Yüzyılın Dehası Olarak da Anılan Ünlü Fizikçi Albert Einstein Mirası – Jeremy Bernstein

Albert EinsteinEinstein 1955’in Nisan ayında öldüğünde dünyanın her yerinde kaybından dolayı üzüntü hissedildi. Adı 20. yüzyılın önemli olaylarından -hem bilimsel zaferlerinden hem de trajedilerinden (atom bombası ve Avrupa’daki Yahudilerinin katledilmesi gibi)- ayrı düşünülmüyordu. Einstein’ın fotoğrafları insanların aile üyelerinden birinin fotoğrafı kadar tanıdık hale gelmişti. Bu bir bakıma çok garip, çünkü çalışmaları çok az kişi tarafından anlaşılabiliyordu. Herkes bu çalışmaların olağanüstü zor ve atom bombasıyla ilgili olduğunu biliyordu. Ama insanların çoğu kendilerine göreliliğin ne olduğu sorulacak olsa hiçbir yanıt veremez. Fizikçiler bile -çoğu fizikçi- Einstein’a fizik alanındaki son gelişmelerle alakalı biri olarak değil de, neredeyse tarihi bir eser gözüyle bakıyordu. Kuşağındaki diğer fizikçilerin çoğunun aksine Einstein Amerika Birleşik Devletleri’ne geldikten sonra neredeyse hiçbir fizik konferansına katılmadı. Princeton’da arada bir ders verdi ve ilgisini çeken birkaç seminere katıldı, ama onu devamlı bir ders verirken veya büyük bir fizik toplantısında çağrılı olarak konuşurken hayal etmek zor.

Bu inziva kendisinin yarattığı bir şeydi. Bu ülkeye gelmiş bütün Avrupalı mültecilerle paylaştığı bir durum olan İngilizce’nin anadili olmaması durumunun yanı sıra Einstein neredeyse ABD ye geldiği andan itibaren kendisinin “yaşlı” olduğunu düşünmeye başlamış gibi görünüyor. Bizim standartlarımıza göre yaşlı sayılmayan 60’lı yaşlarında olduğu 1930larda bile başka bir kuşağa aitmiş gibi hissediyordu. Aynısı fizik için de geçerliydi. Fizikteki son gelişmelerle pek ilgili değildi. Tanıdığım bir fizikçi ona keşfedilmekte olan yeni parçacıkları anlatmaya çalıştığında, Einstein ona insanın daha elektronu anlayamamışken bunları nasıl anlayacağını sormuş. Günümüzde çoğu fizikçi insanın elektronları ancak diğer parçacıkları içeren daha kapsamlı bir sistemin parçası olarak anlayabileceğini düşünüyor.
Sonradan modern fizik diye adlandırılan şeyin büyük kısmını o keşfetmiş olsa da aslında Einstein büyük klasik fizikçilerin sonuncusuydu. Eğitimini 19. yüzyılda tamamlamıştı. Onun ilgilendiği konuların, kuantum kuramını bütün olasılıkları ve belirsizlikleriyle olduğu gibi kabul eden çağdaş bir fizikçiye garip gelmesinin nedeni muhtemelen budur. Tanıdığım başka bir fizikçi kuantum kuramında kavramsal bir problem olarak nitelediği bir şeyin “çözümünü” Einstein’a göndermişti. Einstein bunu adamın probleminin ne olduğunu anlamadığı için çözümünü de anlamadığı şeklinde yanıtlamıştı. Çoğu fizikçi Einstein’ın yaşamının son yirmi otuz yılında ilgilendiği konular için muhtemelen aynı şeyi söylerdi. İnsan Einstein’ın uğraştığı problemin ne olduğunu anlamadığı için, çözüme ne kadar yakın ya da ne kadar uzak olduğunu anlamakta da zorluk çekiyor.

