Cihan Saçlıoğlu Stephen Hawking'i anlatıyor

Bilim dünyası ağır fiziksel engellerine karşın Karadelikler teorisine ve Kozmolojiye temel katkılar yapan Stephen Hawking’i (1942-2018)  kaybetti. Zamanın Kısa Tarihi adlı popüler bilim kitabıyla, hayatı hakkındaki “Herşeyin Teorisi” filmiyle, zaman zaman da Simpsons ve Big Bang Theory dizilerine misafir olmasıyla  bir cins teorik fizik süperstarıydı.

Einstein’ı saymazsak, bir teorik fizikçinin Hawking kadar meşhur olması pek raslanan bir olay değildir. Hawking popüler şöhretini büyük ölçüde ALS hastalığına rağmen Genel Görelik (diğer adıyla Gravitasyon teorisi) alanında çığır açıcı katkılar yapmasına borçlu. Hastalık teşhisi 1963’de konuluyor. Hastalığın ilerlemesi ile 1970’ lerde Hawking hayatını kendisi için özel tasarlanan motorlu tekerlekli sandalyede geçirmek zorunda kalıyor, sonra da konuşmasını ancak gene özel tasarım bir cihazın sentetik sesiyle gerçekleştirebiliyor. Kendisi tipik bir İngiliz “understatement”-tevazu/küçümseme arası bir yaklaşım ile bu durumunu “ fiziksel handikapımın ciddi bir engel teşkil etmediği bir meslekte olduğum için şanslıyım” diye geçiştiriyor. Tabii bir de daha sonra yazdığı “Zamanının Kısa Tarihi” kitabı da ününe ün katıyor. 

Fiziğe en önemli katkıları Kara Delikler ile ilgili. Einstein teorisinin bu çözümü Karl Schwarzschild tarafından Einstein 1915 makalelerinin hemen ardından bulunuyor, Einstein çözümü matematiksel olarak çok etkileyici, fakat mükemmel küresel simetrisi dolayısı ile doğada gerçekleşemeyecek kadar yapay buluyor-ta ki Roger Penrose ve Stephen Hawking 60’larda böyle çözümlerin yapay olmak bir yana, Einstein teorisinde kaçınılmaz olduğunu ortaya koyan teoremler ispat edene kadar. Gene de yapay olmayan bir çözüm ancak Yeni Zelanda’lı Roy Kerr’in 1966’daki makalesinde verilebiliyor. Artık her galaksinin merkezinde Milyon veya Milyarlarca Güneş kütleli karadeliklerin tekil bir noktada oturduğu gözlemsel olarak biliniyor; Sabancı Üniversitesi’nde de Dr. Emrah Kalemci ve çalışma arkadaşları bu karadeliklerin kütle ve dönüş hızlarını ölçen uluslararası projelere katkı yapıyorlar. Elde ettikleri sonuçlar hata payları içinde Kerr'in çözümlerini doğrular nitelikte. Çok enteresan bir bulgu da, dönme hızlarının Kerr çözümünün maksimum hızına epey yakın olduğu. Penrose-Hawking teoremleri aslında Einstein teorisinde başka tip tekil çözümlerin de kaçınılmaz olduğunu söylüyor; Büyük Patlamadaki tekillik bunların bir örneği.

Einstein teorisi “klasik”, yani kuantum etkilerini içermiyor. Hawking’in belki en orijinal katkısı karadeliklerin kuantum süreçleri ile ışıma yapabildiklerini göstermek oldu; yani karadelikler tam kara değil!  Olay ufkunda, yani dışarıdan gelenin artık kaçamayacağı mesafede belli bir sıcaklıkları var, ve her sıcak obje (mesela bir ütü) gibi radyasyon yapıyor ve enerji kaybediyorlar. Bu radyasyon ilk bakışta karadeliğin içine düşmüş maddeler hakkında bir bilgi taşımıyor görünüyor; halbuki fiziğin evrensel kuantum yasaları böyle bilgilerin kaybolmasına izin vermiyor-iki evrensellik iddiasındaki teori çelişiyor (mu?)! Hiç değilse, Hawking başta böyle düşündü ve karadeliklerin kuantum teorisini ihlal ettiğini idda etti. Bu görüşe sağlam argümanlarla karşı çıkıldı ve Hawking bir noktada iddiasını geri aldı. Fakat kendisi de yakınlarda ölen Joe Polchinski olay ufkunda bir “ateşten duvar” bulunduğu şeklinde yeni bir paradoks ortaya koydu, ve maalesef Hawking başlattığı bu fiziğin belki en derin tartışmasının sonunu göremeden aramızdan ayrıldı.

Cihan Saçlıoğlu / Sabancı Üniversitesi Mühendislik ve Doğa Bilimleri Fakültesi Öğretim Üyesi, Fizik Profesörü

Tag: