Paylaşım Yap
Tüm Reklamları Kapat
Tüm Reklamları Kapat

Zamanın Yönü ve Klasik Mekanik: Zaman Hangi Yönde İlerlemektedir?

Neden Zaman Sadece Bir Yönde İlerliyor? Zamanın Bir Akış Yönü Var mı? Fizik ve Entropi Buna Ne Diyor?

Zamanın Yönü ve Klasik Mekanik: Zaman Hangi Yönde İlerlemektedir? Pexels
Timelapse
6 dakika
6,636
Tüm Reklamları Kapat

Zaman kavramı, fizik ve bilim tarihi açısından oldukça önemli bir yere sahiptir. Çünkü geleceğe veya geçmişe dair çıkarımlarda bulunmak isterseniz, zamanı denklemlerinize dahil etmeniz gerekmektedir. Nihayetinde bir sistemin evriminden sorumlu olan parametrelerden birisi, belki de en önemlisi zamandır.

Gündelik hayatımızda da zaman kavramını oldukça sık kullanmaktayız. Diyelim ki bir organizasyon düzenliyorsunuz. Bu organizasyon için, katılımcılara vermeniz gereken en temel bilgiler nelerdir? İlk akla gelen, etkinliğin konumu olabilir. Yani 3 boyutlu (x,y,z) koordinat sistemi kullanılır. Ankara'nın Çankaya ilçesinden bilmem ne otelinin 3. katında... Otelin ismi size enlem ve boylam bilgilerini (2 boyutu) veriyor, kat bilgisi ise yükseklik bilgisini, yani 3. boyutu veriyor. Peki bu bilgiler, organizasyona katılmak için yeterli mi? Tabii ki değil. Çünkü netleştirebilmek için, 4. boyut olan zamanı da belirtmeliyiz; yani saat de vermeliyiz. O halde konum ve zaman bizim için önemli...

Tüm Reklamları Kapat

Dördüncü Boyut Olan Zaman
Dördüncü Boyut Olan Zaman
Pexels

Ana sorumuz olan zamanın yönünü incelemeden önce, biraz fiziğe bakış atalım ve gündelik hayatımızdaki nesnelerin hareketi/durumu hakkında bize bilgi veren klasik mekanik açısından olayı bir inceleyelim:

Olaya bir "nokta" ile başlayalım ve bu noktanın konumunu tarif edelim. Fizikte herhangi bir noktanın konumu ya da daha bilimsel tabiriyle "yer vektörü", 3 boyutlu koordinatlarla temsil edilir:

Tüm Reklamları Kapat

3 Boyutlu Koordinat Sistemi. Buradaki z-eksenini çapraz şekilde değil de, cihazınızın eksenine doğru giren bir boyut olarak düşünün.
3 Boyutlu Koordinat Sistemi. Buradaki z-eksenini çapraz şekilde değil de, cihazınızın eksenine doğru giren bir boyut olarak düşünün.
Anıl Kocabaldır

Öyleyse yer vektörümüz şöyle olacaktır:

r⃗=xi⃗+yj⃗+zk⃗\LARGE{\vec{r}=x\vec{i}+y\vec{j}+z\vec{k}}

Buradaki ii, jj ve kk birim vektörler olup, konumuz için bu aşamada önemli değildir. Basitçe, herkesin anlaşabileceği ortak bir referans evreni oluşturmamızı sağlayan birimler olarak düşünebilirsiniz. Yani noktamızı en, boy, yükseklik olmak üzere 3 parametre ile tanımlamış olduk. Belirtmemiz gereken bu parametre sayısına qq diyelim.

Evrim Ağacı'ndan Mesaj

Şimdi durumu biraz daha genelleştirelim ve fiziksel bir sistem ele alalım. Bu durumda sistemi koordinat sisteminde ele almak için gerekli olan qq koordinat sayısına, sistemin serbestlik derecesi denir. Serbestlik derecesi ss ile gösterilirse, sistemin konumunu tarif edebilmek için ss kadar koordinata ihtiyacımız vardır. Buna da genelleştirilmiş koordinatlar denilmektedir.

