BÜYÜK PATLAMA’DAN BÜYÜK SON’A

Büyük Patlama ilk anından itibaren gazlardan ve parçacıklardan oluşan evren için bir kaos söz konusuydu. Herhangi bir biçimden ve düzenden yoksun, karmakarışık bu kaotik ortamın yerini muhteşem ve bir o kadar da akıl almaz ölçüde bir düzene bıraktığı sanılabilir; ancak Evrenin Kaostan Kozmosa geçip tamamen düzenli olması mümkün değildir.

Nitekim Büyük Patlama’dan günümüze, evrenin aşırı sıcaklığının ve inanılmaz genişleme hızının normale gelmesi gibi bazı düzene giren etkenler sözkonusu olsa da, diğer taraftan sürekli meydana gelen süpernova (yıldız ölümleri) patlamaları sonucu evrende yıldız, gezegen ve güneş oluşumlarındaki artışın yanı sıra kozmosun soğuması halen bir kargaşanın göstergesidir.

Kaos yalnız evrenin başlangıcında var değil evrenin ta kendisidir Kozmos öngörülebilen eylemleri içinde barındırmasından ziyade karışıklıktan hoşlanır; zira evrende ve çevremizde gerçekleştiğini görüp de aklımıza gelen hemen her şey bir kargaşanın sonucudur.

Ayrıca böylesine muhteşem bir evrende yaşamın olma ihtimali, var olmamasından, daha küçüktür. Nitekim şimdikine nazaran daha güçlü kütleçekim sabitinin olduğu bir evren, şu anda varolan evrenimizden küçük ve çok daha kısa ömürlü olurdu. Böylece insanoğlu gibi karmaşık biyolojik türlerin yeryüzünde varolup gelişmesi için çok yetersiz olurdu. Eğer kütle çekim şimdikinden daha az kuvvetli olsaydı, bu kez madde yıldızların ve galaksilerin yoğunlaşmasına imkân vermeyeceği için evren bir nevi boş bir kovayı andıracaktı.

Asıl problem bütün bunlardan ziyade bizim türümüzü bekleyen tehlikedir zira yıldızların ve galaksilerin ömürlerinin kısa olduğu bir evrende yaşamın da çok uzun olmayacağı apaçık ortadadır. Ayrıca Hawking’in dediği gibi; bizimkine benzer bir evrenin oluşması ve burada da yaşamın olması beklenemezdi: Gerçekte galaksileri ve yıldızlarıyla bizimki gibi bir evren tümüyle imkan- sızdır. Eğer bir kimse ortaya çıkarılabilen sabitleri ve yasaları düşünürse, bizimki gibi bir yaşamı üreten bir evrenin var olmama olasılığının gerçekte çok yüksek olduğunu kabul edecektir.

Eğer evrenimizdeki varoluş ve yokoluş süreçlerine dikkat edecek olursak oradaki düzensizliğin, düzene göre çok daha kolay elde edilebildiği görülür. Bir ağacın ne kadar uzun sürede büyüdüğünü ve sonrasında onu ateşe verip yaktığımızda ne kadar kısa sürede kül olacağını… Uzayda yıldızların ve gezegenlerin milyarlarca yıllık bir süreçte oluşup, enerjisi bittiğinde dakikalar sonrasında patlayarak yok olacağını…Kısaca evren düzenden pek hazetmez, Kısaca Kozmos, tüm canlı ve cansız varlıkların birbirleriyle derinden uyumlu bağlarının gizlerini içerir ve bu karmaşık ama gizemli bir incelikle işlenmiş bağlara karşı hayranlık ifade eden bir yapıya sahiptir. Kısacası İbn-i Heysem’in dediği gibi: Evren, değişimlere rağmen bir düzen; ayrıntılara rağmen bir ahenk içindedir.

