Blok Evren Nedir? Geçmiş ve Gelecek de "Şimdi" Kadar Gerçek Olabilir mi?

Blok Evren (veya "sonsuzculuk" / "eternalizm"), geçmiş, şimdi ve gelecek kavramlarının eşit derecede gerçek olduğunu savunan bir zaman felsefesidir.^[1] Bu görüşe göre yaşanmış olaylar da yaşanacak olaylar da tıpkı şu an içinde yaşayan bizlerin deneyimlediği kadar "gerçek" olaylardır (yani geçmiş ve gelecek de şimdi gibi "vardır").^[2] Einstein'ın Özel Görelilik Teorisi ile hayatımıza giren, zamanın ontolojik doğasına yönelik bu yaklaşıma (ve varyantlarına) Zamanın B Teorisi de denmektedir.

Bu, "şimdicilik" ("presentizm") olarak da bilinen "Büyüyen Blok Evren" fikriyle çelişmektedir.^[3] Bu görüşe göre sadece "şimdi" gerçektir: "Geçmiş", yaşanmış ve bitmiş olaylara dair anılarımızdan, "gelecek" ise yaşanacak olan olayara dair farkındalığımızdan ibarettir. Bu görüşe göre geçmiş ve gelecek, "şimdi" gibi gerçek değildir. Newtoncu klasik fizikte yaygın olarak kabul gören bu yaklaşıma (ve varyantlarına) Zamanın A Teorisi de denmektedir.

Zamanın A ve B teorileri hakkında daha kapsamlı bir tartışmayı buradaki yazımızdan okuyabilirsiniz. Biz burada, Blok Evren'in ne olduğuna ve Zamanın B Teorisi'nin etkilerine bakacağız.

Ana Soru Ne?

Siz, şu anda bu yazıyı okuyorsunuz. 10 dakika önce okumuyordunuz, başka bir şey yapıyordunuz. Sizin için o 10 dakika önce yaşadıklarınız, yaşandı bitti; ama o anlarda olanlar, artık yok mu? Yoksa bir yerlerde o 10 dakika önce veya 3 yıl önce yaptığınız şeyler halen fiziksel olarak duruyor mu?

Örneğin "Işık hızından hızlı gidebilirsek zamanda geriye gideriz." diyoruz. Geriye gittiğimiz zaman, var olan her şeyin geriye doğru akmaya başlamasından mı kaynaklanıyor, yoksa geçmiş fiziksel olarak orada bulunan bir şey de, ışık hızından hızlı giderek o fiziksel gerçekliğe erişebilmeye mi başlıyoruz?

Peki ya gelecek? Henüz yaşanmamış şeyler orada bir yerlerde duruyorlar da biz zamanla onların içinden geçerken mi onları yaşadığımızı deneyimliyoruz? Yoksa her bir zaman dilimi, her an, "şimdi"de olan biten sayesinde sıfırdan mı yaratılıyor? 

Özetle: Sadece "şimdi" mi gerçek, yoksa "geçmiş" ve "gelecek" de şimdi kadar gerçek mi?

Zamana Dair Temel Gerçekler

Zaman, gerçekten tuhaf bir kavramdır. Örneğin siz, muhtemelen sadece "şimdi"nin gerçek olduğunu, geçmişin sadece geçmişte gerçek olduğunu, geleceğin de anca geldiği zaman gerçek olacağını söyleyen "şimdicilik" (yani "presentizm") felsefesini kabul ediyorsunuz. Birçok kişi de sağduyuları gereği bunu varsaymaktadır, çünkü günlük hayatta hissettiğimiz şey budur: 3 gün önce yediğimiz yemek artık "gerçek bir yemek" değildir; 3 gün önce gerçekti. Bizim Evrim Ağacı üzerinden 5 ay sonra yayınlayacağımız bir yazı, şu anda gerçek değildir, 5 ay sonra yayınladığımda gerçek olacaktır.

İşte Isaac Newton da aynen bu şekilde düşünmüştür: Newton, Evren'in her yerinde zamanın aynı şekilde aktığını ve sadece "şimdi"nin gerçek olduğunu düşünüyordu. Ama Einstein, bu görüşü yerle bir etmiştir. Bugün biliyoruz ki zaman, her yerde aynı akmamaktadır ve "evrensel saat" diye bir şey yoktur. Bu, çok hassas deneylerle, tekrar tekrar ispatlanmıştır ve örneğin telefonunuzdaki GPS, sırf bu gerçeğe biat ettiği için bu kadar hassas çalışabilmektedir.

