ÇAĞIMIZIN EN BÜYÜK FİZİKÇİSİ
EINSTEIN
Erwin LAUSCH
100 yıl önce Albert Einstein Almanya’da Ulm kentinde doğdu. Zamanımızın hiç bir bilgini yasak olan şeyler üzerine onun kadar “saygısızca” düşünmek cesaretini göstermedi, hiç kimse onun kadar ün kazanmadı ve popüler olmadı ve sayılmadı.
Harika bir çocuk değildi, tam tersine Einstein üç yaşında konuşmaya başladı ve dokuz yaşında bile daha tam istediği herşeyi söyleyemiyordu. Ana baba onun normal olmadığından korkuyorlardı. Hatta okulda öğretmenlerinden biri de onların bu düşüncesine iştirak ediyordu. “Oğlunuz ileride ne olursa olsun, hiç bir zaman başarılı bir insan olamayacaktır”.
Einstein fizikçi olmak istiyordu. Fakat Zü-rich’deki Polytechnikum’ın giriş sınavlarını kazanamadı. Fizik profesörü Jean Pernet ona, “neden fizik gibi güç bir şey seçiyorsunuz, tıp, hukuk, filoloji’ye heves etseniz, daha iyi olmaz mı” demişti.
Birçok yerlerde dolaştıktan sonra babası ona Bern’deki Patent Dairesinde üçüncü derece teknik memur olarak bir iş buldu. Yedi yıl orada kaldı, ikinci dereceye terfi etti ve işte o bu sırada bütün serbest zamanını fiziğe verdi.
Fizikte devrim yaratan bu adamın meslek hayatı işte böyle basit ve sessiz başlamıştı. Eins-tein’ın eseri hakkında Max Planck (Fizik 1918 Nobel ödülü sahibi) şöyle diyordu: “Onun çalışmalarını doğanın küçük ve büyük bütün olaylarını, atomlardan başlayarak milyonlarca ışık yılı uzaklardaki uzay cisimlerine kadar hepsini kapsar”.
Max Born (Nobel ödülü 1954), “Einstein’ın görelik kuramı (Relativite teorisi) doğal bilimler binasının tacıdır”, der. Ingiliz Joseph Thomson (Nobel ödülü 1906) Einstein’ın çalışmalarını övmekte ve “bunlar insanlığın düşünce tarihinde en büyük başarılarındandır,” demektedir.
Yalnız bir “Alman fiziki”, “Âri bir fizik”e inanan ve onun yaptıklarını “dünya çapında bir
blöf” olarak göstermeye çalışan Naziler bunlara iştirak etmediler, çünkü o bir Yahudi ana ve babadan bu dünyaya gelmişti.
Doğumundan 100 yıl geçmiş olmasına rağmen 1979’da da bu büyük dahi çevresindeki coşku hiç bir surette azalmamıştır. Birçok yerlerde kongreler, simpoziyumlar yapılmakta ve ayrıca doğum günü ve yılı anılmakta ve kutlanmaktadır:
14 Mart 1979’da doğduğu Ulm’da.
Luitgold lisesini yönettiği Münih’de.
İsviçre uyrukluğuna geçtiği ve bir taraftan memurluğun yavaş adımlarıyla ilerlerken, bir yandan da bilimsel ve önemli çalışmalarını yaptığı Bern’de.
Bilim adamı olarak en büyük bir ün kazandığı ve Hitler’den çok önce Naziler tarafından pasifist ve Siyonist olarak damgalandığı Berlin’de.
1933’ten, öldüğü 1955 yılına kadar yaşadığı ve öğrettiği Amerika’daki Princeton şehrinde, kendisine 1952’de İsrail Devletinin Cumhurbaşkanlığı teklif edildiği (fakat o onu kabul etmemiştir), Kudüs’te.
Bilim adamlarının bütün dünya da Einstein’i bir kez daha büyük bir coşku ile anmalarının esastı bir sebebi vardır: O, birçok insanların bugün bile hâlâ inandıkları gibi, yeni birşey bulma heves ve dürtüsü ile alışageldiğimiz dünya görüşünü yıkarak onun yerine anlaşılmaz bir takım formüller koyan bir nevi bilimsel sürrealist değildi.
Einstein’ın, bize kadar gelmiş ve yerleşmiş olan fiziğin öğretim binasındaki zayıf yerleri bulmak gibi olağanüstü bir yeteneği vardı. Başka
5
fizikçi arkadaşları, yeni deneylerin sonuçları ile eski kuramların gerekleri arasındaki çelişkiler gördükleri halde umursamazken, ya da onları yardımcı kuramlarla kaldırmaya çalışırken o, hiçbir şeye aldırmadan,hatta saygı göstermeden düşünüyordu. Böyle yaparken saygın fizik yasalarından korkmuyor ve hak bellediği yolda yalnız başına gidiyordu. O, fiziği modern araştırma alanlarına uygun bir duruma getiriyordu, doğadaki makro ve mikrokozmoz araştırmaları ve en yüksek hızlar ve en uzak mesafeler için. Einstein öğrenim hayatında ne kadar güç ve yavaş ilerlemişse sonra da yeni ve akıllı düşünler de kafasına o kadar çabuk gelmeye başladı. “Beynin benim laboratuvarımdır.” demişti. O bir kere ve gerçekten başlangıçtan itibaren böyleydi de. Einstein
evlendi; fakat bu beklediği gibi çıkmadı. Bir dostu şöyle der: “Evin kapısı açık durumda, çünkü biraz önce silinmiş olan koridorla koridora asılmış, yıkanmış çamaşırlar kurumak zorundaydılar. Birgün Einstein’in odasına girdim, bir eliyle çocuk arabasını sallıyordu, ağzında kötü, çok kötü bir puro vardı, öteki elinde de açık bir kitap tutuyordu. Soba feci bir surette tütüyordu. Einstein buna nasıl tahammül edebiliyordu?” Buna rağmen belki de Einstein için, kendisini hiç bir üniversite profesörünün asistanı olarak yanına almaması bir talihdi, zira o zaman o başkalarının düşünceleriyle de ilgilenmek zorunda kalacak ve bütün zamanını kendisine hoş gelen düşünlerle uğraşmaya, ayırmayacaktı, bu ise ona hem okulda hem de üniversitede o kadar güç gelmişti.
