Bir dehanın sıra dışı yaşamı: Stephen Hawking – MİSAK- Millî Strateji Araştırma Kurulu
MİSAK logo

_______31.03.2018_______

Bir dehanın sıra dışı yaşamı: Stephen Hawking

Umut Berhan Şen

“Her birimiz ancak kısa bir süre için var oluruz ve bu sü­re içinde evrenin küçük bir parçasını keşfederiz. Ama insanoğlu meraklı bir türdür. Yanıtları merak eder, peşine düşeriz. Onlara bazen sevecen bazen de zalimce davranan bu uçsuz bucaksız dünyada yaşayıp üzerindeki hudutsuz gökyüzünden gözlerini alamayan insanlar, her zaman yığınla soru sormuşlardır: Kendimizi içinde bulduğumuz bu dünyayı nasıl anlayabiliriz? Evren nasıl devinir? Gerçeğin doğası nedir? Bütün bunlar nereden geldi? Evrenin bir yaratıcıya ihtiyacı var mı? Çoğumuz zamanımızın tümünü bu soruları düşünerek geçirmeyiz, ama hemen hepimiz zaman zaman bu soruları düşünürüz.”

Geçtiğimiz günlerde hayatını kaybeden Stephen Hawking’in ‘Büyük Tasarım’ adlı şaheseri bu cümlelerle başlamaktadır.

Stephen Hawking… Çağımızın en büyük bilim adamlarından birisiydi.  ‘Zamanın Kısa Tarihi’ adlı bir diğer eseri ise 1988 yılındaki ilk basımından bu yana geçen yıllar içerisinde bilimsel yazın alanında bir başyapıt konumu kazandı. Kırk dile çevrildi ve dokuz milyonun üzerinde baskı yaparak dev bir uluslararası ün kazandı. 40 dile çevrilen, dünyada 9 milyondan fazla satan, evrenin oluşumu ve doğası konusunda bilim çevrelerinde çığır açan ‘Zamanın Kısa Tarihi’ kitabının bu popüler şöhrete katkısı tartışılmaz. 1988’deki ilk basımından günümüze yaşanan gelişmeler, Hawking’in kuramsal öngörülerinin çoğunu doğruladı. Hawking, geçen yılki son baskısı için solucan delikleri ve zaman yolculuğuyla ilgili yeni bir bölüm kaleme alarak başyapıtını güncellemişti.

Einstein’ın yerçekimi teorisi ve kuantum fiziğini birleştirerek ‘her şey’ üstüne bir kuram oluşturan Hawking’in 1974’te ortaya attığı kara deliklerin yayılımı ve entropisi kavramı, günümüzde bilim dünyası için temel bir buluş olarak değerlendirilmektedir.[1]

Kitap o dönemde evrenin doğası hakkında öğrendiğimiz en son bilgiler göz önüne alınarak yazılmıştı; öte yandan o günden bu güne hem atom-altı dünyanın hem de büyük ölçekte evrenin gözlem teknolojilerinde olağanüstü ilerlemeler yaşandı. Bu yeni gözlemler, Hawking’in kitabın ilk baskısında yaptığı kuramsal öngörülerin çoğunu doğrulayan nitelikteydi. Bu gözlemlere, evrenin başlangıcından 300.000 yıl sonrasını araştıran ve Hawking’in varlığını ileri sürdüğü uzay ve zaman dokusundaki kırışıklıkları tespit eden Kozmik Arka Plan Işınımı Kâşifi COBE uydusunun son bulguları da dâhildir.

Bugün, ülkemizde süregelen yaşantımız, neredeyse dünyaya ve bilime dair hiçbir şey düşünmeden, okumadan, tartışmadan ve anlamadan sürüp gitmektedir. Hayatı olanaklı kılan güneş ışığını üreten sistemi, yere yapıştırarak bizi Dünya’nın uzaya fırlatıp atmasını önleyen yerçekimini ya da dengesine tamamen bağlı olduğumuz yapıtaşları olan atomları, aklımıza dahi getirmiyoruz. Aslına bakılırsa, bilime ve fenne meraklı çocuklar dışında çok azımız, acaba doğa neden böyle; evren nereden çıktı ya da her zaman var mıydı; zaman bir gün gelip geri akacak, nedenler sonuçları izleyecek mi ya da insanlığın bilebileceği şeylerin bir sonu var mı diye meraklanarak zamanımızı harcarız. Türk toplumunda, anne babalar ve eğitimciler, bu soruların çoğunu omuz silkerek ya da belli belirsiz dogmatik yaklaşımlarla geçiştirme geleneğini inatla sürdürmektedirler. Toplum içinde yer alan bazı kesimler ise bilimsel tartışmalardan, insan kavrayışının sınırlarını canlı ve dinamik bir şeklide açığa çıkardığı için çok rahatsızlık duyuyorlar. Elbette ki bilimi ve felsefeyi de en çok bu tür sorgulamalar ilerletmektedir. Tabi ki, Stephen Hawking de, hiç kuşkusuz bunun bilincindeydi.

