All About Space (Turkey)
Saatler Evrene Düzensizlik Katabilir
Tüm saatler entropi üretir ancak bu saatlerin hassaslığının bir bedeli var
Tüm saatler entropi üretir ancak bu saatlerin hassaslığının bir bedeli var.
Entropi (yani düzensizlik) bir saatin her tiklemesi ile üretiliyor. Küçük bir saat üzerinde çalışan bilim insanları çok basit bir ilişkiyi ortaya çıkardı: Bir saat ne kadar hassas çalışıyorsa o kadar entropi üretir. Oxford Üniversitesinden fizikçi Natalia Ares “Saatinizin daha hassas olmasını istiyorsanız bunun için bir bedel ödemeniz gerekir.” diyor. “Bir saatin zamanı ölçtüğü her an evrenin entropisini artırıyoruz.”
Termodinimağin ikinci yasasına göre, zamanda ileriye doğru gittikçe entropi artar. Entropi evrende zamanın aktığı yönü belirleyen bir nicelik. Bu konsept ‘zaman oku’ olarak tanımlanıyor ve zamanın, entropinin daha düşük olduğu geçmişten daha yüksek olduğu geleceğe doğru akmasını sağlıyor.
Evrendeki düzensizlik eğiliminin artması birçok şeyi açıklıyor; örneğin yemek malzemelerinin karıştırılmasının ayrıştırılmasından kolay olması ve kulaklık kablolarının cebimizde birbirine dolaşması gibi. Bu giderek artan düzensizlik nedeniyle de entropi zaman algımızın ayrılmaz bir parçası.
Kurt Vonnegut’un Mezbaha Beş romanındaki ünlü bir sahne İkinci Dünya Savaşı’nın geriye doğru oynatılması ile entropinin zaman akışını nasıl etkilediğini gösteriyor: kurşunlar askerlerin yaralarından geri çıkıyor, ateşler küçülüp bombaların içine sıkışıyor... Tersine bir zaman oku düzensizliği geri alıp, savaşın yaralarını kapatıyor.
Entropi ve zaman arasındaki bu yakın ilişki bilim insanlarını on yıllardır büyülüyor. Saatler gibi her makine, ısı formunda entropi üreterek, bunu etrafına yayıyor. Fizikçiler, küçük bir kuantum saatin (lazerle soğutulmuş atomlarla üretilmiş bir atomik saat) zamanı daha hassas ölçtükçe daha fazla düzensizlik yarattığını keşfetti. Şimdiye kadar, daha büyük olan mekanik saatler daha hassas hale geldikçe, bu saatlerin daha fazla entropi ürettiğini kanıtlamak mümkün olmamıştı.
Ares bu konuda şunları söylüyor: “Saatler küçük buharlı motorlar gibi; zamanı ölçmek için iş üretmeniz gerekiyor. İş, saat gibi mekanik cihazların çalışabilmesi için gereken enerji transferidir. Düzenli tiklemeleri elde edebilmek için makinenin çalışmaya devam etmesi gerekiyor. Bu da entropi üretimine yatırım yaptığınız anlamına geliyor.”
Bu fikri test edebilmek için araştırmacılar 50 nanometre kalınlığında ve 1,5 milimetre uzunluğunda, elektrik şokları ile titreşen bir saat ürettiler. Her bir titreşmeyi bir tik olarak kabul eden ekip, daha güçlü elektrik sinyallerin saatin tiklemesini daha düzenli hale getirdiğini yani onu daha hassas yaptığını fark ettiler. Ancak bu süreçte sisteme ısı ekleyerek entropiyi artırdılar. Eğer saatler entropi üretmeseydi, ileriye doğru hareket ettikleri gibi geriye doğru da harekete edebilirlerdi. Fakat daha fazla entropi ürettikçe bir saatin geriye doğru yaptığı titreşimler azalıyor.
“Çok net bir şekilde olmasa da hassaslık ve entropi arasında orantısal bir ilişki var.” diyor Ares. “Her zaman doğrusal bir ilişki olmayabilir ancak hassaslık termodinamik yasalarına bağlı gibi görünüyor.” Bu bulgular gelecekteki saat tasarımları açısından yararlı olmanın yanı sıra termodinamiğin nano boyuttaki cihazlara uygulanabilirliğini de test etmiş oluyor.
“SAATINIZIN DAHA HASSAS OLMASINI ISTIYORSANIZ BUNUN IÇIN BIR BEDEL ÖDEMENIZ GEREKIR. BIR SAATIN ZAMANI ÖLÇTÜĞÜ HER AN EVRENIN ENTROPISINI ARTIRIYORUZ” NATALIA ARES