Einstein’ın Büyük Keşifler Yapmasını Sağlayan Basit Fikir

Teori ve gerçeklik tıpkı şey değildir. Teori, kağıt üzerinde yapılan hesaplamalar ve gözlemlerin sonucunda gerçeğe en yakın ilmî “beklentiyi” söz eder. Yerküre tarihinin değiştiği bir periyotta, insanlığın ufuk sonlarını aşan fikirleriyle Albert Einstein’ın teorileri de böyleydi. Gelgelelim onun hesaplamaları gerçeğe o kadar yakındı ki irtihalinden 60-70 yıl sonra lakin kanıtlandı. Mesela Einstein, matematikle görünmezi görmüş, kara deliklerin varlığını hesaplamıştı. Ondan yaklaşık 1 asır sonra, 2019’da tarihin birinci kara delik fotoğrafı çekilmişti.

Einstein bununla da kalmadı. Yerçekimi dalgalarının büyük cisimler etrafında büküldüğünü, vaktin farklı yıldız ve gezegenler için farklı koşullara sahip olduğunu, “ürkütücü” olarak nitelendirdiği ve ucu koşut kainatlara kadar uzanan kuantum dolanıklık teorisini ortaya attı. Tüm bunlar bugünün fizik yerküresindeki en büyük gerçekler. Gerçekten hepsini keşfetmesine yol açan, modülleri bir araya getiren ana fikir, tüm bunlardan daha olağan. Bu fikri anlamanız için bir bilim kişisi ya da bir fizikçi olmaya gereksiniminiz yok.

Albert Einstein’ın o fikri şuydu: Kimi değişiklikler, hiçbir şeyi değiştiremez. Yani?


Kendisinin 1905’te ortaya attığı görelillik makalelerinde de bu mütalaaya rastlarsınız. Örneğin güç ve kütle arasındaki bağlantıyı bir “değişmez” yani sabit olarak ele alır. Mesela Güneş gücü ışıklarla yerküreye ulaşır, bitkilerin yeşil yaprakları bu enerjiyi alır, büyürler. Biz de onları alıp yiyecek biçiminde kuvvet kaynağı olarak kullanırız. Emsal durum tüm güç kaynakları için muteberdir.

Aslında Güneş de milyonlarca ton kütleyi her saniye güce çeviriyor. Unsur, bir formda gücün dönüşmesiyle oluşuyor ve ikisi arasındaki münasebet, cihandaki en büyük değişmez olarak kabul görüyor. Yani kimi şeyler değişiyor, gelgelelim bu bağlantı değişmiyor, sabit kalıyor.

Umum olarak kişiler iki şey arasındaki ilgiyi değil, o iki şeyin gerçekliğini düşünmeye ya da yargılamaya çalışırlar. Lakin Einstein’ın da dediği üzere birden fazla devir tam zıddı makbul. Yani evvel bağlantılara odaklanmalıyız.

Einstein uzay ve hengam üzere iki farklı şey için araştırmalar yaparken direkt onlara değil, aralarındaki bağa odaklanmıştı. Fakat uzay istediği kadar daralsın, devir istediği kadar genişlesin değişmeyen bir şey vardı: Uzay ve vaktin arasındaki bağlantı sabitti.

Bilimde ve hayatta Einstein simetrisi:


Son yıllarını geçirdiği Princeton Üniversitesi’nde Einstein, artık dünyaca tanınan bir kişiydi. Fizik bilimini bir anda tanınan kılmış, alışılmamış araştırmalarıyla tekraren gündem yaratmıştı. Einstein’ın ilmî alan dışına kadar uzanan en kıymetli mirası “ilişkilerdeki simetri” ya da istikrar arayışıydı.

Günlük hayattan örnekler verelim. Bir kar adedini 60 radde döndürürseniz tekrar tıpkı gözükür. Arkadaşınızla bir tahterevalli üzerinde mahal değiştirebilirsiniz, lakin istikrar değişmez. İşte bu değişmez simetri ya da dengelerin daha karmaşık versiyonlarını bilim kişileri araştırıyor. Örneğin atom altı parçacıklarının keşfi, karanlık husus araştırmaları ve ilah parçacığı üzere... Einstein’ın bakış açısı sayesinde bilim kişileri, kara deliklerin etrafında sıkışan uzay ve vaktin bir eğrisi olduğunu keşfettiler.

Einstein, Newton'un çalışmalarını "saçma sapan" bulmuştu:


1905’te Einstein birinci çalışmalarını sonuca götürürken aslında simetri ya da istikrar falan düşünmüyordu. Doğduğu yıl ölen bir gayrı kıymetli fizikçi James Clerk Maxwell, devrinde elektrik ve manyetik ortamlar arasındaki alakayı açığa çıkaran denklemler yazmıştı. Maxwell, elektromanyetik dalgaların, farklı gözlem koşullarında çok farklı göründüklerini söylemişti. Velev elektromanyetik dalgaların uzay boşluğundaki suratı, daha sonra deneylerle ölçülen ışık suratına eşit çıkmıştı.