Uzay ve zaman, aynı doku içine örülmüş iki örgü gibidir ve her ikisi de, hızınıza ve civarınızda bulunan cisimlerin kütlesine bağlı olarak eğilmekte, bükülmekte, değişmektedir. Örneğin büyük kütleli cisimler, uzay-zaman dokusunu büküp, diğer cisimlerin aksi takdirde düz gidecekleri çizgilerde gitmesine engel olmaktadırlar. Hani yolda dümdüz gitmek istersiniz de yolun eğimlerinden ötürü araç da dönmek zorunda kalır ya, işte aynen öyle... Ama dikkat edin: Büyük kütleli cisimler sadece civarlarındaki uzayı değil, civarlarındaki zamanı da etkilemektedirler.

Sadece kütle de değil, hız da zamanı etkilemektedir: Ne kadar hızlı hareket ediyorsanız, zaman sizin için o kadar yavaş akmaktadır. Yani bir yerde, uzay boyutlarında ne kadar hızlı ilerlerseniz, zaman boyutunda o kadar yavaş ilerlemek zorundasınız. Bu, çok tuhaf bir gerçektir.

Kütlenin ve hızın uzay-zamanı nasıl etkilediğini, Uluslararası Uzay İstasyonu'ndaki astronotlar üzerinden anlayabiliriz.

Uluslararası Uzay İstasyonu Astronotları Bizden Yavaş Yaşlanıyor!

Biz şu anda Dünya yüzeyinde olduğumuz, ama Uluslararası Uzay İstasyonu'ndaki astronotlar Dünya'nın merkezine bizden 400 kilometre daha uzakta oldukları için, yani daha az bir kütleçekimi deneyimledikleri için, zaman onlar için biraz daha hızlı akmaktadır, yani sadece kütleçekimi farkı nedeniyle bizden daha hızlı yaşlanmaktadırlar. 

Ama dediğimiz gibi hız da zamanı etkilemektedir: İstasyon'daki astronotlar, şu anda saniyede 7.5 kilometre, saatte 27000 kilometre hızla gitmektedirler. Bu nedenle zaman onlar için daha yavaş akmaktadır ve hız nedeniyle zamanın yavaşlama miktarı, kütleçekiminin düşük olmasından ötürü hızlanma miktarından daha büyük olmaktadır. Dolayısıyla net etkiye baktığınızda, astronotlar bizden daha yavaş yaşlanmaktadırlar. Tabii bu fark, ömür boyu uzayda kalacak bir astronot için bile 1-2 milisaniye civarındadır; ama yine de ölçülebilir bir farktır.

Yani halen beynimiz ayak direse de, uzay ve zaman aynı dokunun parçası olan şeyler, ayrı şeyler değiller. Bu nedenle aslında uzay-zaman dokusunu çizerken, sadece eğilip bükülen bir mekan değil, aynı zamanda o mekanın her bir noktasında tiktaklayan ve bükülmeye bağlı olarak farklı hızlarda tiktaklayan saatler de koymamız gerekmektedir. Çünkü uzayın bükülüp de zamanın bükülmemesi gibi bir şey yoktur. Zaman, Newton'un sandığı gibi mutlak bir değişken değildir!

İşte bu zor gerçeği kabul ettiğiniz anda, "geçmiş", "şimdi" ve "gelecek" hakkındaki düşüncelerinizi de gözden geçirmeniz gerekmektedir. Ama bunu anlayabilmeniz için, fizikteki en önemli kavramlardan biriyle tanışmanız lazım!

Uzay-Zaman Diyagramı (Minkowski Diyagramı) Nedir?

