Ana sayfa 12. Sayı Dinsel dogmalar fiziğe nasıl sızıyor? Büyük Çöküntü mü, Büyük Buzul mu? Kırk katır...

Dinsel dogmalar fiziğe nasıl sızıyor? Büyük Çöküntü mü, Büyük Buzul mu? Kırk katır mı, kırk satır mı?

1089
PAYLAŞ

Prof. Dr. E. Rennan Pekünlü

Evrenin “başlangıcına” veya “sonuna” ilişkin öngörüler metafizik öneriler olmaktan öteye geçemiyor. Evrenin ister “Büyük Buzul”, ister “Büyük Çöküntü” isterse de “Düz” yazgısını alın, hepsi bilim karşıtıdır. Hele “düz evren” modeli insan özekli dünya görüşünün (Antrophic Principle) canlı tutulması için uydurulmuş bir senaryodan başka bir şey değil!

Sevgili Ender Helvacıoğlu’nun, “Kara delik kavramı, tıpkı biyolojideki gen kavramı gibi mistik bir nitelik kazandı. Maddenin yok oluşu, zamanın yok oluşu gibi yeni metafizik görüşler bu kara delik olgusunu kullanıyorlar. Kara delik nedir, gözlenmiş midir, kara delikte madde ve zaman yok olur mu? Evrenin dev bir kara deliğe dönüşüp Büyük Çatırtı ile kendi içine çökeceği teorisi ne kadar bilimsel? Bu konudaki bilimsel gerçekler ile safsatayı birbirinden ayıran bir dosya yapalım” önerisini yerine getirme çabası aşağıdaki satırlarda!

Yıldız evrimlerinin son durakları

Kara delikleri, “alan” (field) ve çift yıldız dizgelerinde ve/veya gökada özeklerinde olmak üzere iki bağlamda incelersek, kendimizi bazı yanlış anlamalardan kurtarabiliriz. Yıldız evrimlerinin “son durağını” belirleyen etmen, onların ilk kütleleridir. Yıldızların, yıldızlararası gaz ve toz bulutlarının içinde oluştuklarına ilişkin güvenilir gözlemsel verilerimiz var. İşte bu “kozmik doğumevlerinde” yaşamlarına belli bir ilk kütleyle başlayan yıldızlar, kimyasal evrim geçirerek, diğer bir deyişle, hafif elementleri (hidrojen, helyum, vb.) çekirdek tepkimeleriyle giderek daha ağır elementlere dönüştürürler. Kimyasal evrimin son durağı Fe56 dır. Bunun ötesinde çekirdek tepkimeleri gerçekleşemez. Yıldızı dengede tutan iki kuvvetten birisi kütle çekim kuvveti, diğeriyse, yıldızın özeğinde süregelen tepkimelerde açığa çıkan gama fotonlarının ışınım basıncıdır. Bu ışınım üretildikten sonra dışarı çıkma çabasında sonsuz kez maddeyle etkileşerek saçılır. Erkesini maddeye aktarır. Milyonlarca yılda yıldızın yüzeyine, frekansı optik bölgeye düşmüş olarak ulaşır. Çekim kuvveti yıldızın tüm kütlesini özekte toplamak isterken, ışınım basıncı da kütleyi özekten dışarıya doğru iter. Çekirdek tepkimeleri  Fe56’da durunca ışınım basıncında azalma olur, çekim kuvveti baskın duruma gelir ve yıldız kendi üzerine çöker. Böylece evrenin “sıkışık yıldızları” (compact stars) oluşur. M¤ Güneş’in kütlesini simgelemek üzere, eğer yıldızın ilk kütlesi, 1M¤ <  M < 1.4M¤ aralığındaysa, yıldız evrimini “beyaz cüce” (white dwarf) olarak; ilk kütlesi, 1.4 M¤ <  M < 3.0 M¤ aralığındaysa, “nötron yıldızı” olarak ve ilk kütlesi, M > 3.0 M¤ aralığındaysa, “kara delik” (black hole) olarak noktalar. Beyaz Cücenin yoğunluğu 106 g/cm3 , Nötron yıldızın yoğunluğu 107 g/cm3 ve kara deliğinki de “sonsuz”dur! Beyaz Cücenin çapı 104 km, Nötron yıldızının çapı 10 km ve Kara Deliğin çapı yaklaşık “sıfır” km dir! Çekim alanının (F) büyüklüğü açısından sıralarsak, FBC < FNY < FKD dir. Kara deliğin yoğunluk ve çapına ilişkin rakamlar kuramsaldır ve sağduyuya uzaktır!

Kara delikler

Beyaz cüce ve nötron yıldızının yüzeyinden madde ve/veya fotonlar kurtulabilir. Ancak kara deliğin “olay ufku” (event horizon) Schwarzchild yarıçapı ile tanımlanır. Olay ufkunun içinde çekim kuvveti o denli büyüktür ki, kara delikten maddenin veya içerde üretilmiş fotonun kurtulabilmesi için “kaçma hızı”nın ışığın boşluktaki hızından büyük olması gerekir. “Kaçma hızı” da bir gök cisminin çekim alanından kurtulabilmesi için belli bir kütleye sahip bir cismin hızıdır. Kaçma hızına bir örnek olarak, örneğin, Yer’de bulunan ve Mars gezegenine, Ay’a ve Vesta’ya ait olduğu saptanan taşları gösterebiliriz. Eğer bu taşları Marslılar atmadıysa kafamıza (!) büyük bir olasılıkla Mars’a, Ay’a ve Vesta’ya çarpan bir göktaşının, bu gök cisimlerinden kopardığı parçaları ilgili gök cisimlerinin çekim alanından kurtulabilecek denli yüksek bir hıza ulaştırmış olması gerekir. Bu hız Mars için 5.02 km/s, Yer için 11.2 km/s dir. Mars’tan “kaçabilen” bu taşın da yörüngesi üzerinde Dünya’yı bulması gerçekten şans mı desem, sıfır olasılık mı desem bilemiyorum! Dönelim kara deliğe!

