EINSTEIN'I SİRKÜLASE EDEN KATOLİK RAHİP

Einstein doğduğunda babası da İtalya'da elektrik santralleri işi ile uğraşıyordu. Kim derdi ki küçücük bir çocuğun yeni yeni tanıştığı türbinler ve transformatörlerden esinlenip Genel Görelilik gibi 20. hatta 21. yüzyıla damgasını vuran teorisini yazacak.

Fizik eğitimini tamamlayan Albert, daha 25 yaşındayken 3 makale yazmıştır. Her makale ayrı ayrı değerlendirildiğinde Nobel ödülünü alacak kadar değerliydi. İlki atomların kesin kanıtını içeren ve boyutlarını hesaplayabildiği makalesidir. Sıvı üzerinde anlamsız hareketler yapan çiçek polenlerini gözlemleyen Robert Brown (literatüre de Brown hareketi olarak geçmiştir) bu hareketi polenlerin canlı olmasına bağlamıştır. Einstein, bu deneylerden ilham alarak polenlerin, moleküllerin yani atomların titreşmesinden kaynaklandığını düşünmüş, akışkan üzerindeki titreşim mesafelerinden de boyutlarını hesaplayabilmiştir. İkinci makale hepimizin bildiği meşhur Özel Görelilik Kuramı'ydı. Albert'e göre Maxwell ve Newton mekaniği arasında uyuşmayan bir şeyler göze çarpar. Maxwell, sabit bir ışık hızından bahsederken, Newton hesaplamalarında, hep ivme vardır ve hız ancak başka bir nesneye göre değerlendirilir, niceliği de buna bağlıdır. Bu durumda ışık hızı hangi nesne baz alınarak değerlendirilebilir? İmdada her zamanki gibi Einstein'in hayal gücü ve muhteşem öngörüsü yetişiyor. Kritik nokta, geçmiş ve gelecekten ziyade, şimdidir. Şimdi dediğimiz olgu, aslında mesafeler arttıkça süresi uzayan bir şimdidir. Çok uzaktaki birisi ile mesela Mars'a gönderdiğimiz bir astronotla radyo dalgaları aracılığı ile konuştuğumuzu düşünün; bizim sesimiz ona 15 dakika sonra ulaşır, bu sürede Mars'ta pek çok olay olabilir ancak, bizim için bu 15 dakika sürede olanlar ne geçmiş ne de gelecektir. Mars'ta olan kişi için de aynı şey geçerlidir. Bu tespit basit ve sıradanmış gibi görünse de önemli bir sonucu vardır; uzay ve zamanın, bir bütünün parçaları olduğu ilk kez ortaya konulmuştur. O halde Newton mekaniği, bu tespit doğrultusunda yeniden ele alınmalıdır. Bu fikirden çıkarılan asıl ciddi sonuçlar; ayrı gibi görünen ikiliklerin birleştirilmesi ile ortaya çıkmıştır. Maxwell, elektrik ve manyetik alanları elektromanyetik olarak tanımlamış; Einstein, uzay ve zamanı bir bütün olarak düşünmekle kalmamış, Newton'un enerji ve kütle değerlerini de aynı biçimde birleştirmiş ve birbirlerine dönüşebilen iki farklı hal olarak öngörmüştür. O güne kadar kütlenin korunumu ve enerjinin korunumu bir yasa olarak kabul edilirken, aslında bunların toplamının korunduğu anlaşılmıştır. Ve el çabukluğu marifet, bu öngörüler doğrultusunda meşhuur $E=m{c}^2$ karşımıza çıkıvermiştir. Üçüncü makale, fotoelektrik etki ile alakalıdır. Yüksek enerjili fotonların metal yüzeylere temas ettiğinde elektron koparması ve bu sayede enerji elde edilebileceğinden bahseder. Bu çalışma, ışığın elektromanyetik bir dalga olmasının yanı sıra, tanecik özelliği olduğunu da ispat eder. Her nedense bu çalışması Özel Görelilik Kuramı'ndan daha değerli görülmüş ve Nobel ödülü verilmiştir.

