Ana sayfa Astronomi Evrenle söyleşiler 9: Bir kuyrukluyıldızla söyleşi

Evrenle söyleşiler 9: Bir kuyrukluyıldızla söyleşi

681
PAYLAŞ

Richard T. Hammond

Çeviren: Nalân Mahsereci

Daha önce söyleşi yaptığım kişilere pek benzemeyen kuyrukluyıldızın, son iki milenyumdan beri bilim tarihinde yaşanan gelişmelerle ne kadar ilgili olduğuna tanık oluyoruz. Kuyrukluyıldız, Dünya üzerindeki bilimsel kazanımlar ile yörüngesinde ilerlerken bulunduğu yerler arasında paralellikler kuruyor. Kuyrukluyıldızın, uranyum atomunun insanın kendi yıkımını hazırlamaya meyilli olmasından duyduğu kaygıları paylaştığını da görüyoruz.

Söyleşiye zaman ayırdığınız için teşekkürler, bize kendiniz hakkında bir şeyler anlatır mısınız?..

 – Bir uçtan bir uca yaklaşık 32 km olarak ölçülen, göreli olarak büyük bir kuyrukluyıldızım; buz, karbondioksit, basit karbon bileşikleri ve Dünya’da da bulunan başka birkaç bileşenden oluşuyorum.

Burada daha önce bulunmuş muydunuz?

 – Evet, dünyayı son ziyaretim sırasında, piramitlerin ve temel metalürjik işlemlerin yavaş yavaş yapılmaya başlandığı dikkatimi çekmişti. Dünyadan uzaklaşmaya başladığımda, Pisagor müzikal ton frekansının dalga boyu ile ters orantılı olduğunu keşfetmişti. Sonuçlarından ve matematiksel sadelikten ilham alarak, gezegenlerin eşit derecede ahenkli olmaları gerektiğini varsaydı; bu nedenle Güneş’ten tamsayılık uzaklıklarda bulunmalıydılar. Yanlış olduğunu bilmeme rağmen, Evren’i anlamak için yeni başlamakta olan teorik atağınızı görmekten memnundum.

Bilimimizle ilgilendiğinizi görüyorum. Geçen ziyaretiniz sırasında dikkatinizi çeken başka şeyler de olmuş muydu?

 – Ben uzaklaşırken, Demokritos atomların varlığını öngördü ve gelecek 200 yılda Arşimet mekanikte ve suyun kaldırma kuvveti üzerine kayda değer sonuçlara ulaştı. Yaklaşık bir yüzyıl sonra, MÖ 1. yüzyılda, Ptolemy’nin yansıma ve kırılma üzerine bir dizi ciddi çalışması oldu. Başka birçok şeyin yanı sıra camın kırılma indisinin suyun kırılma indisinden büyük olduğunu gösteren birtakım sayısal tablolar oluşturdu.

Kırılma indisi, maddenin ışığı bükme miktarı mıdır?

 – Evet, böyle de düşünülebilir. Keza, Ptolemy, her şeyin Dünya’nın çevresinde döndüğünü varsaydı; bu varsayımda yanlış olmasına rağmen, kozmolojik çalışması, binyıldan daha uzun bir süre kullanıldı. Eğer özgür istence sahip olsaydım, yalnızca bu olaylar bile beni Dünya’ya geri getirirdi, ama kütleçekiminin manevi parmakları beni sıkı sıkıya kavramıştı, Dünya’ya geri dönmeye elimde olmadan yazgılıyım.

Bu noktada neredeydiniz?

 – Bu sırada, Dünya’nın 500 AB’den (1) biraz daha fazla uzağındaydım. Yörüngemin bu kısmı, Güneş’ten en uzak olduğum nokta, günöte diye adlandırılır. Güneş Dünya’dan göründüğünün 4 milyonda biri parlaklıkta görünüyordu, tıpkı 100 watt’lık bir ampulün 30 m uzaklıktan görülmesi gibi; saatte yaklaşık 300 km’lik bir hızla emekliyordum. Bu hızla Dünya’ya dönmem 27.000 yılımı alırdı, ivmem Newton’un başına düşen elmanın iki milyarda biri kadar olmasına rağmen, kuşkusuz artacaktı, böylelikle hızım da. Benim tek ısı kaynağım Güneş’tir ve günötesinde mutlak sıfırdan yalnızca 15 derece daha sıcaktım, yani -258 0C.