Hawking’in bedeni tekerlekli sandalyesinin tutsağı olarak görülse de, beyninin kabına sığmaz hareketliliği, evrenin gizemlerini günışığına çıkarabilmek için zamanın ve uzayın uçsuz bucaksız yollarında adeta dörtnala koştu. 20. yüzyılın fizikçilerinin elde ettikleri sonuçlar nesnel bir biçimde değerlendirildiğinde, Stephen Hawking’in zirveye ulaştığı net bir şekilde görülmektedir. Bu gerçeği sıklıkla vurgulayan bir diğer önemli bilim adamı olan Carl Sagan, onun hakkında şunları söylemektedir:

1974 baharında, Viking uzay aracının Mars’ a inmesinden iki yıl önce, ben İngiltere’de Royal Society of London’un (Londra Kraliyet Derneği) desteğinde yapılan, dünya dışı yaşamın nasıl aranacağı sorusunu araştırma konusundaki bir toplantıdaydım. Kahve molası sırasında, çok daha büyük bir toplantının bitişik salonda yapılmakta olduğunu fark ettim ve merakımdan içeri girdim. Bir süre sonra, geleneksel bir törene tanık olduğumu anladım. Gezegenimizdeki en eski bilim kurumlarından biri olan Royal Society’ye yeni üyelerin kabul töreniydi bu. En ön sıradaki tekerlekli iskemlede bir genç adam, ilk sayfalarında Isaac Newton’un imzasını taşıyan bir defteri yavaşça imzalıyordu. Nihayet bitirdiğinde bir alkış koptu; Stephen Hawking o zaman bile bir efsane idi. Hawking şimdi Cambridge Üniversitesinde, çok büyük ve çok küçüğün iki şöhretli araştırıcısı Newton ve daha sonra P.A.M. Dirac ( Paul Adrien Maurice Dirac: manyetik monopollerin bulunması gerektiğini öne süren ve bunları kullanarak elektrik yüklerinin doğada neden bir sabit değerin tam katları olarak ortaya çıktığını gösteren 20. yüzyılda yaşamış en önemli teorik fizikçilerden biridir. 1902-1984 yılları arası yaşamıştır.) tarafından işgal edilen Lucasian Professor of Mathematics (Lukasgil Matematik Profesörü) makam koltuğunda oturmaktadır. Onların ardılı olarak bu makamı haketmektedir.’ ( Bu ifadeler, Carl Sagan’ın, Hawking’e ait olan ‘Zamanın Kısa Tarihi’ adlı kitaba yazdığı önsözden alınmıştır.)

Kuşkusuz, bugün dahi ülkemiz ve insanlık adına biraz olsun umut taşıyabiliyorsak, bunu Pasteur gibi, Marie Curie gibi, Einstein gibi, Hawking gibi dâhiler var olduğu için yapabiliyoruz.

İngiltere’de 1942’de doğan S. Hawking, ilk yıllarda okulda normal bir öğrenciydi. Evin bodrumunda arı besler, bahçede havai fişek yapardı. Babası doktor olmasını istedi ama o matematiği seviyordu. Oxford’da matematik bölümü olmadığı için fizik bölümüne girdi. Oxford’da, astrofizik bilgisi ve zekâsıyla öne çıktı. Mezuniyet için sözlü sınava girdi ve 1962’de birincilikle mezun oldu. Hocası R. Berman “onun bizden akıllı olduğunu bilerek soru sorduk” demişti. Oxford’da uzay bilimleri konusunda doktora programı olmadığı için Cambridge Üniversitesi’ne geçti. Cambridge’de doktoraya başladıktan hemen sonra 1963’te sağlık sorunu ortaya çıktı. Ara sıra yere düşmeye ve dili tutulmaya başlayınca hastaneye gitti. Hawking, o günü “Kas örneği aldılar, elektrotlar batırdılar, omuriliğime sıvı verip röntgenle inceleyince, amyotrofik lateral skleroz (ALS) hastasısın dediler” şeklinde özetlemişti. Doktorlar, kasları kontrol eden sinirler devreden çıkıp felç yaygınlaşacağı için 2-3 yıl yaşayacağını söyledi. Hawking “Doktoramı bile bitiremeden ölebileceğimi düşündüm” demişti. Ancak, kendisinden daha kötü durumda olanları düşünüp hayata bağlandı. J. Wilde adlı bir kızla tanışmıştı, hemen ona evlenme teklif etti ve 1965’te evlendiler. Ölümcül hastalık onu hayata bağlayınca bilimsel çalışmalara yoğunlaştı. Hawking “hastalıktan önce hayat sıkıcı geçiyor ve uğraşmaya değer bir şey bulamıyordum” demişti.

Hawking, 25 yaşında kendisini yavaş yavaş felç edecek olan bu hastalığın adının motor nöronları hastalığı olduğunu öğrendi. Doktorlar ona sadece 2 sene ömür biçmişlerdi. Bu trajik duruma rağmen, o ipin ucunu bırakmamaya karar vermişti.