Normalde biz uzayı en, boy ve derinlik olarak 3 uzay boyutunda ve 1 de zaman boyutunda tanımlarız:

Ama bu 4 boyutu, 2 boyutlu bir ekrana anlaşılır şekilde çizmek imkansızdır. Zaten birçok cismin 3 boyuttaki hareketi de genelde önemsiz olmaktadır; mesela biz insanlar 3 boyutlu olmamıza rağmen Dünya yüzeyinde genelde sadece sağa sola ve ileri geri hareket ederiz; neredeyse hiçbir zaman yükseklik boyutunda hareket etmeyiz. Dolayısıyla 2 uzay ve 1 zaman boyutu bile birçok şeyi anlatmaya yetmektedir. Ama işleri daha da kolaylaştırmak adına, o uzay boyutlarından birini daha görmezden gelebiliriz ve sadece 1 uzay boyutu ve 1 zaman boyutu olan bir grafik çizebiliriz:

İşte buna, "uzay-zaman diyagramı" veya kısaca "Minkowski diyagramı" diyoruz:

Bu, cisimlerin uzay ve zamandaki temel davranışlarını analiz etmek için harika bir araçtır! Örneğin en basitinden, ağaçta duran bir elmanın Dünya'ya göre hareketini ele alalım. Durgun bir elmanın hiçbir hareketi yoktur. Dolayısıyla sadece zaman boyutunda, düz bir çizgi olarak ilerlemektedir:

Ama elma dalından kopup da yere doğru düşmeye başladığında, artık hem zaman hem uzay boyutunda hareket etmeye başlar:

Dolayısıyla şemadaki çizgi, uzay boyutunda da ilerleyecek şekilde, elmanın hızına bağlı olarak bir miktar bu yana yatar. Hatta ivmelenerek hareket ettiği için, yani hızı da her bir saniye değiştiği için konum miktarı da zamanla değişecke ve çizgi de bunu yansıtacak şekilde eğri olacaktır:

Ama bu kadar ince detaya şu anda ihtiyacımız yok; çünkü biz bu yazıda konuya çok daha kozmolojik ölçekte bakacağız ve sadece lokal bir analizde anlamlı olacak bu ufak tefek eğrilikler, o ölçekte zaten dümdüz bir çizgi gibi gözükecektir.

Zaman Konisi Nedir?

Ama bir cismin hareket edebileceği maksimum bir hız vardır, öyle değil mi? O limite, "ışık hızı" diyoruz. Hiçbir şey ışık hızından hızlı gidemeyeceğine göre, aslında bu grafikte çizgimizin ne kadar eğri olacağının bir limiti var demektir. Bunu istediğimiz bir açı seçebiliriz; ama keyfi ve geleneksel nedenlerle 45 derece açıyla gösteririz:

Yani cisimler, her iki yönde de, sabit durma ile ışık hızı arasında istedikleri hızda hareket edebilirler; ama bunun ötesine geçemezler. İşte bunu her iki yöne doğru çizdiğimizde, karşımıza bir "zaman konisi" çıkmaktadır. Buna "zaman üçgeni" değil de "zaman konisi" diyoruz, çünkü eğer aynı şeyi 1 uzay boyutunda değil de 2 uzay boyutu ve 1 zaman boyutunda çizseydik, bir koni olurdu.

Eğer 3 zaman boyutunu da işin içine dahil etseydik, bu 2 boyutlu ekranda size düzgünce gösteremeyeceğim bir "hiperkoni" olurdu:

Ama işi basit tutalım ve 1 uzay 1 zaman boyutuyla devam edelim.

Işık Hızında Evren

Şimdi, işi ışık hızı boyutuna getirdiğimiz için, konumun her iki nokta arasında ne kadar değiştiğini bir düşünün:

Eğer zaman ekseninde aralıkları 1 yıl olarak alacak olursanız, pozisyon da her iki çizgi arasında 1 ışık yılı, yani yaklaşık 10 trilyon kilometre değişirdi... Dolayısıyla bizden 5 ışık yılı uzaktaki bir yaşam formu tam da bize doğru ışık hızında bir sinyal gönderecek olsaydı, biz tamamen hareketsiz duruyorsak bu sinyalin bize ulaşması 5 yıl sürerdi:

Eğer biz de sinyale doğru hareket edecek olursak, o zaman daha kısa sürede yollarımız kesişebilirdi:

Görebileceğiniz gibi bu basit şema, birçok farklı kozmolojik senaryoyu tek karede göstermek konusunda çok başarılıdır. Ve bu üçgen (veya koni kesiti), şu anda bir noktada olan bir cismin, geleceğinde ulaşabileceği her yeri gösktermektedir; önemi budur. Bu cisim ne hızla giderse gitsin, aşağıdaki animasyonda tırtılın olduğu noktaya ulaşamaz; sadece gelecekteki haline ulaşabilir:

