Ana sayfa 140. Sayı Einstein neden önemli?

Einstein neden önemli?

605
PAYLAŞ

Çeviren: Onur Ünver

Einstein ilk büyük başarısını, 1905’te yayımladığı ve özel göreliliği de içeren dört sarsıcı makaleyle kazandı. On yıl sonra, teoriye kütleçekimini de ekleyerek genişletti ve genel göreliliği yarattı. Bu düşünce, Newton’un fiziğini yıkarak uzay ve zaman görüşümüzü yeniden tanımladı. Geçtiğimiz yüzyıl boyunca Einstein’ın fikirleri kültür ve sanatla karışarak dünyamızı sonsuz ve kalıcı bir biçimde şekillendirmiştir.

Prof. Dr. Brian Greene
Columbia Üniversitesi Fizik ve Matematik Profesörü, süpersicim teorisi çalışıyor

Albert Einstein, iki şeyin sonsuz olabileceğini söylemiştir: Evren ve insanların aptallığı. Evren hakkında o kadar emin olmadığını da itiraf etti. Bunu duyduğumuzda tebessüm ettik, hatta güldük; ama alınmadık. Bunun sebebi ise yüzyılın başındaki, cana yakın ve babacan görüntüsü ile “Einstein” ismidir. Karşımızda, portreleri -bisiklete binen, dilini çıkartan, parlak gözleriyle bizlere bakan- ortak kültürel hafızamız tarafından yüceltilen, iyi huylu ve dağınık saçlı bir bilim dehası görmekteyiz. Einstein, sadeliğin ve düşünsel keşif gücünün sembolü olmuştur.

Muhteşem Yıl (Annus Mirabilis) dedikleri 1905’te bilim dünyası içerisinde ünlenmiştir. Günde sekiz saat, haftada altı gün çalıştığı İsviçre Bern’deki patent ofisindeki boş zamanlarında, fiziğin gidişatını değiştiren dört makale yazdı. Aynı yılın Mart ayında, uzun zamandır dalga olarak tanımlanan ışığın, esasında foton denen parçacıklardan oluştuğunu ileri sürdü. İki ay sonra, Mayıs’ta, Einstein’ın hesaplamaları, atomik hipotez için test edilebilir tahminler sağlamıştı. Haziran ayında, uzay ve zamanın o günde değin kimsenin ummadığı muazzam bir biçimde davrandığını ortaya çıkaran; kısaca, hız ve zamanın her ikisinin de gözlemciye bağlı olduğunu söyleyen; özel görelilik teorisini tamamladı. Eylül 1905’te Einstein, özel göreliliğin sonucunu elde etti; dünyanın en ünlü denklemi olacak olan, .

Bilim genellikle adım adım ilerler. Bilimin zilleri, az ve seyrek katkılar ile büyük ve radikal değişimleri haber vermek için çalar. Fakat bir adam, bu zili bir yılda dört defa çaldı; bu yaratıcı bir görüşün muazzam bir dışavurumudur. Bilimsel kurumlar kısa sürede Einstein’ın, gerçeklik anlayışının gidişatını değiştiren çalışmasının yankılarını duydular. Buna rağmen geniş kitleler için Einstein henüz Einstein olmamıştı.

Bu durum 6 Kasım 1919’da değişecekti.

Einstein özel görelilikte, hiçbir şeyin ışık hızından daha hızlı gidemeyeceğini yazdı. Bu durum Newton’un, kütleçekim etkisinin tüm uzaya aniden yayıldığı kütleçekim teorisine karşıt bir zemin hazırlamıştır. Büyüyen bu çelişkinin sürmesiyle Einstein, Newton’un yüzlerce yıllık kütleçekim kurallarını yeniden yazmaya soyundu; en ateşli taraftarları tarafından bile donkişotvari olduğu bilinen ürkütücü bir görevdi bu.

Alman biliminin başındaki Max Planck ise “Eski bir dostun olarak seni buna karşı uyarmalıyım… başaramayacaksın, başarsan bile kimse sana inanmayacak” dedi. Einstein otoriteye boyun eğmedi ve devam etti, yaklaşık on yıl boyunca devam etti.

