Avustralya’daki Queensland Üniversitesi’nin bilim insanları, zamanda yolculuk eden kuantum parçacıklarına benzer biçimde münferit ışın parçacıklarını kullanıyorlar. Bu insanlar bir ışının bir solucan deliği boyunca hareket edebileceğini ve sonrasında da kendine ait geçmişteki bir parçayla etkileşebileceğini kanıtladılar. Bu çalışmanın bulguları Nature Communications dergisinde de yayınlandı.
Bu zamanda yolculuk muammasının kaynağı “kapalı zamansı eğri” dediğimiz bir zaman çizgisinden geliyor. Bu zamansı eğriler, bir kara delik tarafından oluşturulanlar gibi oldukça güçlü çekimsel alanları taklit ediyor ve teorik olarak (Einstein’in İzafiyet Teorisine dayanarak) varoluşun yapısını çarpıtıyor. Böylelikle, uzay-zaman, zamanda yolculuğa imkan sağlayan bir yol görevi gören kapalı zamansı eğriler yaratarak kendine doğru eğriliyor.
Science American dergisine göre birçok fizikçi zamansı eğrileri problemli buluyor; çünkü seyahat etmesi söz konusu iri ölçekli herhangi bir nesne kaçınılmaz olarak paradoks yaratacaktır. Bu da sonuçta zamanda ya çöküşe sebep olacak ya da bir şekilde zamanı etkileyecektir. Diğer yandan bir başka grup fizikçi ise bu değerlendirmeye karşı çıkıyor. Çünkü 1991 yılında David Deutsch adlı bir fizikçi madde dediğimiz şeyi oluşturan temel parçacıkların garip davranışları sayesinde (zamansı eğriler tarafından oluşturulan) bu paradokslardan kuantum ölçüsünde kaçınılabileceğini gösterdi.
Kuantum ölçüsünde bu parçacıkların klasik teknik kuralları takip etmeyeceği; aksine hiçbir şekilde olası olmayan garip ve beklenmedik bir davranış gösterecekleri biliniyor.
“Kuantum Fiziği’nin dünyasına hoş geldiniz” diyor öncü fizikçilerden Niels Bohr, “Eğer kuantum mekaniği sizi derinden etkilemiyorsa hiçbir şey anlamış sayılmazsınız.”
“Biz, klasik yöntemlerle açıklaması katiyen mümkün olmayan ve kuantum mekaniğinin kalbinde bulunan bir olayı araştırmayı seçtik. Aslında, burada tek var olan gizem,” diyor yirminci yüzyılın Nobel ödüllü fizikçisi (Radin, Dean. Entagled Minds: Extrasensory Experiences in A Quantum Reality. New York, Praview Pocket Books, 2006.)
Kuantum dünyasında, bizim anlayamadığımız paradokslar oldukça fazladır; ama bu, insanları bu bilim alanını dikkate almaktan alıkoymamalı. Einstein’ın kendisi bile kuantum teorisinin büyük bir kısmına inanmıyordu; ancak bugün yaşıyor olsaydı tüm bu buluşlarla kesinlikle ilgileniyor ve bunun keyfini sürüyor olurdu.
“Bu paradoksları Görelilik Kuramına dayanarak elde edip, sonra bunları kuantumun teknik terimleri ile düşünüp ortadan kaldırabiliyor olmak gerçekten ilginç,” diyor Tim Ralph, Queensland Üniversitesi’nden bir fizikçi.
Deney
Tim Ralph ve onun doktora öğrencisi Martin Ringbauer, Scientific American’a göre “yirmi yıllık eski bir teorinin birçok bölümünü test edip onaylayarak” Deutsch’un kapalı zamansı eğrilerinin bir modelinin simülasyonunu yaptılar. Bu sadece matematiksel bir simülasyon olsa da araştırmacılar (ve ekibi), modellerinin kapalı zamansı eğriler boyunca seyahat eden münferit ışınlara matematiksel olarak eşdeğer olduğuna vurgu yapıyor. Şu ana kadar geçmişe herhangi bir şey gönderilmiş değil; bunu başarmak için, bilim insanlarının gerçek bir zamansı eğri bulması şart. Tabiî ki, böylesi deneyler için bilimin her zaman gizli bir bütçesi vardır.
“Dede paradoksu” açısından düşünelim; herhangi birinin zamanda geriye gitmek için kapalı zamansı eğrileri kullanması sonucu geçmişte dedesine zarar vermesi, gelecekteki çocuklarına da zarar vermesi anlamına gelir. Şimdi ise zamanda geriye giden bir parçacık hayal edelim; geçmişte kendisini oluşturacak bir parçacık üretim makinesini açtığını farz edelim. Bu durumlar deneyi yapan fizikçilerin simülasyonlarında gözlemlediği olası sonuçlar.
Peki, bu nasıl mümkün?
Bence, zamanda yolculuğun olabilirliğine şüphe yok. Peki, neden buna inanıyorum? Biliyoruz ki toplamsallık teoremi düzeyindeki her şey yüzde yüzlük oranla kuantumun zamanında mümkün.