Eğer yıldız bir “alan” yıldızıysa, ve evriminin son aşamasında bir kara deliğe dönüşmüşse kara deliği algılamamız olanaksızdır. Çünkü, kara delikten madde veya fotonun kaçabilmesi için “kaçma hızının” ışığın boşluktaki hızından büyük olması gerekir! Işığın, boşluktaki hızından (» 300 000 km/s) daha büyük hızların varlığı, deneysel veya gözlemsel olarak “henüz” gösterilmiş değil! Durum böyle olunca, bazı popüler bilim yazarlarının, “kara deliğe düşen bir nesne bir başka evrene girer”, “kara delikte madde, zaman yok olur” gibi betimlemelerle anlatılmak istenen gerçek şudur: Kara delikten madde, foton kurtulamıyorsa, kara deliğe ilişkin bilgilenmemiz de olanaksız. Gökbilimciler, yıldızlara, gökadalara, yıldız çevrelerindeki gezegenlere ilişkin bilgileri bu cisimlerden gelen fotonları çözümleyerek elde ediyor. O “alan” kara deliğinin bizim gökadamız içinde olduğunu varsayalım. Nesnel olarak o cisim bizim evrenimizde, ancak, “Kara deliğe düşen madde, foton artık bir başka evrendedir” betimlemesiyle, bizim evrenimizin “dışı” anlatılmıyor; “o madde veya fotona ilişkin bilgi artık bana ulaşmaz, ulaşamaz! O nedenle o bilgi benim evrenimde yok!” denmek isteniyor. Peki o zaman kara deliklerin varlıklarını gözlemsel olarak nasıl anlayabiliriz? Kara delik bize ışık, bilgi göndermiyorsa, metafizik bir kavram olmaktan öteye nasıl geçebilir?

Eğer kara delik bir çift yıldız dizgesinin bileşenlerinden birisi veya gökadaların özeğindeyse durum biraz farklı! Bugünkü fizik bilgimizle, en büyük boyutlarda erkenin (enerji), özgür duruma geçen çekimsel  potansiyel erkede yattığını biliyoruz. Bazı çift yıldız dizgelerinde ortaya çıkan X-ışın ve gamma ışınlarının kaynağını ancak bir çekimsel potansiyel erkenin açığa çıkmasıyla açıklayabiliyoruz. Bu da bizi çok ama çok yeğin bir çekim alanı varsayımına götürüyor. Çift yıldız dizgelerindeki bileşenlerden birinin çevresinde “toplanma diski”nin varlığına ilişkin gözlemler var. Bu gözlemsel verilerden yola çıkarak, kara deliğin yoldaşından madde kopardığı, kopan maddenin kara deliğe düşmeden önce bir toplanma diski oluşturduğunu anlıyoruz. Kara deliğin kendisinden olmasa da çevresindeki bu diskten bilgi derleyebiliyoruz. Benzer süreçlerin gökadaların özeğinde bulunduğu varsayılan süper kütleli (108 M¤) kara deliğin çevresinde süregeldiğine inanılır. Bu inancı taşımayan bilim insanları da var! Örneğin, Hannes Alfven, Etkin Gökada Özeklerini (Active Galactic Nuclei – AGN) kara deliklere başvurmaksızın açıklayabiliyor. “Nasıl?” sorusunun yanıtı bir başka yazının konusu olabilir.

“Büyük Çöküntü” ve dinsel dogmaların fiziğe sızışı

Şimdi biraz “Büyük Çöküntü”ye doğru yaklaşalım! Termodinamiğin kapalı dizgeler için formüle edilmiş olan II. İlkesi, kötümser varoluşçular ve dinsel yazgıcıların elinde yanlış yorumlanıyor. Onlar, evrendeki cisimlerin, yıldızlar, gökadalar, vs. bir yandan “öldüğünü” diğer yandan yeni yıldızlara madde sağladığını görmüyorlar. Evet yıldızlar, Beyaz Cüce, Nötron Yıldız veya Kara Delik olarak kimyasal evrimlerinin son duraklarına geliyorlar. Ancak bu arada, yaşamları boyunca yıldızlararası ortama yıldız rüzgarları yoluyla, ara sıra patlamalarla, attıkları yıldız maddesiyle yeni nesil yıldızların oluşumunun yollarını da hazırlıyorlar. Gökadalar “kafa kafaya” çarpışıyor, içindeki “ölülerin”, örneğin iki nötron yıldızının çarpışması sonucunda maddenin yeni bir çevrime, yeni bir yaşama gireceği gün gibi açık!  “Starburst galaxies” adı verilen bu süreçte gökadalardaki yıldız oluşumlarının süresi “anormal” bir biçimde kısalıyor. Eğer bu “ölüm-yaşama yeniden çıkış” sürecini görmezseniz, evrendeki kara delik sayısını arttırırsınız. Bu kozmik yamyamlar sürekli tükettiğinden, eninde sonunda birbirlerini tüketmeye başlayacaklar, büyük olan küçük olanı yutacak ve evren bir tek devasa kara deliğe dönüşecek gibisinden bir senaryoyu satın alacaksınız! Ayrıca Büyük Patlamacıların senaryosu bu değil! “Büyük Çöküntü”den onların anlatmak istediği bu değil! Senaryoya aşağıda değinmeye çalışacağım, ama önce biraz dinsel dogmaların bilim alanına sızışını inceleyelim.

