Okunma: 887 kez

Zamanin ölçülmesi zorunlu olarak bir referans sistemini ve zamanla degisim gösteren herhangi bir olguyu gerektirir; örnegin dünyanin dönüsü ya da bir sarkacin salinimi. Dünyanin kendi ekseni etrafinda günlük dönüsü bir zaman ölçegi sunar. Radyoaktif elementlerin bozunumu uzun zaman araliklarini ölçmek için kullanilabilir. Zamanin ölçülmesi öznel bir unsur içerir. Misirlilar gün ve geceyi on ikiye bölmüslerdi. Sümerler 60’lik bir sayi sistemine sahiplerdi ve bu nedenle de saati 60 dakikaya ve dakikayi da 60 saniyeye böldüler. Metre, dünyanin kutuplarindan ekvatora kadar olan uzakliginin 10 milyonda biri olarak tanimlanmisti (her ne kadar bu tam olarak dogru olmasa da). Santimetre metrenin 100’de biridir, vesaire. Bu yüzyilin basinda, atomalti dünyanin arastirilmasi iki dogal ölçüm biriminin kesfedilmesine yol açti: Isigin hizi c, ve Planck sabiti h. Bunlar dogrudan ne uzunluk, ne kütle ne de zamandir, her üçünün birligidir.

Bir metrenin, Fransa’daki bir laboratuvarda saklanan bir çubugun üstüne çizilen iki çentik arasindaki uzaklik olarak tanimlanmasinda uluslararasi bir anlasma söz konusudur. Daha geçenlerde, bu tanimin hem kullanisli olabilecek kadar kesin olmadigi hem de olmasi gerektigi kadar sürekli ya da evrensel olmadigi anlasildi. Bu günlerde yeni bir tanimin benimsenmesi düsünülmektedir; seçilmis bir tayf çizgisinin üzerinde hemfikir olunmus (keyfi) dalga boylari sayisi. Diger taraftan, zamanin ölçülmesi, ele alinan cisimlerin ömrüne ve ölçegine göre degisir.

Açiktir ki, zaman kavrami referans sistemine göre degisecektir. Dünyadaki bir yil, Jüpiter’deki bir yilla ayni degildir. Zaman ve uzay düsüncesi de, insanoglu ile tüm ömrü birkaç günden ibaret olan bir sivrisinek için ya da ömrü trilyonlarca saniye olan bir atomalti parçacik için (süphesiz böylesi varliklarin herhangi bir sey hakkinda bir fikre sahip olabileceklerini kabul edersek) ayni degildir. Burada isaret ettigimiz sey, zamanin farkli baglamlarda anlasilma tarzidir. Eger belli bir referans sistemini veri kabul edersek, zamanin görülme tarzi farkli olacaktir. Bu durum pratikte bile belli ölçülerde görülebilir. Örnegin zamani ölçmenin normal yöntemleri, atomalti parçaciklarin ömürlerinin ölçülmesinde kullanilamaz, ya da “jeolojik zamanlari” ölçmek için farkli ölçütler kullanilmalidir.

Bu bakis açisindan, zamanin göreli olugu söylenebilir. Ölçme zorunlu olarak iliskililigi içerir. Insan düsüncesi özünde göreli olan birçok kavram barindirir, örnegin “büyük” ya da “küçük” gibi göreli büyüklükler. Insan bir fille karsilastirildiginda küçüktür, ama bir karincaya göre büyüktür. Büyüklük ve küçüklük, kendilerinde, hiçbir anlam tasimazlar. Saniyenin milyonda biri, siradan kosullarda, çok kisa bir zaman uzunlugu olarak görülür ama atomalti düzeyde son derece uzun bir zamandir. Diger uçta, milyon yil, kozmolojik düzeyde son derece kisa bir zamandir.

Uzay, zaman ve hareket düsüncelerinin hepsi maddi âlemdeki degisimleri ve iliskileri gözlemlememize dayanir. Ne var ki, zamanin ölçülmesi, farkli tipte meseleleri ele aldigimizda son derece degisir. Uzay ve zamanin ölçülmesi kaçinilmaz olarak, evrendeki olaylarin iliskilendirilebilecegi belli bir referans sistemine –dünya, günes ya da herhangi bir baska durgun noktaya– göredir. Maddenin her türden farkli degisime maruz kaldigi bugün artik açiktir: farkli hizlari içeren konum degisimi, farkli enerji düzeylerini içeren hal degisimi, dogum, bozunma ve ölüm, örgütlenme ve dagilma, ve diger birçok dönüsümler, her biri zaman araciligiyla ifade edilebilir ve ölçülebilir.