Termodinamiğin İkinci Yasası

Termodinamik, ısı, enerji ve entropi arasındaki ilişkilerle ilgilenen bilimsel araştırmalar bütünüdür. Sadi Carnot, buhar makinasında, ısının, yüksek sıcaklıktaki bir bölgeden, yani kazandan, aşağı sıcaklıkta bir bölgeye, yani kondensere aktığına ve bu süreçte, silindir ve piston ile mekanik iş üretildiğine, dikkat çekiyordu. “Carnot İlkesi”ne göre aynı sıcaklıklar arasında çalışan tüm ısı makinelerinin verimi aynı olmalıydı; makine hangi çalışma biçiminde çalışırsa çalışsın ve çalışma maddesi ister buhar, ister hava, isterse başka bir madde olsun, verim aynı olmalıydı. Böylece ısı ile iş arasındaki ilişkiyi belirleyen Carnot, ısının yüksek sıcaklıktan alçak sıcaklığa düşmesinin enerji ürettiğini ortaya koydu.

Fransız Fizikçi Sadi Carnot’un ölümünden kırk yıl sonra ortaya çıkan el yazmaları çok daha dikkat çekiciydi; termodinamiğin birinci yasasını ele almakla kalmıyor, bu yasayı sağlam temeller üzerine oturtuyordu: Isı, şekil değiştirmiş hareketin kendisinden başka bir şey değildir. Hareket Ettirici Gücün, tükenip yok olduğu her yerde, bu Güç’ün miktarı ile orantılı bir nicelikte Isı meydana gelir. Bunun karşılığı olarak, Isı’nın tükenip yok olduğu her yerde Hareket Ettirici Güç ortaya çıkar. Buna göre Doğada bulunan Hareket Ettirici Güç miktarının Değişmediği ve genel olarak bu “GÜÇ”ün hiçbir zaman tükenip yok olmayacağı gibi, Meydana da getirilmediği, genel bir tez olarak kabul edilebilir. Gerçekte bu Güç şekil değiştirir. Yani, şu ya da bu çeşit bir Hareket meydana getirir. Fakat hiçbir zaman Yok olmaz…

Enerji korunumu ve enerjinin farklı hallerinin birbirine dönüşebilirliğine ulaşan başka bir Alman bilim insanı Hermann Helmholtz’un koyduğu termodinamiğin ilk yasası olan, enerjinin korunumu yasasına göre evrendeki tüm enerji miktarı sabittir. Buna göre enerjiden kazancın ve kaybın olmadığı bu durumda enerji dönüşümü mümkündür. Yani kimyasal enerji, kinetik enerji veya aklınıza gelebilecek diğer enerji türleri bir formdan diğerine dönüştürülebilir. Öyleyse uçsuz bucaksız muhteşem zenginliklerin ve olağanüstü güzelliklerin bulunduğu öylesine ahenkli ve zarif evrenimizdeki düzen nasıl sağlanıyordu.

Entropi Nedir

Kozmostaki düzeni sağlayan Entropi, bir sistemdeki düzen ve düzensizliğin veya sistemdeki rastgeleliğin ölçüsüdür. Entropiyi anlamak için bu kavramda sistemle neyin kastedildiğini anlamalıyız. Termodinamik olarak sistem; üstünde incelemeler yapılan belli sınırdaki evren parçasıdır. Sistem; açık sistem (bir fincan içerisindeki Türk kahvesi), kapalı sistem (şişe içerisindeki su) ve izole sistem (termos) olmak üzere üç kısımda incelenir.

Alman Fizikçi Rudolf Clasius (1822-1888) ilk yasadaki enerji dönüşümünün mümkün olduğunu buldu. Clausius gözlemlerinde, enerjinin küçük bir kısmının her zaman ısıya dönüştüğünü ve bu dönüşüm sırasında açığa çıkan ısının da herhangi bir başka enerji formuna dönüşmediğini fark ederek şu sonuca ulaştı: Evren’deki enerji ısı olarak bir bozunmaya uğruyor ve böylece kullanılabilir enerji miktarı ise doğal olarak azalıyordu.