Fizik alanında ortaya çıkan kötümser dinsel ve söylencesel (mitolojik) temalar, ilgili dönemde yaşanan derin toplumsal ve ekonomik çalkantıların kişilerde yarattığı kuruntu ve üzüntülerin ürünüdür. Bu tür durumlarla günümüzde de karşılaşıyoruz. Ekonomide “sıfır büyüme”, evrenbilimde kaçınılmaz (!) sonlar: “Big Crunch (Büyük Çöküntü) veya “Big Chill” (Büyük Buzul) bu kuruntularımızın günümüz çeşitlemelerindendir. Hemen belirtelim ki, Genel Görelilik bağlamında oluşturulan modellerin öngördüğü “Büyük Çöküntü” veya “Büyük Buzul”, benim değil, Büyük Patlamacıların evreninin başladığı o ilk anı izleyen mikro saniyelerde gerçekleşecekti! (Leon Lederman, The God Particle, Houghton Mifflin Co., Boston 1993) Yani evrenimiz bir türlü “yaşama” geçemeyecekti! Eh… burada olduğumuza göre!…. “Büyük Çöküntü” veya “Büyük Buzul” söylenceden öteye geçemez!

“Büyük Çöküntü” ve “Büyük Buzul olarak adlandırabileceğimiz bu “yazgılar”, Robert Frost gibi ünlü bir ozana bakın ne dizeler döktürtmüş!

“Some say the World will end in fire, /  Some say in ice. / From what I’ve tasted of desire / I hold with those who favour fire. / But it had to perish twice / I think I know enough of hate / To say that for destruction ice / Is also great / And would suffice” (Vistas in Astronomy, Vol. 6, 1965)

Bu dizelerdeki “fire” yani ateş “Büyük Çöküntü”yü, “ice” yani buz da “Büyük Buzul”u simgeliyor. Bir şiire yapılacak en büyük haksızlık, bence, onu bir başka dile çevirmek olurdu! Yukarıdaki dizelerde ortaya çıkan o güzelim ses uyumunu Türkçe’ye nasıl taşıyabilirim! Ozan, şu düşünceyi dökmüş dizelerine: “Evren kimine göre ateşle / kimine göreyse buzla son bulacak / Arzuyu tattığım için ben ateşle sona erecek diyenlerden yanayım / Ancak evren iki kez yok olacaksa / nefreti de yeterince tanıdığım için / buz ile mahvolmaya da varım”

Bazı Hıristiyan teologlarına göre, maddi evrenin geçici olması, bir başlangıç veya sonunun bulunması evrenin Tanrı’ya bağımlı olmasının bir kanıtıdır. Einstein’ın alan denklemleri evrenin eninde sonunda ya kendi üzerine çökeceğine (Big Crunch) veya tamamen dağılıp yok olacağına (Big Chill) işaret eder! Eğer evren Büyük Çöküntüyle veya Büyük Buzulla ortadan kalkacaksa insan yaşamının anlamı nedir? İşte yanıt: “İnsan yaşamının anlamı ancak doğaüstü bir yaratıcının gücünü düşünüp anlamaktan geçer”! Bu düşünce, kişinin kendini aşağılamasına davetiyeden başka nedir!?

Evren kapalı mı açık mı?

Papa XII. Pius, aşağı yukarı tüm dinlerin bir dogması olan “mahşer günü” ile entropinin arttığını savunan termodinamik ilkeyi açık bir şekilde ilişkilendirmiştir: “Entropi yasası, doğada süregelen kendiliğinden süreçlerin özgür ve yararlı erkeyi daima azaltacak yönde çalıştığını söylemektedir. Bu sonuç, kapalı dizgelerdeki büyük ölçekli süreçlerin eninde sonunda biteceğine işaret etmektedir. Pozitif bilimlerin deneyinden çıkan bu kaçınılmaz yazgı, Tanrı’ya olan gereksinimi çarpıcı bir biçimde sergilemektedir”.  XII. Pius, evrenin kaçınılmaz olarak bir sona gideceğini, ancak daha da önemlisi, ona başlangıçta “ol” diyecek ve bir düzen sağlayacak doğaüstü gücün varlığına gereksinimi olduğunu savunmaktadır. Böylece kapalı dizgeler için geçerli olan bir fiziksel yasayla Hıristiyan teolojisinin bir dogması arasındaki ilişki kurulmuş oluyor.

