Zamanı anlamak-3: Newton’un mutlak zamanı ve dünyanın saati

22 Ekim 1707 gecesi, İngiliz donanmasının Akdeniz filosu sisli bir havada eve dönüyordu. Amiral Cloudesley Shovell ve kaptanları, Manş'ın ağzına girdiklerini sanıyordu. Yanılıyorlardı. Filo, İngiltere'nin güneybatı ucundaki Scilly Adaları'nın kayalıklarına doğru gidiyordu. Birkaç saat içinde dört savaş gemisi kayalara çarptı ve kesin sayısı bilinmese de 1.400 ile 2.000 arasında denizci boğuldu.

Felaketin sebebi bir saat sorunuydu. Denizciler enlemi, yani kuzey-güney konumlarını, Güneş'in ya da Kutup Yıldızı'nın yüksekliğinden kolayca bulabiliyordu. Ama boylamı, yani doğu-batı konumlarını, bulamıyorlardı. Boylamı bulmanın yolu ise zamandan geçiyordu.

Newton'un nehri

Önceki yazıda sarkaçlı saatin zamanı saniyelerle ölçmeye başladığını görmüştük. Bu hassasiyet kaçınılmaz bir soruyu doğurdu: Saat ne ölçüyor? Cevabı 1687'de Isaac Newton verdi. Principia'nın başında zamanı şöyle tanımladı: Mutlak, gerçek ve matematiksel zaman, kendiliğinden ve kendi doğası gereği, dışarıdaki hiçbir şeyle ilişkisi olmaksızın tekdüze akar.

Bu tanımın ne demek olduğunu bir benzetmeyle anlatalım. Newton'a göre zaman, evrenin içinden geçen görünmez bir nehir gibidir. Her yerde aynı hızla akar. Güneş, gezegenler, saatler, insanlar bu nehrin üzerinde yüzer. Saatlerimiz iyi ya da kötü olabilir; ama hepsinin altında, hiçbir şeyden etkilenmeyen tek bir gerçek zaman vardır. İstanbul'da bir saniye geçtiğinde, Ay'da da, en uzak yıldızda da bir saniye geçer. "Şimdi" denen an, bütün evren için aynıdır.

Alman filozof Leibniz buna itiraz etti. 1715-1716'da Newton'un savunucusu Samuel Clarke ile yazıştığı mektuplarda, zamanın kendi başına var olan bir şey olmadığını savundu. Ona göre zaman, olayların sırasından ibaretti; olaylar olmasa zaman da olmazdı. Tartışma felsefi olarak çözülmedi, ama pratikte Newton kazandı. Çünkü onun fiziği işe yarıyordu. Edmond Halley, Newton'un yasalarıyla bir kuyruklu yıldızın 1758'de döneceğini hesapladı; yıldız, Halley öldükten sonra tam zamanında gökyüzünde belirdi. Mutlak zaman iki yüz yıl boyunca sorgulanmayacaktı.

Denizdeki saat

Boylam sorununa dönelim. Dünya yirmi dört saatte 360 derece döner; yani her 15 derece bir saate, her derece dört dakikaya karşılık gelir. Bir gemi, çıktığı limanın saatini doğru tutan bir saat taşırsa, denizde güneşin tepe noktasına geldiği anı bu saatle karşılaştırarak boylamını bulabilir. Gemide öğlen olduğunda Londra saati öğleden sonra üçü gösteriyorsa, gemi Londra'nın 45 derece batısındadır.

Sorun, sallanan, ıslak, sıcaklığı durmadan değişen bir gemide aylarca doğru işleyen bir saat yapmaktı. Sarkaç denizde işe yaramazdı. Scilly faciasından yedi yıl sonra, 1714'te İngiliz Parlamentosu boylamı yarım derece hassasiyetle bulana 20 bin sterlin ödül koydu.

Ödülü, okulda eğitim görmemiş bir marangoz olan John Harrison kovaladı ve kırk yılını bu işe verdi. Çözümü üç fikre dayanıyordu. Birincisi, sarkaç yerine saniyede beş kez ileri geri salınan küçük ve ağır bir denge çarkı kullanmaktı; bu kadar hızlı salınan bir çarkı geminin yavaş yalpalaması bozamıyordu. İkincisi sıcaklıktı: Metal ısınınca uzar ve saat yavaşlar. Harrison pirinç ile çeliği yan yana perçinledi; ısınınca farklı oranda uzayan bu çift metal şerit kıvrılarak saatin hızını kendiliğinden düzeltiyordu. Termostatlarda bugün de kullanılan bu şerit onun buluşudur. Üçüncüsü sürtünmeydi: Yağ denizde koyulaşıp saati bozduğu için en kritik noktalara elmas ve yakut yataklar koydu.