Buraya kadar öğrendiklerimizi şöyle özetleyebiliriz: Bizim xx, yy ve zz olmak üzere 3 tane hareket edebileceğimiz serbestlik derecemiz var. Tek bir parçaçık (n=1n=1) olan nokta için o halde 3n3n tane konum parametremiz var.

İncelediğimiz sistemin hareketini betimlemeyebilmek için gerekli parametrelerden ilkini bulduk. Peki bu yeterli mi? Değil. Bir bilgiye daha ihtiyacımız var. O da parçacığın x, y, z koordinatlarındaki hız bilgisi. Dolaylı olarak da aslında momentumu...

Eğer ki biz bir fiziksel sisteme ait konum ve momentum bilgilerini bilebiliyorsak, onu 2 boyutlu bir grafik halinde gösterebiliriz ve bu gösterime faz uzayı denilir. Sisteme ait konum qq ve momentum pp bilgilerini alıp, bunu noktalar halinde çizip tamamlarsanız, elinizde o sistemin hareketine ait bir çizgi elde edersiniz... Bu oldukça önemli bir bilgi olup, fizikteki klasik sistemler hakkında hemen hemen her şeyi elde edebilirsiniz.

Konum ve Momentum Cinsinden Faz Uzayı
Konum ve Momentum Cinsinden Faz Uzayı
Anıl Kocabaldır

Şimdi bu bilgileri toparlayıp genelleştirmek istersek elimizde 3 boyutlu uzay ve nn tane parçaçıktan oluşan bir sistem için: 3 tane qq koordinatı (qx,qy,qzq_x,q_y,q_z) ve 3 tane de pp koordinatı (px,py,pzp_x,p_y,p_z) olmak üzere toplamda 6 koordinatımız (n=1n=1 için 6n6n) olur ve buna da kanonik koordinat deriz.

Tüm Reklamları Kapat

Bütün bunları birleştirip, sistemin sahip olduğu enerjisi bakımından (kinetik ve potansiyel enerji) yazarsak Hamiton Fonksiyonu ve Hamilton Denklemleri elde edilir.

H(p,q)=p22m+V(q,t)\LARGE{H(p,q) = \dfrac{p^2}{2m} + V(q,t)} - Hamilton Fonksiyonu

q˙=∂H∂p\LARGE{\dot{q} = \dfrac{\partial H}{\partial p}} ve p˙=−∂H∂q\LARGE{\dot{p} = -\dfrac{\partial H}{\partial q}} - Hamiton Denklemleri

Sonuç olarak, parçacık sayısı n=1n=1 olmak üzere 6n6n tane olan bu denklemlerin çözümleri ile sistemin momentumları ve konumları bulunur.

Tüm Reklamları Kapat

Zamanın Bir Yönü Var mı?

Fizikte olayları veya olguları betimlemek için kullandığımız denklemler “tersinir”dir. Zamana göre simetrik olup, iki bilardo topunun çarpışmasını ileri-geri sardığınız gibi herhangi bir tuhaflık barındırmazlar. Bir diğer deyişle, birbirine çarpıp ayrılan bilardo toplarının fiziği ile, adeta bir videoyu geri sararken göreceğiniz, birbirinden ayrıldıktan sonra bir araya gelerek çarpışan topların fiziği birebir aynıdır.

Ama gündelik hayatımıza baktığımızda durum pek öyle değildir. Örneğin masadan düşen içi kahve dolu bir cam bardağın kırılması gibi... Bu örneği geri sarıp, kahvenin kırılan bardağın parçalarının birleşip tekrardan içine dolması durumunu hiç yaşamamışızdır, büyük olasılıkla da asla yaşamayacağız. Ancak dikkat: Bu durumun olması için, fizik yasaları tarafından bir engel yok! Şaşırtıcı gelebilir; ancak eğer yeterince uzun bir süre beklersek bu durum da olasılık ve fizik açısından mümkün. Çok ama çok düşük bir olasılıkla tabii ki; ama yine de o olasılık 0 değil ve bu oldukça ilgi çekici!

Öte yandan tecrübelerimiz bunun olamayacağını ve zamanın bir yönde ilerleyeceğini söyler. Durum elbette böyle... Peki neden? İşte bu sorunun cevabı istatistiksel fizikte ve termodinamikte saklı.