İşte bu aşamada Büyük Patlama bir teolojik görüşü destekleme görevi üstleniyor. Anımsanacağı gibi, Büyük Patlama’nın ilk çeşitlemesini formüle eden Lemaitre’e teolojik esin kaynağı olan şey, kendi deyimiyle, “Genesis’in de işaret ettiği gibi evren ışıkla başladı” görüşüdür. Ancak, bilimsel bir kuram teolojik bir görüş üzerinde kurulamazdı. O nedenle, termodinamiğin II. yasasına, yararlı erkenin giderek azaldığını savunan yasaya sarılmak zorundaydı. Burada ilgili okuyucunun uyanık olması gerekiyor. Çünkü bu yasa yalnızca ve yalnızca “kapalı” dizgeler, yani çevresiyle erke, madde, bilgi, vb. alış verişinde bulunmayan, ürettiği entropinin dışsatımını yapamayan bu nedenle de giderek daha büyük düzensizliklere uğrayan dizgeler için geçerlidir. Yasayı evrene uygulayabilmek için Lemaitre evreni “kapatmak” zorundaydı; uzayda sonlu bir evren yaratmak zorundaydı; bunun için bir yaratıcıya gereksinimi vardı. Bu kısır bir döngüdür ! Bugün biliyoruz ki, insan, tüm canlılar, insan toplumları, Güneş, yıldızlar, gökadalar, gökada grupları, gökada kümeleri, gökada süper kümeleri, kısacası evrenin yüzde 99’u kapalı değil, “açık” dizgelerdir. Evrende çok ender olarak varolan kapalı dizgeler için geçerli olan bir yasayı tüm dizgelere uydurma çabası, IQ testindeki bir çocuğun silindirik takozu üçgen deliğe sokma çabasına benzer! Ayrıca evrendeki özgür erke üzerine bir kısıtlama getirmek olası değildir. Bugün etkin gökada çekirdekleri denen bölgelerde “inanılmaz” boyutlarda erke üretimine tanık oluyoruz. Bunların sayısı hiç de az değil. Evren tam anlamıyla “açık” bir dizge!

Büyük Patlama

“Ölüme mahkum evren” görüşü, bir tür dinsel dogmayla (mahşer günü) kötümser varoluşçu görüşün ortak yanını oluşturmaktadır. Evrenin kaçınılmaz olarak bir ölüme gittiğini ileri süren teolojik görüşler son derece kötümser  görüşlerdir ve doğru değildir. Evrenin uzak bir gelecekte Büyük Çöküntü veya Büyük Buzul gibisinden bir yazgısının olduğu sonucunu çıkaran Büyük Patlama da son derece kötümser bir varoluşçu görüştür.

Bugün Büyük Patlama bağlamında çalışan modellerin hepsi, başlıca 3 parametreye bağlıdır: 1) Omega (), yoğunluk parametresi; evrenin gözle­nen yoğunluğunun, genişlemeyi durdur­mak için gerekli olan yoğunluğa oranıdır. 2) q0 , yavaşlama parametresi; olduğu savunulan enflasyonist bir genişlemeden sonra evrenin genişlemesinin nasıl yavaşladığını tanımlar. 3) k, uzayın eğriliğini verir. Bu parametrelere kendi istediği değer­leri veren bir evrenbilimci, sonsuz sayıda evren modelleri üretebilir!

Büyük Patlama ve Büyük Birleşik Kuram bağlamında Omega=1 alınır; gözlemler, Omega=0.02 olduğuna işaret etmesine karşın! q0 ın türetildiği Hubble genişlemesi, gökadaların kırmızıya kayma ölçümlerinden elde edilir. Hubble parametresi, kırmızıya kaymanın tamamen gökada boyuna hızından (gökada hız vektörüyle, gözlemcinin bakış doğrultusunun çakışık olması) kaynaklandığı varsayımıyla tanımlanır. Büyük Patlama kuramına göre, Hubble parametresinin uzayda sabit olması gerektiğinden, bu parametreye genellikle Hubble sabiti denir.

Şekil 1, Hubble’ın Sb türü gökadalar için elde ettiği bağıntıyı göstermektedir. Yer’deki gözlemci yani Edwin Hubble ve Homo Sapiens  x ve y eksenlerinin çakıştığı noktadadır. x-ekseninde gökadaların dolaysız olarak gözlenen parlaklıkları, y ekseninde de yine gökadaların dolaysız olarak ölçülen kırmızıya kaymalarının (z) hız cinsinden değerleri yer alır. Şekildeki her bir nokta bir gökadayı simgeler. Bu noktaların herhangi birinden x eksenine çizilen dik doğrunun ekseni kestiği yerdeki değeri gökadanın parlaklığını verir. y eksenine çizilen dik de aynı gökadanın kırmızıya kayma değerini (hızını) verir. Hubble, gökadaları simgeleyen noktaların bir doğru üzerinde bulunduğunu varsaymıştır. Gökbilimciler parlaklığı, “uzaklık modülü” adı verilen bir bağıntıyla uzaklığa (L) çevirirler. Böylece, eksenlerin kesiştiği noktadan başlayıp x-ekseninin pozitif yönüne doğru ilerleyen bir gözlemci Yer’den uzaklaşıyor demektir.  y eksenindeki kırmızıya kaymalar da Doppler formülü yardımıyla hıza (L / T) dönüştürülür. Noktaları bir doğruyla göstermenin anlamı şuradadır: doğru üzerinde alınan herhangi iki nokta, (x1,y1) ve (x2,y2), için (y2 – y1) / (x2 – x1) oranı sabittir. Buna doğrunun eğimi, veya Hubble sabiti (H) denir. Şimdi y ve x eksenindeki fiziksel niceliklerin oranını alırsak, (L / T) / L , ve sadeleştirirsek, elimizde 1 / T kalır; yani zamanın tersi! İşte bu oranı ters çevirirsek, Hubble yaşını bulmuş oluruz.

Hubble’ın Sb türü gökadalar için elde ettiği bağıntı (E. Hubble, The Realm of the Nebula, Yale University Press, London, 1936).