Dördüncü saati H4, bir cep saatinden biraz büyüktü. 1761'de Jamaika'ya giden bir gemiye kondu; seksen bir günlük yolculuğun sonunda yalnızca beş saniye sapmıştı. Denizde zaman, dolayısıyla konum, artık bilinebiliyordu.

Her şehrin kendi öğleni

Karada ise bambaşka bir düzen hüküm sürüyordu. Her şehir saatini kendi güneşine göre ayarlıyordu. İlk yazıda gördüğümüz gibi İstanbul'da öğlen olduğunda Edirne'de öğlene daha yaklaşık on dakika vardı. At arabası çağında bu fark kimseyi rahatsız etmiyordu.

Tren her şeyi değiştirdi. Saatte elli kilometreyle giden bir trenin tarifesi, her istasyonun kendi saatine göre yazılamazdı. İngiliz demiryolları 1840'lardan itibaren tüm hatlarda Greenwich Gözlemevi'nin saatini kullanmaya başladı. Bir süre birçok şehirde iki saat birden geçerliydi: şehrin yerel saati ve istasyonun "demiryolu saati".

ABD'de durum daha karmaşıktı. Demiryolu şirketlerinin her biri kendi saatini kullanıyordu ve ülkede onlarca farklı demiryolu saati vardı. 18 Kasım 1883'te şirketler ülkeyi dört saat dilimine böldü. O gün öğlen, birçok şehirde saatler durduruldu ya da ileri geri alındı; bazı şehirler öğlen vaktini iki kez yaşadı. 

Greenwich: Dünyanın sıfır noktası

Bir yıl sonra, Ekim 1884'te 25 ülkenin temsilcileri Washington'da toplandı. Osmanlı Devleti de oradaydı. Konferans, Greenwich'ten geçen boylamı dünyanın başlangıç meridyeni kabul etti. Fransa oylamada çekimser kaldı ve 1911'e kadar Paris meridyenini kullanmayı sürdürdü. Ama yön belliydi: Dünya, 15'er derecelik dilimlere bölünmüş tek bir saate doğru gidiyordu.

Bu, Newton'un mutlak zamanının yeryüzündeki zaferiydi. Evrenin her yerinde aynı akan tek bir zaman varsa, dünyadaki bütün saatler de o tek zamana ayarlanabilirdi.

Alaturka ve alafranga

Osmanlı İmparatorluğu bu dönüşümü kendine özgü bir ikilikle yaşadı. Geleneksel "ezânî saat" yani alaturka saatte gün, güneşin batışıyla başlardı. Güneş battığında saat on iki olurdu. Gün batımı her gün birkaç dakika kaydığı için saatlerin her gün ayarlanması gerekirdi; muvakkithaneler bu ayarı ilan ederdi. Bu sistem namaz vakitleriyle uyumluydu ama trenin, telgrafın ve vapurun tarifesine uymuyordu.

Böylece Osmanlı şehirlerinde iki zaman yan yana yaşadı. Demiryolu, posta ve dış ticaret alafranga saati kullandı; cami ve gündelik hayat alaturkayı. Cep saatlerinin bir kadranında alaturka, öbüründe alafranga saat gösterilirdi. II. Abdülhamid'in tahta çıkışının 25. yılı olan 1901'de imparatorluğun dört bir yanına saat kuleleri dikildi. Bu kulelerin bir kısmında iki ayrı kadran vardı: biri alaturka, biri alafranga.

İkilik Cumhuriyet'le sona erdi. 26 Aralık 1925'te çıkarılan kanunlarla ülke, 1 Ocak 1926'dan itibaren hem miladi takvime hem de günü gece yarısı başlatan uluslararası saate geçti. Türkiye'nin saati de artık Greenwich'e göre ayarlanıyordu.

Kusursuz bir düzen mi?

On dokuzuncu yüzyılın sonunda tablo kusursuz görünüyordu. Zaman mutlaktı, her yerde aynı akıyordu ve insanlık dünyadaki bütün saatleri o tek zamana bağlamayı başarmıştı. Saatleri eşitlemek için tek gereken, bir sinyali bir yerden öbürüne göndermekti.

Ama bir sinyalin yolculuğu da zaman alır. Bu basit gerçek, saat eşitleme talepleriyle dolup taşan bir patent ofisinde, İsviçre'nin Bern şehrinde çalışan genç bir memurun aklına takılacaktı. Adı Albert Einstein'dı.

Gelecek yazı: Işığı Kovalamak — Işığın hızı nasıl ölçüldü ve fizikçiler neden hiç esmeyen bir rüzgârı aradı?