Stephen Hawking yaşamını yitirdi

Dünyanın en büyük düşünürleri arasında gösterilen İngiliz fizikçi Stephen Hawking aynı zamanda güçlü bir savaş karşıtıydı. 1968'lerde Vietnam Savaşı'na da karşıydı, 2000'li yıllarda Irak Savaşı'na da. Hawking 2014 yılında kaleme aldığı bir yazıda ise Suriye'de yaşanan iç savaşı 'iğrenç' olarak nitelemişti.

Hawking, bilginin ve teknolojinin günümüzde hızla geliştiğini belirterek, medeniyetin bu kadar gelişmişliğine rağmen insanoğlunda hala 'agresif dürtülerin' bulunduğuna dikkat çekmişti.

Suriye'de yaşanan ve insan hakları örgütlerine göre 500 bini aşkın insanın hayatını kaybettiği iç savaşla ilgili 2014 yılında görüşlerini aktaran Hawking, "Bugün modern teknoloji Suriye'de kendisini bomba olarak, kimyasal ve diğer öldürücü silahlar olarak gösteriyor. 100 binden fazla insan ölmüşken ve çocuklar hedef alınırken bunu izlemek ahlaklıca değil" demişti.

Yazısında 'Suriye'de olanlar iğrenç bir durum' diyen Hawking, "Dünya da bunu uzaktan seyrediyor. Nerede bizim duygusal zekamız, nerede kolektif adalet? Suriye'de çocukları korumak için birlikte çalışmalıyız. Ben bir baba olarak Suriyeli çocukların acısını hissediyorum ve artık buna yeter diyorum." sözleriyle uluslararası toplumun duruşunu eleştirmişti.

STEPHEN HAWKING'I MEŞHUR EDEN KEŞIFLERI

Stephen Hawking, büyük ihtimalle modern zamanların en ünlü dahisi.*

Elden ayaktan düşüren hastalığına karşı gösterdiği inanılmaz direnç, hemen tanınabilen robotik sesi, Simpsons ve Star Trek gibi dizilerde rol almasının dışında peki gerçekten neden ünlü?

Kara delikleri keşfetmedi mi? Ya da Big Bang'i (Büyük Patlama)? Ya da bize zaman gibi bir şeyleri anlatmadı mı? Hayır, hayır ve yine hayır. Kendisine ilişkin efsanevi anlatıların etrafındaki çalıları keserek gerçekten keşfettiği şeylere ulaşmak zor. Hawking'in kendisine ilişkin efsaneler gerçek başarılarının üstünü örtme riskini taşıyor.

Bugün Hawking, Reith Konuşmaları'nda (BBC'nin ilk Genel Müdürü John Reith'ın anısına, 1948'den beri düzenlenen Reith konferanslarının 2016'daki oturumu) konuşacak: Konuşmacının sadece kendi alanında uzmanlığını değil, halkın gözündeki entellektüelliğini de vurgulayan bir durum bu. Aynı zamanda şimdi Hawking'i bir ikon olarak kenara koyup fizikçi olarak ele almanın da zamanı.

Düzenlenen bazı anketlerde 20. yüzyılın en önemli fizikçileri ya da yaşayan en iyi fizikçiler arasında Hawking ya yok ya da listenin sonlarında yer alıyor. O zaman o kadar da büyük bir isim değil mi?

Tam tersine, modern fiziğin en büyük isimlerinden biri. Sadece fizik bilimi çok sayıda hayranlık uyandıran zeki isme sahip, Hawking de bunlardan biri.

Hawking'in dehası, büyük ihtimalle Nobel Ödülü'nü hak ediyor, fizik teorisinin çok sayıda temel alanlarını bir araya getiriyor: Yerçekimi, kozmoloji, kuantum fiziği, termodinamik ve bilgi teorisi.

Öncelikli olarak izafiyet ile başlıyor: 1910'larda Albert Einstein'ın keşfettiği ve Isaac Newton'ın yerine geçen teori.