Gerek Yer konuşlu teleskoplarla gerekse Hubble Uzay Teleskobu’yla yapılan ve bu doğrusal ilişkiye uyan gökadalardan türetilen değer, H = 82 km/s/Mpc. Evet, yanlış okumadınız! Bu ilişkiye uymayan gökadaları simgeleyen noktalar grafiğe alınmıyor (Halton Arp, Quasars, Redshifts and Controversies, Interstellar Media, Berkeley, CA, 1987) Bunun Türkçe me’ali şudur: “Yer’deki gözlemciyi konsayı düzeneğimizin (koordinat sistemi) başlangıç noktasına yerleştirirsek, gözlemciden, yani Yer’den 1 Mpc  (3.26 ´ 10 24 cm) ötedeki bir gökadanın bizden uzaklaşma hızı, saniyede 82 km’dir. 2 Mpc uzaktaki gökadanın uzaklaşma hızı, saniyede 2 ´ 82 km, vb. dir. Mpc ve km’yi cm cinsinden yazarsanız, cm’leri sadeleştirirseniz, ortaya çıkan değeri ters çevirirseniz evrenin yaşını bulursunuz! Hadi bakalım bu “ev ödevini” herkes yapsın! Doğru bulan okuyucumuza Bilim ve Gelecek dergisi de bir ödül versin!

Değinmeden geçmeyelim, Büyük Patlama söylencesine göre, “gökadalar varolan uzay içinde, ondan bağımsız uzaklaşmıyor; sözü edilen hız, genişlemekte olan uzayın hızıdır. Bu uzaya ‘yapışık’ olan gökadalar da uzayın genişlemesi sonucu bizden uzaklaşıyor”. Hubble ilişkisinin bu yorumu Hubble’ın kendi yorumu değil! Hubble, teleskop sınırlarımızın bize sunacağı bilgileri tamamen tüketmeden böylesine genel, kozmolojik bir sonuca varmanın yanlış olacağını defalarca vurgulamıştı. Ancak, dinsel görüşlerine uygun düştüğü için bu ilişkiyi evrenin genişlediği biçiminde yorumlayan kişiler Arthur Eddington ve George Lemaitre’dır. “Netekim” Hubble uyarısında haklı çıktı! Hubble’ın teleskopu belli uzaklığın ötesindeki gökadaları algılayamazdı. Daha sonra yapılan büyük çaplı teleskoplar daha sönük, dolayısıyla daha uzaktaki gökadaları algılamaya başladı. Büyük Patlama söylencesine göre de en uzaktakiler de kuazarlardı. Kuazarların da Hubble ilişkisini doğrulayacağı beklentisi vardı. Kuazarların Hubble ilişkisine uymadığı artık gözlemsel bir gerçek! (Şekil 2) Bu şekildeki noktaların her biri bir kuazarı simgeliyor. Bu noktaları Şekil 1’de olduğu gibi bir doğruyla temsil edemezsiniz. Doğrusal ilişkinin yokluğu, uzayın genişlediği düşüncesini ortadan kaldırır. Onunla birlikte Büyük Patlama’nın kozmolojik ilkesi, “uzayın her bir noktası kendine özgü hızla genişliyor” savı da ortadan kalkar; “evrenin ex nihilo yaratıldıktan sonra genişlediği” düşüncesi de ortadan kalkar. “Büyük Çöküntü”, “Büyük Buzul” senaryoları söylence olur. Kuazarlar, Hubble’ın 1936 yılında Sb türü gökadalar için elde ettiği (parlaklık, kırmızıya kayma) ilişkisine uymuyor! Uyması mı bekleniyordu? Uzayın genişlediğinden söz edebilmek için…Evet!

Şekil 2. Kuazarlar için Hubble ilişkisi. Kuazarları simgeleyen bu noktaları bir doğru ile temsil etmek olanaksızdır.

Nobel ödülü almış olan Hannes Alfven, bu denli yanlı bulduğu bu terimi, Hubble sabitini, 1981 yılında yayınladığı, Cosmic Plasma adlı kitabında kullan­mak bile istemiyor!

Modellerin diğer bir amacı da propagandadır. Eğer bir kuram doğruy­sa propagandaya gereksinimi yoktur. Ancak, gözlemsel verilerle tutarlı değilse, ne denli yoğun propaganda yaparsanız yapınız, o kuramı kurtara­mazsınız. Ne yazık ki bir kuramın ölümü çok uzun sürer. Bu arada mo­deller, o konudaki tartışmaların can­lılığını korumasına yardım eder. Hangi özgün gökbilim olayını alırsak alalım, bu alanda yapılmış birçok modelle karşılaşırız. Bu modellerden bazıları, diğerlerinden daha az “olasıdır”. Şunu kesinlikle söyleye­biliriz ki, belli bir modeli oluştururken felsefi veya dinsel düşüncelerden esinlenmek hiçbir biçimde engellenemez. Çoğu evrenbilimcinin ilk dürtüleri de zaten bu iki düşünsel alandan gelmiştir. Gözlemler karşısında sınanıp, geçerli olmadığı görüldüğünde boşlanabildiği sürece, bu tür esinlenmelerin sakıncası olamaz. Büyük Patlama, Thomistik bir görüş olan ex nihilo (yoktan varolma) dinsel düşüncesinden esinlenmiş, gözlemler karşısında sürekli tutarsız kalmış, ancak ne yazık ki, savunucu­ları tarafından yadsınamamıştır.