S. Hawking ilk eşi Jane ile (1965)

Hawking, doktora tez danışmanı olan D. W. Sciama’nın yardımıyla çalışmalarına kaldığı yerden yeniden başlamıştı. Hawking ve tanınmış fizikçi R. Penrose, 1960’ların sonunda, Einstein’ın Genel Görelilik Teorisi’nden yeni bir matematiksel model oluşturmuşlardı. ‘’Penrose-Hawking Tekillik Teoremi’’ olarak adlandırılan bu teoreme göre, kütleler bir noktacık haline gelinceye kadar sıkışabilirdi.  Bu şartlarda, ışınların bükülmüş olarak kütleden dışarıya kaçması mümkündü.  Hawking bu sisteme “mikro kara delik”ismini vermişti (Uzaydaki kara delikler, çok büyük sönmüş yıldızlardır ve çekim güçleri nedeniyle ışığın bile dışarı kaçamadığı kabul edilir.). Hawking, evren “Büyük Patlama” ile oluşurken “mikro kara delikler”in oluştuğunu ve bunların az da olsa parçacık ve ışığın kaçmasına izin verdiğini açıkladı.  Dolayısıyla mikro kara deliklerden çıkan ışınlar “Hawking Radyasyonu” olarak tanımlanmaktadır. Stephen Hawking, bu teoremi sayesinde Einstein’in Genel Görelilik Kuramı ile Büyük Patlama Kuramı’nı birleştirmiş oluyordu.  Neticede, 1974’te bilim dünyasının saygısını kazandı ve tüm dünyada şöhrete kavuştu.

Hawking, 1968’de Cambridge Astronomi Enstitüsü’ne seçildi. Ertesi yıl tekerlekli sandalye kullanmaya başladı. Uzay-zaman konusundaki ilk eserini 1975’te yayınladı. Kraliyet Bilim Akademisi üyeliğine 32 yaşındayken seçildi. Ardından, Einstein Ödülü’nü kazandı ve 1975’te Papa 4. Paul’den altın madalya aldı. Hawking’in sesi felç nedeniyle 1985’te tamamen kesildi. Yüzündeki kasların hareketiyle bilgisayar kullanıyordu.

Halk için 1988’de yazdığı, Zamanın Kısa Tarihi adlı kitabı, 40 dile çevrildi ve 25 milyon adet satıldı. Eşinden 1990’da ayrılan Hawking, 1995’te hemşiresiyle evlendi. İkinci eşinden ayrılıp ilk eşiyle 2009’da tekrar evlendi. Ceviz Kabuğundaki Evren adlı kitabı 2001’de ve Evrenin Daha Kısa Tarihi adlı kitabı 2005’te yayınlandı. Hawking 2007’de astronotların eğitildiği uçakta, sıfır yer çekimi deneyimini yaşadı ve 2013’teki ticari uzay uçuşu için adını listeye yazdırdı. Gödel Denklemi’ne dayanarak, 2002’de tüm fizik olaylarını açıklayabilen tek bir yasa modelinden vazgeçtiğini açıkladı.

Hawking, İsviçre’de 2011’de yapılan proton-proton çarpıştırma deneylerinde “mikro kara delik” oluşumunun gözlenmesi bekleniyordu. Hawking, evren oluşurken büyük patlama sırasında mikro kara delikler oluştuğunu öngörmüştü. Fizikçilerin yaptığı hesaplara göre, Hawking haklı ise CERN’deki proton-proton çarpıştırma deneyindeki enerji, mikro kara delikler oluşturacak güce sahipti. Ancak minik kara deliklerin varlığı henüz tespit edilemedi. Minik kara delikler, basında yer aldığı gibi büyük kütleleri yutamaz. Mikro kara delikler, dışarı ışın ve parçacık saldığı için bir süre sonra sadece kendileri yok olur.[2]

40 yıl önce olay ufku ve kara delik teorisi ile ilgili farklı bir iddia ile gündeme gelen ünlü fizikçi Stephen Hawking, son yıllarında ise kara deliklerin olmadığını iddia etmişti. İşte asıl ilginç olan nokta da budur. Zira önceki çalışmalarında, kara delik ve olay ufkundan kaçmanın mümkün olmadığını açıklayan Hawking, madde ve enerjiyi hapseden  ‘görünür ufuk (apparent horizon)’ adını verdiğini yeni bir ufuktan söz etmişti.

Stephen Hawking, ‘kara delik yoktur’ derken 40 yıldır anladığımız şekilde kara deliklerin olmadığını ifade ediyor. Mevcut anlayışa göre; ‘kara delikler, madde ve enerjinin geçmesine izin vermeyen olay ufkuyla çevrilidir’. Başka bir deyişle, geri dönüş yoktur. Bu yüzden kara delikler siyah görünür. Enerji sızmaz, ısı ve ışık üretemezler. Yani, termodinamik açıdan, kara delik, tüm enerji ve radyasyonu emen mükemmel bir siyah yapıdır.

