Bütün Evreni Oluşturan Uzay-Zaman Düzlemi Tam Olarak Nedir?

Uzay zaman dokusu nedir? Zamanı bükmek ne demek? Uzay zaman ne anlama geliyor? Açıklayalım.
Bütün Evreni Oluşturan Uzay-Zaman Düzlemi Tam Olarak Nedir?

Nedir, ne değildir?

uzay zaman düzleminin birçok tanımı var. uzay bir lokasyonken, o lokasyondan başka bir lokasyona giderkenki süreç; zamandır. yani uzay ve zaman birbiriyle iç içedir.

kuantum alanından bakarsak uzay komple boş değildir. bu açıdan uzay-zamanın bir dokusu olduğunu, özellikle kara delikler gözlemlendiğinde anlayabiliriz. çünkü kara deliklerin etrafında bir elastiklik olduğunu etrafındaki ışığın bir eğri çizmesinden anlarız. bu elastiklik ise adeta bir doku gibi varolan uzay-zamanın bükülmesidir. böylece kütlesi olan cisimlerin uzay-zamanda bükülme yarattığını einstein genel görelilik teorisi ile açıklamıştır.


yukarıda uzay-zamanın bir dokusu olduğundan bahsettik. işte bu yüzden karanlık madde , karanlık enerji, higgs bozonu, graviton gibi kavramlar ortaya çıkmıştır. yani kuantum alanında uzay-zamanın, algılanamayan ve ışık fotonlarının etkileşime geçemediği parçacıklardan oluştuğu düşünülmekte. bu yüzden cern’de büyük hadron çarpıştırıcısı ile bu parçacıkların varlığına dair kanıtlar aranıyor.

uzay-zaman dokusunun içerisindeki bütün bu algılanamayan parçacıklar (şeyler desek daha doğru olur) ve enerjiler, kütleyi oluşturmakta (higgs bozonu), kütleçekim dalgası denilen uzay-zaman eğikliğini oluşturmakta (graviton). yani bizi var etmekte ve gerçekliğimizi belirlemekte. dünyanın güneş etrafında dönmesini sağlamakta.

einstein genel görelilik teorisinde uzay-zamanı düz bir çarşaf gibi hayal ediyor ama uzay-zaman her yerde ve hepimizin atom altı alanından, yani içimizden geçmekte. maddenin yoğunlaştığı yerde uzay-zaman da bu yoğunluğun yarattığı sıkışmadan dolayı gerginleşir. yani maddenin etrafından maddeye doğru küçülen küresel bir dalga gibi düşünün olayı. kütleçekim de budur. işte bu yüzden bu kütleçekim dalgalarını görebilmek için keşke 4. boyuta bir bakış atabilseydim derim.

Büyük kütleler, ışığı bile bükerek mercek etkisi yaratmakta.

son olarak etrafınızda gördüğünüz her materyal uzayzamanı bükmektedir. diş fırçanız, cımbızınız ve hatta kıl taneleriniz bile. ancak madde yoğunluğunun az olmasından dolayı bunu fark etmek imkansızdır. tabi diş fırçanız bir kara delik yaratmaya karar verirse o başka :)

Boyutları

uzay-zaman düzlemi, zamanın bir boyut olduğunun ayırdına vararak, uzlamsal boyutlarla arasındaki sezgisel ya da fiziksel olası farkları gerekçe göstermeksizin, evrenin boyutlarının tümünün oluşturduğu olguya verdiğimiz ad. uzayın özelleşmiş bir hali.

bizim uzayımız bir uzay-zamandır.

bir evrende 4 boyut var diyelim: w, x, y, z

söz konusu olan, bir uzaydır.

4 boyutlu bir uzay daha düşünelim: x, y, z, t

burada söz konusu olan da bir uzaydır. lakin sıradan bir uzay değil, bir uzay-zamandır. gerçi uzay-zaman da gayet sıradan bir halttır, alıştık artık.

buradaki t boyutu uzlamsal bir boyut değil, zamandır ve diğerlerinden ayrı olarak maddenin (dolayısıyla enerjinin) bu boyut üstündeki dağılımı uzlamsal boyutlardaki dağılımından farklı kurallara bağlıdır.

Büyük patlama ve kozmik şişmenin ardından genişleyen evren.

Detaylı bir yorum

zamanın başlangıcı evrenin başlangıcı ile aynı ana tekabül eder (başka varsayımlar da mevcut). büyük patlama ile birlikte gizemli bir yokluktan saçılıp genişlemeye başlayan uzayla beraber, zaman da var olmaya başladı.

uzayda iki türlü hareket vardır. biri uzayda yapılan hareket öteki ise zamanda yapılan hareket. ancak bu iki hareket, iki ayrı dişli olsa da bu dişliler birbirinin hareketinden mutlak anlamda etkileniyor.