Newton'ın yerçekimi görüşü büyük objelerin bir nevi manyetik alan gibi bir 'alan' yaratarak uzaya nüfuz ettiği yönündeydi. Bu alan Dünya gibi büyük bir kütlenin bir diğerine güç uygulamasını sağlıyordu, Ay ya da elma gibi. Newton bu gücün tam olarak ne olduğunu bildiğini iddia etmedi. Sadece kütleye sahip nesnelerin yarattığı doğanın bir gerçeğiydi.

Einstein'ın izafiyet teorisine göre ise yerçekimi uzayda bir alan değil, uzayın sahip olduğu bir şey.

Fikir, uzayın Güneş gibi büyük kütlelerin etrafında kıvrıldığına yönelik. Uzayın bu şekilde bozulması, etrafındaki her şeyin hareketini etkiliyor. Örneğin Dünya'yı Güneş'in yörüngesinde tutuyor, tıpkı bir kâsenin içinde dönen bilye gibi.

Einstein'ın iddilarından biri, çok büyük bir yıldız gibi yeterince büyük bir objenin kontrolden çıkması durumunda kendi yerçekimi altında çöküşe geçebileceğine dair. Bütün bir kitle sonsuz yoğunluğun içinde tekillik denilen çok küçük bir noktaya dönüşebiliyor.

Çöküş yerçekimi tarafından sarılan öyle bir uzay alanı yaratıyor ki ışık bile ondan kaçamıyor. Buna kara delik diyoruz.

Bütün bunlar daha sonra atom bombasını geliştirecek olan Amerikalı fizikçi Robert Oppenheimer ve öğrencisi Hartland Snyder'ın 1939'da yazdığı makalede öne sürüldü.

Ancak çok sayıda fizikçi tekillik adı verilen acayip şeye inanamadı. Bazıları başka süreçlerin araya girerek buna engel olduğunu düşündüğünden yıllar boyunca bu fikir güçlenemedi.

Ancak fizikçiler Hawking'in Oxford Üniversitesi'ne başladığı 1959 yılında bu fikri ciddiye almaya başladı. Kara deliklere adını verdiği söylenen New Jersey'deki Princeton Üniversitesi'nden John Wheeler, İngiltere'deki Roger Penrose ve Sovyetler Birliği'ndeki Yakov Zel'dovich tarafından bu fikir yakından incelendi.

Hawking, fizikten mezun olduktan sonra kozmolog Denis Sciama denetiminde Cambridge Üniversitesi'nde doktoraya başladı. Dikkatini izafiyet teorisi ve kara delikler etrafında canlanan bu yeni ilgiye verdi.

Bing Bang ve kara delik

Hawking'in inanılmaz dehası bu noktada parlamaya başladı. Oxford'dan daha yeni mezun olmuştu, matematik alanında da yakalaması gereken çok sayıda konu vardı. Aynı zamanda kendisini sonunda tamamen felce uğratacak ALS-Amyotrofik Lateral Skleroz hastalığının teşhisi kendisine daha yeni konmuştu.

Sciama'nun rehberliğinde Hawking, Big Bang teorisi hakkında düşünmeye başladı: Teori, evrenin küçük bir zerreden başlayıp daha sonra genişlediğini söylüyordu. Bu günlerde bu teori çokça kabul edilmiş olsa da o zamanlar halen tartışılmaktaydı.

Hawking, Big Bang'in bir kara deliğin çöküşünün tam tersi olduğunun farkına vardı.

Fikrini Penrose ile beraber geliştirdi. 1970 yılında ikisi birlikte, genel izafiyet teorisinin evrenin bir tekillik olarak başladığına işaret ettiğini anlatan bir makale yayımladı.

Bu sıralarda Hawking'in hastalığı ilerlemişti, koltuk değnekleriyle bile yürümesi zordu. 1970'lerin sonunda, bir gece zar zor yatağa gittiğinde kara deliklerle ilgili nasıl hareket ettiklerini aydınlatacak bir seri keşfe yol açacak ani bir aydınlanma yaşadı.

Hawking bir kara deliğin boyutunun sadece büyüyebileceğini, hiçbir zaman küçülemeyeceğini fark etti.

Balon gibi büyüyen kara delikler

Bu çok bariz görülebilir. Yaklaşan herhangi bir şey kaçamayacağı için kara delikler sadece daha çok malzeme içerebilir ve böylece kitleleri büyür.