Dökülen Su ve Zamanda Tersinmezlik
Dökülen Su ve Zamanda Tersinmezlik
Pexels

Öncelikle iki bölmeden oluşan iki kutu ele alalım. İçlerine gelişigüzel gaz atomları koyalım.Ardından iki durumu da incelersek, hangi kutunun daha önceki durumu temsil ettiğini nasıl ayırt edebiliriz?

Tüm Reklamları Kapat

Şekil 1: Kutu İçerisindeki Gaz Atomları
Şekil 1: Kutu İçerisindeki Gaz Atomları
Anıl Kocabaldır

Cevap: Bunu, fizik yasaları bakımından ayırt edemeyiz! Çünkü gaz atomlarının uyduğu yasalar tersinirdir ve simetriktir. Zamana göre bir öncelik içermezler.

O halde sistemi biraz değiştirelim ve bu yeni sistemi irdeleyelim. Aynı soruyu burada da yinelersek sonuç ne olur?

Şekil 2: Kutu İçerisindeki Gaz Atomları
Şekil 2: Kutu İçerisindeki Gaz Atomları
Anıl Kocabaldır

Cevap ilk kutunun sistemin daha önceki durumunu, ikinci kutunun ise sonraki durumunu temsil ettiğini rahatlıkla söyleyebiliriz. Ama bu nasıl olabilir? Yasalar tersinir ve simetrik değil miydi? Zamanın simetrisini bozan durum ne peki?

Burada devreye Termodinamiğin İkinci Yasası yani, entropi kavramı devreye giriyor. Entropi kavramına önceki yazılarımızda uzun uzun değindiğimiz için, tekrara düşmemek adına fazla değinmeyeceğiz. Kısaca entropi, bir sistemdeki düzensizliğin ölçüsü olarak tanımlanabilir. Ancak entropi, aynı zamanda sistemin sahip olacağı durumların olasılık açısından ele alınmasıdır. Yukarıdaki örnekte, tüm gaz atomlarının odanın bir bölmesinde bulunup, diğer bölmesinde hiç bulunmama ihtimali, iki bölmeye rastgele dağılmış olma ihtimalinden çok daha düşüktür. Bu nedenle ikinci kutunun sonraki bir zamanda meydana geldiğini öngörebiliriz.

İstatistiksel fizikte, bir sistemin makroskobik özelliklerinin, mikroskobik özellikler tarafından betimlenebildiğini biliyoruz. Bu noktada sorumuza geri dönersek, zamanın tersinirliğinin kaybolmasını ve bir yönde akmasını söyleyen şey de, tam olarak entropi yani sistemin olasılıksal mikroskobik durumlarının ölçüsüdür.

Faz uzayında bunu inceleyip kabaca bir hesap yaparsak eğer, kutudaki gaz atomları için yaklaşık 102310^{23} sayıda mikrodurum (bu örnekte "kutu içinde dağılma durumu") elde edilir. Gazın kutunun bir kısmında toplanma durum sayısı, bu elde edilen toplam durumların sayısı yanında oldukça düşük bir olasılığa sahiptir. Bundan dolayı gaz atomlarının kutu içinde bir yerde toplandığını değil, olasılık olarak daha yüksek sayıya sahip gelişigüzel dağılma durumlarını gözlemlemekteyiz.

İşte bu noktada, zamanın akış yönü de kendiliğinden karşımıza çıkmış oluyor: Zaman, entropinin arttığı yöne doğru akar; daha doğrusu, entropi giderek artar ve biz bu olurken yaşanan olaylar yönünde zamanın aktığını söyleriz.

Şunu tekrardan hatırlatalım: Gaz atomlarının bir yerde toplanma olasılığı oldukça düşük de olsa, yine de vardır. Bunu gözlemlemek için ne kadar beklemek gerekir diye sorarsanız... Muhtemelen evrenin yaşından daha fazla bir süre gerekirdi!