İliklerinize dek üşümüşsünüz gibi görünüyor!

 – Bilimdeki şaşırtıcı gerileme ile bundan daha da fazla üşüdüm. Bana öyle göründü ki, geçen yüzyıllar içinde bilimdeki büyük kazanımlar kaybedilmeye başlandı, sanki sonsuza dek kavranamaz kalmaya yazgılı bırakılmış gibi hissettim. Günöte konumumdan 400 AB’ye gelmem 1300 yılımı aldı. Güneş’e Plüton’dan 10 kat daha uzaktayken, Bağdat’taki Bilgelik Evi’nin açılışını ve burada, Yunanlıların erken bilimsel çalışmalarının bir bölümünün  çevrilip kaydedildiğini görerek yüreklendim. Orada cebirdeki gelişmelerle birlikte, Güneş hâlâ bana Dünya’dan göründüğünden 6 milyon kez daha soluk görünürken, artık cisimler bana daha parlak görünmeye başlamıştı. Sıcaklığım sadece birkaç derece artmıştı, ama şimdi saatte yaklaşık 4000 km’lik hızla seyahat ediyordum.

Uzayın derinliklerinde ne kadar zaman harcadığınıza inanamıyorum. Güzel bir yolculuk geçirdiğinizi umarım…

 – Evet, 1600’den 1700’e kadar, 5 milyar kilometre seyahat ettim ve bu geçirdiğim en mutlu 5 milyar kilometreydi. Galileo yeni icat edilen teleskopu kullanarak Jüpiter’in dört uydusunu keşfetmişti; daha da önemlisi, Venüs’ün de tıpkı Ay gibi evreleri olduğunu göstermişti. Buradan da haklı bir biçimde, onun da Güneş’in etrafında döndüğü sonucunu çıkarmıştı. Kepler, Tycho Brahe’nin özenle kurduğu gözlemevinde yaptığı, gezegenlerin konumlarının hassas ölçümlerini kullanarak, gezegen yörüngelerinin elips şeklinde olduğu sonucunu ulaştı ve ünlü yasasında, gezegenlerin Güneş etrafında dolaşım sürelerinin karesinin, yarı ana eksenlerinin küpü ile orantılı olduğunu ortaya çıkardı. Kepler’in daha önce ulaştığı sonuçlardan, neden gerçekte düzgün yüzlü beş geometrik cisim olmasına rağmen, altı gezegen ve bundan dolayı altı olası yörüngenin olması gerektiğini açıklama çabası beni bir hayli keyiflendirdi. Dünya’ya son yakınlaşmamın tersine, bu sıralarda fizikteki gelişmelerin benim artan ivmemi yakalayacağını hissediyor gibiydim.

Fizikte ne tür gelişmeler gördünüz?

 – 18. yüzyıl, Newton’un Optik’i yayımlamasıyla (nihayet) sıçramıştı. Newton, ışığın parçacıklardan oluştuğuna inanıyordu; her ne kadar ışık zerrelerinin salınabileceğini düşünse de; bundan dolayı, ışığın dalgalardan oluştuğunu öneren Young’un çalışmalarının kabul edilmesi biraz zaman aldı. Fahrenheit, günümüzde Amerika’da hâlâ kullanılmakta olan sıcaklık ölçüsünü geliştirmişti ve statik elektrik üzerine deneyler yapılmaya başlanmıştı. Halley, Newton’un kütleçekim teorisini kullanarak, kız kardeşlerimden birinin Dünya’ya 1758 yılında döneceğini doğru olarak öngördü; ama kız kardeşim, Jüpiter’in etkisinden dolayı -ki Jüpiter’in benim üzerimde de önemli bir etkisi vardır- birkaç gün geç gelmişti. Herschel’in Uranüs’ü keşfetmesi, diğer bütün gezegenlerin yazılı tarih öncesinden beri biliniyor olması yüzünden Dünya’yı salladı ve şu soruyu akıllara düşürdü: “Acaba başka gezegen var mı?” Yüzyılın sonuna doğru Volta bakır ve çinko diskleri arasında alternatif akım üretecek mekanizmayı kurdu, ıslak mukavvalarla ayırdığı bakır ve çinko disklerden ilk pili üretti. Bu sırada ben, Güneş’in Uranüs’e uzaklığından on kat daha ötedeydim, yaklaşık 8000 km/saat ile yolculuk ediyordum.