“Bu sorunun en çıldırtıcı yanı, parçacıkların aynı anda iki farklı yerde olabilme becerilerinin, sadece bir teorik soyutlama olmaması. İşte bu tamamen atom-altı dünyasının nasıl çalıştığının gerçek bir göstergesi ve bu durum defalarca deneysel olarak kanıtlandı.
Doğanın muhteşem gizemlerinden biri de…atom-altı ilişkileri yöneten kuantum mekanik kanunlarına göre; bir parçacığın laboratuvar detektörü ya da göz bebeği ile öz büyüklüğü algılanana kadar, bir elektron gibi, olasılığın anlaşılması güç bir yerinde -herhangi bir yerde, her yerde veya hiçbir yerde- var olma becerisidir.”
Bu, bir parçacığın zamanın bir anında birçok yerde aynı anda var olabileceği anlamına gelir. Bu durum kuantumun ikili yarık deneyi ile gösterilebilir. Son dönemde yapılan başka çalışmalar ise uzayın gerçekte ayrışma illüzyonu yaratan bir yapı olduğunu söyleyerek kuantum dolaşıklığını kanıtlamıştır. Bulgulara göre, zamanda yolculuğun, bu makalede belirtilen deneylerle bağlantılı olarak büyük olasılıklarla mümkün olması, parçacıkların aslında zamanda birbirine dolaşmasının da deneylerle sağlanması anlamına gelir.
Bu Gecikmiş Seçim Deneyi dediğimiz bir çalışmayla örneklendirilmiştir.
Aynen kuantumun ikili yarık deneyi gibi, gecikmiş seçim/ kuantum temizlikçisi de gerçekleştirilmiş ve zaman zaman tekrarlanmıştır. Örneğin, The Australian National Üniversitesi’ndeki fizikçiler, Wheeler’ın ertelenmiş seçim deneyini başarıyla gerçekleştirmişlerdir. Bu deneyin bulguları ise; yakın zamanda Nature Physics dergisinde yayınlanmıştır.
2007’de, Fransa’daki fizikçiler, ışın parçacıklarını bir aparatın içine sıkıştırdı ve bunların hareketlerinin geriye dönük olarak yaşanmışları değiştirebileceğini gösterdi.
Bu tek deney, şu anın geçmişte olanlarla nasıl değişebileceğini gösterdi. Çalışma, ayrıca, zamanda nasıl geriye gidilir, bunun sonuçları ve etkileri nasıl tersine çevrilir ve de gelecek geçmişi nasıl etkiler sorularına yanıt verdi.
“Eğer biz, tek bir sistemin kuantum alanına bir anlam atfedersek, oldukça fazla paradoks oluşur: Kuantum sadece belli bir mesafedeki anlık olayları değil; değiştirilemez bir şekilde kaydedilmiş olsalar bile, bu deneyde de görüldüğü üzere, geçmişle bağlantılı olarak gelecekteki olayları da etkiler” diyor kuantum bilgi teorisinin önde gelenlerinden Asher Peres.
Kapalı zamansı eğrilere girişi çözememiş olsak da buna inanmak için oldukça fazla neden var. Bu tarz bir zaman yolculuğu, kuantumun mekanik seviyesinde mümkün ve bunca çalışmayı bu yazıda belirtmemin amacı da zamanın bizim düşündüğümüz gibi işlemiyor oluşunu anlamız istemem.
Benzer kuantum mekanik kanunlarının neden makro düzeyde gözlemlenemediği anlaşılabilmiş değil; ama bu konuda da bilim insanları çalışmalarına devam ediyor. Örneğin, 2012’de fizikçi David Wineland ve Serge Haroche, kuantumun garip davranışının nasıl sadece atom-altı mikro dünya seviyesinde değil de kendi makro dünyasında da çalıştığını göstererek fizik alanında Nobel ödülü kazandılar. Bir zamanlar, toplamsallık teoreminin sadece ulaşılamaz kuantum dünyasında bulunduğu düşünülüyordu; ama artık öyle değil. Bunun mümkün olduğunu biliyoruz, henüz nasıl mümkün olduğunu çözemedik. Ama çözmeye çok yaklaştığımızda aşikar.
Belki de bir gün, bu bulmacanın anahtar parçasını bulacağız ve araba, insan, elma, portakal gibi büyük parçaların atom-altı dünyasının maddeleri gibi davranışlarını gözlemleyebileceğiz ve belki de teoriyi daha da ileriye taşıyacak, gerçek bir deney sürdürecek bir solucan deliği ya da bir kapalı zamansı eğri bulacağız. Bir zamanlar kuantum fiziğinde teorik olarak düşünülen ne varsa, artık sadece teorik değil; aynen kuantumun dolaşıklığı gibi.
Yazan: Arjun Walia
Çeviren: Oya Yıldız
Kaynak: Collective Evolution
