PARALEL DÜNYALAR – MICHIO KAKU, ODTÜ YAYINCILIK

PARALEL DÜNYALAR – MICHIO KAKU

(Siz değerli okuyucularım için Michio Kaku’nun kitabından hazırladığım özetin bir kısmını sunuyorum)

Doç.Dr.Çetin ERTEK

Kozmolojideki ilk devrim 1600’lerde teleskopun ortaya çıkışı ile müjdelenmişti. İkinci devrim ise 2.5 metrelik dev bir aynaya sahip olan ve Mount Wilson gözlemevinde bulunan teleskop gibi 20. yüzyılın büyük teleskoplarının ortaya çıkışı ile başlamıştı. Edwin Hubble 1920’lerde bu devasa teleskopu kullanarak gökyüzündeki galaksilerin muazzam bir hızla dünyadan uzaklaştığını, bir diğer deyişle evrenin genişliğini göstererek, yüzyılların dogmasını alaşağı etmiştir. Einstein’ın uzay-zaman yapısının düz ve doğrusal olmaktansa dinamik ve eğri olduğunu iddia ettiği genel görelilik kuramının sonuçlarını doğrulamıştır. Bu da evrenin “Büyük Patlama” adı verilen yıldızları ve galaksileri hızla uzayda dışarıya doğru fırlatan kıyamet gibi bir patlama sonucu meydana geldiği şeklindeki, evrenin kökenine ilişkin ilk makul açıklamayı sunmuştur. George Gamow ve arkadaşlarının Büyük Patlama Kuramı ve Fred Hoyle’un elementlerin kökeni üzerine çığır açan çalışmaları evrenin evriminin çatısını kurmaya başlamıştır.

Henüz beş yaşında olan üçüncü bir devrim de halen yolda. Buna da uzaydaki uydular, lazerler, kütleçekimi dalga algılayıcıları, x-ışınlı teleskoplar ve yüksek hızlı süper bilgisayarlar gibi birtakım yeni, son teknoloji ürünü araçlar öncülük etmektedir.
Gökbilimciler artık evrenin kontrolden çıkmış bir biçimde genişlediğinin, sınırsızca hızlandığının ve soğudukça soğuduğunun farkında. Bu böyle giderse evrenin karanlığa ve soğuğa gömüldüğünü, tüm zeki yaşamın sona erdiği “büyük donma” olasılığı ile karşı karşıyayız.

Bu kitap, işte bu üçüncü büyük devrim hakkında; kamuoyuna daha yüksek boyutların yeni kavramlarını ve süper sicim kuramını tanıtmaya yardımcı olan fiziğe ilişkin önceki kitapların Einstein’dan Ötesi ve Hiperuzay ile farklılıklar taşıyor. “Paralel Dünyalar” da uzay-zaman yerine dünyanın laboratuarlarından ve uzayın erişebildiği en uzak mesafelerden edinilen yeni kanıtlara dayanarak kozmolojide son birkaç yıl içinde gözler önüne serilen devrimsel gelişmelere ve kuramsal fizikteki atılımlara odaklanıyorum.

Kitabın birinci bölümünde evrene ilişkin çalışmalara odaklanıyorum; kozmolojinin erken evrelerinde gerçekleşen gelişmeleri özetleyip, büyük patlama hakkında bize bugüne kadarki en gelişmiş formülasyonu sunan “şişme” adlı kurama ulaşıyorum. İkinci bölümde, bizimkinin içlerinden yalnızca biri olduğu birkaç evrenden meydana gelen bir dünya olan gelişmekteki çoklu evren kuramına özel olarak odaklanıyorum ve solucan delikleri, uzay ve zaman sıçramalarının olasılıkları ile daha yüksek boyutların bunları nasıl ilişkilendirebileceğini tartışıyorum. Süpersicim kuramı ile M-kuramı, evrenimizin belki de pek çoklarından yalnızca birtanesi olduğuna ilişkin ek kanıt sunarak bize Einstein’ın özgün kuramını aşan ilk büyük aşamayı getirmiş kuramlardır.
Son olarak üçüncü bölümde büyük donma kuramını ve bilim insanlarının evrenin sonunu nasıl gördüklerini tartışıyorum. Ayrıca gelişmiş bir uygarlığın uzak gelecekteki fizik yasalarını bundan trilyonlarca yıl sonra nasıl da kendi evrenimizi bırakmak ve yeniden doğum süreci için daha misafirperver olan, bir başka evrene gitmek amacıyla ya da evrenin daha sıcak olduğu zamanlara geri dönmek için kullanabileceği hakkında varsayımsal da olsa ciddi bir tartışma yürütüyorum.