Bunun önemini bir anlığına düşünün. Şu anda aşağıdaki noktada olan bir kişinin (veya bir elmanın) gelecekte olabileceği konumlar şimdiden bellidir. E bunu geriye doğru da takip edebiliriz. Geçmişte yola çıkan ışıklar, anca bu koninin içinde kalıyorsa bize şu anda ulaşabilir:

Bunun dışındakilerin ulaşması için, bizim de ya beklememiz ya hareket etmemiz gerekir. O nedenle mesela bizden çok uzak galaksilerden yola çıkan ışık henüz bize ulaşmadı, daha bize doğru hareket ediyor; bir gün ulaşacak; ama o günün gelmesini beklemek zorundayız:

Diğer opsiyonumuz, bizim de o uzak ışığa doğru hareket etmemiz. Bunu yaparsak, daha kısa sürede o bilgiye ulaşabiliriz, çünkü hatırlayın; hareket ettiğimizde, düz bir çizgide gitmek yerine hafifçe eğiliyoruz ve bu da kesişeceğimiz noktayı öne çekiyor:

Bu arada burada bir cisme ulaşmaktan kastımız, illa o cismin yanına gidip ona dokunmak demek değildir. Gönderdiğimiz herhangi bir sinyalin veya o cismin bize gönderdiği herhangi bir sinyalin de ışık hızını aşamayacağını, dolayısıyla bu tip bir koniyle sınırlı olduğunu anlamanız çok önemlidir. Bu koni, bizim şu andaki halimizle etkileşebileceğimiz, geçmiş ve gelecek noktalarını göstermektedir.

"Evrensel Şimdi" Mümkün mü?

Bu temel kuralları anladıysanız, şimdi asıl problemli yere geliyoruz: Bu diyagramda "evrensel şimdi", ne zaman dersiniz? Yani bütün olayların aynı anda yaşandığı nokta neresi? Şu aşağıdaki çizgi mi?

İyi ama, o çizgi fiziksel olarak mutlak bir anı göstermiyor ki! Örneğin bu grafiği bir başka şekilde çizip, sizin "şimdi"nizi buradan da başlatabilirdik:

Sadece kolaylık olsun diye "şimdi"yi genelde konum ekseni üzerine (yani zaman=0 noktasına) çiziyoruz. Dolayısıyla mutlak bir şimdi belirleyeceksek, bir deney yapmamız gerekmektedir:

Örneğin karşılıklı iki ayna alabiliriz ve ikisine de ışık gönderebiliriz. Işık hızı evrensel bir sabit olduğu için, eğer şans eseri sol aynaya biraz daha yakınsak, ışık oradan daha erken yansırdı ve bize, sağ tarafa gönderdiğimiz ışıktan daha erken geri dönerdi. Bu durumda azıcık sağa kayarak ve kendimizi aynalar arasında doğru konumlandırarak, her iki ışığın da bize aynı anda döndüğü bir nokta bulabiliriz. Ve bu iki ışık, birbirinden farklı iki lokasyondaki iki aynaya aynı anda dokunduğu için, onları birleştiren çizgiye "mutlak şimdi" diyebiliriz. Çünkü o farklı iki nokta, aynı anda yaşanmaktadır. Bu prosedür, aşağıda gösterilmiştir:

Göreliliğin Eşzamanlılığı

Ama bu, sorunumuzu çözmez: Diyelim ki aynı deneyi bir arkadaşınızla tekrar ediyorsunuz: Arkadaşınız, sizin gibi sabit değil; sağa doğru giden bir rokette bulunuyor. Roket ve aynalar hareket halinde oldukları için, onların uzay-zaman diyagramı eğik olacaktır. Arkadaşınız bu şekilde hareket halindeyken birebir aynı deneyi yapıyor ve kendini güzelce ortalıyor. Sorun şu ki, bu ışıkların aynı noktaya geri ulaştıkları konumu bulduğunuzda, o yansımanın yaşandığı an, dışarıdan bakanın "şimdi"sinden çok farklı gözükecektir. Size kalsa "şimdi" asla arkadaşınızınki gibi olamaz, ama roketteki arkadaşınız, sizinle birebir aynı deneyi yapıp bu sonuca ulaştı! Ve onun için "şimdi" denen şey, gayet de bu şekilde (prosedür aşağıda gösterilmiştir):