Bu sizi 19. yüzyıla mı getirdi?

 – Evet, 19. yüzyıl boyunca, yaklaşık 8 milyar kilometre teptim. John Adams ve Urbain LeVerrier’in Uranüs’ün yörüngesi üzerine kavga ettiklerini gördüm.

Kavgaları neyle ilgiliydi?

 – Kepler’in diğer gezegenlerin yörüngesinin elips biçiminde olduğunu gözlemesine ve Newton’un teorisi eliptik yörüngeleri öngörmesine rağmen, Uranüs’ün yörüngesi elipse pek yakın değildi. Bu problem gerçekten her şeyi karıştırıyordu.

Nasıl yani?

 – Şaşkına dönmüştünüz, kimse yörüngenin neden yanlış olduğunu anlayamadı.

Çözüm neydi?

 – Bazı insanlar, Newton’un kütleçekim teorisinin bazı noktalarına kuşkuyla yaklaştılar. İç gezegenlerde (3) teori işliyor, belki böylesi büyük uzaklıklarda işlemiyor olabilirdi. Ya da, Güneş’inizin kütleçekim alanı düşünüldüğünden daha zayıftı. Oradaki kuşku bulutları gökyüzünü kararttı.

Gökyüzü temizlendi mi?

 – Bir süre sonra. Bir başka düşünce de, orada göremediğimiz bir maddenin işbaşında olduğuydu, Uranüs’ü iten ve çeken görünmez maddenin büyük bulutları.

Biraz zorlama gibi duruyor.

 – Aslında, günümüzde tereddütsüz olarak bu olguya inanıyorsunuz ya da onun bir tür genelleştirilmiş haline.

Öyle mi yapıyoruz?

 – Evren’in büyük oranda görünmez bir maddeyle dolu olduğuna inanıyorsunuz. Bu madde, cisimlerin hareketinde, zaman zaman baskın bir rol oynuyor.

Bunu biraz açıklar mısınız?

 – Yolunuzun üzerinde sarmal bir gökada görüşmesi olduğunu görüyorum; eğer bu soruyu o söyleşi sırasında gündeme getirirseniz, ilk elden bilgi alabilirsiniz.

Peki, yapacağım. Uranüs sorunu ne oldu?

 – Son çözüm, Uranüs’ün başka bir gezegen tarafından tedirgin edildiğiydi. Adams ve LeVerrier birbirlerinden bağımsız olarak Neptün’ün varlığını öngördü, o güne değin yapılmış en büyük öngörüydü!

Şaşırtıcı! Bu dönemde dikkatinizi çeken başka gelişme var mı?

 – Çok fazla. Aralarında, James Maxwell’in derleyip geliştirdiği elektrik ve manyetizma yasalarının keşfi de var.

Biz fiziği daha çok anladıkça, sizin de daha mutlu olduğunuzu fark ettim. Neden böyle?

 – Bilmiyorum, belki basitçe anlaşılma tutkusudur.