O tek başına “dolaşan” bir adamdı ve ancak yalnız ve huzur içinde bırakıldığı zaman, büyük
hiçbir deney yapmazdı, fakat o başka araştırmacılara ne gibi deneylerle kendi kuramlarını denetleyebileceklerini gösterirdi.
Bu genç bilgin beyninde çakan şimşeklerden çok şeyler ümit ederdi. Fakat zamanının o büyük fizikçi arkadaşları, buna pek aldırış etmezlerdi. Einstein kendisinden yirmi yıl önce bir Amerika-lı’nın da hemen hemen aynı şeyleri düşünmüş olduğunun farkında bile olmamıştı.
Sonraları o hiç bir rakibinin aklına gelmeyen sorunlar meydana çıkardı ve düşündü, gündüzleri Patent Dairesinde onun bunun aklına gelenleri tasdik ediyor, geceleri kendi kafasını derin düşünceleriyle sigaya çekiyordu.
Düşünmek için daha fazla serbest zaman bulabilme umuduyla fizikçi Milleva Maria ile
şeyler yapabilirdi. Bunun için ise çalıştığı Patent Dairesi tam aradığı yerdi.
1905 yılında “Fizik Dergisi”nde devrimsel fikirlerin gerçek bir yıldırımını ortaya fırlatıverdi. Bu yıl içinde dört tebliğ yayımladı ki bunların hepsi sonradan fizik kitaplarında yer aldılar. İşte bu çalışmalarının birinde Einstein atomların var olduğu hakkındaki tahminleri ilk olarak kesin surette kanıtlıyordu. Bugün her öğrencinin bildiği şeyden o zaman dünyanın en büyük bilginleri bile şüpheleniyorlardı. Einstein, Iskoç Botanikçisi Robert Brown’un ilk olarak 1827’de ortaya attığı doğasal bir olayı deniyordu —tabii kafasında—: Mikroskopik küçük katı parçalar bir sıvı içinde yüzmeye bırakılırsa, örneğin çiçek tozları bir damla su içinde, bu parçacıkların titredikleri görülüyordu.
“Brown Devimi” (Hareketi) adı verilen bu
6
olayın nedeni üzerine araştırmacılardan birçok kuşak bir sonuç elde etmeden düşünmüşlerdi. Einstein bilmeceyi çözdü. O, sıvının atom veya moleküllerinin kendilerine oranla çok büyük olan katı parçacıkları harekete getirdiklerinin farkına varmıştı. Aslında bu darbeler düzenli olarak her taraftan aynı şekilde gelmeli ve böylece birbirlerinin etkisini ortadan kaldırmalıydı. Fakat nasıl ki Rulet oyununda şans ve şanssızlık serileri varsa, bu “atom darbeleri” ortalamadan açık sapmalar gösteriyorlar ve bunlar sonra parçacıkları Brown Devimi’nde titretiyorlardı ki bu mikroskopta iyice görülüyordu.
Einstein derhal Brown Devim’inin yardımiyle atom ve moleküllerin büyüklüğünü hesap etmeye yarayan formüller buldu. Bununla da atoma en kuvvetle karşı koyanları inandırabildi.
İkinci çalışmalarında ışığın niteliğini ele aldı. Işık —fiziksel bakımdan— elektromanyetik titreşimlerini spektrumunda küçük bir kesimdir, bilindiği gibi, bunlarda birbirinden dalga boylarıyla ayrılmaktadırlar. Röntgen ve morötesi ışınlar görünen ışıktan daha kısa, kızılaltı ve radyo dalgaları da daha uzun dalga boylarına sahiptir. İnsan, arada kalan bu ışınları, (görünen ışınlar) göz ile farkedebilir.
Sonsuz birçok deneysel bulgulardan ötürü hiçbir fizikçi ışığın dalgalar halinde yayıldığından şüphe etmiyordu; fakat ışık ile maddenin birbirini etkilediğini gösteren bulgular meydana çıkınca, bu kanı gittikçe daha fazla eleştirilere yol açıyordu.
Einstein büyük bir coşku ile görünüşte olanaksız olan şeyi düşündü. O, kısaca ışığın çok küçük parçacıklardan meydana geldiğini kabul etti, sonradan bunlara “ışık quantlari veya fotonlar’ denildi, bu püf noktası ile de Einstein bütün güçlükleri çözebildi ve özellikle o zaman büyük bir tartışma konusu olan “fotoelektriksel etki”nin incelenmesinde hiç bir güçlükle karşılaşmadan son derece şaşırtıcı olan sonuçları açıklıyabildi. Bu etki ki onun yasal esaslarını Einstein bulmuştu, sonradan televizyonun ve foto-hücre-sini kullanışının esaslarını oluşturdu.
Einstein, ki bu onun için tipik sayılırdı, “yasak” olan şeyleri düşünmekten çekinmezdi. Işık ışınlarının dalga mı, küçük parçacıklar mı olduğu yüzyıllardan beri fizikçileri uğraştırmış, hatta acı tartışmalara yol açmış ve sonunda dalga kuramını savunanlar davayı kazanmışlardı. Şimdi birdenbire Einstein ortaya çıkıyor ve bu seferde “dalga ve parçacık” kuramını ortaya atıyordu.
On yıl kadar kimse böyle yeni bir kuramdan konuşmak bile istemedi; fakat Einstein sonunda
haklı çıktı ve bu çalışması için 1921 Nobel Fizik ödülünü kazandı. O bu ödülü çok önceden hesaplamıştı bile. Çünkü alacağı parayı daha iki yıl önce karısı Milevaya, kendisinden boşanmayı kabul ettiği takdirde, vermeyi bile vadetmişti, böylece kuzeni Elsa ile evlenebilecekti.