Böylelikle kara deliğin kütlesi büyüklüğünü belirler, bu da hiçbir şeyin kaçamayacağı noktaya kadar olan olay ufkunun yarıçapı olarak hesaplanır. Şişirilen bir balon gibi bu sınır dışarıya doğru engellenemez bir şekilde büyüyecektir.

Ancak Hawking daha da ileri giderek, iki kara deliğin çarpışması halinde bile bir kara deliğin hiçbir zaman küçük parçalara ayrılamayacağını belitti.

Hawking, bir başka aydınlatıcı adım daha attı. Olayın sürekli genişleyen ufkunun fiziğe göre sadece büyüyebilen bir boyutla karşılaştırılabileceğini söyledi.

Bu büyüklük, bir sistemde yer alan düzensizliği ölçen entropiydi. Bir kristalde yer alan atomlar düşük bir entropiye sahipken bir gazın içinde dolanan atomlar yüksek entropiye sahip oluyor.

Termodinamiğin ikinci yasasına göre evrenin toplam entropisi sadece büyüyebilir, azalamaz. Diğer bir deyişle evren yaşlandıkça daha çok düzensiz bir hal alıyor. Hawking doğanın bu iki kuralına işaret etti, kara deliğin sürekli büyüyen alanı ile evrenin sürekli artan entropisi garip bir şekilde benzerdi.

Kara delikler küçülür mü?

Hawking, 1970'in sonunda bu duyuruyu yaptığında, genç fizikçi Jacob Bekenstein cesaret gerektiren bir teklifte bulundu: Ya bu sadece bir benzerlik değilse? Bekenstein, bir kara deliğin olay ufkunun alanının kara deliğin entropisinin ölçümü olabileceğini söyledi.

Ancak bu kulağa doğru gelmiyordu. Eğer bir nesnenin entropisi varsa, ısısı da olmalıydı. Eğer ısısı varsa, enerji yaymalıydı, ancak kara deliğin bütün olayı kendisinden hiçbir şeyin kaçamamasıydı.

Bu yüzden Hawking dahil olmak üzere çok sayıda fizikçi Bekenstein'ın iddiasının bir anlamı olmadığını düşündü. Bekenstein'ın kendisi de bir paradoksa yol açacağı için kara deliğin görünen ısısının 'gerçek' olamayacağını söyledi.

Ancak Hawking ne zaman Bekenstein'ın yanlış olduğunu ispat etmek için yola çıktı, o zaman daha sonradan itiraf edeceği şekilde genç öğrencinin 'temelde doğru' olduğunu gördü. Bunu yapmak için de fiziğin daha önce kimsenin bir araya getiremeyeceği iki alanını birleştirdi: Genel izafiyet (görelilik) ve kuantum teorisi.

'Her şeyin teorisi'

Kuantum teorisi, atom ya da onu oluşturan parçalar gibi görülemeyecek kadar küçük şeylerin tanımlanmasında kullanılıyor, diğer yandan genel izafiyet teorisi ise yıldızlar ve galaksiler gibi kozmik boyuttaki şeyleri tanımlamada kullanılıyor.

İki teori temelde bir araya getirelemez görülüyor. Genel görelilik teorisi, uzayın bir çarşaf gibi düz ve sürekli olduğunu söylerken kuantum teorisi ise dünyanın ve diğer her şeyin ayrık yumrulara bölünmüş küçücük parçalardan oluştuğunu savunur.

Fizikçiler uzun yıllar boyunca, 'her şeyin teorisi' olabilecek bu iki teoriyi birleştirmekte sıkıntı çekti. Eğer bir klişe kullanmak gerekirse böylesine bir teori, modern fiziğin 'kutsal kasesi' olurdu.

Kariyerinin başlarında Hawking böyle bir teoriye olan ilgisini açığa vurdu, ancak kara delik analizi böyle bir teori ortaya süremedi. Onun yerine gerçekleştirdiği kara deliklerin kuantum analizi, iki teorinin bir nevi yaması olarak ortaya çıktı.

Kuantum teorisine göre boş uzay hükümsüz bir durum, çünkü uzay dümdüz ve tamamen bomboş olamaz. Aksine aktivitelerle canlıdır.