Bunu çok iyi anlayabiliyorum. Geldik 20. yüzyıla…

 – 20. yüzyılın başlarında Güneş’ten 177 AB uzaktaydım, bu da Plüton’un maksimum uzaklığından yaklaşık 4,5 kat daha fazlaydı. Şimdi saatte yaklaşık 9500 km’lik bir hızla seyahat ediyordum ve 20. yüzyılın sonunda Güneş Sistemi’nin dışına çıkacağımı fark etmiştim. 20. yüzyılda fizikteki gelişmelerin artan hızı, benim sürekli ivmelenmemi yakalayacak gibi görünüyordu. O dönemde Merkür’ün yörüngesinin, çok da Newton’un teorisinin öngördüğü gibi olmadığı anlaşılmıştı. Çözüm için bir kez daha karanlık madde öneriliyordu; yörüngeyi bozan bu kez Vulcan adlı varsayımsal bir gezegendi. Newton’un teorisinden yine şüphe ediliyordu, doğru çözümü bulmak uzun sürmedi. 1905’te Einstein’ın birçok başka şeyin yanı sıra E=mc2’yi de öngören özel görelilik teorisiyle fizik yeni doruklara ulaştı. On yıl sonra Einstein Newton’un kütleçekim teorisinin yerini alacak olan genel görelilik teorisini geliştirdi. Newton’un kendi teorisini yaymasıyla, Einstein’ın kendi teorisini yayması arasında, 26 milyar km seyahat ettim. Bu beni, Merkür’ün yörüngesinin Einstein’in teorisiyle doğru bir biçimde öngörüldüğünü görmenin yeterince yakınına getirdi. Bu yıllar boyunca elektron keşfedildi, Rutherford atomun büyük oranda boşluktan oluştuğunu keşfetti ve Bohr, atom kuramını şekillendirdi. Örneğin, atom ölçeğinde enerji ve momentum gibi şeyler, kesintili paketler halinde oluyordu. Eski Newton-Young tartışması, yani ışık parçacıklardan mı yoksa dalgalardan mı oluşur sorunu, bütün ihtişamıyla geri döndü; ben Güneş Sistemi’ne girene değin de, tartışma parçacıkların lehine yatışmamıştı. Foton adı verilen bu parçacıklar bir arada tıpkı dalga gibi hareket eder, bu da niçin bunların dalga gibi düşünüldüğünü gösterir. Yani Newton haklıydı, ama yanlış nedenlerle!

Ne heyecanlı bir yolculuk, yakın zamanlara gelmişsiniz gibi görünüyor…

 – Evet, 1950’ye gelindiğinde doğayı doğru biçimde betimleyen kuantum mekaniği sağlam bir şekilde kurulmuştu. Bildiğiniz gibi atom bombaları patlamıştı, giderek daha çok olacaktı. Beni anlamak için kullanacağınız bilgiyi yüzlerce yılda biriktirdikten sonra, onu ve onun soyundan gelenleri yok etme olasılığınızda yatan ironi tüylerimi ürpertti.

Burada bir başka ironi daha var, onu not etmeden geçemeyeceğim.

 – Nedir o?

Yok olmakla ilgili bir hayli kaygılı olduğunuz görünüyor, pek çoğumuzdan daha fazla; oysa sizin kadar büyük bir kuyrukluyıldız, eğer Dünya’ya çarparsa, yeryüzündeki bütün yaşamı mutlak olarak yok edecek kadar etkili olabilir.

 – Evet, yapabilirim. Ama sizin kendi kendinizi yok etmeniz çok daha büyük trajedi olur.

Evet, olur. Yolculuğunuza geri dönelim, bugüne geldiğimizde kuyrukluyıldızları artık çok daha iyi anlıyoruz, değil mi?

 – Evet. Fred Whipple, kuyrukluyıldızların “kirli kartopları” olduğunu ileri sürdü, bu takma addan çok fazla hoşlanmasam da, daha iyi anlaşılmak içimi ısıttı. Ayrıca yıldızlara minnettarım, somurtkan, yeşil gözlü bir asteroit olmadığım için.

Kuyrukluyıldızlarla asteroitler arasında büyük farklar olduğunu görüyorum. Ne zaman Güneş Sistemimize girdiniz?

 – Sonraki 20 yıl boyunca, 40 AB’den 20 AB’ye kadar yol aldım; Uranüs’ün Güneş’e uzaklığı kadar, oraya 1980’lerin sonuna doğru vardım. Bu dönemde, birkaç köklü gizem aydınlığa kavuştu. Daha sonraki söyleşilerin bir kısmında bunları tartışacağınızı düşünüyorum.

Anladığım kadarıyla, fizikte hâlâ birkaç temel ve çözülmemiş problem olduğuna inanıyorsunuz.

 – Kesinlikle.

Bu yolculukta dikkatinizi çeken şeyler nerede ortaya çıktı?

