Teksas Üniversitesi’nden Nobel Ödüllü fizikçi Steven Weinberg zaman ile ilgili çok eskilerden süregelen bir deyişi; “zaman doğada her şeyin bir kerede olmasını engeller” diye anımsatıyor.  Biz ölümlüler için zaman; güneşin ve mevsimlerin geçişi, yaşlandıkça derimizin buruşmasıdır; anın geri döndürülemez biçimde ileriye doğru hareket etmesi ve kaçınılmaz şekilde geçmiş haline gelen bir gelecektir. Uzaydan farklı olarak zamanın, doğal bir düzeni vardır.

Eğer A, B’yi etkiliyorsa, B her zaman daha ilerdedir. Bizim algıladığımız şekliyle zaman ise yaşamlarımızı düzene sokan akan bir varlıktır.

Oxford Üniversitesi’nden David Deutsch’a göre bu konuya ilişkin tek sorun zamanın anlamının olmaması. Kendimizi an içinde yaşayan ve belirlenmiş bir hızda ve hayali bir zaman diliminde ilerleyen bir kişi olarak görürüz. İmgeler bir çeşit evrensel bir tik tak’ın varlığına işaret eder. Ve bu tik tak, vuruşunu ölçülen her şeye karşı yapar. “Fakat bu diğer zaman nedir?” diye soruyor Deutsch “biz sadece yeni bir sorun yaratmayı başardık”

Einstein’in, evrenine ilişkin bildiğimiz en geniş ölçekli teori olan izafiyet teorisinde tek bir nesnel metronom tıkırtısı yoktur. Zaman uzayla birlikte yumuşak, dört boyutlu uzay-zaman içine katlanır; geçişi ne kadar hızlı hareket ettiğinize ya da etrafı çevreleyen yer çekim alanının gücüne bağlıdır. Yine de, uzayın ve zamanın dört boyutunda, zaman nasılsa özel kalır. Deutsch bu durumu da “Eğer size güneş sistemi gibi bir uzay bölgesinde neler olduğunu söylesem, başka bir zaman diliminde aynı bölgede neyin olacağını öngörebiliriz. Fakat aynı zaman diliminde başka bir uzayda neyin olacağını öngöremeyiz” diyor Deutsch.

Modern fiziğin diğer bir ayağı olan kuantum mekaniği, bu “zaman” görüşünü, göreliliğe tamamen karşıt bir resim oluşturarak, ayrı bir şey olarak güçlendirir.

Burada, zaman içinde kapsüllenen tüm olayları görmenizi sağlayan nesnel bir “tanrı gözü” zamanı vardır ve gelecek de buna dahildir. Fakat gerçekliği hesaplanabilir tüm kuantum mekanik gözlenebilir şeyler buna bağlıdır ancak zamanın kendisi gözlenebilir değildir bu yüzden hesaplanamaz. Hatta, hatasız bir şekilde ölçülemez bile: kuantum belirsizlik prensibi, zaman içinde birbirine çok yakın iki olayın sırasını ayırt etmeyi imkânsız kılar.

Weinberg bunu, “Sebepten önce gelen etkiye engellemek giderek zorlaşır” diyor.

Neticede, Kuantum teorisi, izafiyet ve kendi akıp giden zamanınız arasında sıkışıp kalmış durumdayız. Deutsch “her üç görüş de birbirleri ile çelişkili olmalarının ötesinde aynı zamanda sorunlular da“ diyor.

Aslında daha parlak bir teori umudu var: Hem kuantum teorisi ve izafiyeti birleştirecek, hem de hatta zamanın gerçek doğasını aydınlatacak.

Ancak böyle bir teori için hala uzun zamana ihtiyaç var. Deutsch buna en fazla fizikçi Don Page ve William Wootters’ın 30 yıl önce yapmış oldukları hesaplamalarla yaklaştıklarını düşünüyor. Onlar, özellikleri uzak mesafeden bile birbirini etkileyen kuantum “dolanık” parçacıkların, – evrenin dışından bakan herhangi birine göre hiçbir şey olmadığı halde;

Evren içinde olan herkese geçip giden zamanın bir yansılmasını sağlamak için doğal olarak evrimleştiğini gösterdiler.