Hawking’in bu teorisi, genel göreliliğe dayanıyor. “Kara Delikler için Bilgi Korunumu ve Hava Durumu’’ adlı makalesinde Hawking, olay ufkunun yerine “görünür ufuk” olarak nitelediği kara deliğin çekirdeğinden çok uzaklarda ışık ışınlarını askıda tutan/beklemeye alan yeni bir kavram olduğunu iddia ediyor. Genel görelilikte, değişmeyen bir kara delik için bu iki ufuk da özdeştir, çünkü ışık bir kara delikten kaçmaya çalışacaktır. Işık ancak olay ufkuna kadar ulaşabilir ve sonra orada tutulur. Ancak görünür ufukta, kuantum teorisine göre enerji ya da kara delikler olunca daha doğru tabiriyle ışık ve bu enerjiyle alakalı bilgi kara deliklerden kaçabiliyorlar. Dolayısıyla onun bu çalışmasıyla bir süredir fizik dünyasının içinde tartışma konusu olan kara deliklerin güvenlik duvarı çelişkisi (firewall paradox) ortadan kalkmış oluyor.

Son olarak, yeni teorisi hakkında Nature dergisine verdiği röportajda Hawking, kara delik dediğimiz bölgelere giren ışığın zannedildiği gibi sonsuza dek ortadan kaybolmadığını, kara deliğin merkezinden kaçmaya çalıştıktan sonra radyasyona dönüşerek dışarı sızdığını ifade etmiştir. (Bu konuda kaynak olarak, https://www.extremetech.com/extreme/175414-stephen-hawking-research-there-are-no-black-holes bağlantısından ilgili bilgilere ulaşabilirsiniz. Ayrıca Stephen Hawking’in yazdığı en önemli makaleleri, ilgili bilim insanlarımız, https://arxiv.org/find/hep-th/1/au:+Hawking_S/0/1/0/all/0/1 bağlantısından okuyabilirler.)

Hawking 2007’de sıfır yer çekimi deneyimi yaşarken

Stephen Hawking’in henüz basılmamış bir araştırma makalesi daha ortaya çıkmıştır. Bazı uzmanlara göre; Hawking’in makalede bahsedilen yeni teorisi, başka evrenlerin varlığına dair gizemi aydınlatabilir. BBC Türkçe’nin İngiliz Times gazetesinden aktardığı habere göre; Belçika’daki KU Leuven Üniversitesi’nden Teorik Fizikçi Profesör Thomas Hertog, Hawking’le beraber yazdıkları makalenin bir bilim dergisi tarafından değerlendirilmekte olduğunu söyledi. Makale, Hawking’in 1983’te yayınladığı Big Bang (Büyük Patlama) teorisinde bahsettiği çoklu evren teorisini bir adım öteye götürüyor.

‘Sonsuz Şişme’den Yumuşak Bir Çıkış’ adı verilen makalede, çoklu büyük patlamaların izini sürmek için gereken uzay keşif araçlarının nelere sahip olması gerektiğiyle ilgili matematikçilere fikir veriyor. Prof. Hertog, bu yeni teoriyle ilgili Hawking’le ortak çalışma yürüttüklerini ve çalışmanın son onayını almak için ölümünden çok kısa bir süre önce Hawking’le buluştuklarını ifade etti. Özellikle ülkemizin genç ve dinamik bilim insanlarının bu çalışmayla ilgilenmelerini ve takipçisi olmalarını öneririm.

Son olarak Hawking’in yaşamından bazı anekdotlara değinmek istiyorum;

Günümüzde Hawking’i, teorilerini bilimsel olmayan bir aklın anlayamayacağı parlak bir zekâ olarak tanıyoruz. Okuldaki çalışmalarında Hawking’in tembel biri olduğunu öğrenmek, bu nedenle şok gibi gelebilir. Aslında 9 yaşındayken notları sınıfının en kötüleri arasındaydı. Birazcık çabayla notlarını orta sıralara çıkardı, ama daha fazlasına değil.

Bununla birlikte çok erken yaşlardan itibaren eşyaların nasıl çalıştığına meraklıydı. Saatleri ve radyoları parçalarına ayırmasıyla bilindiğinden bahsetmiştir. Ancak onları tekrar çalışabilecek şekilde birleştirmede çok iyi olmadığını itiraf etmiştir. Takma adının “Einstein” olduğuna bakılırsa, kötü notlarına rağmen hem öğretmenleri hem de arkadaşları, aralarında geleceğin dâhisinin bulunduğunu anlamış görünüyorlardı.

Vasat notlarıyla ilgili sorun, babasının onu Oxford’a göndermek istemesi, fakat burs olmadan okul ücretini karşılayacak parasının olmamasıydı. Neyse ki burs sınavlarının hepsinden en yüksek notu aldı, fizik sınavından ise neredeyse tam puan çekti. Stephen Hawking, küçük yaşlardan beri matematiği severdi ve matematik eğitimi almak isterdi. Babası Frank’in ise farklı düşünceleri vardı. O, Stephen’ın tıp eğitimi almasını istiyordu. Fakat bilime çok meraklı olmasına karşın Stephen biyolojiyle ilgilenmedi. Biyolojiyi “çok belirsiz, çok tanımlı (ezberli)” bulduğunu söylemiştir. Aklını daha kesin ve iyi tanımlanmış kavramlara adayacaktı. Ancak Oxford’da ana dal eğitimi olarak matematik yoktu. Stephen’ın Oxford’a girmesi ve fizik eğitimi almasında uzlaşmaya varıldı. Aslında, fizikte bile, daha büyük sorulara odaklandı. Atom altı parçacıkların hareketlerini inceleyen parçacık fiziği ile büyük evreni bir bütün olarak inceleyen evrenbilim arasında tercih yapması gerektiğinde ikinciyi tercih etti. O zamanlar evrenbilim, kendi sözleriyle, “bir bilim dalı olarak çok az kişi tarafından tanındığı” hâlde evrenbilimi seçti. Bu seçiminin nedenini açıklarken parçacık fiziğinin “bitkibilim gibi göründüğünü, ortada bütün o parçacıklar olduğu hâlde hiç kuram olmadığını” söyledi.

