Uzay mı, Zaman mı: Uzay-Zaman Kavramından Ne Anlamalıyız?

Dergilerde, makalelerde, popüler yazılarda, belgesellerde ve daha birçok alanda "uzay-zaman" denen olguyla burun buruna geliyoruz. Peki bu burun buruna gelişten ne kadar memnunuz? Diğer bir deyişle, bu eylem ne kadar verimli oluyor? Gelin beraber inceleyelim.

Balık ve Deniz Analojisi

Birisine uzayın ne olduğunu sorduğumuzda bilmemiz gereken şey, esasında bir balığa denizin ne olduğunu sormakla eşdeğer bir eylem içinde olduğumuzdur (balıktan cevap beklemek hariç). Esasında bu, tam olarak böyledir: Uzay, tam olarak denizin bir balığın etrafını sardığı gibi etrafımızı sarar. Hatta balığın iç organlarını, bizim iç organlarımızı ve diğer bileşenlerimizi de. Uzay, içinde bir ''şey'' barındırabilir de barındırmayabilir de.

Bu konu üzerine ilk kez fikir yürütenlerden Aristotélēs, uzayın aslında bir şey içermediğini savunmuştu. Ancak ondan önce, dolaylı olarak uzayın bir "şey" içerdiğini söyleyen biri vardı: Dēmokritos. Boşlukta birbirine çarpan atomları savunan Dēmokritos aslında, tüm doğayı bu atomların oluşturduğunu ifade etmişti.

Günümüze yaklaştıkça bizler, Aristo'nun bakış açısından uzaklaşıp, Demokritos'un bakış açısına yaklaştık. Bugün, uzay tanımımız daha yalın; çoğunlukla boş olan uzayda var olan ''şeyler'', atomlardan oluşuyorlar. Evrenin erken dönemlerinde bu atomlar söz konusu değildi; bu atomları oluşturan alt-parçacıklar uzayı dolduruyordu. Alt-parçacıkları bir araya getirip ''atom''u oluşturan ise enerjiydi; bugün, ''boş'' diye nitelendirdiğimiz uzayı da dolduran enerjiyle aynı kökeni paylaşan enerji. Boş olan uzayda, ''alan''ların hakimiyeti de söz konusudur. Elektromanyetik alan, kütleçekimsel alan gibi birçok alan çeşidi söz konusudur. Modern fizik, herhangi bir parçacığın bulunmadığı bir uzay bölgesinde, sürekli dalgalanan alanlar olduğunu kanıtlamıştır.

Başta verdiğimiz su-balık analojisi, burada açıklayıcı rol oynuyor: Balığa çarpan su molekülleri söz konusudur. Bizler de etrafımızdaki uzayı ''boş'' olarak düşünmeden önce, bu analojiyi hatırlamalıyız.

Branda Analojisi

Bir başka analoji, sık kullandığımız branda analojisi, uzay-zamanın eğilmesi olgusu için kullanılabilir.

Burada, 3 arkadaşımızla beraber bir brandayı gerdiğimizi düşünüyoruz ve 4. arkadaşımızdan da, brandanın üzerine bir demir top bırakmasını istiyoruz. Arkadaşımız topu bıraktıktan sonra, branda şekil olarak değişiyor. 4. arkadaşımızdan bu kez, demir topun yanından bir plastik top yuvarlamasını istiyoruz; ancak arkadaşımız bunu yaptığında, plastik top, branda yüzeyindeki eğrilikten dolayı yön değiştiriyor. Uzay-zaman da bu şekilde, kütleler tarafından deformasyona uğratılabilir yapıdadır.

Her ne kadar verdiğimiz branda örneği, 2 boyuttaki hareketi temel alsa da, uzay-zamanın eğilmesi olgusunu ele alırken çok işimize yarar.

Zaman, Uzay-Zaman'ın Neresinde?

Peki zamanın bütün bunların içindeki rolü nedir? Tanım olmasa bile şunu bilmemiz, tanıma gitmemizde önemli rol oynayacak: Zaman, uzaydan ayrı değerlendirilmemelidir.

Bir ''şimdi listemiz'' olsun. Hemen şimdi gördüğünüz hiçbir şey, sizin şimdi listenizde bulunamaz. Çünkü ışığın gözlerinize ulaşması, biraz zaman alır. Şu anda gördüğünüz her şey, olup bitmiştir.

Bu ekrandaki kelimeleri, şu ''an''da oldukları gibi göremezsiniz. Eğer ekran, gözünüze 60 cm uzakta ise bu kelimeleri, saniyenin milyarda 2'si kadar önceki halleriyle görürsünüz. Standart boyutlara sahip bir odanın içinde, eşyaları saniyenin 10 milyarda 1'i ila 20 milyarda 1'i kadar önceki halleriyle görürsünüz. Ay'a bakarsanız, onu 1,5 saniye önceki haliyle görürsünüz. Güneş'i 8 dakika önceki haliyle, çıplak gözle görülebilen yıldızları ise birkaç yıl ila 10.000 yıl önceki halleriyle görürsünüz.

O halde, her ne kadar zihinsel donmuş görüntüler gerçeklik hissimizi, ''orada ne var'' şeklindeki sezgimizi yansıtıyorsa da, aslında şu anda yaşayamayacağımz, etkileyemeyeceğimiz hatta kaydedemeyeceğimiz olayları kapsar. Bu nedenle güncel bir şimdi listesi, ancak olaylar olup bittikten sonra yapılabilir. Eğer herhangi bir şeyin ne kadar uzakta olduğunu biliyorsanız, o zaman sizin şimdi gördüğünüz ışığı onun ne zaman gönderdiğini ve onun, sizin zaman dilimlerinizin hangisinde kaydedilmesi gerektiğini belirleyebilirsiniz.

Kilit nokta burasıdır: Verilen herhangi bir andaki ''şimdi listesi''ni oluşturmak için, bu bilgiyi kullanırken daha uzaktaki kaynaklardan ışık aldıkça bu listeyi güncelleriz, listeye konanlar, önsezimizle o anda var olduğunu kabul ettiğimiz şeylerdir.

Newton'un mutlak uzay ve mutlak zamanına göre verilen bir anda, herkesin şimdisi, aynı ''şimdi''dir. Bu nedenle herkesin verilen bir andaki şimdi listesi birbiriyle aynıdır. Pek çok kimsenin önsezileri hala bu düşünce şekliyle sınırlıdır ama özel göreliliğin anlattığı öykü, bambaşkadır. Birbirlerine göre hareketli olan iki gözlemcinin her birinin perspektifinden, şimdileri farklıdır. Bunların şimdileri, uzay-zamanı farklı açılarda keser. Farklı şimdiler, farklı şimdi listeleri demektir. Birbirlerine göre hareket halinde olan gözlemcilerin, verilen bir anda neyin var olduğu kavramları, birbirinden farklıdır ve bu nedenle de gerçeklik kavramları farklıdır.