Einstein görel kuramını (Relativite teorisi) geliştirmemiş olsaydı bile çağımızın en büyük fizikçisi ününü kazanacaktı. Bu konu onun üçüncü çalışmasıydı, yıl 1905. Onun biyografi W. Clark’ın formüle ettiği gibi, o “hareket eden cisimlerin elektrodinamiği” gibi sade bir başlık altında “bir bomba patlattı”. O böylece fizikçileri bütün eski düşünclerini kökten değiştirmelerine zorladı. Klâsik fiziğin —yer (mekân), zaman, madde ve enerji gibi— temel kavramları birdenbire değişiveriyorlardı. Gerçi relativite fizikte yepyeni bir şey değildi.
Ingiliz filozoflarından John Locke neredeyse 300 yıl önce şöyle demişti. “Satranç taşları koyduğumuz yerlerinden başka karelere oynatılma-dığı sürece biz onların yerlerini koruduklarını veya hareketsiz kaldıklarını söyleyebiliriz, hatta
o sırada satranç tahtası başka bir odaya götürülmüş olsa bile … biz buna ilâveten satranç tahtası bir gemi kabinesinde hareketsiz durdukça, onun için yine hareketsiz duruyor deriz. Halbuki bu sırada gemi devamlı olarak hareket halindedir; geminin uzaklığı karadaki birkaç noktadan aynı kaldığı zamanda onun hareket etmediğini söyleriz, oysa bu süre içinde dünya dönmesine devam etmiştir. Böylece satranç taşları, satranç tahtası ve gemi, hepsi uzak cisimlere olan uzaklıklarını relatif olarak değiştirmişlerdir”
Locke, böylece hareketin, hareket etmeyen, fakat gene de “hareket eden” satranç taşlarında relatif olduğunu göstermiş oluyordu. Aslına bakılırsa gerçek bundan çok daha karışıktı; çünkü dünya yalnız kendi ekseni etrafında —eşlekte saatte 1670 Km. ile— dönmüyor güneş etrafındaki yörüngesinde de saniyede 30 Km.’lik bir hızla dönüyordu. Bütün güneş sisteminde ayrıca kendi yakın yöresinde saniyede 20 Km.’lik bir hızla hareket halindeydi. Bu alt sistemde Samanyolu içerisinde saniyede 285 Km.’lik bir hızla hareket ediyordu. Bizim Samanyolu da uzaktaki Helis-nebülüslere oranla saatte 160 Km.’lik bir hızla harekette bulunuyordu.
Günlük hayatımızda bile bir hareketin farkına varabilmek için “nirengi noktalarına” ihtiyacımız vardır. Herkes şu tipik durumu pek güzel bilir: Biz istasyonda duran bir trenin içindeyiz ve trenin hareketini bekliyoruz. Pencereden bakıyoruz, yanımızda hatta yavaşça bir tren geçmek-
tedir. Bir anda acaba biz mi hareket halindeyiz, yoksa o tren mi diye düşünürüz. Bunun hangisinin doğru olduğunu ancak istasyondaki sabit bir noktayı görebildiğimiz zaman söyleyebiliriz.
Güneş veya yıldızları görmedikçe dünyanın hareket etmekte olduğunu fark edemeyiz. Bir uzay gemisinde alsak, hangi hızla hareket ettiğimizi anlamak için pencereden bakmamız gerekecektir. Astronomik yol markaları (taşları) olmadıkça —düzgün ve doğru çizgili hareketler söz konusu olmak koşuluyla— kuramsal en yüksek hız, ışığın saniyedeki 300.000 Km.’lik hızı ile, hareketsizliği birbirinden fark edemezdik.
Bu sorunlar Isaac Nevvton tarafından da bili-
niyordu, o, o zaman, 1687’de, gökyüzünde ve dünyadaki bütün cisimlerin hareketleri üzerine temel yasaları saptamış bulunuyordu. Nevvton gökyüzündeki cisimleri şaşırtıcı oraya buraya gidişlerinde bağıl (relatif) ve salt (absolü) hareketleri ayırmaya uğraşmıştı. Uzayda sabit bir nokta bulamadığından hareketler için kendine göre bir dayanma sistemi olarak sınırsız, hareketsiz salt bir yer buldu ve bunun için de salt bir “zamanın” da eş şekilde aktığını kabul etti. Bunun bir kanıtına sahip değildi. Einstein relativite teorisi ile yalnız bu şüpheli “salt yer” kavramını yıkmadı, aynı zamanda “salt zamanı” da ortadan kaldırdı. Eş zamanlılık kavramının da
Atom bombasının iki babası:
Pası fi s t Einstein 1939’da Amerikan Cumhurbaşkanı Rooseveit’e, Almanların onu daha önce bulmalarından korkarak, atom bombasının yapılmasına girişilmesini isteyen o ünlü mektubunu yazdı. Fizikçi Oppenheimer (sağda) bu yokedici bombayı yapan bilim adamları ekibinin lideriydi.
ne kadar şüphe uyandırıcı olduğunu açıkça anlaşılan bir düşünce – deneyinde herkese gösterdi.
Einstein doğru bir ray üzerinde giden bir tren tasarlıyordu. Bu katarın tam ortasında vagonun üstüne çıkmış duran bir adam vardı ve o gerek trenin en ileri ucunda, gerek en geri ucunda neler olduğunu görebiliyordu. Başka bir gözleyici de peronda oturuyordu. Vagonun üstündeki adamın peronda oturmuş adamın önünden geçtiği anda (tam saniye kesrinde) iki şimşek çakıyordu; biri doğrudan doğruya trenin önünde, öteki de tam son vagonun sonunda. Peronda oturan adam için şimşekler aynı zamanda çakmıştı, çünkü o iki noktadan (taraftan) aynı uzaklıkta idi ve şimşek-
lerden çıkan ışık ışınları ona aynı zamanda varıyordu.