Sonunda 1915’te Einstein, kütleçekimini sarsıcı ve farklı bir fikir üzerinden, uzay ve zamandaki eğilme ve bükülmeler gibi yepyeni kelimelerle ifade eden genel görelilik teoremini duyurdu. Tuttuğunuz çay fincanının elinizden kaymasıyla onu zemine çeken bir dünya yerine, genel görelilik, gezegenin, çevresindeki ortamı büktüğünü ve fincanın oluşan bu uzay-zaman kanalından kayarak doğrudan yere düşmesine sebep olduğunu söylemektedir. Einstein’ın açıkladığı kütleçekimi, evren geometrisine damgasını vurmuştur.

Einstein genel görelilik teorisini tamamladıktan dört yıl sonra, 6 Kasım 1919’da, gökyüzündeki yıldız konumlarını belirleyen astronomik ölçümlerin, Einstein’ın öngördüğü üzere, Newton kanunlarının söylediklerinden nispeten farklı olduğu dünya çapındaki gazeteler tarafından duyuruldu. Sonuçlar muzaffer bir şekilde Einstein’ın teorisini doğruladı ve onu bir gecede sembol haline getirdi. O, Newton’ı deviren ve türümüzü doğanın ebedi gerçeklerine dev bir adım daha atlatarak yaklaştıran insan olmuştu.

Zekice iğnelemeler yapacak (“Ben militan bir barış yanlısıyım” gibi) ve neşeli bir şekilde, dahilerin dalgın dahisi rolünü oynayacaktı. Şehir Işıkları filminin (City Lights) prömiyerinde flaşlar patlarken Charlie Chaplin kırmızı halı üzerinde birlikte yürüdükleri Einstein’ın kulağına bir şeyler fısıldadı; “İnsanlar beni anladıkları için, seni de anlamadıkları için aklışlıyorlar.” Bu Einstein’ın iyi oynadığı bir roldü ve 1. Dünya Savaşı’ndan bitap düşen geniş halk kitlesi onu içtenlikle sahiplendi.

Einstein’ın toplum içine girmesiyle, görelilik hakkındaki fikirleri yankı uyandırmışa benziyordu. James Joyce ve T. S. Eliot cümleleri parçalara ayırıyorlardı. Pablo Picasso ve Marcel Duchamp tuvali deliyorlardı. Arnold Schoenberg ve Igor Stravinsky ölçüyü bozuyorlardı. Einstein, gerçekliğin modası geçmiş modellerinden uzay ve zaman zincirlerini çıkartıyordu. Bazıları Einstein’ı 20. yüzyılın öncü hareketinin bir ilham kaynağı olarak resmedecek kadar ileri gitti. Einstein geleneksel bir beğeni sahibiydi, Bach ve Mozart’ı modern bestecilere tercih ederdi ve yeni Bauhaus mobilyalarını, halihazırda sahip olduğu eski dekorasyonu için reddederdi.

Dürüstçe söyleyebilir ki, birçok devrimsel fikir 20. yüzyılda yayıldı ve kuşkusuz bunlar kaynaşmıştı. Einstein, uzun zamandır savunulan varsayımların parçalanarak, nefes kesen yeni bir diyarın ortaya çıkarılmasının başlıca örneğiydi. Yüzyıl sonra, Einstein’ın ortaya çıkardığı bu diyar önemli ölçüde canlı ve bereketli olarak kalmaya devam etti.

1920’li yıllarda, tüm evrenin kökeni ve evrimini araştıran modern kozmoloji, genel görelilikten doğdu. Rus matematikçi Aleksandr Freidmann ile Belçikalı fizikçi ve rahip Georges Lemaitre birbirlerinden bağımsız olarak, Einstein denklemlerini kullanarak, evrenin genişliyor olabileceğini gösterdiler. Einstein, varılan bu sonuca direndi ve hatta sabit evreni temin edebilmek için kötü şöhretli “kozmoloji sabiti”ni ekleyerek denklemlerini yeniden düzenledi. Sonrasında ise Edwin Hubble tarafından yapılan gözlemlerin uzak galaksilerin hızla ilerlediğini göstermesi, Einstein’ı orijinal denklemlerine geri dönmeye ve evrenin genişlediğini kabul etmeye ikna etti. Genişleyen bir evrenin bugünkü anlamı, geçmişte daha küçük bir evren olmasıdır, bu durumun Lemaitre’nin “ilkel atom” olarak adlandırdığı, başlangıçta var olan parçacığın genişlemesinden doğan evrene uygulanmasıyla da büyük patlama teorisi doğmuş oldu. Onlarca yılda, büyük patlama teorisi büyük ölçüde geliştirildi (bugün en yaygın olarak kabul gören versiyonu enflasyon -şişme- teorisidir) ve çeşitli düzeltmeler yoluyla, gözlemsel ölçümlerden mükemmel spektrum sonuçları elde edildi. 2011 yılında Fizik’te Nobel Ödülü alan bir gözlem, geçen yedi milyar yılda evrenin sadece genişlemediğini, aynı zamanda genişleme hızının arttığını da göstermiştir.