Hangisi haklı? İkisi de! Hiçbiri birbirinden daha mutlak bir şimdi tanımlayamaz. İşte bu nedenle Einstein'ın Özel Görelilik Teorisi'nin temel varsayımlarından biri, "bütün gözlemcilerin gözlemleri eşit derecede geçerlidir" varsayımıdır. Buna "eşzamanlılığın göreliliği" (İng: "relativity of simultaneity") denmektedir.

Nedensellik Göreli mi?

Bu olayın, zaman algımızı yerle bir eden en çılgın sonucu şudur: Biz, her şeyi birbirinin peşisıra gelen nedensellikler silsilesi olarak deneyimliyoruz; ancak bu, sadece ve sadece bizim perspektifimizden geçerlidir.

Diyelim ki iki olay arasında nedensellik ilişkisi olduğunu düşünüyoruz. Mesela Dünya'dan yola çıkan bir roket, 3 gün sonra Ay'a ulaşıyor olsun. Bunlar arasında bir nedensellik vardır, çünkü roket yola çıkmadan Ay'a ulaşamazdı, değil mi?

Şimdi bir de bunlarla tamamen alakasız, üçüncü bir olay olsun, mesela roketimiz Ay'a doğru giderken, Plüton'un yüzeyine yumruk büyüklüğünde bir göktaşı düşsün. Bu göktaşının ne Dünya'dan kalkan roketle ne de Ay'a ulaşan roketle hiçbir alakası yoktur, öyle değil mi? Ama az önce yaptığımız gibi öyle iki gözlemci var olabilir ki, biri bir yönde gittiği için roketin Dünya'dan kalkışıyla Plüton'a göktaşı düşmesinin aynı anda yaşandığını gözler; diğeri öteki yönde gittiği için roketin Ay'a inişiyle Plüton'a göktaşı düşmesinin aynı anda yaşandığını gözler. Bu, aşağıda gösterilmiştir:

Bunlar sonradan buluşup bir araya gelirlerse, birbirlerini hangi olayların aynı anda yaşandığına ikna edemezlerdi: İkisi zıt şeyler söylerdi - ve her ikisi de haklı olurdu, çünkü eşzamanlılık konusunda mutlak bir gerçek yoktur. Her ikisinin gözlemi de tamamen aynı derecede geçerlidir (işte "eşzamanlılığın göreliliği" buradan gelmektedir).

Peki, roketin kalkması ve Ay'a inmesi, bizim perspektifimizden bakıldığında bu sırada gerçekleşmektedir. Halbuki öyle bir gözlemci var ki, bizimle aynı olayları kendi perspektifinden gözlediğinde, roketin Ay'a önce inip, sonra Dünya'dan kalktığını görebilir.

Yani akıl almaz ama; bizim "şimdi" olarak deneyimlediğiniz şey, bir başkasının "geçmiş"i veya bir başkasının "geleceği" olabilir!^[4]

Tabii ki lokal olarak baktığımızda bu etkiler o kadar küçük ki, göz ardı edebiliyoruz. Çünkü lokal olarak birçok cisim ışık hızında veya ona yakın hızlarda hareket etmiyor, dolayısıyla bu tür absürt etkileri hiç deneyimlemiyoruz. Ama eğer ki uzayda birbirimize göre çok daha yüksek hızlarda ve farklı yönlerde hareket ediyor olsaydık, eş zamanlılık konusunda birbirimizi ikna etmemiz neredeyse imkansız olurdu!^[5]

Blok Evren'de Geçmiş ve Gelecek de Şimdi Kadar Gerçek!

Daha bitmedi: Siz evinizin içinde her hareket ettiğinizde, lokal olarak neredeyse hiçbir şey değişmez; ama zaman koninizin en uçlarında yer alan gözlenebilir evreninizin sınırları, milyarlarca kilometre yer değiştirir. Tıpkı bir lazeri yüzlerce metre uzağa tuttuğumuzda, elimizin 1 milimetrecik bir hareketiyle bile lazerin ucunun onlarca metre yer değiştirmesi gibi...