Einstein’da, uzay ve zaman yalitik olgular olarak ele alinmaz ve gerçekten de bunlari “kendinde sey” olarak ele almak mümkün degildir. Einstein’in gelistirdigi görüse göre, zaman, sistemin hareketine baglidir ve zaman araliklari öyle degisir ki, verili sistemdeki isik hizi harekete göre degismez. Uzamsal ölçekler de degisime tabidir. Eski klasik Newtoncu teoriler, günlük amaçlarimiz açisindan ve hatta evrenin genel isleyisine iliskin iyi bir yaklasim olarak halen geçerliliklerini korurlar. Newton mekanigi halen yalnizca astronomiye degil, mühendislik gibi pratik bilimler de dahil olmak üzere bilimin çok çesitli dallarina uygulanabilir. Düsük hizlarda, özel göreliligin etkisi ihmâl edilebilir.
Meselâ saatte 250 mil hizla hareket eden bir uçagin davranislari incelenirken yapilan hata, yüzde birin on milyarda biri kadardir. Ne var ki, belli sinirlarin ötesinde Newton mekanigi çöker. Örnegin, parçacik hizlandiricilarinda karsimiza çikan hizlarda, Einstein’in kütlenin sabit olmadigi ve hiza bagli olarak arttigi seklindeki öngörülerini dikkate almamiz gerekir.

Normal gündelik zaman ölçümü anlayisiyla, bazi atomalti parçaciklarin son derece kisa ömürleri yeterince ifade edilemezler. Meselâ, bir pi-mezon parçalanmadan önce saniyenin yalnizca 1016 da biri kadarlik bir ömre sahiptir. Benzer sekilde, nükleer bir titresimin periyodu, ya da tuhaf bir rezonans parçaciginin ömrü 10–24 saniyedir, yani yaklasik olarak isigin bir hidrojen atomunun çekirdegini geçme süresi kadar. Burada baska bir ölçme ölçegi zorunludur. Çok kisa zamanlar, diyelim ki 10–12 saniye, bir elektron osiloskobuyla ölçülür. Daha da kisa zaman araliklari lazer teknikleriyle ölçülebilirler. Ölçegin diger ucundaki çok uzun zaman araliklari ise radyoaktif “saat” ile ölçülebilir.

Bir bakima, evrendeki her atom bir saattir, çünkü isigi (yani elektromanyetik isinlari) yutar ve kesin olarak belli frekanslarla tekrar disari yayar. 1967’den beri, zamanin kabul edilmis uluslararasi resmi standardi atomik (sezyum) saate dayandirilmistir. Bir saniye, Sezyum-133 atomlarinin özel bir atomik yeniden düzenlenisleri sirasinda yaydiklari mikrodalga radyasyonun 9.162.631.770 titresimi olarak tanimlanir. Bu son derece kesin saat bile mutlak kusursuzlukta degildir. Yaklasik olarak 80 farkli ülkedeki atomik saatlerden farkli ölçümler alinir ve en kararli saatlerin lehine zamani “agirliklandirarak” bir sonuca varilir. Bu yöntemlerle, bir günde saniyenin milyonda birine varan bir kesinlikle zaman ölçümüne ulasmak mümkündür.

Günlük amaçlarimiz bakimindan, dünyanin dönüsüne ve günes ve yildizlarin görünen hareketine dayandirilan “normal” zaman tutma yeterlidir. Ancak modern ileri teknoloji alanindaki tüm bir dizi islem açisindan, meselâ gemilerdeki ve hava tasitlarindaki belli radyo sefer yardimlari açisindan, bu yöntem yetersiz hale gelmekte ve ciddi hatalara yol açmaktadir. Bu düzeylerde görelilik etkileri kendini hissettirir. Deneyler göstermistir ki, atomik saatler deniz seviyesinde, yerçekiminin daha zayif oldugu yüksek irtifalardakinden daha yavas çalismaktadirlar. 30.000 feet yükseklikte uçan atomik saatler saatte bir saniyenin üç milyonda biri kadarlik bir süre ileri giderler. Bu da Einstein’in öngörüsünü yüzde birlik bir hatayla dogrular.

Etiketler:  

Bilimler
Fizik
Zamanin Ölçülmesi

Sadece kayıtlı kullanıcılar yorum yazabilirler.
Lütfen hesabınıza giriş yapınız veya kayıt olunuz.

---