Biz ikna olmuş fizikçiler için geçmiş, günümüz ve gelecek arasındaki fark yalnızca ısrarlı bir yanılsamadan ibarettir. - Albert Einstein
Bu Makaleyi Alıntıla
Okundu Olarak İşaretle
60
Paylaş
Sonra Oku
Notlarım
Yazdır / PDF Olarak Kaydet
Bize Ulaş
Yukarı Zıpla

İçeriklerimizin bilimsel gerçekleri doğru bir şekilde yansıtması için en üst düzey çabayı gösteriyoruz. Gözünüze doğru gelmeyen bir şey varsa, mümkünse güvenilir kaynaklarınızla birlikte bize ulaşın!

Bu içeriğimizle ilgili bir sorunuz mu var? Buraya tıklayarak sorabilirsiniz.

Soru & Cevap Platformuna Git
Bu İçerik Size Ne Hissettirdi?
  • Merak Uyandırıcı! 20
  • Tebrikler! 12
  • İnanılmaz 7
  • Bilim Budur! 6
  • Mmm... Çok sapyoseksüel! 6
  • Muhteşem! 4
  • Umut Verici! 3
  • Güldürdü 0
  • Üzücü! 0
  • Grrr... *@$# 0
  • İğrenç! 0
  • Korkutucu! 0
Kaynaklar ve İleri Okuma
  • T.W.B Kibble, et al. (2004). Classical Mechanics (5Th Edition). ISBN: 978-1860944352. Yayınevi: Imperial College Press.
Tüm Reklamları Kapat

Evrim Ağacı'na her ay sadece 1 kahve ısmarlayarak destek olmak ister misiniz?

Şu iki siteden birini kullanarak şimdi destek olabilirsiniz:

kreosus.com/evrimagaci | patreon.com/evrimagaci

Çıktı Bilgisi: Bu sayfa, Evrim Ağacı yazdırma aracı kullanılarak 28/09/2023 14:04:13 tarihinde oluşturulmuştur. Evrim Ağacı'ndaki içeriklerin tamamı, birden fazla editör tarafından, durmaksızın elden geçirilmekte, güncellenmekte ve geliştirilmektedir. Dolayısıyla bu çıktının alındığı tarihten sonra yapılan güncellemeleri görmek ve bu içeriğin en güncel halini okumak için lütfen şu adrese gidiniz: https://evrimagaci.org/s/8824

İçerik Kullanım İzinleri: Evrim Ağacı'ndaki yazılı içerikler orijinallerine hiçbir şekilde dokunulmadığı müddetçe izin alınmaksızın paylaşılabilir, kopyalanabilir, yapıştırılabilir, çoğaltılabilir, basılabilir, dağıtılabilir, yayılabilir, alıntılanabilir. Ancak bu içeriklerin hiçbiri izin alınmaksızın değiştirilemez ve değiştirilmiş halleri Evrim Ağacı'na aitmiş gibi sunulamaz. Benzer şekilde, içeriklerin hiçbiri, söz konusu içeriğin açıkça belirtilmiş yazarlarından ve Evrim Ağacı'ndan başkasına aitmiş gibi sunulamaz. Bu sayfa izin alınmaksızın düzenlenemez, Evrim Ağacı logosu, yazar/editör bilgileri ve içeriğin diğer kısımları izin alınmaksızın değiştirilemez veya kaldırılamaz.