Biyografi yazarı Kristine Larsen, Oxford’daki ilk bir-iki yılında Hawking’in yaşadığı yalnızlık ve mutsuzluktan bahseder. Bu bunalımdan onu çekip çıkaran şey, kürek takımına katılmaktı. Fiziksel engellere yol açan hastalığının tanısını konmadan önce bile Hawking çok iri veya atletik denebilecek bir yapıya sahip değildi. Buna karşın kürek takımları Hawking gibi daha küçük yapılı erkekleri dümenci olarak alıyordu, bu pozisyondaki kişi kürek çekmiyordu, onun yerine yönü ve kürek çekme hızını idare ediyordu.

Kürek çekme Oxford’da çok önemli ve rekabetçi bir spor olduğundan Hawking’in takımdaki görevi onu çok popüler yaptı. Hawking’i o günlerden tanıyan kürekçi bir arkadaşı onu “maceracı bir tip” diye hatırladı. Kürek takımı Hawking’in popüler olmasını sağladıysa da ders çalışma alışkanlıklarını bozdu. Haftada altı öğleden sonra kürek çalışmalarıyla meşgul olan Hawking “işin kolayına kaçmaya” başlayıp “laboratuvar raporlarını hazırlamak için yaratıcı analizler” kullandı.

O zamanlar yüksek lisans öğrencisi olan Hawking yavaş yavaş sendeleme ve genel sakarlık belirtileri göstermeye başladı. Noel tatili için okuldan eve geldiğinde ailesi endişelendi ve bir doktora görünmesi için ısrar etti. Ancak bir uzmana görünmeden önce, gelecekteki eşi Jane Wilde’la tanıştığı bir yılbaşı partisine katıldı. Jane onun “espri anlayışı ve bağımsız kişiliği”nden etkilendiğini hatırlıyor.

Hawking bir hafta sonra 21 yaşına girdi; ondan hemen sonra da ne rahatsızlığı olduğunu anlamak için test yaptırmak üzere iki haftalığına hastaneye yattı. Orada amyotrofik lateral skleroz (ALS) tanısı kondu; aynı zamanda Lou Gehrig hastalığı olarak da bilinen bu rahatsızlık, hastaların istemli kas kontrolünü kaybetmelerine neden olan nörolojik bir hastalıktır. Doktorlar ona büyük olasılıkla sadece birkaç yılı kaldığını söylediler.

Hawking şoka uğradığını ve bunların neden onun başına geldiğini düşündüğünü anımsıyor. Yine de hastanede kan kanserinden ölmek üzere olan bir oğlan çocuğunu görmek, kendisinden daha kötü durumda olanların da bulunduğunu hatırlatıyor ona. Hawking hayata daha iyimser bakmaya çalıştı ve Jane’le çıkmaya başladı. Kısa süre sonra nişanlandılar; nişanlanmalarını “uğruna yaşanacak bir şey” olarak anıyordu.

Neden Hawking’le evlenmek istediği sorulduğunda Jane, o günlerde “çok korkunç bir nükleer bulut” tehdidi altında yaşadıklarını, “uyarı verildikten sadece dört dakika sonra bütün dünyanın yok olabileceğini ve elindekilerin tadını çıkarmak” istediklerini söylemiştir.

Hawking’in başlıca başarılarından biri (ki bunu Jim Hartle’la paylaşmıştı), 1983’te evrenin sınırlarının olmadığı kuramını ortaya atmasıydı. 1983’te, evrenin şekli ve doğasını anlamak amacıyla, Hawking ve Hartle kuantum mekaniği (mikroskobik parçacıkların hareketlerini inceleme) ve genel görelilik (kütlenin uzayı bükmesi ve kütleçekim ile ilgili Einstein kuramları) kavramlarını birleştirerek evrenin kapsanan bir varoluş olduğunu, ancak yine de sınırları olmadığını gösterdiler.

Hawking, bunu akılda canlandırabilmek için insanlara evreni Dünya’nın yüzeyi gibi düşünmelerini söyler. Bir küre olduğu için Dünya yüzeyinde herhangi bir yöne gidebilir ve asla bir köşe, bir kenar veya Dünya’nın “son”u denebilecek bir sınıra ulaşmazsınız. Bununla birlikte buradaki temel farklılık, Dünya yüzeyi iki boyutluyken (Dünya’nın kendisi üç boyutlu olduğu hâlde Dünya yüzeyi sadece iki boyutludur.) evren dört boyutludur.

