Entropi, zaman ve evren: Geçmişten geleceğe tek yönlü bir yolculuk

Evrenin başlangıcından bugüne tek yönlü bir akış: zaman. Fiziksel yasalar, entropi ve genişleyen evrenin gizemi, zamanın doğasına dair derin sorulara kapı aralıyor.

ZAMANIN OKU

"Zaman oku" kavramı ilk kez 1927 yılında İngiliz astronom Arthur Eddington tarafından ortaya atılmıştır. Ona göre, örneğin sıcak bir bardak suyun zamanla soğuması, entropinin artmasıyla bağlantılıdır ve bu süreç "zamanın termodinamik oku" olarak tanımlanır. Zaman hep ileri doğru aktığından, yalnızca geçmişi hatırlayabiliriz; geleceği ise asla hatırlamayız. Gökyüzüne baktığımızda gördüğümüz güneş ışınları ve yıldızların parıltısı aslında geçmişe ait görüntülerdir. Geçmişe dönmek anılarla ya da teorilerle mümkün olabilir; ancak geleceğe yolculuk hâlâ yalnızca bir hayaldir. İşte bu da "zamanın psikolojik oku" olarak bilinir.

ZAMANIN KOZMOLOJİK OKU

Zamanın üçüncü oku "kozmolojik ok" olarak adlandırılır. Bu yaklaşım, evrenin Büyük Patlama'dan sonra sürekli genişlemeye devam ettiğini ifade eder. Evren geliştikçe kullanılabilir enerji ısıya dönüşür ve bu da entropinin artmasına neden olur. Entropinin sürekli yükselmesi, zamanın sadece ileriye doğru aktığının bir göstergesidir.

ZAMAN OKU VE ENTROPİ ARASINDAKİ İLİŞKİ

Termodinamiğin ikinci yasasına göre, izole bir sistemde entropi yalnızca artar. Entropi, sistemdeki düzensizliğin bir ölçüsüdür. Zamanın "ileri" dediğimiz yönü de aslında bu düzensizliğin arttığı yöndür. İzole sistemler, dışarıdan etkilenmeyen kapalı ortamlardır. Örneğin, bulaşıkları yıkamazsanız lavaboda birikmeye devam eder ve düzensizlik artar. Bu düzeni sağlamak için enerji harcamanız gerekir. Ancak termodinamiğin birinci yasası gereği hiçbir makine ya da sistem yüzde yüz verimle çalışamaz; harcanan enerjinin bir kısmı mutlaka ısıya dönüşerek dağılır.

Her ne zaman bir ortamda düzen yaratırsanız—kitaplarınızı topladığınızda, kağıtlara işaret koyduğunuzda ya da bir havalandırmayı çalıştırdığınızda—aynı zamanda kaçınılmaz olarak ısı enerjisi üretir, yani düzensizlik yaratmış olursunuz. Bu nedenle zamanın ileriye aktığı yönde toplam entropiyi azaltmak imkansızdır.

ENTROPİ ZAMANI AÇIKLAMAYA YETER Mİ?

Entropi zamanla artar; bu doğru. Ancak bu, zamanın neden sadece ileriye aktığını tam olarak açıklamaz. Entropi yalnızca bu gizemin bir ipucu olabilir. Evren büyüdükçe genel entropi artar; ama şu da bir sorudur: Doğa düzensizliğe meyilliyse, evren neden ilk başta bu kadar düzenliydi? Bu, günümüzde hâlâ çözülememiş bir gizemdir. Bu yüzden bazı bilim insanları Büyük Patlama’nın evrenin gerçek başlangıcı olamayabileceğini; hatta zamanın farklı yönlerde aktığı başka evrenlerin var olabileceğini öne sürmektedir.

ZAMANIN TEK YÖNLÜ OLMAMASI NEYE YOL AÇARDI?

Eğer zaman çift yönlü olsaydı, yani hem ileri hem geri akabilseydi, pek çok mantık paradoksu ortaya çıkardı. Örneğin geçmişe gidip kendi büyükbabanızı öldürmeniz mümkün olurdu. Bu da sizin hiç var olmamanıza yol açardı. Eğer zaman geriye akabilseydi, neden-sonuç ilişkileri bozulurdu. Oysa evrendeki her olay, başka bir olayın sebebidir. İşte bu nedenle zamanın tek bir yönde akması, evrenin mantıklı ve anlaşılabilir kalması için gereklidir.

ZAMANIN GİZEMİ SÜRÜYOR

Zamanın doğasına dair bu sorular oldukça derindir ve modern fiziğin temellerini sarsabilecek kadar güçlüdür. Bu sorular büyüleyicidir; fakat yanıt bulmak neredeyse imkansızdır. Çünkü zamanın nasıl işlediğine dair gerçek bir deney yapmamız mümkün değildir. Belki bu sorular üzerinde düşünürken ya da bambaşka bir konuyu araştırırken zamanı anlamamıza yardımcı olacak yeni bir bilgiye ulaşabiliriz.

Görsel Kaynak: shutterstock/istockphoto