Vagon üstündeki adam da iki şimşekten aynı uzaklıkta idi, fakat ışık ışınları ona gelirken, tren bir parça ileriye doğru gitmiş bulunuyordu. Bu bakımdan o öndeki şimşeği peronda oturan adamdan daha önce görecekti, gerideki şimşeği de daha sonra, eğer tren ışık hızı ile hareket etseydi, ki bu tabiî olanaksızdı, geriden gelecek ışık ışınları vagon üstündeki gözlemciye hiç bir zaman yetişemeyecekti. Adam yalnız ve yalnız bir şimşeği gördüğüne yemin bile edecekti, ki bu da önde çakan şimşek olacaktı. Einstein dayanılan her cismin kendine ait özel zamanı vardır diye öğretiyordu. Var olan bütün relativitenin
9
tehdit edici kaos’u (karışıklığı) içinde Einstein için yalnız bir kararlı faktör vardı. Bu da ışık hızıydı. Bunun özel bir niteliği vardı. O zaman ışık hızının deneylerde sabit kalması fizikçileri şaşırtıyordu. 1887’de Amerikalı fizikçiler Albert Michelson ve Edvvard Morley birçok doğrultulara ışık ışınları göndermişler ve bu sırada çok heyecan verici bir buluş yapmışlardı. Işık değişik doğrultularına rağmen daima aynı hızı koruyordu.
Fizikçiler bu sonuçta bu kadar heyecan yaratıcı ne olduğunu meslekten olmayanlara anlatmak zorunda kaldılar, zaman açıklamalarını bir parça daha gerilerden başlatırlar. Aşağı yukarı şöyle söylerler: 100 kilometre/saat hızıyla giden bir tren tasarlayın, bu trende geriden ileriye doğru koşan bir adam bulunsa ve onun hızı da saatte 5 Km. olsun. Şimdi bu adam dünyaya oranla relatif olarak 100 + 5 = 105 Km/saat’lik bir hızla ileri gitmektedir. Şimdi onun ters doğrultuda yani önden geriye doğru koştuğunu kabul edelim. Böylece relatif hızı 95 Km/saat olacaktır.
Şimdi tren yerine dünyamızı alalım ve koşan yolcu yerine de bir ışık ışınını. Dünya saniyede 30 Km.’lik bir hızla güneşin etrafında döner, ışık da saniyede 300.000 Km. hızla yayılır. Işık dünya hareketinin doğrultusunda giderse saniyede
300.000 + 30 = 300.030 Km.’lik bir hıza sahip olacaktır, buna ters olan doğrultu da ise yalnız saniyede 299.970 Km. fakat ışık hızı daima aynı kalır.
Ingiliz filozofu Bertrand Russell daima yeniden kontrol e3ilen ve tekrar tekrar tasdik edilen Michelson-Morley deneyinden alınan sonucun çelişmesini şöyle açıklar: “Yürüyen bir elektrikli merdivende yüründüğü zaman yukarıya durmaktan daha çabuk çıkılacağını herkes bilir. Eğer bu merdiven ışık hızıyla hareket etseydi, yukarıya aynı anda varılacaktı, ister yürünsün, ister durulsun. Fizikçiler isteyerek veya istemeyerek ışık hızının sabit olduğunu ve evrende en yüksek hız olduğunu bir doğa yasası olarak kabul etmek zorunda kaldılar.
Bundan çıkacak birçok sonuçlar vardı ve Einstein bunları kökten kabul etti. Onun hesabına göre çok yüksek hızla hareket eden bir cisim kısalacaktı. Bir uzay gemisinin, yerinde hareketsiz dururken, boyu 10 metre ise, —tabiî dışarıda duran bir gözlemci için— ışık hızının onda dokuzunda uzunluğunun yarısına iner. Astronotlar bunun farkına bile varamazlar, onlar için herşey tamamiyle normal görünür.
İkinci sonuç zamanla ilgilidir. Einstein’in çalışmasındaki denklemler, bir cismin ne kadar çabuk hareket ederse, zamanın o kadar yavaş
geçtiğini ortaya koyarlar. Astronotlar ışık süratiyle bile giden gemileri de hiç bir şeyin farkında olmayacaklardı. Fakat birkaç yıl sonra dünyaya döndüklerinde farkı anlayacaklardı: çocukları ya birer ihtiyar olmuşlar ya da çoktan ölmüşlerdi. Her ne kadar bu gibi etkiler bizim günlük yaşantılarımıza uymasa da araştırma laboratuvarların-da yapılan deneyler Einstein’in ön görüşlerini açıkça kanıtlamıştır. İlkel parçacıklar ışık hızıyla hareket ettikleri takdirde, yavaş hareketlerine oranla çok daha fazla uzayacaklardır. 1972’de iki Amerikan araştırmacısı bir jet uçağının hızının bile zamanı biraz uzatmaya yeterli olacağını saptadılar. Dört süper duyarlı atom saatiyle dünya çevresinde uçtular. Bir devir sonra dünya üzerindeki sabit saatlere oranla 50 nanosaniye geri kalmışlardı. Bu çok birşey değildi, bir nanosaniye, milyarda bir saniye demektir. Fakat bir jet uçağı da ışık hızına oranla çok yavaş uçmaktadır. Buna rağmen hızın etkisi ortaya açık seçik olarak çıkıyordu.
Fizikçilerin atom alanına girdikleri ve astronotların gözlerini güneş sistemine çevirdikleri bir sırada Einstein’in Relativite Teorisini geliştirmesi bir rastlantı sayılamaz. Böylece bu kuram onlar için feda edemeyecekleri bir yardımcı olmuştur. Günlük yaşamımızda ona bir gereksinmemiz yoktur. Burada Nevvton’un eski yasaları yeter derecede duyarlıdır. Einstein klâsik fiziği de büsbütün ortadan kaldırmış değildir, o onu genişletmiş ve modern araştırmanın ihtiyaçlarına uyacak şekilde şekillendirmiş ve Nevvton’un o saygın düşüncelerinin bizim günlük yaşamımıza uyan sınırlar içinde geçerli olduğunu da göstermiştir.