2013 yılında yapılan deneyler, zamanın bir illüzyon şeklinde açığa çıktığı saptamasına belli  bir destek sağladı. Eğer doğruysa, bazı zorluklara yanıtlar vermeye başlayabiliriz. Deutsch, “Bizim algımız çok iri taneli bir ölçekte. Birlikte kalan ve dolaşan şeylerin çeşitliliğini görmüyoruz” diyor.

Bu halâ spekülatif ve zamana ilişkin genel bir fizik teorisi olmaktan çok uzak.  Fakat belki de bu konuya kafayı çok fazla takmamalıyız. Zamanı anlayışımızın miktarı, bizim hakkımızdaki gerçeği değiştirmeyecektir – bu sınırlıdır. Şimdi en iyi sonucu almanın zamanı.

Kaynak: New Scientist

Zaman bir illüzyon mu? yazısı ilk önce Herkese Bilim Teknoloji üzerinde ortaya çıktı.

Kaynak: Cambridge University

Video: Profesör Stephen Hawking 1942 – 2018 yazısı ilk önce Herkese Bilim Teknoloji üzerinde ortaya çıktı.

Stephen Hawking ve eski eşi Jane Wilde, 1965’te düğün gününde

Dünyanın en büyük bilim insanlarından biri olarak görülen Hawking, hem uzayın sonsuzluğunda hem de kuantum teorisinin alt-moleküler dünyasında, zamanın başlangıcında ve sonunda ne olacağını tahmin edebileceğini iddia eden insanoğlunun anlama yetisinin sınırlarını araştırmıştı.

Çalışmaları, evrenin kökenlerinden kara deliklerin gizemlerine ve hatta zaman yolculuğu ihtimaline kadar uzanıyordu. Ne yazık ki zekasının gücü, vücudunun zayıflığıyla zalimce çelişiyordu. 21 yaşındayken motor nöron hastalığına yakalandı. İlk teşhiste Hawking’e sadece 2 yıl yaşayabileceğini söylediler. Ancak 76 yaşına kadar savaştı.

“Sevdiğiniz insanlara ev sahipliği yapmasaydı, evrenin bir anlamı olmazdı”

Hawking’in ölüm haberinin ardından, çocukları Lucy, Robert ve Tim yaptıkları açıklamada şunları söyledi: “Çalışmaları ve mirası uzun yıllar boyunca yaşayacak büyük bir bilim insanı ve olağanüstü bir adamdı. Onun parlaklığı, mizahı, cesareti ve kararlılığı dünya çapında insanlara ilham verdi. Bir keresinde, ‘Eğer evren sevdiğiniz insanlara ev sahipliği yapmasaydı, bir anlamı da olmazdı’ demişti. Onu sonsuza dek özleyeceğiz.”

Hawking hayatının büyük kısmını tekerlekli sandalyede geçirdi. Durumu kötüleştikçe, kaşlarını hareket ettirerek iletişim kurmak zorunda kaldı ve ses sentezleyicisiyle konuşmaya başladı.

Hawking’in “Zamanın Kısa Tarihi” adlı kitabı, popüler bilimin en başarılı eserlerinden biri olarak kabul edilir.

Küresel şöhreti, 1988’de çok satan Zamanın Kısa Tarihi: Büyük Patlamadan Kara deliklere kitabının beklenmeyen başarısıyla başladı. Çizgi televizyon şovu The Simpsons’a konuk olması ve ardından Pink Floyd’un kendi elektronik sesini içeren albümü ile şöhreti popüler kültüre dönüştü.