Parçacıkların çiftleri sürekli olarak anında ortaya çıkar, biri maddeyi diğeri karşı maddeyi oluşturur. Birinin pozitif enerjisi varken diğerinin negatif enerjisi olduğu için sonuçta yeni bir enerji yaratılamaz. İkisi birbirini çok hızlı bir şekilde yok ettiği için tespit edilemezler. Bu yüzden sonuç olarak 'görülen parçacıklar' olarak adlandırılırlar.

Hawking bu parçacık çiftlerinin eğer bir kara deliğin yanında meydana gelirlerse 'görünen'den gerçeğe geçebileceğini öne sürdü.

Hawking ışıması

Çiftlerden birinin diğerini bırakarak olay ufkunun içine çekilmesi ihtimali bulunur. Ayrılmış çiftin daha sonra uzaya fırlatılma ihtimali vardır. Eğer kara delik tarafından negatif enerji taşıyan parçacık emilirse kara deliğin toplam enerjisi azalır, böylece kütlesi de azalır. Diğer parçacık ise pozitif enerjiyi götürür.

Bunun sonucu olarak kara delik enerji yayarak gittikçe küçülür, buna Hawking ışınımı ya da radyasyonu denir. Diğer bir deyişle Hawking kendini haksız çıkardı: Kara delikler de aslında küçülebilir. Bu kara deliğin yavaş yavaş buharlaşacağı anlamına gelir, demek ki sonunda o kadar da kara değil.

Dahası bu küçülmenin illa yavaş ve sakin olmasına da gerek yoktur.

'Beyaz sıcak'

1971 yılında Hawking kara delikler hakkında yeni bir radikal görüş ortaya attı. Bing Bang sırasında bazı parçaların minyatür kara deliklere parçalanmış olabileceğini öne sürdü. Her bir parça milyarlarca ton ağırlığındaydı, kulağa çok fazla gelse de Dünya'dan biraz daha küçük, böylelikle kara delikler atomlardan bile küçük bir hale geldi.

Bir kara deliğin olay ufkunun alanı gittikçe küçülürken sıcaklığı yükselir, kara delik çok küçük olabilir ama sıcaklığı yüksektir: Hawking bunu 'beyaz sıcak' olarak tanımladı. Bu, sonuçta ortadan kaybolana kadar kitlenin Hawking ışıması yaymasına neden olur.

Aynı zamanda kara delikler sessizce ortadan kalkmazlar. Bir mini kara delik küçüldükçe ısınır, sonunda bir milyon megaton hidrojen bombası enerjisi ile beraber patlar.

Hawking, Hawking ışıması ve başlangıçta yer alan mini kara delikler ile ilgili teorisini Nature dergisinde 1974 yılında yayımlanan makalesinde açıkladı. Şoke edici ve tartışmalara yol açan bir iddiaydı. Bu günlerde ise fizikçiler Hawking ışımasının gerçekten de kara delikler tarafından üretileceğine inanıyor.

Ancak şimdiye kadar kimse bu radyasyonu tespit etmeyi başaramadı. Bu şaşırtıcı değil, sıradan bir kara deliğin ısısı neredeyse mutlak sıfır noktasının çok az üzerine çıkar, böylelikle Hawking radyasyonu ile ortaya çıkan enerji çok az olmalıdır.

Bilgi yok olur mu?

Yedi yıl sonra Hawking yok olan kara deliklerle ilgili rahatsız edici başka bir tespit ortaya attı, bilgiyi de yok ettiklerini söyledi.

Parçacıklar ya da ışık ışınları bir kara deliğin olay ufkundan geçerken evrenin geri kalanına asla dönmezler. Böylesine bir yapının bazı bilgileri taşıdığı düşünülüyor, mesela parçanın kütlesi ve pozisyonu gibi. Bu bilgi kara deliğin içinde kilitli bir şekilde kalıyor.

Ancak kara delik yok olursa bilgiye ne olur? İki olasılık var: Ya Hawking radyasyonu sırasında kara deliğin ortaya çıkardığı enerji içinde yer alır ya da yok olurlar. Hawking yok olduklarını iddia etti.