Daha o 1905 yılında Einstein klasik fizi_ ğin bir temel kavramı “relatise” etmiştir. (Görelleştirmiştir). hareketteki cisimlerin kütlesi de yer ve zaman gibi değişmez kabul ediliyordu. Einstein onun artan hızla arttığını buldu, tabiî ışık hızına yaklaşıldıkça. Bir cismi ivmelemek için enerjiye ihtiyaç olduğundan, diyordu Einstein, enerji ile kütle de birbiriyle sıkı sıkıya bağlıdır: Kütle saptanmış enerji ve enerjide serbest olmuş kütledir. O zamana kadar fizikçiler kütle ile enerjiyi birbirinden farklı şeyler olarak tutuyorlardı. Enerjice zengin ışınlar yayan ve bu s;rada kütlelerinden kaybeden radyoaktif maddelerin bulunması onları huzursuz yapmıştı. Einsteini fizikçiler dünyasını bu bakımdan da düzene sokmuş oldu.
1907’de ünlü formülünü geliştirdi. E = m â. . Bp kütle (m)’den ne kadar enerji (E) meydana geleceğini göstermektedir: Kütle, ışık hızının (c) karesiyle (ca) çarpılrhalıdır. Meslekten olmayan
H)
biri ile küçük bir kütlenin çok büyük olan ışık hızının karesiyle çarpıldığı takdirde, çok büyük miktarda enerjiye dönüşebileceğini anlar. Bununla Einstein atom bombasının ve çekirdek enerjisinin barış yoluyla kullanılmasının esas formülünü bulmuş oluyordu.
öteki fizikçilerin çağı gibi o da böyle bir kuramın bir gün gerçekleşebileceğine inanmamıştı. 1921 yılında genç bir adam onun yanına gelip de atom bombası yapmak istediğini söylediği zaman “sizin çalışmalarınızı inceden inceye gözden geçirmediğim için kırılmayınız, bunun olanaksız olduğu daha ilk bakışta anlaşılıyor, demişti”. 1939’da ise büsbütün başka düşünüyordu. Amerika’da Başkan Roosevelt’e bir mektup yazdı, ondan atom bombasının yapılabilmesini sağlayacak çalışmalara yeşil ışık tutmasını rica etti. Onun bütün korkusu Almanların bununla uğraşmakta olduklarıydı. Fakat Almanya’da kimse bir atom bombasıyla uğraşmıyordu. Sonradan ben büyük bir hata işledim, diyerek Einstein hatasını itiraf etmiştir.
Einstein’in her yerde büyük bir ünü vardı. 1920’lerden beri ona bir mitoloji kahramanı gibi bakılıyordu. Oysa zamandaşlarının çok azı onu anlamaya çalışıyordu, fakat buna rağmen ona bütün dünya bir aziz gibi bakıyordu. Halbuki o birçok çelişmeleri olan bir adamdı. Belki de bir kişide bu kadar çelişmenin bir araya gelmesinden dolayı sayılıyor ve seviliyordu.
Bir Yahudi olarak doğmuş, 17 yaşında Yahudi topluluğundan ayrılmıştı. O andan itibaren onun tanrısı doğa yasalarıydı ve o onları bulmaya çalışıyordu. Buna rağmen bütün kuvvetiyle o
zamanki Filistin’de bir Yahudi Devleti kurmak için uğraşan İsrail’i destekliyordu.
Einstein aynı zamanda çok etkin bir pasifistti. Fakat 1939’da buna rağmen atom bombasının yapılmasında en büyük adımı atmaktan çekinmedi. O zaman onun biricik hedefi Almanya idi, Almanlara karşı olan kini —biyografi Ronald W. Clark’ın saptadığına göre— paranoid (delice) bir hal alıyordu. O daha 16 yaşında iken Alman uyrukluğundan çıkmış, İsviçreli olmuştur, ömrünün sonuna kadar İsviçreli kaldı. Bunun yanında ayrıca Avusturya, tekrar Alman ve Amerikan uyrukluğu da vardı.
1914’de Zürich’den Berlin’e geldi ve yaklaşık 20 yıl burada kaldı.
1915’de yeni bir bilimsel aşama kazandı. 1905’in özel relativite teorisi yerine “her türlü hareketler için genel relativite teorisini ortaya attı, özel’den maksat bu kuramın yalnız düzenli ve doğru çizgilerdeki hareketler için geçerli olmasıydı. Genel kuram ise her türlü hareketleri içine alıyordu. Bunda Einstein’i o zamana kadar doğada tam doğru çizgili sayılan ışık ışınlarının eğilebileceğini iddia ediyordu.
1919’da Ingiliz astronomları bu inanılmaz gerçeğin doğru olduğunu kanıtladılar. Einstein bu kez de haklı çıkıyordu. Evrenin niteliğini anlamaya çalışan kozmologlar için artık Einstein’in genel relativite kuramı zorunlu oluyordu.
Einstein insan aklını bütün doğa kanunlarını araştırıp bulabileceği kanısını taşıyordu.
STERN’den
m Acı çekmeyenler, başkalarının acı çekebileceğini akıllarına bile getirmezler.
Samuel JOHNSON
• Herkesin istediğini yapabileceği bir yerde, hiç kimse istediğini yapamaz.
ROOSEVELT
• Güneşe bakarsanız, gölgeleri göremezsiniz.
Helen KELLER
• İnsanın hakiki asaleti faziletten gelir, doğuştan değil.
EPIKTETOS
• UZL
±
Uzun süre devam eden bir anlaşmazlık, her iki tarafında haksız olduğunu gösterir.
