bilimhaber

Fizikçiler Zaman Makinası İçin Uygun Bir Matematiksel Model Keşfettiler

Fizikçiler Genel Görelilikteki uzay-zaman eğriliğini kullanarak zamanda ileri ve geri gidilmesini sağlayabilecek matematiksel bir model keşfettiklerini açıkladılar

 

Fizikçiler yayımladıkları “Traversable acausal retrograde domains in spacetime” (TARDIS) yani, Uzay-zamanda geriye doğru kat edilebilecek nedensel-olmayan bölgeler isimli çalışmalarında, “zaman makinası olarak tarif edilebilecek” geometrik bir model keşfettiklerini açıkladılar. Yayında, kendi üzerine kapanan bir yörünge izleyen bir kutu içerisindeki zaman yolcusu, dairesel yörüngesi üzerinde önce geleceğe doğru, daha sonra da, yörüngesi sayesinde, zamanda geriye doğru gidiyor.

Bahsedilen geometri, Özel ve Genel Görelilik Teorileri ile ortaya konan, gök cisimlerinin ağır cisimler etrafında eğrisel yörüngeler izlemelerine de neden olan, uzay-zaman’ın ivmeli hareketler ve kütleler tarafından bükülüyor olması üzerine kurulu.

Uzay-zamandaki eğrilik yalnızca gök cisimlerinin uzay içerisinde eğri yörüngeler izlemesine neden olmakla kalmıyor, aynı zamanda, büyük kütleler civarında zamanın da farklı hızda akmasına neden oluyor. Araştırmacılardan Bejamin Tippett “Uzay-zaman’ın zamansal yönünde de eğrilik bulunuyor. Bir karadeliğe ne kadar yaklaşırsak, zamanın o kadar yavaş akacağını gösteren kanıtlar mevcut,” diyor.

Ancak elbette, model şu için yalnızca “matematiksel” ve her ne kadar matematiksel açıdan mümkün olsa da, fiziksel olarak ne kadar anlamlı olduğu tartışmaya açık bir şekilde, ışıktan hızlı hareketin varlığını ve zaman makinasının içerisinde seyahat edeceği baloncuğu oluşturabilmek için egzotik maddenin varlığını gerektiriyor. Ancak bir egzotik madde çeşidi olan negatif kütlenin de yakın zamanda laboratuvar koşullarında üretildiğinin duyurulmuş olduğunu da hatırlamakta fayda var.

Araştırmacılar, makalelerine ait özette şunları söylüyor:

Bu makalede, meslekten olmayan bir kişinin ‘zaman makinası’ tarifine uyacak bir geometrik şekil sunuyoruz. Bu, dışında kalan bir gözlemcinin bakış çerçevesinden, içeridekilerin zamanda ve uzayda ileri ve geri yolculuk edebilmesini sağlayacak bir kutu. Zaman-benzeri [İng. Timelike] gözlemciler, geometrik şekil içerisinde kalan alanda, dairesel, nedensel-olmayan [İng. Acausal] bir yörüngede yolculuk ederler. Eğer şekil içerisinde kalan zaman-benzeri gözlemciler süreğen bir ivmelenmeyi sürdürebilirlerse, hayat-çizgileri [kendi üzerine] kapanacaktır.

Araştırmacılar bunu sağlamak için, içindekileri uzun bir dairesel yol boyunca taşıyacak bir uzay-zaman baloncuğu üretilmesi gerektiğini söylüyorlar. Bu baloncuk içerisinde bulunan “kutu”, ışık hızına yaklaşırken zamanda ileri doğru ilerliyor, ancak ışık hızını geçtiğinde, zamanda geriye doğru gitmeye başlıyor.

Araştırmacıların önerdiği matematiksel model ile, zamanı birbirine göre farklı şekilde algılayan gözlemcilerden kutu içinde bulunan (A), kendi geleceğine, geçmişi üzerine kapanmış şekilde ilerliyor (görsel: Classical and Quantum Gravity)

Araştırmacılar, (A) ve (B) gözlemcilerinin zaman algılarını şöyle açıklıyor:

Baloncuk içerisinden, A, B’nin yaşadığı olayların önce ileri doğru evrildiğini, daha sonra ise geri doğru gittiğini görecektir. Baloncuk dışında ise, B, aynı konumda A’ya iki farlı versiyonun belirdiğini görecektir: Bir versiyonun saati saat ibreleri yönünde, diğerininki ise saat ibrelerinin tersi yönünde hareket edecektir.

Başka bir deyişle, dışarıdaki gözlemci, baloncuk içerisinde zamanda ileri doğru giden, ve zamanda geriye doğru giden iki versiyonu aynı anda gözlemliyor.

Tippet çalışma hakkında, “Matematiksel olarak mümkün görünse de, uzay-zamanı şu an için imkansız olan bu şekillerde bükebilmek –egzotik madde olarak isimlendirilen–maddelere sahip olmamız gerekiyor; bunlar ise henüz keşfedilmedi,” diyor. “Benim alanımdaki uzmanlar, 1949 yılından beri matematiksel zaman makinası olanaklarını araştırıyor, benim çalışmam ise bu konuda yeni bir yöntem sunuyor.”

Makaleye Classical and Quantum Gravity dergisinin sayfasından ulaşabilirsiniz.

 

Kaynaklar: Science Alert, Classical and Quantum Gravity