Yine de çağdaş fiziğin genel manzarasına baktığımızda Einstein’m mirasını her yerde, ama büyük ihtimalle onun onaylamayacağı terimlerle ifade edilirken görüyoruz. Son yıllarda kuantum kuramının temellerini yeniden incelemek fizikçiler arasında yine “moda” oldu. Bu süreç, 1980’lerin başlarında İrlanda doğumlu fizikçi John Bell Einstein’ın kuantum kuramı yerine olasılıkları ve belirsizlikleri gereksiz kılan daha temel bir yapı oluşturma fikrinin laboratuvarda sınanabileceğim söylemesiyle başladı. Bu çalışma çeşitli laboratuvarlarda yapıldı. Bu çalışma nedeniyle birçok fizikçi Einstein’m yanılmış olduğuna katılıyor. Eğer bir gün kuantum kuramının çöktüğü gösterilecekse bile bu günümüz laboratuvarlarmda ulaşılabilen koşullarda olmayacak. Ama kuram hayal edebileceğimiz ve üzerine tahmin yürütebileceğimiz aşırı durumlarda çökebilir. Bu da bizi kütleçekimi ve evrenbilim konusuna getiriyor ki, gördüğümüz gibi bu konu da modern haliyle Einstein tarafından kuruldu.
Bell Telefon Laboratuvarları’nda çalışmakta olan Arnold Penzias ve Robert Wilson 1965’te şans eseri Büyük Patlamadan artakalan ışınımı keşfettiler. Bu ışınım büyük ölçüde mikrodalga türünde -dalga boyu olarak santimetre büyüklüğünde- ve radarlarda kullanılan türden dalga boyundadır. Fon ışınımı, sıcaklığı mutlak sıfırın üzerinde 2,74 derece olan bir kara cisminki kadardır. Bu ışınımın kaynağına dair bugün kabul edilen fikre göre, yaklaşık 15 milyar yıl önce evren inanılmaz derecede yoğun ve sıcak bir halde sıkışmıştı. Sonra bu tekil hal patladı -Büyük Patlama- ve evren genişlemeye ve soğumaya başladı. Bu patlama sonucu oluşan ışınım da Büyük Patlama’dan yaklaşık 300.000 yıl sonra kara cisim haline ulaşana kadar soğudu, ama bu şu anda olduğu 15 milyar yıllık ek soğumayla ulaştığı sıcaklıktayken değil, yaklaşık 10.000 derece sıcaklıktayken oldu. Penzias ve Wilson’un gözlemlediği fotonlar o zamankilerin devamıydı. Bu arada, Penzias ve Wilson bu çalışmayla 1978 Nobel Odülü’nü kazandıklarında aynı yıl Nobel Edebiyat Odülü’nü almış olan romancı ve kısa öykü yazarı I. B. Singer onlara Büyük Patlama’dan gelen “sesin” gerçekten duyulup duyulamayacağını sordu. Bir bakıma duyulabilir. Patlamadan artakalan ışınım kuantumları -evrenin her santimetre küpünde 400 tane- onları gözlemlemek için kullanılan radyo teleskop bir hoparlöre bağlanırsa bir hışırtı sesi çıkarır.
Gördüğümüz gibi bu gelişmenin dinamiğini, Einstein’ın Friedmann tarafından düzeltilen kütleçekimi denklemleri açıklamaktadır. Einstein Büyük Patlama’dan kalan ve “kozmik fon ışınımı” olarak bilinen bu ışınımın varlığını öğrenecek kadar uzun yaşamadıysa da, Friedmann denklemlerini evrenin genişlemesinin iyi bir yaklaşık tanımı olarak kabul ediyordu. Peki bu denklemleri zamanda geriye doğru götürürsek ne olur? Bir kolu döndürüp denklemleri tersten uygularsak yalnızca çok sıcak ve yoğun değil, sonsuz sıcak ve yoğun bir ilk duruma ulaşırız, bu gerçek bir tekilliktir. Fizikte arada bir denklemlerin tekillik yaratıyor gibi göründüğü böyle durumlarla karşılaşırız. Aslında Planck öncesi klasik kara cisim ışınımı kuramı bunun bir örneğiydi. Bu kuram kara cisim ışınımıyla dolu bir kovuğun “morötesi felaket” denen sonsuz bir enerjiye sahip olacağını öngörüyordu. Bu sonuç anlamsızdı ve Planck ın kuantumları nın işin içine dahil olmasıyla düzeldi. Şimdi de benzer bir durum varmış gibi görünüyor. Friedmann denklemlerini alıp zamanın başlangıcına kadar tersten gidersek sonsuz enerjiye sahip bir durumla karşılaşıyoruz.

Bundan ne anlam çıkarmalıyız? Çoğu fizikçi bunun bu kestirimi yapmak için kullandığımız kuramın daha fazla ilerletilemeyeceği anlamına geldiğini düşünüyor. Ama bu kuram genel görelilik kuramıyla kuantum kuramının karışımıdır. Birçok fizikçiye göre, böyle bir karışımın sorun çıkarması şaşırtıcı değil. Bu iki kuram tamamen farklı kalıplardan geliyor gibiler. Einstein’m formüle ettiği şekliyle genel görelilik klasik bir kuram. Einstein’m bu konudaki makalelerinde kuantumla ilgili tek bir sözcük yok. Kuram klasik fizikçilerin kolayca uyum sağlayabileceği uzay ve zaman kavramları üzerine kurulmuş. Nitekim Lorentz ve Planck gibi fizikçiler bu kuramı yadırgamamış. Ama kuantum kuramı bu klasik uzay ve zaman kavramlarının kısıtlı bir uygulanabilirliği olduğunu gösteriyor. İki kuramın uyumlu olması için genel göreliliğin bu kısıtlamaları kapsaması ya da belki de bu kısıtlamaları baştan beri içeren yeni bir kütleçekimi kuramı gerekiyor. Kısacası, kuantum kuramının çökeceği “laboratuvar” evrenin ilk halleri olabilir gibi görünüyor. Bu laboratuvarda kütleçekimi en güçlü kuvvet. Bu bakımdan olağan uzay ve zaman kavramlarının anlamsızlaştığı bir kara deliğin merkezi gibi. Ama uydular ve roketler gibi yeni aletlerin sürekli olarak bize evrenin ilk halinin neye benzediği konusunda yeni ipuçları verebildiği bir çağda yaşadığımız için şanslıyız. Bize gereken bu ipuçlarını birleştirip büyük bir sentez haline getirecek yeni bir Einstein. Bu kişi belki de bu kitabın okuyucularından biri olur.

Jeremy Bernstein
Fiziğin Sınırları

Yorum yapın

Önceki yazıyı okuyun:
Oğuz Atay: İnsanlar evrendeki başaşağı gidişin farkındadırlar sanki

Perşembe günlerini sevmem. Sabah sekizden akşam beşe kadar demek istiyorum. yüz kere, bin kere alt alta yazmak istiyorum: perşembe günlerini...

Kapat