“İnsanlığın geleceğinden endişe ediyorum”

Hawking geçen yılki doğum gününde (8 Ocak) hayata şükranla baktığını ancak biyolojik savaş, iklim değişikliği ve yapay zekanın yükselişi nedeniyle insanlığın yaşayacağı zorluklardan endişe ettiğini söylemişti:

“Bu tür tehditler henüz kontrolden çıkmadan, harekete geçmek için daha hızlı davranmalıyız. Bu bir dünya hükumeti kurmak gerektiği anlamına gelebilir. Ancak dünya hükumeti de başka sorunlara, örneğin tiranlığa dönüşebilir. Bütün bunlar biraz sinir bozucu geliyor olabilir ama ben iyimserim. İnsan ırkının bu zorluklarla başa çıkacağını düşünüyorum.”

Sadece yaşaması bile mucizeyken, fazlasını da başardı

Cambridge Üniversitesi’nde görevli olan İngiliz kozmolog ve astrofizikçi Profesör Sir Martin Rees de, Hawking’le, 1964’te ALS teşhisi konduktan kısa bir süre sonra, Cambridge’de öğrenci olduğu dönemde tanıştığını anlattı:

“Hawking’le yüksek lisansa başladığımda tanıştım. Benden 2 yıl öndeydi, yürümede ve konuşmada biraz zorluk yaşıyordu. Herkes doktora tezini bitirecek kadar bile yaşayamayacağını söylüyordu. Fakat şaşırtıcı bir şekilde 76 yaşına kadar yaşadı. Hayatta kalması bile tıbbi bir mucize olarak tanımlanabilir fakat bundan fazlasını da yaptı. Dünyanın en önemli bilim insanlarından biri oldu. Matematiksel fizik alanında dünya lideri bir araştırmacı olarak, uzay, zaman ve kozmos hakkında en çok satan kitaplara imza attı. Milyonlarca insanın ufkunu açtı ve dünya çapında herkese ilham verdi.”

1962’de Cambridge’de yüksek lisans eğitimine başlayan Hawking, 1979 yılında, bir zamanlar Sir Isaac Newton‘a da verilmiş olan Lucasian Matematik Profesörü unvanını aldı. 2009 yılında kürsüden emekliye ayrıldı ve ölümüne kadar uygulamalı matematik ve teorik fizik bölümünde araştırma direktörlüğü yaptı.

Stephen Hawking modifiye bir Boeing 727 uçağında yerçekimsiz ortamda 65. doğum gününü kutlarken, 8 Ocak 2007.

Galileo’nun ölüm yıl dönümünde doğdu, Einstein’ın doğum gününde hayatını kaybetti

Cambridge Üniversitesi’nde rektör yardımcısı olan Stephen Toope şunları söyledi: “Profesör Hawking, sadece Cambridge’de değil, dünyanın her yerinde sıcaklık ve sevgi ile hatırlanacak eşsiz bir insandı. Bilimsel bilgiye, bilim ve matematiğin popülerleştirilmesine yaptığı olağanüstü katkılar, silinmez bir miras bıraktı. Onun karakteri milyonlarca insana ilham kaynağı oldu.”

Web’in mucidi Sir Tim Berners-Lee de “Devasa bir aklı ve harika bir ruhu kaybettik. Huzur içinde yat, Stephen Hawking” dedi.

8 Ocak 1942’de, Galileo’nun 300. ölüm yıl dönümünde doğan Hawking, hem ‘Pi Günü’ hem de Albert Einstein’ın doğum günü olan 14 Mart tarihinde aramızdan ayrıldı. Ömrü matematik ve fizikle geçen biri için oldukça anlamlı tarihler.

Kaynak:
https://www.theguardian.com
https://www.thetimes.co.uk

Stephen Hawking’in vizyonu ve kararlılığı milyonlarca insana ilham verdi yazısı ilk önce Herkese Bilim Teknoloji üzerinde ortaya çıktı.