Genel görelilik kaynaklı ilk kavram, 1. Dünya Savaşı sırasında Rusya’da görev yapan Alman astronom Karl Schwarzschild tarafından yürütülen analizlerle ortaya çıktı. Topçuların mermi yörüngelerini hesaplamayı bir kenara bırakan Schwarzschild, Einstein denklemlerinden, Güneş gibi küresel bir cisim tarafından oluşturulan uzay-zaman eğrisinin net bir tanımlamasını veren, ilk kesin çözümünü elde etti. Schwarzschild’in elde ettiği sonuç, beraberinde tuhaf bir şeyleri de ortaya çıkarmıştı.

Herhangi bir cisim yeteri kadar küçük ölçekte sıkıştırıldığında -Güneş’in 5 km’ye sıkıştırılması gibi– sonuç olarak uzay-zaman eğrisi o kadar ciddi bir boyutta olacaktır ki, ışık dahil ona çok fazla yaklaşan hiçbir şey kaçamayıp hapsedilecektir. Günümüz dilindeki ifadesiyle, Schwarzschild karadelik olasılığını ortaya çıkarmıştı.

Albert Einstein, Charlie Chaplin ve Elsa Einstein, Şehir Işıkları filminin prömiyerinde, 1931.

O dönemlerde, karadeliklere olasılık dışı gözüyle bakılıyordu. Fakat gözlemler doğru olanı söyledi ve alınan astronomik veriler karadeliklerin gerçek ve çok sayıda olduğunu ortaya koydu. Onlar şimdilik doğrudan gözlem için çok uzaktalar, fakat kuramsal laboratuvarlara göre, karadeliklerin varlığı kaçınılmazdır. 1970’li yıllarda Stephen Hawking’in etkileyici çalışmalarının başlaması ile fizikçiler, karadeliklerin sıradışı doğalarının, genel göreliliği daha ileriye taşıma girişimleri ve bilhassa kuantum mekaniği ile birleşmesi için ideal deney bölgeleri olduğuna büyük ölçüde ikna olmuşlardır (Bkz. “The Black Hole Test”; Dimitrios Psaltis, Sheperd S. Doeleman). Son zamanlarda en çok tartışılan konu, kuantum süreçlerinin, karadeliğin iç yapısı da dahil olmak üzere dış çevresi (olay ufku) hakkındaki bilgimizi nasıl etkileyebileceğidir. Einstein’ın genel göreliliği, günümüzdeki araştırma duvarını kaplayan sıkı dokunmuş bir duvar halısıdır.

Einstein sosyal bir biliminsanıydı, fakat büyük buluşları yalnız cevherlerdi. Tüm bu sezgiler, sıradışı beyni ve yapısı nedeniyle mi ortaya çıkmıştı? Geleneklere uymayan bakış açısı nedeniyle mi? Kuvvetli ve katı odaklanma yeteneği nedeniyle mi? Belki. Evet. Muhtemelen. Gerçeklik elbette ki kimsenin bilmediği bir şeydir. Birilerinin neden o veya bu fikre sahip olabildikleriyle ilgili hikâyeler anlatabiliriz, fakat asıl önemli olan bu sezgi ve düşüncelerin sayısız etki tarafından şekillendirildiğidir.

Abartıya kaçmadan söyleyebileceğimiz en iyi şey, Einstein’ın fiziğin derin problemler yığınını çözmek için doğru zamanda doğru düşünceye sahip olduğudur.

Başarıyla tamamladığı her şey ile ve yarattığı efsanenin devam etmesiyle birlikte önemli bir soru sorma arzusu da doğmaktadır: Başka bir Einstein daha olabilir mi? Eğer anlamı başka bir süper dahinin bilimi ilerleteceği ise, cevap kesinlikle evettir. Einstein’ın ölümünün üzerinden geçen yarım yüzyılda, böylesi biliminsanları olmuştur.