Hawking uzay-zamanın Dünya’nın üzerindeki enlem çizgileri gibi olduğunu belirtir. Kuzey Kutbu’ndan (evrenin başlangıcı) başlayıp güneye gittikçe ekvatoru geçinceye kadar dairelerin çevre uzunlukları büyüyecek, geçtikten sonra küçülmeye başlayacaktır. Bu, evrenin uzay-zamanda sonlu olduğu ve sonunda tekrar çökeceği anlamına gelmektedir; ancak en az 20 milyar yıl daha değil. Bu, zamanın geri gideceği anlamına mı geliyor? Soruya cevap vermek için biraz çabaladıktan sonra Hawking, hayır, dedi; çünkü evrenin düzenli enerjiden düzensiz enerjiye olan eğiliminin tersine döneceğine inanmak için herhangi bir neden yok.

2004 yılında, deha Hawking kara deliklerle ilgili 1997’de girdiği bir iddiayı bilim insanı arkadaşının kazandığını ve kendisinin yanıldığını itiraf etti. İddiayı anlamak için öncelikle biraz geri gidip kara deliğin ne olduğunu anlamamız gerekmektedir.

Basit Tanım: Yıldızlar devasadır, kütleleri o kadar büyüktür ki kütle çekimleri her zaman inanılmaz derecede güçlüdür. Yıldız çekirdeksel yakıtını yakıp bu enerjiyi dışarı vermeye ve böylece kütle çekime karşı koymaya devam ettiği müddetçe sorun yoktur. Fakat yeterince büyük bir yıldız “öldüğünde” veya söndüğünde kütle çekim, daha güçlü (daha ağır basan) kuvvet olur ve büyük yıldızın kendi üzerine çökmesine yol açar. Bu da bilim insanlarının kara delik dediği şeyi oluşturur.

Bu çökmede kütle çekim o kadar güçlüdür ki ışık bile bundan kaçamaz. Bununla birlikte Hawking 1975’te kara deliklerin siyah olmadığını ileri sürmüştür. Daha çok, enerji yayarlar. O zamanlar Hawking, en sonunda buharlaşan kara delikte bilginin kaybolduğunu söylemişti. Buradaki sorun, bilgi kaybı fikrinin, kuantum mekaniği yasalarıyla çelişmesi, Hawking’in deyişiyle “bilgi paradoksu” yaratmasıydı. Amerikan kuramsal fizikçisi John Preskill bilginin kara delikte kaybolduğu sonucuna katılmadı. 1997’de, bilginin deliklerden kaçabileceğini, böylece kuantum mekaniği yasalarını çiğnememiş olacağını söyleyerek Hawking’le bir iddiaya girdi.

Hawking, yanıldığını itiraf edebilecek kadar centilmen bir insandı; nitekim 2004’te de yanıldığını itiraf etti. Bilimsel bir konferansta ders verirken, kara deliklerin birden fazla “topolojisi” olduğundan, tüm topolojilerden yayılan bütün bilgiler ölçüldüğünde bilginin kaybolmamış olacağını söyledi. Fizikteki uzun kariyeri boyunca Hawking inanılmaz etkileyici bir ödüller ve nişanlar serisi kazanmıştır.

Hawking 1974’te Kraliyet Derneği (geçmişi 1660’a dayanan kraliyet bilim akademisi) üyeliğine kabul edildi, bir yıl sonra Papa VI. Paul, onu ve Roger Penrose’u Papa XI. Pius Bilim Altın Madalyası ile ödüllendirdi. Daha sonra Kraliyet Derneği’nin verdiği Albert Einstein Ödülü ve Hughes Madalyası’nı da aldı.

Hawking, 1979’a kadar akademik dünyada yerini öyle sağlamlaştırdı ki İngiltere’deki Cambridge Üniversitesi’nden Lucasian Matematik Profesörü unvanını elde etti, bu pozisyonu 30 yıl boyunca elinde tutacaktı. Geçmişi 1663’e dayanan bu makamı elinde tutan ikinci kişi Sir Isaac Newton’dan başkası değildi.

1980’lerde Hawking’e Birleşik Krallık’ta şövalyelik unvanının hemen altındaki rütbe olan Britanya İmparatorluğu Kumandanlığı yetkisi verildi. Ayrıca ulusal hizmetin takdiri olarak Onursal Liyakat Nişanı Sahibi (Companion of Honour) de oldu. Aynı anda 65 üyeden daha fazla kişi bu nişana sahip olamıyor.

2009’da Hawking, Birleşik Devletler’in en yüksek sivil rütbesi olan Başkanlık Hürriyet Madalyası ile ödüllendirildi.

Bütün bu süre zarfında Hawking en az 12 fahri doktorluk da elde etti.  Stephen Hawking’in özgeçmişinin en beklenmedik özelliklerinden biri, çocuk kitapları yazarı olmasıdır. 2007’de Hawking ve kızı, Lucy Hawking, birlikte “George’un Evrene Açılan Gizli Anahtarı” adlı kitabı yazdılar.