Gelelim kuramların en muhteşemine; "GENEL GÖRELİLİK". Yazının başlığında gördüğünüz sinir bozucu rahibimiz de burada hikayeye ufak ufak dahil olacak.

Einstein, artık meşhur birisidir. Muhteşem hayal gücü bilim dünyasını allak bullak etmiştir. Ama bu çalışmalardan tatmin olmayan, "kesin bir yerlerde hata veya eksik var" diyen birisi de vardır; "KENDİSİ". Tespitleri hala Newton'un kütle çekim kuvvetine açıklık getirememiştir. Aralarında müthiş mesafeler olsa da iki nesne birbirlerini nasıl çekebilirdi? Aslında ona ilham veren Faraday'ın elektrik ve manyetik kuvvet için ortaya koyduğu çözümdür; "ALANLAR". Einstein basit bir mantık ile kütlesi olan nesnelerin de benzer kütle çekim alanları yarattığının farkına varır. Aslında daha ilk paragrafta bahsettiğimiz, çocukluk yıllarında manyetik alanların rotorları nasıl çevirdiğini gözlemlemişti, yani fikre o kadar da yabancı değildi. Düşüncelerinin doğruluğundan emin olmasına emindi ama, bilim böyle çalışmıyordu, denklemler ile ispatlanması gerekirdi. Bu denklemler için yıllarını verdi ve 1915 yılında çözümünü yayımladı. Kuram üzerinde çalışırken kütlelerin sadece uzayı değil, bir parçanın bütünü olarak gördüğü uzay-zamanı büktüğünü de fark etti.

Denklemlere ulaşmasındaki en önemli zorluk bu bükülmenin somut bir şekilde ifadesi ve niceliğini gösterebilmesiydi. İşin kötü tarafı bu çalışmalar için yüksek seviyede matematik bilgisine ihtiyaç vardı, yani Einstein'ın hiç hoşlanmadığı ve dahi zorlandığı bir konu. 19. yüzyılda Friederich Gaus eğri yüzeylerin alanları hakkında pek çok makale yayımlamıştı, fakat gelgelelim bunlar iki boyutluydu, gerekli olan ise üç boyutlu olmasıydı. Öğrencilerinden Bernhard Riemann, üç ve dört boyutlu uzaya uygulanabilecek şekilde doktora tezini tamamlar. Denklemlerinde meşhur Riemann eğriliğini ($R_{ab}$) kullanan Einstein, maddenin enerjisi (kütlesi) ile orantılı olduğunu gösteren meşhur, ama anlaşılması zor denklemini yazar.

$R_{ab}-1/2R{g}_{ab}+\Lambda g_{ab}=8\pi G{T}_{ab}$

Bu denklemde "$T_{ab}$" maddenin enerjisi, "$R_{ab}$ ve $R{g}_{ab}$" Rieamann eğriliğine bağlı uzay-zaman eğriliği, "$G$" bildiğiniz kütle çekim sabiti ", $\Lambda$" lambda ise denkleme sonradan eklenen ve Einstein'ın başını eklediğinde ağrıtan, eklemediğinde yine ağrıtan meşhur kozmolojik sabittir. $8\pi$'ye gelince, bu pi sayısı ne başa bela bir şeyse sadece matematik denklemlerinde değil, fizik denklemlerinde de karşımıza çıkıyor. Neyse, konu eğri uzay geometrisi olduğuna göre olmasını da normal karşılamalıyız. "Pi'nin 8 katı neden alınıyor" derseniz, o da başka blog yazısının konusu olsun (bilmiyorum" demek işime gelmedi).