VOLTA İRE
11
EINSTEIN’IN
BÜYÜKLÜĞÜ
Bertrand RUSSELL
Bu yazı, 1955’de Einstein’in ölümü üzerine, BBC’nln Home Service’inde yayınlandıktan sonra, The Listener dergisinin 25 Nisan 1955 tarihli sayısında çıkmıştır. Dilimize Prof. Dr. Cemal Yıldırım tarafından Einstein’in yüzüncü doğum yılı nedeniyle çevrilmiştir.
Einstein tartışmasız çağımızın en büyük adamlarından biriydi. Seçkin bilginlere özgü yalınlık en yüksek ölçüde vardı onda. Bu, kendi dışımızda olup bitenlere yönelik kararlı bir bilme ve anlama arzusundan kaynaklanan bir yalınlıktı. Bir başka özelliği de alışık olduğumuz şeyleri bile irdeleme eğiliminde göze çarpar. Newton elmanın neden düştüğünü merak etmişti; Einstein eşit boyda dört çöple bir karenin oluşturulabileceği karşısında hayretle karışık sevincini gizi ¡yemiyordu. Çünkü, hayal ettiği evrenlerin bir çoğunda “kare” denilen nesnelere olanak yoktu.
Erdemli Kişiliği ve Siyasal ilgileri
Einstein’ın büyüklüğü ahlâkî niteliklerinde de yansır, özel yaşamında nazikti, her türlü gösterişten uzaktı. Gördüğüm kadarı ile meslekdaşla-rına karşı en küçük bir kıskançlık duygusu yoktu içinde. Oysa Newton ile Leibniz için aynı şeyi söyliyemeyiz. Yaşamının son yıllarında kuantum
teorisi, bilimsel ilgi yönünden kendi teorisi rela-tiviteyi gölgelemişti, adeta. Ama buna aldırdığını gösteren bir belirtiye raslamadım onda. Dünyanın gidişini son derece yakın bir ilgiyle izliyordu. Onunla ilk tanıştığım Birinci Dünya Savaşı sonrasında pasifist bir tutum içindeydi. Ne var ki, Hitler benim gibi onu da bu tutumdan uzaklaşmaya zorladı. Kendini dünya vatandaşı sayarken, Naziler ona Yahudiliğini hatırlattı ve onu Yahudiliğin kurtuluş davasına sahip çıkmaya itti, ikinci Dünya Savaşını izliyen yıllarda, atom bombasının insanlık için taşıdığı büyük tehlikeyi önleme yolunda eyleme geçen bir grup Amerikalı bilim adamı arasında görürüz onu.
Amerika’da Kongre komiteleri yıkıcı saydıkları faaliyetlere karşı engizisyon türü soruşturmalara başladıklarında, Einstein basına bir mektup göndererek üniversite öğretim üyelerini, bu komiteler önünde ifade vermeği reddetmeğe, kimi üniversitelerin uygulamaya yöneldiği baskı yöntemlerine boyun eğmemeğe çağırdı. Çağrısına dayanak olarak da Birleşik Devletler anayasa-
12
sının düzeltilmiş 5. maddesini eösteriyordu. Buna göre, kişi ilerde kendini suçlama amacıyla kullanılabilecek ifade vermeğe zorlanamazdı. Ne var ki, engizisyoncular, ifade vermekten kaçınmayı suçluluğun bir kanıtı sayabileceklerini ileri sürerek anayasanın sağladığı güvenceyi hiçe indirmenin yolunu buldular. Einstein’ın çağrısına, hiç değilse suçlamanın kolayca yöneltilemi-yeceği durumlarda uyulsaydı, akademik özgürlük
o denli hırpalanmazdı Amerika’da. Ama herkesin, deyim yerindeyse, “paçasını kurtarma” kaygısına düştüğü bu dönemde, “günahsızlardan hiç biri onu dinlemedi. Bu tür kamu hizmetlerini yüklenirken, insanoğlunu, kendi akılsızlığının yüz yüze getirdiği uğursuzluklardan kurtarma çabasında, hiç bir kişisel prestij kaygısı söz konusu değildi Einstein için. Gerçi dünya onu bir bilim adamı olarak yüceltiyordu; ama günlük yaşam sorunlarında öylesine basit, fakat aynı zamanda öylesine derin olan bilgeliği, bilgiçlerin gözünde düpedüz aptallık örneği gibi kalıyordu.
Relativite Teorisinin Etkileri
Relativite teorisi dışında çok önemli bilimsel çalışmaları varsa da, Einstein’ın ünü, en çok bu teoriye dayanmaktadır. Aslında doğrusu da bu; çünkü teorinin hem bilimsel, hem de felsefe yönünden önemi büyüktür. Pek çok kimse (bu arada ben de) teoriyi halka açıklama girişiminde bulunmuştur. Niyetim bunlara bir yenisini burada eklemek değildir. Fakat teorinin evren görüşümüzü nasıl etkilediği konusunda bir kaç söz söylemeden edemiyeceğim. Bilindiği gibi teori, 1905’de “özel relativite”, 1915’de “genel relativite” diye iki aşamada ortaya konmuştur, özel relativitenin bilimdeki önemi, önce, otuz yıldan beri bilim dünyasını bunaltan Michelson – Morley deneyinin sonucu; sonra, elektronlarda gözlenmiş olan hızın kütleyi arttırması ve nihayet şimdi fizikte önemli bir ilke olan kütle ile enerji eşde-ğerliliği gibi olguları açıklama gücünden ileri geliyordu. Bunlar teorinin kapsamına giren olguların yalnızca başlıcalarını oluşturuyordu.