Gökyüzünü inceleyebilen uzay uyduları, kütleçekimi dalga detektörleri ve yapımı bitmek üzere olan şehir büyüklüğündeki atom parçalayıcılar ve parçacık hızlandırıcılar gibi yeni araçlar sayesinde fizikçiler girmekte olduğumuz çağın belki de kozmolojinin altın çağı olduğunu hissediyorlar. Sözün özü, kökenimizi ve evrenin kaderini anlamak için çıkılan bu arayışta bir fizikçi ve bir gezgin olmak için mükemmel bir zaman.
WMAP Uydusu: İnanılmaz bir dönüm noktası. Önde gelen kozmologlardan David Wilkinson’dan adını alan ve uzaya 2001 yılında fırlatılmış olan WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe), bilim insanlarına erken evrenin yaklaşık 380 bin yaşındaki halinin eşsiz ayrıntılarını içeren bir resmini sundu. Yıldızları ve gök adaları yaratan özgün ateş topundan geriye kalan muazzam enerji, milyarlarca yıldır evrenimizin çevresinde dolaşıyor. Bugün bu nihayet WMAP uydusu aracılığı ile en hassas biçimde kayda alındı ve daha önce görülmemiş bir harita Time dergisinde “yaradılışın yankısı” olarak anıldı. Büyük patlamanın kendisi tarafından yaratılmış olan mikrodalga ışınımını nefes kesici ayrıntıları ile gösteren bir gökyüzü fotoğrafı ortaya kondu. Princeton İleri Araştırmalar Enstitüsü’nden John Bahcall, WMAP uydusu bulgularının “kozmoloji için bilimin varsayımından kesinliğe geçtiği bir geçit törenini” temsil ettiğini ifade etmiştir. Evren kaç yaşındadır? Onu meydana getiren nedir? Evrenin kaderi ne olacaktır? Işık sonlu bir hızda hareket ettiğinden dolayı, geceleri gördüğümüz ışıklar bugün bulundukları değil, bir zamanlar oldukları halde görünürler. Işık için aydan dünyaya erişmek bir saniyeden biraz fazla zaman aldığına göre, aya baktığımızda bir saniye önceki biçimiyle görmüş oluruz. Işığın güneşten dünyaya seyahati sekiz dakika sürer. Yıldızların çoğu dünyadan 10 ile 100 ışık yılı uzaktadırlar. Işığın bir yılda gittiği mesafe 9.5 trilyon kilometredir. Bazı galaksilerden gelen ışık yüzlerce milyon ya da milyar ışık yılı uzaklıktadır. Dünyadan 13 milyar ışık yılı mesafede müthiş güç üreten kuasar gökada motorları vardır. Dünyadan 1.5 milyon km ötede bulunan WMAP uydusu, tüm gökyüzünün kesintisiz bir okumasını yapabilir. WMAP verileri, evrenin 13.7 milyar yıl önce gerçekleşmiş ateşli bir patlamadan meydana geldiğini ortaya koyar.