Genel Görelilik yayımlanır ve her zamanki gibi yine tatmin olmayan birisi vardır (artık kim olduğunu tahmin edebiliyorsunuz). Denklem kütleye (enerjiye) bağlı eğri uzayın niceliğini ifade eder ama, evren çok dengesiz görünmektedir. Einstein'ın düşünce dünyasındaki evren hep sabittir. Denklemlerinde sürekli göze çarpan tek yönlü kütle çekim, evreni dengesiz veya içine çökmesi gereken bir yapı haline getirmektedir. Üst paragrafta bahsettiğimiz ve başına bela olan, hatta "en büyük yanılgım" dediği, Lambda ($\Lambda$) yani kozmolojik sabiti 2 yıl kadar sonra bu nedenle eklemiştir ve denkleminin daha dengeli hale geldiğini düşünmüştür.

Veee nihayet geldik meşhur rahibimize! Belçikalı Georges Lemaitre, Louvain Üniversitesi'nde gökbilim okuyan, aynı zamanda Cizvit eğitimi almış bir rahiptir. 1927 yılında denklemleri kendi inceler, ilk tespit ettiği şey; aslında Einstein'ı başından beri rahatsız eden konudur, yani "evren bu denklemlere göre ya genişlemektedir ya da içe çökmektedir". Lemaitre, Einstein gibi denklemlerin eksik veya hatalı olduğunu düşünmek yerine doğru olduğunu, asıl sorunun evren hakkında eksik bilgimizden kaynaklandığını düşünür ve o güne kadar yapılmış tüm bulutsu gözlemlerini gözden geçirir. Küçük bir not ekleyelim: Gökada yerine bulutsu kelimesini kullandık çünkü, o dönem diğer galaksilerin farkına varılmamıştı. Aslında her biri ayrı bir galaksi olan ve bulut gibi görünen flu nesnelere o dönemde bulutsu deniyordu. Gözlem sonuçlarına göre evrenin genişlemekte olduğunu hemen anladı. İyi de, evrenin genişlediğini ilk ortaya koyan Edwin Hubble değil miydi? Sene 1990 Nisan ayı, Hubble uzay teleskopu fırlatılmıştı. O günlerde tıpkı James Webb telekopu gibi medya bu teleskopu da epey haber yapmıştı. Bir gazete haberinde (bilim dergisi de olabilir hatırlamıyorum) Edwin Hubble'ın müthiş buluşunun anısına teleskopa adının verildiği ancak ilk keşfedenin Lemaitre olduğunu anlatan bir yazı okumuştum. Durum gerçekten böyleydi ve Lemaitre hiç bir zaman ilk keşfedenin kendisi olduğuna dair en ufak bir eylemde bulunmamıştı. Neyse, dönelim konumuza. İlk fırsatta Einstein ile buluşan kahramanımız, onu ikna etmek için epey uğraşmıştır ama bir sonuç elde edememiştir. Hatta Einstein ona cevaben "hesaplar doğru, fizik berbat" ifadesi ile kendisini ciddiye almadığını da göstermiştir. Yaklaşık iki yıl sonra Hubble'ın gözlemlerini yerinde inceleyen Einstein ikna olabilmiştir.

Hikaye bitti mi? Hayır! Einstein denklemlerini dengeli hale getirmek için kullandığı kozmolojik sabitin, çok aptalca bir fikir olduğunu "hayatımın en büyük yanılgısı" diyerek ifade etmiş ve kendi fikrine en muhalif kişi olmuştur. Fakat bizim rahip hiç de öyle düşünmez. Kozmolojik sabitin, evreni genişleten ivmeyi simgeleyebileceğini iddia etti ve denklemden çıkarılmaması için didindi durdu. Einstein yine ikna olmadı. Ve son yıllarda yapılan çalışmalar gösterdi ki bu sabit, denklemde gerçekten olması gereken ivme değerini veriyordu. Einstein gibi birisine karşı, üstelik kendi alanında, üstelik kendi çalıştığı denklemler üzerinde iki defa haklı çıkmak her babayiğidin harcı olmasa gerek ("insanın, Notre Dame'ın Kamburu romanındaki Quasimodo gibi, kilisenin zangoçu olayım, belki bize de bir şeyler öğretirsin" diyesi geliyor).

