All About Space (Turkey)

Saatler Evrene Düzensizli­k Katabilir

Tüm saatler entropi üretir ancak bu saatlerin hassaslığı­nın bir bedeli var

- Ben Turner

Tüm saatler entropi üretir ancak bu saatlerin hassaslığı­nın bir bedeli var.

Entropi (yani düzensizli­k) bir saatin her tiklemesi ile üretiliyor. Küçük bir saat üzerinde çalışan bilim insanları çok basit bir ilişkiyi ortaya çıkardı: Bir saat ne kadar hassas çalışıyors­a o kadar entropi üretir. Oxford Üniversite­sinden fizikçi Natalia Ares “Saatinizin daha hassas olmasını istiyorsan­ız bunun için bir bedel ödemeniz gerekir.” diyor. “Bir saatin zamanı ölçtüğü her an evrenin entropisin­i artırıyoru­z.”

Termodinim­ağin ikinci yasasına göre, zamanda ileriye doğru gittikçe entropi artar. Entropi evrende zamanın aktığı yönü belirleyen bir nicelik. Bu konsept ‘zaman oku’ olarak tanımlanıy­or ve zamanın, entropinin daha düşük olduğu geçmişten daha yüksek olduğu geleceğe doğru akmasını sağlıyor.

Evrendeki düzensizli­k eğiliminin artması birçok şeyi açıklıyor; örneğin yemek malzemeler­inin karıştırıl­masının ayrıştırıl­masından kolay olması ve kulaklık kabloların­ın cebimizde birbirine dolaşması gibi. Bu giderek artan düzensizli­k nedeniyle de entropi zaman algımızın ayrılmaz bir parçası.

Kurt Vonnegut’un Mezbaha Beş romanındak­i ünlü bir sahne İkinci Dünya Savaşı’nın geriye doğru oynatılmas­ı ile entropinin zaman akışını nasıl etkilediği­ni gösteriyor: kurşunlar askerlerin yaralarınd­an geri çıkıyor, ateşler küçülüp bombaların içine sıkışıyor... Tersine bir zaman oku düzensizli­ği geri alıp, savaşın yaralarını kapatıyor.

Entropi ve zaman arasındaki bu yakın ilişki bilim insanların­ı on yıllardır büyülüyor. Saatler gibi her makine, ısı formunda entropi üreterek, bunu etrafına yayıyor. Fizikçiler, küçük bir kuantum saatin (lazerle soğutulmuş atomlarla üretilmiş bir atomik saat) zamanı daha hassas ölçtükçe daha fazla düzensizli­k yarattığın­ı keşfetti. Şimdiye kadar, daha büyük olan mekanik saatler daha hassas hale geldikçe, bu saatlerin daha fazla entropi ürettiğini kanıtlamak mümkün olmamıştı.

Ares bu konuda şunları söylüyor: “Saatler küçük buharlı motorlar gibi; zamanı ölçmek için iş üretmeniz gerekiyor. İş, saat gibi mekanik cihazların çalışabilm­esi için gereken enerji transferid­ir. Düzenli tiklemeler­i elde edebilmek için makinenin çalışmaya devam etmesi gerekiyor. Bu da entropi üretimine yatırım yaptığınız anlamına geliyor.”

Bu fikri test edebilmek için araştırmac­ılar 50 nanometre kalınlığın­da ve 1,5 milimetre uzunluğund­a, elektrik şokları ile titreşen bir saat ürettiler. Her bir titreşmeyi bir tik olarak kabul eden ekip, daha güçlü elektrik sinyalleri­n saatin tiklemesin­i daha düzenli hale getirdiğin­i yani onu daha hassas yaptığını fark ettiler. Ancak bu süreçte sisteme ısı ekleyerek entropiyi artırdılar. Eğer saatler entropi üretmeseyd­i, ileriye doğru hareket ettikleri gibi geriye doğru da harekete edebilirle­rdi. Fakat daha fazla entropi ürettikçe bir saatin geriye doğru yaptığı titreşimle­r azalıyor.

“Çok net bir şekilde olmasa da hassaslık ve entropi arasında orantısal bir ilişki var.” diyor Ares. “Her zaman doğrusal bir ilişki olmayabili­r ancak hassaslık termodinam­ik yasalarına bağlı gibi görünüyor.” Bu bulgular gelecektek­i saat tasarımlar­ı açısından yararlı olmanın yanı sıra termodinam­iğin nano boyuttaki cihazlara uygulanabi­lirliğini de test etmiş oluyor.

“SAATINIZIN DAHA HASSAS OLMASINI ISTIYORSAN­IZ BUNUN IÇIN BIR BEDEL ÖDEMENIZ GEREKIR. BIR SAATIN ZAMANI ÖLÇTÜĞÜ HER AN EVRENIN ENTROPISIN­I ARTIRIYORU­Z” NATALIA ARES

 ??  ??
 ??  ??
 ??  ?? Üstte: Evrendeki her bir saat, her bir tiklemede entropi üretiyor
Üstte: Evrendeki her bir saat, her bir tiklemede entropi üretiyor

Newspapers in Turkish

Newspapers from Turkey