Herkes, her yönde, rastgele hızlarda hareket ettiği için, her gözlemcinin geçmiş, şimdi ve gelecek algısı tamamen farklı olacaktır. Bunlar, sadece ve sadece gözlemcinin kendisi için anlamlı olan şeylerdir.^[6] Evren genelinde, mutlak bir geçmiş, şimdi ve gelecek yoktur.

İşte bu da çok ilginç bir olasılığı doğurmaktadır: Eğer geçmiş, şimdi ve geleceğin hepsi aynı türden şeylerse ve bunlar arasındaki fark sadece bir yanılsamadan ibaretse; yani biz sadece entropiyle birlikte aktığını sandığımız "zaman içinde" bunları deneyimleyip, geride bıraktıklarımız olguları "geçmiş", yeni gelen olguları "gelecek" olarak tarif ediyorsak, o zaman Evren'deki bütün zaman da bir blok halinde, halihazırda var ve belli olmalıdır.^[7]

İşte Einstein'ın ortaya koyduğu Evren, tam da bu türden, "blok" bir evrendir. O blok içinde geçmiş, şimdi ve gelecek olarak algılanan her şey zaten bellidir. Bunu, bir yerde bütün zamanın bir plak üzerine kaydedilmesi gibi düşünebilirsiniz. Plağı oynatmasanız da bütün bilgiler o plakta mevcuttur; ama doğru şekilde oynattığınızda, yani kendinizi zamanın akışı olarak algıladığınız entropi değişimine serbest bıraktığınızda, plağın şu anda okunan kısmının ilerisinde kalanlar "gelecek", gerisinde kalanlar "geçmiş" olarak algılanmaktadır. Böylece "Blok Evren" adı verilen bu olgu, gözlemci için plağı okuyan iğnenin olduğu noktada, algısal olarak "presentizm", yani "şimdicilik" olarak deneyimlenmektedir.^[8]

Anlayacağınız, "Görelilik Evren algımızı kökünden değiştirdi." derken, abartılı bir şey söylenmemektedir; gerçekten Evren'in ne olduğuna yönelik düşüncelerimiz baştan yaratılmıştır. Bu yeni zaman algısı tipine, "Zamanın B Teorisi" adı verilmektedir. Bu teori altında, birbirine çok benzer olan "sonsuzculuk" (yani "eternalizm") ve "dört boyutçuluk" gibi 1-2 varyant bulunmaktadır.^[9] Ama özünde bunların hepsi, zamanın bir illüzyon olduğunu, geçmiş, şimdi ve geleceğin aynı şeyler olduğunu söylemektedir.^[10]

Zamanın A Teorisi ise, genel olarak "geçmiş", "şimdi" ve "gelecek" kavramlarının birbirinden farklı şeyler olduğunu söylemektedir:^[11] Ama bazı varyantlarda sadece şimdinin gerçek olduğu ileri sürülmektedir, bazılarında geçmiş ve şimdinin gerçek olduğu ileri sürülmektedir.^[12] Yani bu görüşe göre, blok bir evren olsa bile, sadece geçmiş ve şimdi gerçek, gelecek gerçek değildir. Şimdi aktıkça, blok da zaman içinde büyümektedir.^{[13], [14]}

Sonuç

Sonuç olarak, şunu söyleyebiliriz: İnsanlık tarihinin geliştirdiği en güçlü ve en çok başarıyla sınanmış teorilerden biri olan Görelilik Teorisi ile hayatımıza giren Blok Evren, gerçekten şairane bir Evren görüşü ve Einstein'ı ne kadar derinden etkilediğini, en yakın dostu olarak gördüğü Michele Angelo Besso'nun ölümünden sonra yazdığı şu satırlarda görüyoruz:^[15]

Şimdi o, bu tuhaf Dünya'dan benden biraz önce ayrıldı. Ama bunun hiçbir anlamı yok. Bizim gibi fiziğe inananlar, geçmiş, şimdi ve gelecek arasındaki farkın sadece bir illüzyondan ibaret olduğunu bilirler; o illüzyon ne kadar inatçı olsa da...

Einstein, bu satırları yazdıktan 1 ay 3 gün sonra hayata gözlerini yumdu.

Hayata gözlerini yumuyor...

Hayata gözlerini yumacak...