Zaman anlayışı və əkizlər paradoksu

Zaman anlayışının tam olaraq başa düşülməsi xüsusilə fizika elmində müsbət mənada çox böyük bir sıçrayışa səbəb olmuşdur.

Simmetrik bir nəhəng olan günəşin doğulması və batması (gündüz-gecə) hadisəsi insanoğlunun əzəldən bəri aşina olduğu bir şey olduğuna görə praktiki həyatında istifadə etdiyi bir çox faktı bu anlayış istiqamətində sıralayıb. Məsələn: səhər qoyunlar otlağa aparılır, axşam isə ağıla qaytarılır.

Deyə bilərik ki, gündüz-gecə dövrü zaman anlayışının ilk toxumudur. Daha sonra insanoğlu çox xüsusi vəziyyətlərlə qarşılaşmış və o an yaşadıqları zamanı və ya daha əvvəl etdiklərini ya da daha sonra edəcəklərini zaman anlayışı ilə təyin etmək ehtiyacı hiss etmişdir. Belə bir anlayış yaratmaq daxilində hər kəsə görə sabit bir zaman ölçüsü təyin etməyin lazımlılığını fərq etdirmişdir. 1960-ci ildən öncə zaman standartı "ortalama günəş günü" kimi hesablanırdı. Orta günəş saniyəsi bir günəş gününün (1/60)(1/60)(1/24)-i olaraq qeydə alınmışdı. Amma bu anlayış inkişaf edən texnologiya qarşısında qeyri-kafi qalmış, gündən günə böyük addımlarla irəliləyən texnoloji inkişaf qarşısında həssaslığını itirmişdir. Bua görə 1967-ci ildə zaman anlayışı üçün yeni bir sabit yaradıldı: Atom saatı. Bu ölçüyə görə sezium atomunun 9192631770 dəfə titrədiyi müddətə 1 saniyə deyilir. Çox qəti və dəqiq kimi görünən bu tərif indiki zamanlarda təkmilləşən nano texnologiyanın ehtiyaclarını qarşılamaqda çətinlik çəkir.

Milli.Az yasilelm.com-a istinadən bildirir ki, müasir fizikada zaman anlayışının əhəmiyyəti Albert Eynşteynlə birlikdə ortaya çıxdı. Eynşteyndən əvvəl Nyuton fizikası fəza-zamanı ayrı ələ alaraq zamanı kainatın hər nöqtəsi üçün mütləq qəbul etmiş və zamanın bütün hesablama sistemlərindən müstəqil olduğunu demişdi. Eynşteyn bu anlayışın səhv ola biləcəyini elə ilk vaxtlarda düşünürdü. İşıq sürəti və zaman arasında bir qopma nöqtəsi ola biləcəyini düşünən Eynşteyn bu düşüncəsini bəzi nümunələrlə dəstəkləməyə çalışdı. Məsələn: bir saat qülləsinin yaxınlığında olduğunu təsəvvür edən Eynşteyn saat qülləsinin tam 12-i göstərdiyini hesab edir. O saat qülləsinin Eynşteynə saatın tam 12 olduğunu göstərməsi işıq şüalarının əvvəlcə saat qülləsinə və oradan da Eynşteynin gözlərində əks olunması deməkdir. Amma burda bir qəribəlik vardı, Eynşteyn işıq şüaları tam saat qülləsində olduğu zaman onun gözlərinə gələrkən qət etdiyi yolda daxil olmaq üzrə bütün bir zaman aralığında həmişə eyni məlumatı daşıdığını (saatın 12 olduğu məlumatı) görmüşdü və işıq şüaları üçün zamanın dayandığını anlamışdı. Eynşteyn "əgər o işıq şüasının üzərində səfər etsəydim dünyanı necə görərdim" - deyə düşünür və bu düşüncəsinin illər sonra yaradacağı xüsusi nisbilik nəzəriyyəsinin fundamenti olduğu bariz şəkildə aydındır.

Eynşteyn xüsusi nisbilik nəzəriyyəsində qısaca olaraq kainatda heç bir təcilli hərəkət edən cismin işıq sürətinə çata bilməyəcəyini deyir. Eynşteyn bu vəziyyəti belə izah edir: Nisbilik nəzəriyyəsinə uyğun olaraq m kütləli bir cismin kinetik enerjisi mxv²/2 ifadəsi deyil, mc²/ √(1-v² / c²) müəyyən edir. V sürəti c - işıq sürətinə yaxınlaşdıqca bu ifadə də sonsuza yaxınlaşır. Buna görə də təcili yaratmaq üçün istifadə edilən enerji nə qədər böyük olsa da sürət hər zaman c dən kiçik olmalıdır. Yəni kafi gücdə bir raket istehsal etdiyimizi düşünsək, roketin sürəti işıq sürətinə çox yaxınlaşsa belə sürəti artırmaqda israr etdiyimiz təqdirdə verdiyimiz enerji daimi olaraq kütləyə çevriləcək. Başqa bir sözlə, kütləsi olan heç bir şey işıq sürətində hərəkət edə bilməz. Onsuz da işığı təşkil edən fotonlara baxdığımız zaman kütləsiz olduqlarını müşahidə edirik. Ayrıca fotonlar işıq sürətində hərəkət etmələri onlar üçün zamanın olmadığı mənasını verir, yəni sıfır zamanda hərəkət edirlər.