Uzay veya zamanda başlangıç gereksinimi

Hubble yasası, Termodinamiğin ikinci ilkesi ve Heisenberg belirsizlik ilkesi evrenin başlangıcına bilimsel bir açıklama getirmeye çalışanların sıkça başvurduğu üç bulgudur. İlk ikisi zamana bir yön biçmeye çalışmaktadır. Böylece şu anda izlediğimiz kozmik filmi geriye sarma, evrenin “başlangıcına” gitme çabaları haklı gösterilebilir duruma getiriliyor. Üçüncüsü, yani Heisenberg belirsizlik ilkesi ise klasik nedenselliği ortadan kaldırıyor! Klasik nedensellikle birlikte ortadan kalkan ilke madde-erkenin korunumu ilkesi! Kısacası, iki tane ilk ilke  ve bir tane empirik yasa ile “başlangıca” gitme çabalarına bilimsellik giysisi giydiriliyor. Nasıl mı? Şöyle :

“Hubble’ın empirik yasası evrenin genişlediğine işaret eder” yorumu yapıldıktan sonra kozmik film geri sarılıyor. Bunun için Einstein’ın Genel Görelilik Kuramında geliştirdiği “alan denklemlerine” başvuruluyor. Bu denklemler evrenin dinamik tarihçesini izlemeye yarayan denklemlerdir. Evrendeki iki nokta arasındaki R uzaklığının t zamanıyla nasıl değiştiğini betimler. Küresel yıldız kümeleri üzerine yapılan çalışmalar evrenin yaşının yaklaşık 19 milyar yıl olduğuna; Hubble yasası da (Hubble Uzay Teleskobunun son bulguları ışığında) 11 – 12 milyar yıl olduğuna işaret etmektedir. “Hangisi doğru ?” sorusunun yanıtını bu yazıda ele almayacağız. Şimdi zamanda  19 milyar yıl (isterseniz 11 – 12 milyar yıl) geriye gidelim. Rehberimiz Einstein’ın alan denklemleri. Bu denklemler, t = 0 anında, yani evrensel zaman “başlangıcında” sonsuz çözümün yanı sıra üç özel çözüme işaret ediyor. Ama her üçünde de matematiksel tekillik var. Matematiksel tekillik fiziksel belirsizlik anlamına gelir. Bu durum fizikçiler için korkunç sıkıntılar yarattı. Çünkü fizik, tanımı gereği ölçülebilir niceliklerle uğraşan bir bilim dalıdır. Bu nedenle matematiksel tekillikler bir “şeylerin” yanlış gittiğine işaret eder. Tüm bu yanlış gidişe karşın Büyük Patlamacı evrenbilimciler bizi madde-erke, uzay ve zamanın t = 0 anında hiç yoktan yaratıldığına, bu yetmiyormuş gibi, “t = 0 anından önce ne vardı ?” sorusunun anlamsız olduğuna inandırmaya çalışıyorlar. Evrendeki tüm madde-erke, uzay ve zamanın hiç yoktan ortaya çıkışı, Hıristiyanlığın 4. yüzyılda geliştirdiği Ex nihilo kavramını andırmaktadır. Ancak, fiziksel bir olayı teolojik bir kavramla açıklayabilme şanslarının olmadığını bilen evrenbilimciler, ex nihilo kavramını bilimsel bir temele oturtacak olan Heisenberg Belirsizlik İlkesi’ne sarıldılar.

Heisenberg Belirsizlik İlkesi

biçiminde “sevimsiz” bir formülle karşılaştığımızda çoğumuz, yazının sağduyudan, günlük deneyimlerimizden uzaklaşmaya başladığını duyumsarız. Hiç de haksız sayılmayız. Bu bağıntının ne anlama geldiğini bilmek en doğal hakkımız. Bunu bize sağlayacak olan kesim bilim insanlarıdır. Bilim insanlarının önemli görevlerinden birisi, bilimsel bulgu sonuçlarını halka taşımaktır. Bunu çok iyi becerenler var ! Şimdi, yukarıdaki formülü betimleyen aşağıdaki satırlara bir göz atalım : “Kuantum kuramına göre, çok düşük erkelere (enerjilere) sahip olan parçacıklar hiç yoktan ortaya çıkabilir, varlıklarını kısa bir süre sürdürüp yine ortadan kalkabilirler. Kuantum çalkantıları (veya virtual parçacıklar) olarak bilinen bu durum her an kendiliğinden ortaya çıkabilir. Bu çalkantılar denek odalarında gözlenmiştir. Erkesi ne denli büyükse, parçacığın yaşam süresi de o denli kısadır. Bu durumun tersine, erkesi hemen hemen sıfır olan bir dizge, ilkesel olarak hiç yoktan varolup, varlığını sonsuza dek sürdürebilir. Böylece evreni hiç yoktan yaratma şansına sahip olabiliyoruz”  (Verschuur, G. l., The Invisible Universe Revealed, Springer – Verlag, N.Y., 1987, s. 195).

Evet, bu satırlar, yukarıdaki “sevimsiz” formülün Türkçe açıklamasıdır! Formüldeki DE, erke ölçümündeki belirsizlik; Dt, zaman ölçümündeki belirsizlik ve h de Planck sabitidir. Planck sabiti, işaret ettiği birçok fiziksel gerçekliğin yanı sıra esas olarak, madde-erkenin sürekli değil, ayrık paketlerden oluştuğunu betimler. Büyük bilimsel bulguları yapanlar, “sağduyu”nun ötesine gitmekten korkmayan kişiler olarak karşımıza çıkıyor. Sağduyumuzu zorlayan bu senaryoları “satın alıp almama” konusunda herkes özgür! Bu senaryolar da genellikle tümdengelimsel usa vurmalarda oluşuyor! “Matematiğe şovenizm derecesinde tutkun olanlara belki sert bir saptama olarak gelecektir ama, filozoflar, ‘tümdengelimsel bir yöntem olan matematiğin, gözlemlere ve bilimin pratik uygulamasına karşı gösterdiği kayıtsızlığın kaynağının, köle sahibinin kol emeğine gösterdiği nefret’  (Bertrand Russell, A History of Western Philosophy, Simon & Schuster, NY, 1964) olduğunu ileri sürüyor”.