Tüm Reklamları Kapat
Keşfet
Akış
İçerikler
Gündem
Sivrisinek
Canlılık Ve Cansızlık Arasındaki Farklar
Çiçek
Renkler
Aşırı
Obezite
İnsan Evrimi
Venüs
Fosil
Müfredat
Kuantum Mekaniği
Dişler
Vejetaryen
Algoritma
Hastalık Kataloğu
Çocuklar İçin Bilim
Sayı
Zeka
Sars-Cov-2
Arkeoloji
Yıldızlar
Balık Çeşitliliği
İlişki
Çalışma
Aslan
Aklımdan Geçen
Komünite Seç
Aklımdan Geçen
Fark Ettim ki...
Bugün Öğrendim ki...
İşe Yarar İpucu
Bilim Haberleri
Hikaye Fikri
Video Konu Önerisi
Başlık
Gündem
Kafana takılan neler var?
Bağlantı
Kurallar
Komünite Kuralları
Bu komünite, aklınızdan geçen düşünceleri Evrim Ağacı ailesiyle paylaşabilmeniz içindir. Yapacağınız paylaşımlar Evrim Ağacı'nın kurallarına tabidir. Ayrıca bu komünitenin ek kurallarına da uymanız gerekmektedir.
1
Bilim kimliğinizi önceleyin.
Evrim Ağacı bir bilim platformudur. Dolayısıyla aklınızdan geçen her şeyden ziyade, bilim veya yaşamla ilgili olabilecek düşüncelerinizle ilgileniyoruz.
2
Propaganda ve baskı amaçlı kullanmayın.
Herkesin aklından her şey geçebilir; fakat bu platformun amacı, insanların belli ideolojiler için propaganda yapmaları veya başkaları üzerinde baskı kurma amacıyla geliştirilmemiştir. Paylaştığınız fikirlerin değer kattığından emin olun.
3
Gerilim yaratmayın.
Gerilim, tersleme, tahrik, taciz, alay, dedikodu, trollük, vurdumduymazlık, duyarsızlık, ırkçılık, bağnazlık, nefret söylemi, azınlıklara saldırı, fanatizm, holiganlık, sloganlar yasaktır.
4
Değer katın; hassas konulardan ve öznel yoruma açık alanlardan uzak durun.
Bu komünitenin amacı okurlara hayatla ilgili keyifli farkındalıklar yaşatabilmektir. Din, politika, spor, aktüel konular gibi anlık tepkilere neden olabilecek konulardaki tespitlerden kaçının. Ayrıca aklınızdan geçenlerin Türkiye’deki bilim komünitesine değer katması beklenmektedir.
5
Cevap hakkı doğurmayın.
Bu platformda cevap veya yorum sistemi bulunmamaktadır. Dolayısıyla aklınızdan geçenlerin, tespit edilebilir kişilere cevap hakkı doğurmadığından emin olun.
Gönder
Ekle
Soru Sor
Sosyal
Yeniler
Daha Fazla İçerik Göster
Evrim Ağacı'na Destek Ol
Evrim Ağacı'nın %100 okur destekli bir bilim platformu olduğunu biliyor muydunuz? Evrim Ağacı'nın maddi destekçileri arasına katılarak Türkiye'de bilimin yayılmasına güç katmak için hemen buraya tıklayın.
Popüler Yazılar
30 gün
90 gün
1 yıl
EA Akademi
Evrim Ağacı Akademi (ya da kısaca EA Akademi), 2010 yılından beri ürettiğimiz makalelerden oluşan ve kendi kendinizi bilimin çeşitli dallarında eğitebileceğiniz bir çevirim içi eğitim girişimi! Evrim Ağacı Akademi'yi buraya tıklayarak görebilirsiniz. Daha fazla bilgi için buraya tıklayın.
Etkinlik & İlan
Bilim ile ilgili bir etkinlik mi düzenliyorsunuz? Yoksa bilim insanlarını veya bilimseverleri ilgilendiren bir iş, staj, çalıştay, makale çağrısı vb. bir duyurunuz mu var? Etkinlik & İlan Platformumuzda paylaşın, milyonlarca bilimsevere ulaşsın.
Youtube
Plastik Problemimizi Bakterilerle Çözebilir miyiz?
Plastik Problemimizi Bakterilerle Çözebilir miyiz?
Gözyaşı Ne İşe Yarar?
Gözyaşı Ne İşe Yarar?
Zırvasız Bilim: Deprem Tahmini? Uzaylılardan Sinyal? Aspartam ve Kanser?
Zırvasız Bilim: Deprem Tahmini? Uzaylılardan Sinyal? Aspartam ve Kanser?
Zaman Oku: Zamanın İleri Aktığını Nereden Biliyoruz?
Zaman Oku: Zamanın İleri Aktığını Nereden Biliyoruz?
Hastalıklar Konusunda Google Sizi Nasıl Aldatıyor?
Hastalıklar Konusunda Google Sizi Nasıl Aldatıyor?
Podcast
Evrim Ağacı'nın birçok içeriğinin profesyonel ses sanatçıları tarafından seslendirildiğini biliyor muydunuz? Bunların hepsini Podcast Platformumuzda dinleyebilirsiniz. Ayrıca Spotify, iTunes, Google Podcast ve YouTube bağlantılarını da bir arada bulabilirsiniz.
Yazı Geçmişi
Okuma Geçmişi
Notlarım
İlerleme Durumunu Güncelle
Okudum
Sonra Oku
Not Ekle
Kaldığım Yeri İşaretle
Göz Attım

Evrim Ağacı tarafından otomatik olarak takip edilen işlemleri istediğin zaman durdurabilirsin.
[Site ayalarına git...]