Bir gözlemci olarak, sabit süratle giden kamyona yanlışsız koşuyor ya da ondan uzaklaşıyor olabilirsiniz. Ama bu kamyonun sabit suratını değiştirmez. Kamyonun suratı sabittir. Siz kamyonu kendi suratınızdan, kendi koşullarınızdan ötürü farklı görürsünüz. Yani sabit ve değişmez olan şeyler burada da vardır. Artık örnekteki kamyon bölgesine ışığı koyun. Sabit ve değişmeyen şey de ışık suratı olsun.

Einstein yalnızca kendisinden evvel yapılmış çalışmalarda gördüğü noktaları birbirine bağladı. Işık suratının uzayın kendisinden bile daha temel bir kavram olduğunu söyledi. Sonra bugün göremediğimiz kızılötesi üzere ışık uzunluklarını keşfeden Isaac Newton’un keşiflerini sorguladı. Newton’un 1. fizik yasası olan “eylemsizlik” Einstein’a gereksiz ve saçma sapan gelmişti. Newton’un görüşlerinde kozmik bir değişmez yoktu.


Einstein’a nazaran kütle ve güç arasında kesin bir ayrım bulunmuyordu. Uzay ve hengam ayrılmaz bir biçimde iç içe geçmiş ipliklerle birbirlerine bağlıydı. Biliyoruz, anlaşılması sıkıntı bir durum. Bunun için evvel ışık suratını ele alalım. Işık hızı genellikle c harfi ile gösterilir ve 299.792.458 m/s biçiminde ölçülmüştür. Tıpkı otomobillerdeki saat başına gidilen kilometre göstergesi üzere. Ünite vakitte alınan yol, sürat demektir. İki kişi birbirlerine akıllıca birebir süratte koşuyor olsunlar, her devir tıpkı “uzay-zaman” aralığında bulunurlar. Değişmez olan budur.

Einstein binadan düşen bir adam hayal etti. Adamın yere çarpana kadar zarar görmeyeceğini biliyordu. Bağımsızda düşen birisinin yüksüz hissedeceğini fark etmişti. Bu kanısını matematiksel olarak hesaplayıp kanıtlaması hayli vaktini aldı. Sonucunda fikirlerini saçma sapan bulduğu Newton’un yerçekimi anlayışını bambaşka mekanlara taşıdı. Einstein, binadan düşen bir adamı hayal ederek, birebir sabitleri kullanıp Yerküre üzere büyük nesnelerin kendi “uzay-zaman eğrilerini” oluşturduğunu kanıtladı.

Düşen her şey, kendi uzay vakit eğrisini oluşturuyordu. Yerçekimi ve kütle arasındaki bağlantı en kıymetli değişmez oldu.

Einstein’ın simetri ve istikrar arayışı her şeyi açıklamıyor. Ancaaak…


Einstein’ın bakış açısıyla açıklanamayan şeyler de var. Geçtiğimiz 10 yıl içinde yapılan Higgs bozonu ve yerçekimi dalgalarının gözlemlenmesi üzere keşifler var. Kimi durumlarda, tabiatta bulunan tertipte simetrik ilgilerin olmadığı gözleniyor. Mesela Büyük Patlama sırasında açığa çıkan kuvvet, husus ve anti maddeyi tıpkı ölçüde ortaya çıkardı. Bu türlü bir durumda unsur ve anti-madde arasındaki sabi bağlantı muteberse birbirlerini külliyen yok etmeleri gerekiyor. Fakat bizler hayattayız ve görüp deneyimlediğimiz her şey unsurdan oluşuyor.

Bilim yerküresi, kainatın oluşumuna sebep olan Büyük Patlama ve sonrasındaki simetrinin, soğuma ve genişleme devam ettikçe bozulduğunu öngörüyor. Bir kar adedini 6 farklı açıdan simetrik olarak görebilirsiniz, lakin erişimiş bir kar tanesi için bu muteber değildir. Simetrisi bozulmuş durumdadır.


Einstein’ın simetri fikriyle açıklanamayan şeyler bile, yeniden Einstein’ın temel aldığı ışık suratı üzere sabitlerle araştırılacak. O denli ya da bu türlü, her türlü bozunmadaki zımnî dengelerin bile ortaya çıkması mümkün. Fakat bilimin titrinde tam olarak yatan şey zıtlıktır. Hengamında Einstein’ın Newton’a yaptığı üzere kabul görmüş kanıtları bile sorgulamak gerekir.

Tahminen de günün birinde Einstein’ın ortaya attığı teoriler de yanlış çıkacak. Velev tahminen tüm kanıtları kaldırıp çöpe atmaya devam edeceğiz. Lakin insanın merakı, anlaşılan o ki hiç dinmeyecek.

Makalenin yepyenisi Quanta mecmuası tarafından yayınlanmıştır.