The earliest time measurements were observations of cycles of the natural world, using patterns of changes from day to night and season to season to build calendars. More precise time-keeping, like sundials and mechanical clocks, eventually came along to put time in more convenient boxes. But what exactly is it that we’re measuring? Is time something that physically exists, or is it just in our heads? At first the answer seems obvious— of course time exists; it constantly unfolds all around us, and it’s hard to imagine the universe without it.
En eski zaman ölçü birimleri doğal dünyanın döngülerini gözlemlemekti, takvimleri oluşturmak için gündüzden geceye ve mevsimden mevsime oluşan değişimlerin modelleri kullanılırdı. Daha doğru zaman ölçüsü -güneş saati ve mekanik saatler gibi- nihayetinde zamanı daha kullanışlı bölümlere ayırmak için ortaya çıkmıştı. Peki ölçtüğümüz şey aslında neydi? Zaman fiziksel olarak var olan veya sadece zihnimizde var olan bir şey miydi? İlk bakışta cevap belli olabilir- tabii ki zaman var olan bir şey; sürekli etrafımızda gelişiyor ve zamansız bir evren düşünmesi çok zor.
But our understanding of time started getting complicated thanks to Einstein. His theory of relativity tells us that time passes for everyone, but doesn’t always pass at the same rate for people in different situations, like those travelling close to the speed of light or orbiting a supermassive black hole. Einstein resolved the malleability of time by combining it with space to define space-time, which can bend, but behaves in consistent, predictable ways.
Fakat zaman anlayışımız Einstein sayesinde karmaşıklaştı. İzafiyet teorisi zamanın herkes için ilerlediğini ancak farklı durumlardaki insanlar için hep aynı hızda ilerlemediğini söyler, tıpkı ışık hızına yakın hızla yol alan veya süper kütleli bir kara deliğin yörüngesinde dönen cisimler gibi. Einstein zamanın genleşmesini uzay-zamanı tanımlamak için bunu uzayla bağdaştırarak çözdü, uzay-zaman bükülebilirdi ancak sürekli, öngörülebilir yolda hareket ediyordu.
Einstein’s theory seemed to confirm that time is woven into the very fabric of the universe. But there’s a big question it didn’t fully resolve: why is it we can move through space in any direction, but through time in only one? No matter what we do, the past is always, stubbornly, behind us. This is called the arrow of time.
Einstein'ın teorisinin zamanın evrenin dokusuna örüldüğünü doğruladığı görülüyor. Fakat tam olarak çözemediği büyük bir sorun var: Neden uzayda herhangi bir yönde gidebilirken zamanda sadece bir yönde gidebiliyoruz? Ne yaparsak yapalım, geçmiş her zaman inatla arkamızda duruyor. Buna "zaman oku" denir.
When a drop of food coloring is dropped into a glass of water, we instinctively know that the coloring will drift out from the drop, eventually filling the glass. Imagine watching the opposite happen. Here, we’d recognize time as unfolding backwards. We live in a universe where the food coloring spreads out in the water, not a universe where it collects together.
Bir damla gıda boyası bir bardak suya damladığında içgüdüsel olarak boyanın damladan ayrılıp sonunda bardağı dolduracağını biliriz. Tam tersini izlediğinizi hayal edin. Burada zamanın geriye doğru işlediğini görüyoruz. Gıda boyasının suda yayıldığı bir dünyada yaşıyoruz, suda birleştiği bir dünyada değil.
In physics, this is described by the Second Law of Thermodynamics, which says that systems will gain disorder, or entropy, over time. Systems in our universe move from order to disorder, and it is that property of the universe that defines the direction of time’s arrow.
Fizikte bu, Termodinamiğin İkinci Yasası olarak tanımlanır, buna göre sistemler zamanla düzensizlik veya entropi kazanır. Evrenimizdeki sistemler düzenden düzensize doğru hareket eder, bu ise, zaman okunun yönünü tanımlayan evrenin özelliğidir.