Dover Publications, Inc. yayınevinin 1923 yılında yayınladığı The Principle of Relativity adlı kitabında Einstein’ın bir dizi makalesi yayınlanmıştır. Bunlardan, Cosmological Considerations on the General Theory of Relativity  başlığıyla yayınlanan bildiride Einstein, çok ilginç bulduğum şu saptamayı yapıyor: “Uzayın eğriliği, madde dağılımına bağlı olarak, uzay ve zamanda değişir. Ancak, uzay eğriliğini yaklaşık olarak bir küreye benzetebiliriz. Bu bakış açısının mantıksal olarak tutarlı ve Genel Görelilik Kuramı açısından da en uygun olduğunu düşünüyorum; bu yaklaşımın, günümüz astronomi bilgisi açısından usa yatkın ve savunulabilir olup olmadığını burada tartışmayacağım”.

Einstein, evren modelini oluştururken, en büyük uzay ölçeklerinde ele alındığında, evrendeki maddenin uzayda eşit dağıldığını (homojen) düşünmüştür. Bu ilk ilkeden yola çıkan Einstein, Genel Görelilik Kuramını kullanarak uzayın sonlu olduğu sonucuna vardı.

Diğer bir deyişle, belli bir yoğunluktaki kütle ne denli büyükse, uzayı da o denli çok eğecektir. Eğer yoğunluk yeterince büyükse, uzay, kendi üzerine tamamen kapanacak biçimde eğrilecektir. Kısacası, eğer evrendeki maddenin yoğunluğu her yerde eşit olacak biçimde eşdağılım gösteriyorsa, evren sonlu olmak zorun­daydı.

Ancak, 1919 yılında, evrenin eşdağılımlı olmadığına ilişkin yeterince çok sayıda kanıt vardı. Newton zamanında bilim insanları, evrendeki hemen tüm maddenin birbirinden dev uzaklıklarla ayrılmış olan yıldızlar­da toplandığına inanıyordu. Newton’’dan sonra yapılan gözlemler (Ein­stein’dan önce yapılan gözlemlerdir) yakın komşuluğumuzdaki yıldızların Samanyolu gökadasını oluşturduğunu göstermiştir. 1850 yıllarında gökbi­limciler, sarmal kollu bulutsuların varlığını biliyorlardı. Çoğu gökbi­limci, haklı olarak bu bulutsuların başka gökadalar olduğunu savunuyordu. Yine bu sarmal kollu bulutsuların gökyüzünde geniş bir bantta toplandığı dikkat çekmişti. Bugün bu oluşumlara  gökada süper kümeleri adı verilir (Şekil 3).

Kısacası Einstein, hangi ölçeklerde alınırsa alınsın, gözlemlerin evrenin eşdağılımlı olmadığına işaret ettiğini biliyordu! Buna karşın, salt felsefi ve estetik neden­lerle, eşdağılımlı bir evren modeli önerdi. Oysa ki, bir seçenek olarak, eşdağılımsız bir evren modelini düşünürsek, uzayın büyük oylumlarının yoğunluğu, küçüklerin yoğunluğundan daha az olduğundan, evrenin bir küre gibi kendi üzerine kapanmasına gerek kalmayacaktır.

Einstein’ın eşdağılımlı evren varsayımının evrenbilim üzerinde üç olumsuz etkisi olmuştur: Birincisi, önceki dönemlerde saçma ve bilimin antitezi olarak tanımlanmış olan ortaçağ sonlu evren kavramını hortlat­mıştır. İkincisi, eşdağılım varsayımının estetik basitliği Einstein’ın bilimsel saygınlığıyla birleşince, bu varsayımın tüm diğer relativistik evren modellerinde de kullanılmasına neden olmuştur. Üçüncüsü ve belki de en önemlisi, gelecekte yapılacak gözlemlerin eşdağılım varsayımını doğrulayacağı beklentisinden yola çıkarak, gözlemlerle çelişen var­sayımların yapılmasına izin vermiştir.

Konuyu Einstein’ın evren modeli bağlamında incelersek, Einstein, evrenin, gökada kümelerinden ve gökada süper kümelerinden daha büyük ölçeklerde eşdağı­lımlı olacağının beklentisi içindey­di. Ancak gözlemler bu beklentiyi yıktı (Şekil 3).

Şekil 3. Gözlemci şeklin özeğinde, “buradasınız” yazılı yerdedir. Her bir nokta bir gökadayı simgelemektedir. Gökadaların hangi ölçekte alınırsa alınsın dağılım göstermediğine dikkat ediniz.

Eğer, evrendeki özdek eşdağılım göstermiyorsa, “Büyük Çöküntü” yok, “Büyük Buzul” yok! “mahşer günü” yok! “Ne kırk katır ne de kırk satır var!”