Teorinin felsefedeki önemine gelince, bu en başta düşünce alışkanlığımızda köklü bir devrimin kaçınılmazlığında kendini gösteriyordu. Gerçekten teori evrenin uzay – zaman yapısına ilişkin anlayışımızda bir dönüşüm gerektirmekteydi. Fizik dünyaya ilişkin bilgilerimizden en önemli olan şey yapı (structure) dır. Yapının ise iki değişik örgüden, zaman ve uzaydan oluştuğu düşüncesi çağlar boyunca egemen olmuştur. Einstein, kısmen deneysel, kısmen mantıksal olan nedenlerle iki örgünün “uzay – zaman” adı altın-
da birleştirilmesi gerektiğini gösterir. Değişik yerlerde iki olgu meydana geldiğinde, eskiden olduğu gibi bunların şu kadar kilometre veya şu kadar dakika ile ayrıldığını söyliyemeyiz artık. Nedeni şu ki, aynı derecede dikkatli gözlemciler, mesafe veya zaman farkını değişik hesaplıyacak-lardır. Tüm gözlemciler için değişmiyen tek şey “interval” denilen, daha önce hesaplanmış, uzay-mesafe ile zaman-mesafenin birleşiminden oluşan bir şeydir.
özel relativiteye göre daha kapsamli ve bilimsel yönden daha önemli olan genel relativite, esas itibariyle, bir gravitasyon (çekim) teorisidir. Nevvton’dan Einstein’e gelinceye dek geçen 230 yıl içinde, gravitasyonu açıklama yönünde hemen hiç bir ilerleme göze çarpmaz. Oysa Newton, fiziğinin gerektirdiği “uzaktan etki”yi hiç bir zaman içine sindirmiş değildi. Einstein gravitasyonu geometriye bağladı; uzay – zaman özelliğinden doğduğunu söyledi. “En az eylem ilkesi” denilen bir yasa vardır: buna göre, bir cisim bir yerden başka bir yere giderken en kolay yolu seçer ve bu yol doğru bir çizgi olmıyabilir. Dağ tepeleriyle derin vadileri düpedüz aşmak yerine dolaşarak gitmek işine gelebilir. Einstein’e göre (kaba bir anlatımla) uzay – zaman dağlarla, vadilerle doludur; bu yüzden de gezegenlerin hareketi doğrusal değildir. Güneş (bu benzetişle) bir dağın tepesindedir; tembel bir gezegen dağa tırmanacağına çevresinde dolaşmayı yeğler. Olgusal gözlemlere Newton teorisinin mi, yoksa, Einstein teorisinin mi daha uygun düştüğü birtakım ince deneylerle yoklanmıştır. Tüm deney sonuçlarının Einstein’ı desteklediğini biliyoruz. Naziler dışında onun teorisini benimsemiyen hemen hiç kimse kalmamıştır.
Genişliyen Evren
Genel relativite teorisinin sonucu olarak bazı garip şeyler ortaya çıktı, öyle görünüyor ki, evren sınırsız olduğu halde sonlu büyüklüktedir, (öklid’çi olmıyan geometrileri bilmiyorsanız bunu anlamaya boşuna çalışmayınız!) Yine görünüşe göre, evren sürekli olarak büyümektedir. Teori, evrenin ya büyümesi, ya da küçülmesi gerektiğini içeriyor. Uzak nebülözler üzerindeki gözlemler büyümekte olduğunu göstermektedir. Evrenimiz yaklaşık 2.000.000.000 yaşındadır. Ondan önce bir şey var mıydı, varsa, nasıl bir şeydi, bir tahmin yürütmeye olanak yok.
Sanıyorum ki, halkın gözünde Einstein yaşamının sonuna dek devrimci bir bilim adamı olarak kalmıştır. Oysa fizikçiler onu son otuz yıldan beri “tutucu ekibin lideri” sayıyordu.
13
Bunun başlıca nedeni onun, kuantum teorisinin getirdiği bazı yenilikleri benimsememesiydi. Bu teorinin diğer ilkeleriyle birlikte Heisenberg’in belirsizlik ilkesi bir takım beklenmedik sonuçlara yol açıyordu, öyle görünüyor ki, atomdaki bireysel olgular belli yasalara uygun seyretmemekte, dünyada gözlenen düzgün ilişkiler ise aslında istatistiksel olmaktan ileri geçmemektedir. Maddenin davranışına ilişkin bildiklerimiz, bir bakıma, sigorta şirketlerinin ölümle ilgili bildiklerinden pek farklı değildir, bu görüşe göre. Sigorta şirketleri yaşam sigortası yaptıran bireylerden hangilerinin, belli bir yılda, öleceğini ne bilirler, ne de, bilmeyi kendilerine dert edinirler. Onlar için önemli olan yalnızca o yıl ortalama kaç kişinin öleceğidir, yoksa kimlerin öleceği değildir. Klasik fiziğin bizi alıştırdığı nedensel düzgünlük kuantum fiziğinde istatistiksel olarak yorumlanır. Einstein bu görüşü hiç bir zaman kabul etmedi. Onun gözünde, henüz ortaya çıkarılmamış olmakla birlikte, atomların bireysel davranışlarını belirliyen yasalar vardır. Fizikçilerin henüz anlaşamadığı bir konuda meslekten fizikçi olmı-yan birinin kesin bir yargıya varması ihtiyatsızca bir davranış olur. Ancak şu kadarını söylemekte bir sakınca yoktur, sanıyorum: fizik dünyasında yetkili genel yargı bu konuda Einstein’dan yana değildi. O Einstein ki, relativite teorisini kurma-saydı bile, kuantum fiziğindeki çağ açıcı katkılarıyla fizikçiler arasında ön sırada yer alacak başarıları elinde tutmaktaydı.
Relativite ile karşılaştırıldığında kuantum
Yüzyılın başında, Bern’de patent bürosunda çalışan bir memur, evreni yöneten gizli yasaları tanımlıyordu. Bu, sağduyuya meydan okumak gibi bir durum oluşturuyordu: Madde ve enerji aynı oluşun iki görünüşünden başka bir şey değildir, zaman ve uzay birbirinden ayrılamaz. O zamandanberi birçok bilim adamı, soyut fikirli görünen bu küçük memurun ileri sürdüğü teorileri deneylerle doğrulamıştır.