 – Ben Güneş Sistemi’ne girerken, doğaya bakmanın yeni ve derin yöntemlerinin geliştirilmesine başlanıyordu. Parçacıklar, sicimler olarak görülüyordu, farklı salınım tarzları farklı parçacıklar olarak yorumlanıyordu. Bu yeni sicim teorisi bana Pisagor’u ve onun sicim üzerine deneylerini ve bu deneylerden elde ettiği sonuçları gezegenlerin uzaklıklarına genelleştirmesini düşündürttü. Şimdi sicim teorisyenleri, benzer bir biçimde şunu iddia ediyorlar: Titreşen sicimlerin üsttonlarının uyumlu ilişkileri, bütün doğayı oluşturan farklı temel parçacıklardır. Merak ediyorum ışığın titreşen zerrecikler olduğunu ileri süren Newton bu konuda neler düşünürdü.  Her neyse, 1994’te Güneş’ten 10 AB uzaklıktaydım.

Bu yaklaşık olarak Satürn’ün Güneş’e olan uzaklığı kadar, değil mi?

 – Evet, saatte yaklaşık 50.000 km hızla seyahat ediyordum ve sıcaklığım sıfırın altında 300 dereceydi. Bu sıcaklık, sıvı azotun kaynama noktasının üzerindedir; her zamanki gibi soğuktum, belirli gazlar çoktan buharlaşmaya başlamıştı ve yörüngemde benimle birlikte yolculuk ediyorlardı. Fermi Lab’da üst kuark üretildi ve gözlendi; çok geçmeden ben de keşfedilecektim. Fermi Lab’ın keşfi, bir süredir inanılan, doğada altı farklı kuark bulunduğu düşüncesini doğruladı. Ama maddenin neden altı temel yapıtaşı olduğuna kimse yanıt veremedi. Jüpiter’in yakınlarına gelmek için 5 AB’den daha çok yol almam, iki yıldan daha az sürdü. Sıcaklığım sıfırın altında 233’e yükselmişti, giderek bendeki daha çok gaz süblime oluyordu, sonunda Alan Hale ve Thomas Bopp tarafından keşfedildim. Jüpiter yörüngemi değiştirdi ve periyodumu 2380 yıla düşürdü; bu da beni çok memnun etti. 1997’de, Güneş’ten 1 AB uzaktaydım ve sıcaklığım 45 dereceye yükselmişti.

Fahrenheit olarak mı?

 – Evet, doğru, sıfırın üzerinde 45 derece Fahrenheit. Bu aynı zamanda, Dünya’nın ortalama sıcaklığıdır. Beni terk eden parçacıklar, çekirdeğimden milyonlarca kilometre geri itildiler. Kimisini kaybedeceğim, kimisini Güneş’in yakınından ayrılırken yeniden yakalayacağım.

Yolculuk periyodumun yalnızca yüzde 1’ini Güneş Sistemi’nin sınırları içinde geçirmiş olacağım, bunun da yalnızca onda birini Jüpiter’in yörüngesinde. Bu kısa sürede Dünya’da gördüklerim yalnızca bir fotoğraf karesi gibidir.

Geri dönecek misiniz?

 – Evet, 3187 yılında geri döneceğim ve neler göreceğimi merak ediyorum. Eminim ki, fizikte günümüzün deneyleri ve teorileri, o dönemde arkaik görünecek. Yıllar önce, birçok düşünür için temel soru, “Neden altı gezegen var?” sorusuydu. Şimdi, gezegen sayılarının önemsiz olduğunu söylüyoruz, Güneş Sistemi’nin oluşumu sırasındaki bir kaza sadece. O soruyu önemsemiyoruz bile. Artık yeni bir soru onun yerini aldı: “Neden altı kuark var?” Geri döndüğümde, bu son soru da reddedilmiş mi olacak, acaba yerini yeni biri mi almış olacak… Belki de soru kesin olarak yanıtlanmış olacak. Dönmek ve öğrenmek için sabırsızlanıyorum!

Söyleşi için bize ayırdığınız zamana teşekkür ederiz, çok önemli bilgiler verdiniz.

 – Benim için bir zevkti. Umarım gelecek sefer yakınınızdan geçerken de böyle bir fırsat yakalarız.

Dipnotlar

1) AB: Astronomi birimi, İngilizcesi AU’dur (astronomical unit). Gökbilimde kullanılan bir uzaklık birimidir. Bir AU Güneş’in merkeziyle Dünya’nın merkezi arasındaki uzaklık olan 149,6 milyon kilometredir.

2) Güneş’e yakınlıklarına göre ilk dört gezegen iç gezegenler, son dört gezegen de dış gezegenler olarak bilinir.