Filtrele
Listele
Bu yazıdaki hareketlerin
Devamını Göster
Filtrele
Listele
Tüm Okuma Geçmişin
Devamını Göster
0/10000
Bu Makaleyi Alıntıla
Evrim Ağacı Formatı
APA7
MLA9
Chicago
A. Kocabaldır, et al. Zamanın Yönü ve Klasik Mekanik: Zaman Hangi Yönde İlerlemektedir?. (1 Haziran 2020). Alındığı Tarih: 28 Eylül 2023. Alındığı Yer: https://evrimagaci.org/s/8824
Kocabaldır, A., Bakırcı, Ç. M. (2020, June 01). Zamanın Yönü ve Klasik Mekanik: Zaman Hangi Yönde İlerlemektedir?. Evrim Ağacı. Retrieved September 28, 2023. from https://evrimagaci.org/s/8824
A. Kocabaldır, et al. “Zamanın Yönü ve Klasik Mekanik: Zaman Hangi Yönde İlerlemektedir?.” Edited by Çağrı Mert Bakırcı. Evrim Ağacı, 01 Jun. 2020, https://evrimagaci.org/s/8824.
Kocabaldır, Anıl. Bakırcı, Çağrı Mert. “Zamanın Yönü ve Klasik Mekanik: Zaman Hangi Yönde İlerlemektedir?.” Edited by Çağrı Mert Bakırcı. Evrim Ağacı, June 01, 2020. https://evrimagaci.org/s/8824.
Geri Bildirim Gönder
ve seni takip ediyor
Evrim Ağacı Uygulamasını
İndir
Chromium Tabanlı Mobil Tarayıcılar (Chrome, Edge, Brave vb.)
İlk birkaç girişinizde zaten tarayıcınız size uygulamamızı indirmeyi önerecek. Önerideki tuşa tıklayarak uygulamamızı kurabilirsiniz. Bu öneriyi, yukarıdaki videoda görebilirsiniz. Eğer bu öneri artık gözükmüyorsa, Ayarlar/Seçenekler (⋮) ikonuna tıklayıp, Uygulamayı Yükle seçeneğini kullanabilirsiniz.
Chromium Tabanlı Masaüstü Tarayıcılar (Chrome, Edge, Brave vb.)
Yeni uygulamamızı kurmak için tarayıcı çubuğundaki kurulum tuşuna tıklayın. "Yükle" (Install) tuşuna basarak kurulumu tamamlayın. Dilerseniz, Evrim Ağacı İleri Web Uygulaması'nı görev çubuğunuza sabitleyin. Uygulama logosuna sağ tıklayıp, "Görev Çubuğuna Sabitle" seçeneğine tıklayabilirsiniz. Eğer bu seçenek gözükmüyorsa, tarayıcının Ayarlar/Seçenekler (⋮) ikonuna tıklayıp, Uygulamayı Yükle seçeneğini kullanabilirsiniz.
Safari Mobil Uygulama
Sırasıyla Paylaş -> Ana Ekrana Ekle -> Ekle tuşlarına basarak yeni mobil uygulamamızı kurabilirsiniz. Bu basamakları görmek için yukarıdaki videoyu izleyebilirsiniz.

Daha fazla bilgi almak için tıklayın

Göster

Şifrenizi mi unuttunuz? Lütfen e-posta adresinizi giriniz. E-posta adresinize şifrenizi sıfırlamak için bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Eğer aktivasyon kodunu almadıysanız lütfen e-posta adresinizi giriniz. Üyeliğinizi aktive etmek için e-posta adresinize bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Close