Sürekli artan bozunmanın ve kaosun derecesini gösteren Entropi, evrendeki değişimlerin giderek daha düzensizliğe yol açtığını öngören Termodinamiğin İkinci Yasası ile ifade edilir. Evren’de olduğu gibi, ele alınan belli bir sistemde de enerjinin işe dönüşebilmesi için o enerjinin yoğunluğunda belirli bir düzenin olması şarttır: Bir sistemdeki enerji, yoğunluğu yüksek olandan, yoğunluğun daha düşük olduğu noktaya doğru bir yönelir; ta ki o iki sistem arasındaki enerjiler denkleşinceye kadar bu enerji alışverişi sürer. Bu hareketi sağlayan enerjiden de iş elde edilir.

Clausius, örnek olarak kapalı bir sistemi ele aldı ve kapalı bir sistemdeki ısı miktarının gerçekleşen bütün süreçlerinde daima artacağını söyledi. Normal koşullarda kapalı bir sistemin ısısının sabit kalma ihtimali bulunur, ancak asla bir azalma söz konusu olamaz. Rudolf Clausius, Berlin’deki çalışmaları sonunda, ısıyı işe dönüştürecek bir ısı makinesinde, ısı makinesine verilen ısı miktarının onun sıcaklığına oranı, ısı makinesinden atılan ısının düşük sıcaklıktaki ısı deposu sıcaklığına oranına eşittir, diyecekti, Böylece, ısının sıcaklığa oranı olarak entropi kavramına açıklık getirmişti.

Sonra Clausius, bir sistemin kendi haline bırakıldığında enerji farklarının daima denkleşmeye doğru gideceğini tespit etti: Elimizde birisi soğuk diğeri ise sıcak iki şişe su olsun. Bu şişeleri yan yana getirelim. Bir süre sonra şişeler arasındaki ısı alışverişi öyle olur ki, her iki şişede aynı sıcaklığa gelene kadar şişedeki soğuk su ısınır, sıcak su ise soğur. Bu eşitlemenin de doğada genel bir yasa olduğunu ileri sürdü.

Evren Gerçekten Düzenli mi

Düzenler, genel düzensizlik tarafından yenilmeye mahkumdur. Unutmayalım ki Entropi sürekli artar; enerji azalır; düzensizlik artar. Sütü ısıtmak, odamızı toplamak zorundayızdır. Güneş ölmek zorundadır. Evren ölmek zorundadır. Bunlar, sürekli düzensizliğe olan eğilimin göstergeleridir.

Entropi, bir düzensizlik ölçüsüdür. Mesela masanız, açık duran, üst üste konmuş kitaplar, makaleler, eski gazeteler, işe yaramaz postalarla doluysa, son derece düzensiz bir halde, yani yüksek entropi halinde demektir. Öte yandan makaleniz alfabetik sıraya göre konmuş, gazeteleriniz kronolojik sıraya göre yerleştirilmiş, kitaplarınız yazarların isimlerine göre alfabetik sıraya dizilmiş, kalemleriniz kalemliğe konmuş haldeyse; masanız son derece düzenli bir halde, yani düşük entropi durumunda demektir.

Fizikçiler; entropiye, bir şeyin entropisini kesin bir sayısal değer kullanarak tanımlamayı mümkün kılan, tamamen niceliksel bir tanım getirmişler: Büyük sayılar, entropinin yüksek olması, küçük sayılar düşük olması anlamına gelir.

Bu sayı, kabaca belli bir fiziksel sistemdeki bileşenlerin, sistemin genel görünümünü olduğu gibi bırakarak yeniden düzenlenme olasılıklarını ifade eder. Masanız düzgün ve temizse, herhangi bir yeniden düzenleme; gazetelerin, kitapların ya da makalelerin sırasını değiştirmek, kalemleri kalemlikten çıkarmak onun o son derece düzenli olan örgütlenme biçimini bozacaktır. Bu durum, masanın düşük entropiye sahip olmasını açıklar. Bunun tersi olan bir durum da masanın yüksek entropiye sahip olmasını açıklar.