Nisbilik nəzəriyyəsi ilə birlikdə zamanın nisbi bir anlayış olduğu ortaya çıxmış və yeni bir elmin (müasir fizika) qapısı açılmış oldu. Eynşteynin 1905-ci ildə irəli sürdüyü xüsusi nisbiliyin postulatları belədir:

İnersial sistemdə aparılan heç bir təcrübə ilə sistemin sükunətdə və ya bərabərsürətli düzxətli hərəkətdə olmasını aşkara çıxartmaq mümkün deyil.
Boşluqda istənilən inersial sistemdə təyin edilən işıq sürəti eynidir və c 3x108 m / san-ə bərabərdir. Təbiətdə işıq sürətindən böyük sürət yoxdur.
İndi zamanın nisbiliyi anlayışını ən yaxşı şəkildə təqdim edən və çox məşhur bir nümunə olmasına baxmayaraq hələ səhv başa düşülən əkizlər paradoksuna Riçard Qottun xüsusi izahatıyla baxaq: Yer və Kainat adlı əkizlər. Bu paradoksun klassik nümunəsidir. Təxmin etdiyiniz kimi Yer Yerdə qalır, Kainat isə bir raketlə işıq sürətinin 80%-i ilə Sentavr ulduzuna səyahət edir. Sentavr Yerdən 4 işıq ili uzaqlıqda olduğuna görə Kainatın oraya çatması 5 işıq ili kimi bir zaman gərəkdirəcək. Kainatın saatı Yerin saatına görə 40% daha yavaş irəliləyir. Buna görə də Kainat bu səfərdə sadəcə 3 il yaşlanır. Yer Kainatın ulduza gedişini 5 il kimi qiymətləndirməlidir. Kainat Sentavra çatdığı anda istiqamət dəyişdirir və yenə işıq sürətinin 80%-i ilə geri qayıdır. Dönüş səfəri yenə eyni şəkildə Yerə görə 5 il, Kainata görə də 3 il çəkir. Nəticədə Kainat Yerə çatdığı zaman özünün 6, Yerin isə cəmi 10 il yaşlandığını görür. Yəni Kainat Yer zamanına görə 4 il irəli getmişdir. Bax, paradoks tam bu nöqtədə ortaya çıxır.

Kainat işıq sürətinin 80% sürətlə Sentavr ulduzuna doğru gedərkən raketin şüşəsindən baxıb, əslində Yer kürəsinin işıq sürətinin 80% sürətiylə ondan uzaqlaşdığını və özünün sabit qaldığını deyə bilər. Bu düşüncədəki səhv budur, əkiz bacılar eyni təcrübələri yaşamadılar. Yerdə olan Yer istiqamət dəyişdirmədən sabit bir sürətlə hərəkət edən bir müşahidəçi (Yerin Günəş ətrafındakı sürəti nəzərdə tutulur) olduğuna görə Eynşteynin ilk postulatı ödənilir (xatırlayaq: İnersial sistemdə aparılan heç bir təcrübə ilə sistemin sükunətdə və ya bərabərsürətli düzxətli hərəkətdə olmasını aşkara çıxartmaq mümkün deyil). Kainat istiqamət dəyişdirmədən sabit sürətlə hərəkət edən bir müşahidəçi deyil.

Kainat Sentavra çatdığı zaman istiqamətini dəyişir. Önəmli olan ən kritik nöqtə yön dəyişdirmə anlayışıdır. İndi Kainatın bu səfər əsnasında nələr düşündüyünə baxaq: Kainat Sentavra doğru gedərkən şüşədən baxır və Yerin işıq sürətinin 80%-i ilə hərəkət etdiyini görür. Sentavra çatdığı zaman saatına baxar və 3 il keçdiyini görür bunu əsas alaraq işıq sürətinin 80%-i ilə hərəkət edən Yerdəki Yerin neçə il yaşlandığını tapmaq üçün hesablama aparır və gəldiyi nəticə 1,8 il olur. Yəni Kainata görə özü 3, Yer isə 1,8 il yaşlanmışdır. Sentavra çatdığı zaman Kainat istiqamətini Yerə doğru çevirir. Bu istiqamət dəyişmə anında hərəkətini etdiyi zaman fəza-zamanı əyri xətlə kəsir və əslində hərəkət edənin özü olduğunu qəbul edir. Dönüş yolu boyunca yenə işıq sürətinin 80%ii ilə hərəkət edən və Yerə çatan Kainat etdiyi hesablamalar nəticəsində qət etdiyi yol boyunca Yerin 8,2 il, dolaysı ilə  8,2 dönüş + 1,8 (gediş) olmaq üzrə cəmdə 10 il yaşlandığını özünün isə 3 + 3 il olmaq üzrə 6 il yaşlandığını hesablayır. Göründüyü kimi ortada paradoks yoxdur. Kainatın Yerdəki hadisələrin eyni vaxtda olduğuna dair olan fikri dönüş hərəkətindən sonra tamamilə dəyişir və əslində hərəkət edənin özü olduğunu qəbul edir. Yəni beləcə hər iki bacının yaşları haqqındakı hesablarının doğru olduğu ortaya çıxır.

Burada da çox dəqiq bir şəkildə görüldüyü üzrə zaman nisbi bir anlayışdır. Amma bu nisbilik fizika qanunlarına qətiyyən təsir etmir. Fizika qanunları sahib olduqları simmetriya sayəsində hər şərtdə qətiliyini mühafizə edir. Əgər sürət, zaman kimi anlayışlardan bəhs ediriksə məna qarışıqlığının qarşısın almaq üçün mütləq bir istinad nöqtəsi ifadə etməliyik. Kim bilir, bəlkə də zaman anlayışını daha ətraflı bir şəkildə anlaya bilsək, bir çox alimin və elmi-fantastika  rejissorlarının fantaziyası olan gələcəyə və keçmişə səfər normal işlərdən biri olacaq.

Milli.Az