şöyle ki; uzayda hareket edildiğinde, zamanda yapılan hareket azalıyor ve bu durum görece zamanda yavaşlamak olarak algılanıyor. öteki durumda ise uzaydaki 3 boyutlu hareketin olabildiğince engellenmesi durumunda, zamanın akışı hızlanmakta. uzay-zamanda mutlak bir durağanlıktan söz edilemediği bu bulgular ışığında, büyük patlama ile birlikte saçılan enerjinin maddeye dönüşmeden evvelki evrede sahip olduğu hızın etkisiyle zaman karşısındaki konumu nedir?

zamanın dişlisi büyük patlama anında mı dönmeye başlıyor? evrenin henüz madde olamayacak kadar sıcak olduğu anki hızı, ışık hızına eşit ya da ışık hızından da hızlı ise bu ivmelenme sürecinde uzaydaki bütün hareketin uzayda olduğu ve böylelikle maddenin olması gerekenden daha genç olduğu söylenebilir. saniyenin astronomik ölçekte birinde meydana gelen bu olayı bir örnekle açıklayayım ki değinmeye çalıştığım nokta daha görünür bir hale gelsin.

elimizde iki musluk olsun a ve b muslukları. bu iki musluğu açıp kapatma mekanizması bir dişli ile birbirine tutturulmuş olsun. a musluğu açılmaya başlandığında b musluğu kısılsın. a musluğu sonuna kadar açıldığında b musluğu sonuna kadar kapanır hale gelsin. bu durumun tam tersinde b musluğu açıldığında a musluğu kısılmaya ve a musluğuna bağlı olarak tamamen kısılacak bir mekanizmaya sahip olsun. örneğin gözünüzün önünde canlanmış olacağını umut ediyorum.


şimdi bu örnekle birlikte büyük patlama anına dönelim ve bakalım musluklara ne olacak.

(su faturası her durumda kabaracak bilim için)

büyük patlama meşhur e=mc^2 formülünün geçişkenliğinden de anlaşılacağı üzere madde haline dönüşecek enerjinin bir nevi musluktan büyük bir hızla akıtılması demek. madde henüz kütleye sahip olmayan foton halinde olduğundan ışık hızında veya ışık hızının üzerinde bir hızla hareket edecektir. dolayısıyla zaman karşısındaki durumu olabilecek en uç konumda olması beklenmelidir. böylece madde musluğu sonuna kadar açılırken, zaman musluğu ise tam tersi sonuna kadar kapanmakta. işte en çarpıcı ve benim de kafamı muhtemelen kıt bilgiden dolayı ciddi anlamda karıştıran durum burada gerçekleşiyor. bir bütün halinde evrende bu iki musluğun birinin tamamen açık birinin ise tamamen kapalı olduğu kısacık bir an var. saniyenin çok küçük bir anında gerçekleşen bu anda evren ilk anki halinden trilyonlarca kat büyüklüğe erişiyor. o kadar hızlı ve büyük bir şişme yaşanıyor ki, bugün dahi evrendeki sıcaklığın neredeyse homojen bir şekilde dağılmasına sebep oluyor. neyse, musluklara dönelim ve bu olağanüstü durumun ne demek olduğunu anlamaya çalışmaya devam edelim çünkü evren madde halini aldıktan sonra bir daha hiçbir zaman böyle bir an yaşanmayacak.

madde (henüz atomdan bahsedilemese de madde) sahip olduğu hızdan dolayı gürül gürül musluktan akarken zaman da o mekanizma gereği dükkanı kapatmış maddenin geçit töreninin bitmesini, higgs bozonunun sahneye inip maddeye kütle kazandırarak genişlemenin bir nebze yavaşlamasını bekliyor. bekliyor da hikayeye birlikte başlayan bu iki olgunun bu alışılmadık angarya karşısında, biri tamamen yok olana veya durana kadar sürecek bir durumun doğmasına sebep olmakta.

bugün gördüğümüz uzay, olduğundan daha mı yaşlı? zaman tarafından ebedi bir deformasyona uğramaksızın; atomlar, elektronlar ve onları oluşturan parçacıkların dayanıklılığı nasıl bir değişime uğrardı?

cern'de yapılan çarpıştırmalar sırasında ortaya çıkan parçacıkların sahip olduğu hızın zaman musluğunu kısması sonucu olması gerektiğinden daha uzun süre görünür olduğu, dayanıklılık kazandığı biliniyor. büyük patlama sırasında da böyle bir durum mu yaşandı? yani zamanın akışı tamamen durarak maddenin atası parçacıkların daha uzun yaşamasına mı sebep oldu? yoksa zaman durarak maddenin ondan bağımsız bir şekilde yaşlanmasına, bir nebze eskimesine, dayanıklılığının azalmasına mı sebep oldu?

sorular kafanızda halay çekerken, muslukları kapatmayı unutmayın.

Güneş, Uzay Boşluğunu Isıtmamasına Rağmen Dünya'yı Nasıl Isıtabiliyor?