Kitap, ailesinin teknoloji karşıtlığına başkaldıran George adındaki bir oğlan çocuğu ile ilgili kurgu hikâyedir. George komşularıyla arkadaşlık kurmaya başlar, bunlardan biri bilgisayarı da olan bir fizikçidir. Bu güçlü bilgisayar, George’un uzaya girmesi ve orayı görmesi için kapılar (portallar) sağlar. Tabii ki kitabın çoğu kısmı, çocuklara kara delikler ve yaşamın başlangıcı gibi ağır bilimsel kavramları açıklamak için yazılmıştır. Bu bağlamda, çalışmalarını hep daha fazla kişiye ulaştırmaya çalışan Hawking’in böyle bir kitap yazmak istemesi çok yerindedir.

Kitap, George’un maceralarını anlatmaya devam edecek bir üçlemenin ilk kitabı olarak yazıldı. Serinin sıradaki kitabı “George’un Kozmik Hazine Avı” adıyla 2009’da yayınlandı.

Hawking’in evrenbilim üzerine yaptığı bütün çalışmalar dikkate alındığında, uzaylı yaşamın varlığı hakkında onun düşüncelerinin merak edilmesi çok normaldir. 2008’de NASA’nın 50. yıldönümü kutlamasında Hawking konuşmacı olarak davet edilmişti ve konuşmasında bu konudaki düşüncelerinden bahsetti.

Hawking, evrenin enginliği düşünüldüğünde, orada bir yerde çok büyük bir ihtimalle ilkel uzaylı yaşamın ve hatta başka zeki bir yaşamın olabileceğini belirtti. Hawking şöyle dedi:

“İlkel yaşama çok sık rastlanabilir, zeki yaşam ise çok nadirdir.” 

Tabii hemen arkasından kendisine özgü zekice espri anlayışını konuşturdu:

“Bazılarımız Dünya’da da henüz bu yaşam biçiminin oluşmadığını söyleyecektir.” 

İnsanların uzaylılarla karşılaşmaktan sakınması gerektiğini, çünkü uzaylı yaşamın muhtemelen DNA-bazlı olmayacağını ve bizim de onların getireceği hastalıklara karşı koyamayacağımızı söyleyerek konuşmasına devam etti. Hawking, Discovery Channel’da yayınlanan “Stephen Hawking’le Evrene Yolculuk” belgesel serisinde bir bölümü de uzaylıların varlığı üzerine yaptı.

Bu bölümde, uzaylıların, büyük bir ihtimalle, kendi gezegen kaynaklarını “erişebilecekleri gezegenleri ele geçirmeye ve sömürgeleştirmeye harcayan göçebeler” olacağını anlattı.

2007’de, 65 yaşındayken Stephen Hawking hayatının yolculuğunu yapma fırsatı yakaladı. Zero Gravity A.Ş. sayesinde sıfır-yerçekimini yaşayıp tekerlekli sandalyesinin dışında havada durabildi. Uçuş sırasında birçok kere yapılan ve her biri 25 saniye süren keskin iniş ve çıkışların, yolculara yerçekimsizliği yaşattığı bir uçak yolculuğu gerçekleşmişti.

Kırk yıldır ilk kez tekerlekli sandalyesinden kurtulan Hawking jimnastik saltolar bile attı. Bunun dışında, alt yörüngesel uçuş yolculuğu için Richard Branson’ın Virgin Galactic şirketinden yer ayırttı.

Fakat belki de buradaki en ilgi çekici nokta, Hawking’in ne yapabileceği değil, neden yaptığıdır. Bunu yapmak isteme nedeni sorulduğunda, Hawking tabii ki uzaya gitme arzusundan bahsetti. Fakat uzay yolculuğuna çıkma ve onu tümüyle desteklemesinin nedenleri daha derine iniyor.

Zira Hawking, küresel ısınma veya nükleer savaş olasılığı yüzünden, insan ırkının geleceğinin, eğer uzun bir geleceği olacaksa, uzayda olacağını söylemişti. O, uzay turizminin insanların ulaşabileceği maliyette olmasını umuyor ve özel uzay keşif yolculuklarını destekliyor. Hawking, hayatta kalabilmemiz için başka gezegenlere giderek onların kaynaklarını kullanabilecek seviyeye gelmemizi umut ediyordu.

Kuşkusuz, büyük besteci Beethoven, nasıl kendi kafasında tüm bir senfoniyi yaratabiliyorsa,   Stephen Hawking de kafasında tüm bir evreni baştan yaratabilecek bir dehaydı…

Not: Stephen Hawking’in yayımlanan doktora tezine Cambridge Üniversitesi’nin sistemi üzerinden erişebilirsiniz. İlgili bağlantı: https://www.repository.cam.ac.uk/handle/1810/251038

Hawking, S. (1966). Genişleyen Evrenlerin Özellikleri (doktora tezi).