1929’da ise ABD’li gökbilimci Edwin Hubble, evrendeki bir cisim bizden ne kadar uzaksa ışığının o kadar kırmızıya kaydığını (redshift), yani dalga boyunun arttığını (bizden hızla uzaklaşan bir aracın sesinin kalınlaşması gibi) ve bu artışın miktarını bularak evrenimizin büyük patlama sonucu genişlemekte olduğunun kanıtını sunmuştur.

Bu öylesine büyük bir paradigma değişikliği idi ki, felsefi açıdan statik (durağan) bir evrene inanan Einstein bile başlangıçta kabul etmek istememiş, ama Hubble’ın ölçümleri karşısında direnmeyi bırakmıştır.

10-15 metre doğrulukla belirleniyor

Genel görelilik, evrenin pek çok olayını ve cisimlerini, örneğin kara delikleri açıklamakta, en uç bilimsel araştırmalar için kullanılan aygıtlarda ve uygulamalarda özel görelilikle birlikte sürekli kullanılmaktadır.

Günümüzde her iki görelilik kuramının en etkileyici ve yoğun kullanımlarından biri ise, artık hepimizin günlük yaşamının bir parçası olan navigasyon ve yer belirleme uygulamalarında kullandığımız GPS lerdedir.

Bilindiği gibi, GPS, bulunduğumuz konumu, dünyamız etrafındaki uyduların, cebimizdeki alıcı ya da akıllı telefonlara gönderdileri elektromagnetik dalgaların geliş sürelerini çok hassas biçimde ölçüp mesafeye çevirerek belirlemektedir.

Konumumuzu yeterince doğru ve hassas biçimde (10-15 m doğrulukla) belirleyebilmek için ise, söz konusu zamanın saniyenin milyarda biri (nanosaniye) mertebelerinde yaklaşan bir doğrulukla ölçülmesi gerekmektedir!

Bu olağanüstü hassasiyete inildiğinde ise, görelilik kuramları gereği, uydunun bize göre daha hızlı dönmesi ve dünyamıza göre bizden daha yüksekte (uzakta) olması sonucu, uydudaki zaman bizdekinden farklı akmaktadır.

İşte, özel ve genel görelilik yasaları bu zaman farkını hesaplayarak gerekli düzeltmelerin yapılmasını sağlarlar. Eğer bu düzeltmeler yapılamasa idi, GPS yerimizi metrelerce değil kilometrelerce hatalı gösterecek ve hiçbir işe yaramayacaktı!

Kuantum teorisi ile uyum sorunu

Genel görelilik, evrenin devasa boyutlarına ve büyük olaylarına sorunsuz uygulanabilmekle birlikte, mikroskopik ölçekte (atom ve atom altı ölçekte) geçerliliğini yitirmektedir. Bu ölçekteki olayları çok doğru ve hassas biçimde açıklayan kuram ise kuantum kuramıdır (quantum theory, quantum mechanics).

Yazımızın başında sözünü ettiğimiz makalesinde Einstein, kuantum kuramının temellerini atmış olsa bile, daha sonra söz konusu kuramın tüm öngörülerinin olasılıklar biçiminde belirtilmesi, kesinliğin olmayışı, sebep-sonuç ilişkilerinin belirsizleşmesi karşısında çok tepki göstermiş ve bu tepkisini ‘Tanrı zar atmaz!’ biçiminde dile getirmiştir.

Günümüzde ise genel görelilik ve kuantum kuramlarının birleştirilerek, ‘Her şeyin Kuramı’ denilebilecek bir evrensel kurama ulaşma çabaları henüz bir sonuç vermemektedir. Bu yöndeki birçok teorik çalışmaya ek olarak genel göreliliğin öngördüğü kütleçekim dalgaları ve bunların mikroskopik ölçekteki yansıması olan ve graviton adı verilen parçacığı arama çabaları da artarak sürmektedir.

Kara madde ve kara enerji

1970’li yıllarda gökadalar (galaksiler) üzerinde yapılan ölçümler, bunların hareketlerini açıklayabilmek için, ağırlıklarının, gözlemlenenin 5 katı kadar olması gerektiğini ortaya çıkardı.