Lemaitre'nin tespitleri bununla da bitmez. Evren genişliyor ise geçmişe gittikçe daha küçük bir hal almalıydı. Ve nihayetinde çok küçük bir alanda, büyük bir yoğunluk ve sıcaklığa (enerjiye) varan bir noktaya ulaşılır. O buna "ilk atom" demiştir, yani bugün hepimizin bildiği "Big Bang". Bu hipotezi çok konuşulmuştur ve devam eden yıllarda kabul görmeye başlayınca, Papa XII. Pius, kutsal kitaptaki yaratılış ayetleri ile uyum içinde olduğunu açıkladı. Katolik Kilisesi'nin gözünde, Lemaitre artık "Azizlik" mertebesine ulaşacak biridir. Fakat bizim gıcık(!) rahip, bilimsel fikirlerinden gelebilecek şöhreti elinin tersiyle ittiği gibi buna da karşı çıkar. Papa'nın bilim danışmanları ile iletişime geçip bu fikirlerinden derhal vazgeçmelerini ister ve meşhur olan şu ifadeyi kullanır; "kutsal kitap fizik bilmez, fizik Tanrı'yı bilmez". O'na göre, bilim gelecekte her şeyin Büyük Patlama başlamış olmayabileceğini ispat edebilir ve kilise çuvallayabilirdi (Lemaitre, meğer Antik Yunan filozoflarının ısrarla üstünde durduğu "erdem" vasfının vücut bulmuş hali, gerçek bir "le maitre*"dir). Lemaitre, yine haklı çıkmıştır, günümüz kuramsal fizikçileri büyük patlama ile her şeyin başladığı fikrinden her geçen gün daha fazla uzaklaşmaktadır.

Evrim Ağacı'ndan Mesaj

Neden Desteğe İhtiyacımız Var?

Aslında maddi destek istememizin nedeni çok basit: Çünkü Evrim Ağacı, bizim tek mesleğimiz, tek gelir kaynağımız. Birçoklarının aksine bizler, sosyal medyada gördüğünüz makale ve videolarımızı hobi olarak, mesleğimizden arta kalan zamanlarda yapmıyoruz. Dolayısıyla bu işi sürdürebilmek için gelir elde etmemiz gerekiyor.

Bunda elbette ki hiçbir sakınca yok; kimin, ne şartlar altında yayın yapmayı seçtiği büyük oranda bir tercih meselesi. Ne var ki biz, eğer ana mesleklerimizi icra edecek olursak (yani kendi mesleğimiz doğrultusunda bir iş sahibi olursak) Evrim Ağacı'na zaman ayıramayacağımızı, ayakta tutamayacağımızı biliyoruz. Çünkü az sonra detaylarını vereceğimiz üzere, Evrim Ağacı sosyal medyada denk geldiğiniz makale ve videolardan çok daha büyük, kapsamlı ve aşırı zaman alan bir bilim platformu projesi. Bu nedenle bizler, meslek olarak Evrim Ağacı'nı seçtik.

Eğer hem Evrim Ağacı'ndan hayatımızı idame ettirecek, mesleklerimizi bırakmayı en azından kısmen meşrulaştıracak ve mantıklı kılacak kadar bir gelir kaynağı elde edemezsek, mecburen Evrim Ağacı'nı bırakıp, kendi mesleklerimize döneceğiz. Ama bunu istemiyoruz ve bu nedenle didiniyoruz.

Destek Ol

Bu anlatılarda biraz mübalağa ettik, okuyanların hoşgörüsüne sığınırım. Diğer yandan, anlatılan hikayelerin bir kısmı Carlo Rovelli'nin -Gerçeklik Göründüğü Gibi Değildir- kitabından esinlenilmiştir.

*"le maitre"; Fransızca; usta, öğretmen.