( https://doi.org/10.17863/CAM.11283 )

Tezin Özeti:

Evrenin genişlemesinin bazı sonuçları ve sonuçları incelenmektedir. Bölüm 1’de, bu genişlemenin, Hoyle-Narlikar çekim kuvveti teorisi için büyük zorluklar yarattığı gösterilmiştir. Bölüm 2, genişleyen bir homojen ve izotropik evrenin pertürbasyonları ile ilgilidir. (Pertürbasyon teorisi, tam olarak çözümlenemeyen bir problemin, bu probleme bağlı başka bir problemden yola çıkılarak yaklaşık bir çözüm elde etmek için matematiksel metotlar içeren teoridir.)  Başlangıçta gökadaların başlangıçta küçük olan pertürbasyonların büyümesi sonucu oluşamayacağı sonucuna varılmıştır. Yerçekimi radyasyonunun yayılımı ve emilimi de bu yaklaşımda incelenmiştir. Bölüm 3’te genişleyen bir evrende yer çekimsel radyasyon, asimptotik açılımların bir yöntemi ile incelenir. ‘Soyulma’ davranışı ve asimptotik grup türetilmiştir. Bölüm 4, kozmolojik modellerde tekilliklerin ortaya çıkışı ile ilgilidir. Bazı genel koşulların yerine getirilmesi şartıyla tekilliğin kaçınılmaz olduğu gösterilmiştir.

KAYNAKÇA

Stephen Hawking, Kara Delikler Hakkında Son Bilgiler, İstanbul, 2015,Alfa Yayınları.

Stephen Hawking, Aforizmalar,  İstanbul,2012.

Stephen Hawking, Zamanın Kısa Tarihi, İstanbul, 1993, Milliyet Yayıncılık.

-Stephen Hawking / Leonard Mlodinow, ‘The Grand Design (Büyük Tasarım), Bantam Press’, 2010, s. 9- 10.

-Şuayyip Salim Özkurt, Erken Evrende Şişmeli Çağ Ve Frıedmann Çağı İçin Tekil Olmayan De Sıtter Tipi Genelleştirilmiş Bir Kozmolojik Çözüm, D.P.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, S. 16, syf. 14-15.

Dipnotlar:

[1] Stephen Hawking, kara deliklerin olay ufuklarının zamanla yükseldiğini daha önceden göstermiştir. Ufuk, ışık benzeri jeodeziklerle tanımlanan bir sınırdır, bu ışıklar, olay ufkundan çok zor kaçabilen ışınlardır. Eğer bu jeodezikler birbirlerine doğru gelir ve çarpışırlarsa, orada bir kara delik oluşur. Yani jeodezikler (Jeodezi, yeryüzünün ölçümleri ile ilgilenen bilim dalıdır. Yeryüzündeki ölçümler, noktalar, konumlarla ilgili bütün işlemler jeodezinin ilgili alanıdır.) daima hareket içindedir ve bunların sayıları limiti oluşturur, bu nedenle kara deliklerin olay ufukları daima büyür. Hawking’in bu çıkarımları kara delik termodinamiğinin ikinci yasası olarak anılmaktadır. Hawking, olay ufku alanının entropi olmasının, kara deliklerin yayılması anlamına geldiğini biliyordu. Bir termal sisteme sıcaklık eklendiğinde, entropideki değişim kütle ve enerjinin sıcaklığa bölümüyle bulunabilir.

Eğer kara deliklerin sonlu entropisi varsa, sıcaklıkları da sonludur. Yani, termal gaz fotonlarıyla eşitliğe ulaşacaklardır. Bu, kara deliklerin sadece fotonları sömürmediğini, belli bir kısmını dengeye ulaşmak için yaymaları gerektiğini göstermektedir. Alan denklemlerinin zamandan bağımsız çözümleri radyasyon yaymaz çünkü zamandan bağımsız bir temel enerjiyi korur. Bu ilkeye dayanarak Hawking kara deliklerin ışın yaymadığını söylemiştir. Ancak, dikkatli bir analiz onu şaşırtmış ve yaydıklarına dair ikna etmiştir, bu analiz sonlu bir sıcaklığa sahip gazın kara delikte dengeye ulaşmasıyla alakalıdır. Bundan sonra Hawking, denklemini orantı sabiti ¼ olacak şekilde değiştirmiştir. Bu, kara deliğin entropisinin merkez ile olay ufku arasındaki farkın dört katı olduğunu göstermektedir. Entropi, mikro durumların logaritmasına orantılıdır. Bu mikro durumlar, makroskopik düzenin bozulmaması şartıyla mikroskobik olarak incelenmesi durumudur. Yani, anlayacağınız üzere, kara deliklerin entropileri oldukça karışıktır.

[2] Diğer bir deyişle ”Kuantum Mekaniksel Kara Delikler”. Burada, isimden de anlaşılacağı gibi, kuantum mekaniksel efektler önemli rol oynar. Henüz hiç keşfedilememişlerdir. Bu tip kuantum mekaniksel kara delik, Evren’in ilk dönemlerinde, yüksek yoğunluklu bir ortamda ilkel olarak oluşmuş olabilir; bunun yanında, daha sonraki faz geçişleri sırasında da oluşmuş olabilir. Bu tip karadelikler, yakın gelecekte astrofizikçiler tarafından, Hawking radyasyonu ile yayılan parçacıkların incelenmesi yoluyla keşfedilebilir.

 

Yazarın MİSAK'taki yazıları