Bulunduğumuz konumu belirlemek için sadece üç sayının yeterli olduğu üç boyuta aşinayız. Bu boyutlar: boylam, enlem ve yükseklik. Algıladığımız kadarıyla; uzunluk (1. boyut), genişlik (2. boyut) ve yükseklik (3. boyut) kullanarak tanımladığımız üç boyutlu nesnelerle çevriliyiz. Binlerce yıl boyunca, dördüncü bir boyutun varlığı reddedildi. Peki, insanlar yanılıyor olabilir miydi?
18. yüzyılın ortalarına gelindiğinde, Fransız matematikçi Jean le Rond D’alembert, dördüncü boyutun var olabileceğini ve bu boyutun da “zaman” olduğunu belirtti. Bu öneri 20. yüzyılda Albert Einstein’ın evrenin sadece 3 boyuta değil, her biri “dört sayıyla tanımlanan” olaylara dayanan yeni bir tanımını ortaya koyduğunda ciddiye alındı: bu üç sayı bir şeyin nerede olduğunu, dördüncüsü ise hangi zamanda olduğunu belirtiyordu. Yani ona göre dördüncü boyut zamandı.
İçindekiler
Dördüncü Boyutu Açıklayan Kavram: Uzay-Zaman
Zaman 4. boyut mu? Evreni dört boyutlu ‘uzay-zaman’ olarak düşünmek inanılmaz bir keşifti, ayrıca bu keşif evrendeki bazı kuvvetlerin nasıl çalıştığına dair bir dizi düşünceye yol açtı. Örneğin, Einstein’a göre yerçekimi en iyi, uzay-zamanın madde tarafından bükülmesi sonucunda anlaşılıyor.
Bu tür içgörüler, teorisyenleri daha fazla boyut fikrini araştırmaya yönlendirdi (bazı teorilerde altı ekstra boyut var) tabi. Peki 4. boyuttan fazlası olabilir mi? Böyle bir şey mümkün mü?
Henüz net bir bilgi yok. Doğru olması durumunda tüm bu teoriler, ekstra boyutlarla ilgili ipuçlarının kendilerini büyük Hadron Çarpıştırıcısında, yeni atomaltı parçacıklar olarak ortaya çıkarabileceğini öne sürmektedir. Ancak bugüne kadar hiçbir ekstra boyut izine rastlanmadı.
4. Boyutla İlgili Sıra Dışı Teoriler
Zaman Bir Yanılsamadır
Bağımsız fizikçi Julian Barbour, zamanı tamamen yok etmemiz gerektiğini düşünüyor. Bu görüş, Einstein’ın genel göreliliği ile birleştirilen uzay ve zamanın ayrılması gerektiği görüşüyle başlıyor. Bir alanı tanımlamanın tek yolu, onu gözlemlenebilir parçacıklar arasındaki geometrik ilişki olarak görmektir, bu da zamana referans olmadığı anlamına gelir.
Ayrıca bu durum evrenin, uzayın üç boyutlu geometrisinin olası konfigürasyonları olduğu bir resme götürür. Her yapılandırmayı “anlık görüntü” olarak adlandırır ve her biri “olasılıklar alanında” bulunur. Barbour’un anlayışında yalnzıca bu anlık görüntüler bulunuyor. Zaman gerçek değil, sadece algıladığımız bir şeydir (evren devamlı bir şekilde bir anlık görüntüden bir diğerine geçtiği için oluşan bir yanılsamadır.)
Zaman Entropik Bir Oktur
Ancak Barbour’un söylemleri asıl önemli noktayı kaçırıyor! Tüm fiziksel yasalarımız zamanla simetriktir, bu da matematiksel olarak konuşacak olursak, nesnelerin geriye veya ileriye doğru hareket etmesinin aynı ihtimale sahip olduğu anlamına gelir.
Yalnız bir istisna var. Termodinamiğin ikinci yasası, entropinin yani bozukluk miktarının, izole edilmiş parçacık koleksiyonlarında zamanla söylüyor. İkinci yasa, örneğin bir tencerenin neden kendiliğinden ısınamadığını açıklıyor.
Bu yasanın eşsiz asimetrisi, birçok fizikçinin gözlemlediğimiz kararlı ileri zaman akışının entropi ile bağlantılı olduğundan şüphelenmesine neden oldu. İngiltere’nin Bristol Üniversitesi’nden fizikçi Sandu Popescu tarafından geliştirilen bu “entropik zaman oku” nun kuantum versiyonu da var. Popescu ve meslektaşları, artan entropiyi artan kuantum dolanmasının bir sonucu olarak görebileceğimizi gösterdi.
Zaman Bir Gerçekliktir
Kanada’nın Waterloo’da bulunan Çevre Enstitüsü’nden Lee Smolin’e göre, zamanın tüm olay zamanın entropik oku olmayabilir. Eğer entropi sürekli artarsa, böyle bir durumda Big bang zamanındaki evrenin düşük entropik (yüksek sıralı) bir durumda olması gerektiğine işaret eder.
Bu bizi fiziksel yasalarımızın “neden zaman simetrisi olduğu” sorusuna geri getiriyor. Belki de sadece yanlış yasalara sahibiz, diyor Smolin. O ve meslektaşları, zaman yönlülüğüne sahip alternatif temel yasaları deniyorlar.
Zaman, Eşitliği Hak Ediyor
Avustralya’da bulunan Griffith Üniversitesi’nden Joan Vaccaro, zaman ve mekanı eşit bir zeminde değerlendirmeyi denedi. Kuantum Mekaniği, bir parçacığın yalnızca bir yerde olmasına izin verir. Vaccaro’ya göre bir parçacık, onu ortaya çıkaran veya yok eden etkileşimlere ihtiyacı olmadan var olabilmelidir.
Peki bu mümkün müydü? Çünkü bu söyleme göre fiziğin temek kuralı ihlal ediliyor (kütlenin korunumu kanunu). 2012 yılında, Stanford Üniversitesi’nin Kaliforniya’daki SLAC Ulusal hızlandırıcı Merkezi’nde yapılan BaBar deneyi, B mezonları adı verilen parçacıkların çürüme hızının zamanla değiştiğini ortaya çıkardı. Fizik yasalarına göre, eğer zaman simetrikse; bu mümkün olmamalıydı. Vaccardo’nun söylemeye çalıştığı bu olabilir miydi? Çalışmaların gelecekte ortaya çıkaracakları bunu gösterecek…