Şişen evren modeli her ne kadar WMAP uydusunun verileri ile tutarlı olsa da şişmeye neyin neden olduğu sorusunu henüz yanıtlamaz. Evreni şişiren bu karşıt kütleçekimi kuvvetini ne tetiklemiştir? Çevremizde gördüğümüz evrenin oluşmasında elliden fazla iddia vardır. Bu hususta bir birlik sağlanmış değildir. Kimse şişmenin nasıl başladığını bilmediğinden aynı mekanizmanın yine işlemesi ve şişme patlamalarının tekrar tekrar gerçekleşmesi her zaman olası. Stanford Üniversitesi’ndern Rus fizikçi Andrei Linde, evrenin bir bölümünün aniden şişmesine her nasıl bir mekanizma neden olmuşsa, onun hala işbaşında olduğu ve belki de evrenin başka uzak bölgelerinin de gelişigüzel şişmesine neden olduğu fikrini ileri sürer. Bu kurama göre, evrenin ufak bir parçası aniden şişebilir ve “tomurcuk” bir “kız çocuğu” ya da “bebek” evren açarken sonsuza kadar sürecek bu tomurcuklanma süreci karşılığında bu da bir başka bebek evren tomurcuklandırabilir. Havaya sabun baloncukları üflediğinizi hayal edin. Yeterince sert üflersek kimi baloncukların ikiye ayrıldığını ve yeni baloncuklar ürettiğini görürüz. Aynı şekilde evrenler de durmadan yeni evrenler doğuruyor olabilir. Bu senaryoda büyük patlamalar da sürekli gerçekleşmektedir. WMAP yalnızca erken evrene ilişkin en hatasız görüntüyü vermekle kalmaz, evrenimizin nasıl öleceği hakkında da en ayrıntılı resmi sunar. Gökadalar son hızla bizden uzaklaşırken evrenin de aslında ivmelendiğini fark ediyoruz. Maddenin %73’ünü meydana getiren aynı karanlık enerji ve evrendeki enerji, gökadaları sürekli artan hızlarda birbirinden uzaklaştırarak evrenin genişlemesini hızlandırıyor. Uzay Teleskopu Enstitüsü’nden Adam Riess “Evren kırmızı ışığa yaklaştığında yavaşlayan ve ardından yeşil ışık yandığı an gaza basan bir sürücü gibi davranıyor” diyor.

Gelişmiş, zeki bir uygarlığın toplam bilgi içeriğini moleküler düzeye indirmek ve bunu diğer tarafında kendisini biraraya getireceği bir geçitten göndermek. Bu sayede bütün uygarlık, tohumunu boyutsal bir kapıdan geçirebilir ve tüm görkemiyle kendini yeniden kurabilir.

1066’da Halley kuyruklu yıldızı İngiltere üzerinden geçtiğinde, hücum eden muzaffer durumdaki Fatih William’ın birlikleri karşısında çarçabuk yenilgiye uğrayan Kral Harold’ın Sakson askerleri dehşete düşmüş, modern İngiltere’nin oluşumuna ortam hazırlamıştı. Aynı kuruklu yıldız yine tüm Avrupa’ya korku ve dehşet salarak 1682 yılında bir kez daha İngiltere üzerinden geçti. Görünen o ki köylülerden krallara herkes, gökyüzünü süpüren bu beklenmedik gök ziyaretçisinden büyülenmişti. Kuruklu yıldız nereden geliyordu? Nereye gidiyordu ve ne anlama geliyordu? Varlıklı ve amatör gökbilimci olan Edmund Halley, kuyruklu yıldızdan o kadar etkilenmişti ki dönemin en önemli bilim insanlarından Isaac Newton’a danıştı. Newton ona sakince kuyruklu yıldızın ters kare kuvvet yasası (yani, kuyruklu yıldız üzerine etki eden kuvvetin kuyruklu yıldızın güneşten uzaklığının karesi ile ters orantılı olarak azalması) sonucunda bir elips içerisinde hareket ettiğini söyledi. Newton kendi icat ettiği, bugün de tüm dünyada gökbilimciler tarafından kullanılan aynalı teleskop ile onu izlediğini ekleyerek yolunun, kendisinin 20 yıl önce geliştirdiği kütle çekim yasasına uyduğunu ifade etti. Halley akıl almaz şekilde şoka girmişti; “Bunu nereden biliyorsunuz?” diye sordu. Newton ise “Neden ki, hesapladım” diye yanıtlamıştı. Bunun karşısında etkilenen Halley, Newton’un (Doğa Felsefesinin Matematiksel İlkeleri) adlı kitabının sponsoru oldu. Kitap 1687 yılında yayınlandı. (Ben, Halley kuyruklu yıldızını arkadaşlarla beraber Viyana’da  30 Mart 1977  yılında çıplak gözle seyrettim.) Halley 1531, 1607 ve 1682 yıllarındaki kuyruklu yıldızların kesinlikle aynı kuyruklu yıldız olduğunu buldu. (Elips ise birkez daha Londra üzerinden geçme ihtimalini hesap ederek) Modern İngiltere’nin temeli sayılan 1066 yılındaki kuyruklu yıldız, yazılı tarih boyunca Julius Caesar’ın da aralarında olduğu birçok insan tarafından görülmüştü. Halley kuyruklu yıldızın kendisi ve Newton öldükten çok sonrasına denk düşecek olan 1758’de geri döneceğini öngörmüştü. Kuyruklu yıldız gerçekten de tam zamanında, o yılki gününde geri döndüğünde Halley kuruklu yıldızı adını aldı.