So if time is such a fundamental property, it should be in our most fundamental equations describing the universe, right? We currently have two sets of equations that govern physics. General relativity describes the behavior of very large things, while quantum physics explains the very small. One of the biggest goals in theoretical physics over the last half century has been reconciling the two into one fundamental “theory of everything." There have been many attempts —none yet proven— and they treat time in different ways. Oddly enough, one contender called the Wheeler-DeWitt equation, doesn’t include time at all.
O hâlde, zaman bu kadar temel varlıksa, aynı şekilde evreni tanımlarken en temel denklemlerde de olmalı, değil mi? Şu anda fiziği yönlendiren iki adet denklem var. Genel izafiyet çok büyük şeylerin hareketini tanımlarken, kuantum fiziği çok küçük şeyleri açıklar. Son yarım yüzyıldır, teorik fizikte en önemli amaç bu ikisini "her şeyin teorisi" temelinde bağdaştırmaktır. Birçok deneme yapılmış -henüz hiçbiri kanıtlanmamış- ve zamana farklı açılardan bakmışlardır. Şaşırtıcı bir şekilde, bir iddia sahibi olan Wheeler-DeWitt denklemi zamanı kapsamaz.
Like all current theories of everything, that equation is speculative. But as a thought experiment, if it or a similarly time-starved equation turned out to be true, would that mean that time doesn’t exist, at the most fundamental level? Could time just be some sort of illusion generated by the limitations of the way we perceive the universe? We don’t yet know, but maybe that’s the wrong way of thinking about it. Instead of asking if time exists as a fundamental property, maybe it could exist as an emergent one.
Mevcut diğer her şeyin teorileri gibi bu denklem de şüpheliydi. Fakat bir düşünce deneyi olarak bu denklem veya benzeri bir zamandan yoksun denklemin doğruluğu ortaya çıkarsa bu, zaman en temel düzeyde yok demek mi oluyordu? Zaman evreni algılama şeklimizin kısıtlamalarıyla oluşan bir çeşit illüzyon olabilir miydi? Henüz bilmiyoruz ama belki de yanlış bir düşünce şekli olabilir. Zamanın temel varlık olarak var olması dışında gelişmekte olan özellik olarak da var olabilirdi. Gelişmekte olan özellikler bir sistemin
Emergent properties are things that don’t exist in individual pieces of a system, but do exist for the system as a whole. Each individual water molecule doesn’t have a tide, but the whole ocean does.
bağımsız parçalarında olmayan ancak sistemde bir bütün olarak var olan şeylerdir. Her bağımsız su molekülünde gelgit yoktur ama okyanusun bütününde vardır. Bir film, aralarında akıcı, sürekli değişim olan
A movie creates change through time by using a series of still images that appear to have a fluid, continuous change between them. Flipping through the images fast enough, our brains perceive the passage of time from the sequence of still images. No individual frame of the movie changes or contains the passage of time, but it’s a property that comes out of how the pieces are strung together. The movement is real, yet also an illusion. Could the physics of time somehow be a similar illusion?
bir dizi durağan görüntünün değişimini kullanarak zaman içinde değişim oluşturabilir. Görüntüler arasında hızlı geçişle, beynimiz durağan görüntülerin art arda gelmesinden zamanın akışını algılar. Filmin bağımsız bir bölümü zamanın akışını değiştirmez veya zamanı kapsamaz; ancak parçaların birlikte dizilişiyle ortaya çıkan bir varlıktır. Hareket gerçektir, fakat bir illüzyondur. Zaman fiziği de benzeri bir illüzyon olabilir mi? Fizikçiler hâlâ bu ve benzeri soruları araştırıyor,
Physicists are still exploring these and other questions, so we’re far from a complete explanation.
dolayısıyla tam bir açıklamaya uzağız. En azından şimdilik.
At least for the moment.