Entropinin tam tanımı aslında, bir fiziksel sistem içindeki temel bileşenlerin, sistemin makroskobik özelliklerini (enerjisini ve basıncını) etkilemeyen mikroskobik kuantum mekaniğine özgü özelliklerinin muhtemel yeniden düzenlemelerinin sayısını bulmayı gerektirir. Entropinin, bir fizik sistemindeki düzensizliği tam olarak ölçen, tamamen niceliksel kuantum mekaniğine özgü bir kavram olduğunu anlayabiliyorsak, ayrıntılar önemli değildir.

Zaman Oku

Termodinamiğin ikinci yasasına göre entropi daima artış gösterir. Düzensizliğin ve entropinin zamanla artışı, zaman oku dediğimiz, zamana yön vererek geçmişi gelecekten ayıran şeydir. Modern bilimin öncülüğünde, termodinamik zaman oku, psikolojik zaman oku ve kozmolojik zaman oku gibi en az üç oku vardır.

İlki olan termodinamik zaman oku, kaostan doğan düzeni yani entropiyi temsil eder. İkinci olarak en gizemli olanı psikolojik zaman oku insanoğluna dair birçok metaforun yanı sıra zaman kavramımızdaki algılarımızı altüst eden bir şeye sahiptir. Öyle ki bu zaman okunun esrarlı tarafı, neden geçmişi hatırladığımız, ancak geleceğe dair herhangi bir hatıramızın bulunmadığı garip metaforları içinde barındırmasıdır. Son olarak da kozmik zaman oku Büyük Patlama’dan itibaren evrenin genişlemesine değinen ve sonrasında da neler olabileceğine dair tahminlerde bulunan zaman yönüdür.

İkinci yasa, düzensiz durumların sayısının, düzenli durumlara göre daima çok daha fazla olmasından kaynaklanır. Çevremizde olup biten her şey, entropinin artışına birer örnektir. Birisi göle bir taş atar ve yukarıya doğru sular sıçrar; bir cam bardak yere düşer ve kırılır; canlılar ölür ve çürür; böylece suyun sıçraması, kırılma ve çürüme işlemleri bu maddeleri oluşturan atomların çevreye dağılmasını gösterir. Entropideki bu artış, her şeyin yolunda gittiğini belirtir ve ayrıca zaman içinde sürekli olarak ileriye doğru gittiğimizin göstergesidir.

Öte yandan, zamanın ileriye doğru mu yoksa geriye doğru mu gittiğini söyleyemediğimiz bu süreçte, hiçbir entropi değişikliği söz konusu değildir.

Eğer entropide bir değişim varsa da bunu gözlemek çok zordur. Oysa zamanda geriye doğru gittiğimizi varsayarsak, ancak entropinin azaldığını gözlemle- yebiliriz. Böyle bir durumda bir cam bardak yere düşüp kırıldığında bunu sinema filmlerinde olduğu gibi geriye sarabiliriz. Kırılan bardak yavaşça yerden kalkarak kırık cam parçaları düzenli bir şekilde birleşir ve düştüğü yerde yeniden sapasağlam bir hale gelir.

İkinci yasaya göre evrenin entropisinin sürekli artmakta oluşu, evrendeki enerji dağılımının da sürekli olarak bir denkleşmeye doğru yöneldiğini yani enerji yoğunluğu arasındaki farkların giderek ortadan kalktığı ve enerji yoğunluğunu denkleştiren süreçlerin düzensizliğinin de artması anlamına gelmektedir.

Evren’deki entropi miktarının daima arttığı bilimsel bir gerçeklik, nitekim bir süre sonra entropi maksimuma ulaşarak kozmosta kullanışlı hiçbir enerji kalmayacaktır ve böylece düzensizlik evrende mutlak hâkimiyet kuracaktır. Çok çok uzun yıllar sonra, enerji yoğunluğundaki farklar tamamen ortadan kalktığında, artık, enerjiden iş elde edilemeyecek, ayrıca evrende bir daha herhangi bir değişiklik gözlenmez olacaktır. Böylece evrenin dört bir yanındaki her noktasında evren bir duruşa doğru gidecektir.