Gözlerimiz yalnızca görülebilen ışığı değil, bir şekilde mikro dalga ışınımlarını da görebiliyor olsaydı geceleyin gökyüzünün doğrudan büyük patlamanın kendisinden yayılan ışınını da görebilirdik. Bir bakıma büyük patlamanın ışınımı her gece ortaya çıkar. Mikro dalgaları görebilen gözlere sahip olsaydık, en uzak yıldızın ötesinde başlangıcın kendisinin yattığını görebilirdik. Einstein karamsar bir şekilde “Çok uzun yıllardır tek bir mutlu an geçirmemiş olan zavallı ailemin üzerindeki talihsizliğin en büyük yükü benden kaynaklanıyor… Yakınlarım için yükten başka birşey değilim… Hiç yaşamamış olsaydım kesinlikle çok daha iyi olurdu” diyordu. Newton’a göre zaman tüm evrende tek biçim halinde akıyor, yani dünyada geçen bir saniye Jüpiter ya da Mars’taki bir saniye ile tamamen aynı diyordu. Einstein içinse evrendeki farklı saatler farklı tempolarla ilerliyordu. Einstein, hıza bağlı olarak zaman değişebiliyorsa uzunluk, madde ve enerji gibi diğer niceliklerin de değişmesi gerektiğini fark etti. Daha hızlı hareket ettikçe daha fazla uzaklığın daraldığını buldu. Benzer şekilde, daha hızlı daha fazla ağırlaşıyordunuz. (Aslında ışık hızına yaklaştıkça zaman duracakmışçasına yavaşlar, uzaklıklar hiçliğe daralır ve kütleniz sonsuzlaşır ki bunların hepsi çok saçmadır. İşte evrendeki nihai hız sınırı olan ışık bariyerini aşamamazın gerekçesi budur) Newton, yeryüzündeki fizikle gök fiziğini birleştirdi. Einstein da uzayla zamanı biraraya getirdi. Aynı zamanda o, madde ile enerjinin birleşik olduğunu ve bu nedenle birbirlerine de dönüşebileceklerini de gösterdi. Bir cisim daha hızlı hareket ettikçe ağırlaşıyorsa bu, hareket enerjisi maddeye dönüşüyor anlamına gelir. Bunun aksi de geçerlidir; madde de enerjiye dönüştürülebilir. Einstein ne kadar enerjinin maddeye dönüşebileceğini hesapladı ve E= mc2 formülünü buldu. Bu, ufacık bile olsa bir m maddesinin E enerjisine dönüştüğünde devasa oranda (ışık hızının karesi) katlandığını ortaya koymuştur.

Konulduğu yatağın üzerinde hafifçe şilteye gömülmüş bir bowling topu hayal edin. Şimdi şiltedeki eğimli yüzeyin kıyısından bir bilye yuvarlayın. Bilye, bowling topunu çevreleyen bir yörüngede, kıvrılan bir yolda hareket edecektir. Bilyenin bowling topunun çevresinde belirli bir uzaklıkta döndüğüne tanıklık eden bir Newtoncu, bowling topunun bilyeye uyguladığı gizemli bir kuvvet olduğu sonucuna varabilir. Newtoncu biri, bowling topunun, bilyeyi merkeze doğru gitmeye zorlayan ani bir çekim uyguladığını ifade edebilir.

Bilyenin yatak üzerindeki hareketini yakından izleyebilen bir görelilikçi (relativist) bakımından ise herhangi bir kuvvet bulunmadığı açıktır. Yalnızca bilyeyi kavisli bir çizgide gitmeye zorlayan yatağın eğriliği mevcuttur. Görelilikçi için çekim değil, yalnızca yataktaki eğriliğin bilye üzerinde uyguladığı itme vardır. Bilyeyi dünya, bowling topunu güneş ve yatağı boş uzay-zaman ile yer değiştirdiğimizde dünyanın güneşin etrafındaki hareketinin kütleçekimi dolayısıyla değil, güneş, dünyanın çevresindeki boşluğu eğerek dünyayı bir daire içersinde hareket etmeye zorlayan bir itme yarattığı için gerçekleştiğini görürüz. Özetimiz şimdilik burada bitiyor, ilerde isteğe göre devam edebiliriz.



Bir cevap yazın

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.