Bunun da iki sonucu vardı, ya evren ‘kara madde’ adı verilen ve kütlesinin %80’ini oluşturan görünmeyen bir madde ile dolu idi, ya da Genel Görelilik kuramı yanlıştı!

Günümüzde, bilim insanlarının çoğunun varlığına inandığı karanlık madde arayışı, yeni ve daha duyarlı yöntem ve algılayıcılar arayıcılığı ile sürmektedir, ama bir sonuç alınabilmiş değildir.

Bomba etkisi yapan keşif

1998 yılında ise bilim dünyasında bomba etkisi yapan bir keşif yapıldı. Evrenimizin büyük patlama sonrası başlayan genişlemesi, genel göreliliğin öngördüğü kütle çekiminin etkisi ile giderek yavaşlayacağına, tersine, artan biçimde hızlanmakta idi!

O günden bu yana bu gözlem değişik yöntem ve gruplar tarafından defalarca doğrulandı. Buna getirilen açıklama ise, evrende ‘kara enerji’ adı verilen bizlerin henüz göremediğimiz ve ölçemediğiniz bir itici güç olduğu idi.

Kara madde için olduğu gibi, kara enerjinin varlığı da henüz kanıtlanabilmiş değildir.

Evrenimizin her noktasında itici bir güç oluşturduğu düşünülen kara enerjinin açıklanması için günümüzde en olası görünen varsayım, evrendeki boşluğun, mikroskopik boyutta, enerji ile ve sanal (sürekli olarak, bir var olup, bir yok olan) madde ile dolu olduğudur.

Bu varsayım doğrulanırsa, olasıdır ki, bilim ‘yoktan, var olmayı..’ açıklayabilecek hatta gerçekleştirebilecek ve kara enerjinin itici gücünü kullanabildiğinde de, istenilen cisimleri ağırlıksız kılabilecek, yani ‘kendiliklerinden’ göklere yükselmelerini sağlayabilecektir… Bu olasılıkların teolojik ve felsefi çıkarımlarını siz okuyuculara bırakıyoruz!

Genel görelilik değişir veya düzeltilir mi?

Tüm bu bulgular, genel görelilik kuramının, belki de, uyarlanması ya da değişmesi gerektiğini gösteriyor gibi.

Bilimin serüveninde, kuramlar zaten yenileri oluşturulup onların yerini alıncaya kadar geçerlidir; tartışılmaz inançlara, kanıtlanmamış dogmalara yer yoktur.

Görelilik kuramlarının devrimsel sonuçları, kanıtları ve uygulamaları, buluşlarını tek başlarına yapan dev bilim adamlarının sonuncusu olan, büyük dahi Einstein’a olan saygı ve hayranlığımızı daha da arttırıyor.

Isaac Newton‘un dediği gibi, büyük keşifler, ancak, insanın kendinden önceki devlerin omuzları üzerinde yükselerek daha ilerisini görmesi ile yapılabilir.

İnsanlık ise, yüz yıldır, Einstein’ın omuzları üzerinde yükselecek birilerini beklemeyi sürdürüyor…

Erdal Musoğlu / emusoglu@gmail.com

Kaynaklar:

1. Science et Vie, decembre 2015, Einstein&Relativité, Special 100 ans
2. http://www.princeton.edu/main/news/archive/S44/68/40C57/index.xml?section=featured
3. http://www.theguardian.com/science/life-and-physics/2015/nov/25/video-100-years-of-einsteins-general-relativity

***

NOT: Yazının ilk bölümü için http://www.herkesebilimteknoloji.com/yazarhp/einsteinin-genel-gorelilik-kurami-100-yasinda

Einstein’in genel görelilik kuramı 100 yaşında – II yazısı ilk önce Herkese Bilim Teknoloji üzerinde ortaya çıktı.