Entropi Maksimum Olduğunda Evren’e Ne Olacak?

Clausius Dünya’nın entropisi bir maksimuma doğru artar demişti Entropinin evrenin her noktasında maksimuma ulaştığı andan itibaren enerji akışı duracak ve bir daha kozmosta hiçbir şey olmayacaktır. Kısacası bilimsel bakış açısına göre kozmos için toplu bir yok oluş söz konusudur. Bu sürecin sonunda büyük olasılıkla insanlık, dünyamız, hatta diğer gezegenler için de zamanın çoktan dolmuş olacağı kesindir. Oysaki en iyimser bakış açısına göre başka bir evrene gidip yok olmaktan kurtulabiliriz. Eğer Hawking’in evrenimizin, başka bir evrendeki kara delikten meydana geldiği teorisi doğruysa, bu ikinci evrene gidip gezegen veya gezegenlerde hayatımızı devam ettirebiliriz! Ancak bu olsa bile böylesi bir evrende de -varolan her şeyde olduğu gibi- entropi yasası muhakkak ki işleyecek ve en sonunda burada da bizi nihai bir son karşılayacaktır.

Öte yandan: Maksimum entropide kozmostaki enerji eşit olarak dağılması ve zamanın ilerlemesi söz konusu olmasa da, bu şartlar altında dahi enerjinin yok olmayacağı; çünkü enerjinin korunumu ilkesine göre, hiçbir şey yoktan var – vardan da yok edilemez. Buna göre atomsal enerji hala vardır ve elektronların çekirdek etrafında dönmesi gibi rastgele hareketleri halen söz konusudur. Bu hareketler sonucu enerjinin yoğunlaşmasıyla orada yeniden bir düzen kurulabilir ve her şey şimdikine benzer bir şekilde düzen içine girebilir. Nitekim evren tüm bunları gerçekleştirecek olasılıklara sahiptir. Sonuç olarak ne olursa olsun denebilir ki: Entropiyi anlamak, kozmosu anlamak olacaktır!

Teoloji ve Felsefede Entropi

İnsanların yeryüzünde keşfettikleri en büyük kanunlardan biri Entropi Kanunu, Evrende her şey, kendini minimum enerjiye ve maksimum düzensizliğe çekmek ister, der. Bu kanunla evreni, bir yaratıcının yönettiğinin ve idare ettiğinin ispat edildiğini savunan görüşler vardır: Madem evrende her şey kendini minimum enerjiye çekmek istiyor, öyleyse evreni dağılmaktan ve düzensizlikten alıkoyan bir enerjiye ihtiyaç vardır. Bu enerji evrenin her yerinde, mikro alemden, makro aleme kadar hükümlerini icra edebilmeli; evrenin düzenini ve enerji seviyesini devam ettirebilmesi ancak bu şekilde mümkün olabilir, demektedir.

Öte yandan, henüz hücre seviyesinde bile entropiye karşı mücadele etmekte nasıl adenozin trifosfat adlı bir nükleotidin kilit rol oynuyorsa, evrensel ölçekte de entropiye karşı denge teşkil eden fiziksel süreçlerin varlığından söz edilebilir. O halde metafizik bir üst otoritenin varlığı şart değildir diye düşünen görüşler de mevcuttur

Budha, bileşik olan her şeyin eninde sonunda çözülüp dağılacağını; bu, evrensel bir yasadır ve istisnası yoktur, derken; Entropi yasasındaki evrensel düzensizliğe gidiş olgusu yer alır, ancak Budha düşüncesi, bu düzensizliğin ardından yeniden düzenlilik geleceğini öngörmez. Bu alan Batı düşüncesinde Kaos Kuramları Doğu düşüncesinde ise Tao açılımlarında ele alınır.

Süleyman A.Doğan, Kendime Makaleler. 05-23, İstanbul