Özel görelilik kuramı bir formalizmin yorumudur. Bu formalizmi Einstein Özel Görelilik Kuramında kendine özgü yorumlamıştır. Aynı formalizmi bir de Lorentz yorumlamıştır. Lorentz, mutlak uzay ve zamanın varolduğunu ancak formalizmin sergilediği nedenlerden dolayı algılayamayacağımızı savundu. Einstein’ın yorumuyla Özel Görelilik Kuramı, mutlak anlamda eşzamanlılıktan söz edilemeyeceğini söyler. Diğer bir deyişle, eğer mutlak uzay ve zamanı algılamanın yolu yoksa (yani formalizm algılamayı dışlıyorsa) o zaman varlığını varsaymanın da anlamı yoktur.

Lorentz’in yorumuna eleştiri getirirken Einstein’ın karşı çıktığı noktanın özünde, algılanması formalizmce olası olmayan “şeylerin” varsayılmaması gerektiği yatıyor. Bu eleştiriyi ya da öneriyi, kuramın diğer bileşenlerine de uygulamanın yolu veya mantığı var mı? Örneğin, kuramın bir öngörüsünün algılanıp algılanamayacağına nasıl karar verebiliriz? Einstein, Genel Görelilik Kuramının sınanabileceği en uygun ortamı, evrenin tümü olarak gördü ve kuramının öngörüsünü şöyle formüle etti: “Eğer evrendeki madde, en büyük ölçeklerde ele alındığında eşdağılım gösteriyorsa ve bu maddenin karşılıklı etkileşimi için tek baskın kuvvet çekim kuvvetiyse, evren tek bir noktadan (matematiksel tekillikten) genişlemeye başlayacak veya tek bir noktaya çökecek: Büyük Buzul  veya Büyük Çöküntü ”. Şimdi bu öngörüye bir göz atalım. Yukarıda sözünü ettiğimiz varsayımların her ikisi de, 1) evrendeki maddenin en büyük ölçeklerde eşdağılım gösterdiği ve 2) çekim kuvvetinin tek baskın kuvvet olduğu, son gözlemlerle  “haklı gösterilemez varsayımlar” durumuna düşmüştür. Bu gerçek bir yana! Einstein’ın öngörüsü, Büyük Buzul  veya Büyük Çöküntü diyor. Eğer evrenin “yazgısı” Büyük Çöküntü ise, uzayın kendi üzerine kapalılığından söz ederiz; tıpkı bir küre yüzeyi gibi. Madde, erke, uzay, zaman, her şey küre içinde, kürenin dışında “hiçbir şey” yok! Evren, ilkçağların beşinci boyutu içine büyüyor! Bu durum nasıl algılanır? Uzay eğriliğinin evren boyutlarındaki değeri, eğrilik yarıçapı, eğrilik özeği (merkezi) nasıl algılanabilir? Uzay eğriliğinin etkilerini yerel olarak algılayabiliyoruz. Ardalandaki bir kuazardan gelip Güneş’in görünür diskini “sıyırıp” geçen radyo dalgalarının izlediği yolun doğrultusunun büküldüğü gözlemsel bir gerçektir. Ancak, maddenin uzaya kazandırdığı eğriliğin “mantıksal” sonuçlarını evren boyutlarına taşımanın bilimsel yöntem ve bilimin gelişmesi açısından yararları nedir? Benzer sorun, Büyük Buzul  için de çözümsüzlüğünü korumaktadır.

Şimdi, Einstein’ın bir varsayım için sorduğu soruyu bir öngörü için sormamız gerekirse: “Algılanması olası olmayan bir evren eğriliği öngörüsünü bilim dünyasına sunmanın anlamı nedir?”. Kuşkusuz, en azından entelektüel doyumdur. Anlamsızlığı ve sakıncaları konusunda ise çok şey söyleyebiliriz.

Son sözü, Nötrino bulgusunu yaparak Fizik dalında Nobel ödülü alan Leon Lederman’a bırakalım: “Kritik kütlenin, ‘düz evren’ (flat universe) üretmesi için niçin o değerde olması gerektiğini anlamamış olsak da kritik değerde olduğundan eminiz. Doğa, evrenini yaratmak için olası kütle değerleri arasından (kritik kütlenin 106 katı veya kritik kütlenin 10 – 16 katı) hemen hemen düz evren üretecek kütleyi seçti. Aslında durum daha da kötü! Evrenin, iki zıt yazgı arasında (Büyük Patlamayı izleyen mikrosaniyelerde ansızın buzul  veya ansızın çöküntü) 15 milyar yıldır varlığını sürdürüyor olması bir mucize gibi görünüyor. Hesaplamalar, evrenin 1 saniye yaşındaykenki ‘düzlüğü’nün kusursuz olması gerektiğine işaret ediyor. Eğer kritik kütle ‘düz evren’ için gerekli olan değerden çok az da olsa büyük değere doğru sapmış olsaydı, daha henüz bir atom çekirdeği üretemeden ‘Büyük Çöküntü’ye uğrayacaktı; eğer sapma diğer yöne doğru olsaydı, yine derhal buz gibi ölü bir evrene dönüşecekti. Yine bir mucize!… ‘Düz’lük sorunu büyük bir mucize ve biz ‘düzlüğü’ doğal yapmak için nedenler arıyoruz”.

Hayır…hayır! Son söz yine benim! Evrenin “başlangıcına” veya “sonuna” ilişkin öngörüler metafizik öneriler olmaktan öteye geçemiyor. Evrenin ister “Büyük Buzul”, ister “Büyük Çöküntü” isterse de “Düz” yazgısını alın, hepsi bilim karşıtıdır. Hele “düz evren” modeli insan özekli dünya görüşünün (Antrophic Principle) canlı tutulması için uydurulmuş bir senaryodan başka bir şey değil!