölçebilir sonucu sarkacın 10 kez gidip gelmesi şeklinde ifade edebilirsiniz. Yaptığınız şey şudur: topa kuvvet uyguladığınız anda saatin sarkacını belirli bir yerden serbest bırakırsınız. Sarkacın gidip gelişlerini sayarsınız ve top duvara çarptığında saymayı bitirir, sayıyı söylersiniz. Burada iki değişim var, topun hareketi (ölçülen) ve saat sarkacının gidip gelmesi (ölçen). Bu iki değişimi kıyaslıyorsunuz hepsi bu! Ölçüm sonuçlarının kıyaslanabilir olması için farklı saatlerin değişim hızlarının (sarkaçlarının gidip gelme zamanlarının) aynı olması, yani standart olması gerekir. Bu yolla dünyanın neresinde olursanız olun aynı olaya dair ölçüm sonuçlarınızı ifade edebilir ve gönül rahatlığı ile kıyaslayabilirsiniz. Ama bu örnekte durum biraz farklı, örneğin ayda ölçüm yapsaydınız belirli bir olay için farklı bir sonuç bulacaktınız, çünkü ayda yer çekimi ivmesi dünyadakinden farklı. Hatta aynı saati dünya üzerinde farklı bir bölgede de kullansanız farklı sonuç elde ederdiniz, çünkü yerçekimi ivmesi dünya üzerindeki her noktada da aynı değil. İşte o zaman sarkaçlı saat ideal bir ölçüm aracı olmuyor. Bunun yerine kuartz kristalinin titreşimini temel alan daha gelişmiş bir saate geçiş yapabilirsiniz. Bu da yetmezse atom saatlerine ilerleyebilirsiniz. Saatler geliştikçe sıcaklık, yerçekimi, nem vb. den etkilenme durumları da devre dışı kalıyor.

Atomik saat deneylerinde hızın ve kütle çekiminin yarattığı değişim saatin işleyişini bozmuş olmuyor, sadece saat değil tüm değişimlerin, dışarıdan bakan gözlemci için daha yavaş gerçekleşmesi durumunu yaratıyor. Birbirine göre hareketli iki sistemdeki ölçüm sonuçlarını birbirine dönüştüren dönüşümler Lorentz dönüşümleridir, bu dönüşümlere göre uzunluk ve zaman ölçüm sonuçları birbirine dönüştürülebilir. Özel görecelikteki tüm mesele işte bu dönüşümler. Özel görecelikten önce Galileo dönüşümlerinde zamanın dönüşümü diye bir şey yoktu. Zamanın dönüşümünün matematiksel açıklamasını kaynaklardaki soru cevabında bulabilirsiniz.