Eğer Albert Einstein yaşasaydı 14 Mart 1979’da yüz yaşında olacaktı. Bu yılki kutlama dünyada çok geniş çapta olmakta ve bir çok dergi Einstein için özel sayılar çıkarmaktadır. Einstein
teorisi daha devrimci niteliktedir ve kanımca fiziksel dünyaya ilişkin anlayışımızı değiştirmedeki gücü henüz yeterince etkisini göstermemiştir. özellikle hayal yetimiz üzerindeki etkisi gariptir. Bir kez, maddeyi “manipüle” etme yönünden bize yeni olanaklar sağlamakla birlikte (bu arada atom ve hidrojen bombalarıyla ortaya konan sinsi gücü de unutmayalım), daha önce bildiğimizi sandığımız birtakım şeyleri bilmediğimizi göstermiştir. Kuantum teorisinden önce hiç kimse, bir parçacığın herhangi bir anda, belli bir yerde, belli bir hızla hareket ettiğinden kuşkulanmazdı. Oysa durum şimdi değişmiştir. Bir parçacığın konumu ile hızını birlikte saptama olanağınız yoktur. Konumu saptadığınızda hızını, tersine,’ hızını saptadığınızda konumunu doğruca saptama olanağını yitirmektesiniz. Üstelik “parçacık” dediğiniz şey de, öteden beri bildiğiniz şu küçük, somut bilye olmaktan çıkmış, oldukça belirsiz bir nesne niteliğine bürünmüştür. Onu yakaladığınızı sandığınız an, tanecik değil, dalga özelliğinde olduğunu kanıt-lıyan kimliğini ileri sürmekte gecikmez. Aslında ona ilişkin tüm öğrendiğimi de, yorumu karanlık bir denklemden ileri geçmemektedir.
Klasik fizikten kopmamaya savaşan Einstein için bu bakış açısı son derece tatsızdı. Ama yine de unutmamalı ki, yüzyılımızda bilimsel devrime yol açan hayal ve düşünce atılımlarını herkesten önce ve herkesten çok ona borçluyuz. Başladığım gibi bitireceğim sözümü: Einstein büyük bir adamdı, belki de çağımızın en büyük adamı!
için vaktiyle pek çok şey söylenmiştir: geri zekâlı çocuk, orta derecede bir öğrenci, hayalperest insan vb. Fakat son yılların deneysel kanıtları, bilim dünyasında açtığı ufukların ne kadar geniş olduğunu vurgulamaktadır. Fikirlerini doğrulayan tanıtlardan biri yakın zamanda önem kazanan gravitasyon (genel çekim) dalgalarının varlığıdır.
Bern’deki mütevazi memur 1905’te, sınırlı: özel rölativite (= bağıntılık = izafiyet) teorisini açıklamış, Nevvton mekaniğinin kanunlarını altüst etmiş ve madde ile enerjinin eşdeğerliğini ünlü E = mc2 denklemiyle vurgulamıştır. Onbir yıl zarfında teorik yapısını geliştirmiş ve 1916’da,
EVRENİN ARAŞTIRICISI EINSTEIN’IN DOĞUMUNUN YÜZÜNCÜ YILDÖNÜMÜ
Charles-Noël MARTIN
dört boyutlu, eğri ve sınırlı bir evrenle ilgili genel bağjntılık (genel rölativite) teorisini bildirmiştir. Fakat 1921’de aldığı Nobel ödülü, rölativite teorisi için değil, foto elektrik olayını buluşu için kendisine verilmiştir. Bunun pratik uygulaması, modern elektronik cihazların en önemli kısımlarını oluşturmaktadır.
Einstein, bütün keşiflerini kırk yaşına kadar gerçekleştirmiştir. Yaşamının geri kalan bütün kısmını gravitasyon (genel çekim) ve elektromag-netizmayı sentez eden tek bir teoriyi bulma çabalarına harcamıştır. Maalesef bu amacına erişememiştir. ölümünden birkaç ay önce dört yeni denklem yayınlamakla yetinmiştir. Hatta son sözleri dahi kimsece bilinmemiştir, zira kendisine bakan hemşire Almanca bilmiyordu.
Einstein’in formülü, yirmi yıl boyunca, fan-tazi matematik bir buluş olarak düşünülmüştü. Buna rağmen bu teorik denklem insanlık tarihinde devrim yapacak büyük gizli bir güce sahipti.
Atom çekirdekleri arasında oluşan ilk reaksiyonlar, kitle-enerji eşdeğerliğinin uygulama olanaklarını derhal ortaya koymuştu. Bir çekirdek bir protonu veya bir nötronu emdiği yahut her ikisinden de bir miktar veyahutta neşrettiği zaman (iki proton ve iki nötrondan yapılmış alfa partikülü gibi), açığa çıkan enerji, ilk çekirdeklerle elde edilen çekirdek arasındaki kitle farkı ile kati olarak hesap edilebilir: Bu reaksiyonları daha kolay bir şekilde ölçmek için atom fizikçileri yeni bir birim olan MeV (milyon elektron-volt)’u kabul etmişlerdir.
Nihayet, zincirleme buluşlar, deneyler, zû-
Vaktiyle çok tartışılmış ve kendisine hayalci denmiş olan Einstein bugün intikamını almaktadır: Bilim adamları, onun önsezilerinin deneysel tanıtlarını toplamıştır.
Bu tanıtlar arasından onbirini seçtik. (Üçü özel veya sınırlı rölativite, sekizi de genel rölativite ile ilgili).
Vinci Tanıt
1 Gramın Değeri
Sınırlı rölativitenin (özel rölativite) en şaşırtıcı sonuçlarından biri madde ve enerjinin eş değerliğidir. Meşhur E = mca denklemi, ya bir enerji miktarının, yahut da bir madde miktarının sayısal eş değerini vermektedir. Denklemdeki c, boşluktaki ışık hızını göstermektedir.
runluklar ve münzevi bilginin soyut denklemi, Hiroşimada atılan atom bombasının yapımını gerçekleştirmiştir. 6000 gramlık bombanın patlamasıyla 1 gr.’lık bir madde kaybı oluşmuş, ve E = mc formülüne göre açığa çıkan enerji 10 erg (20 kilo ton) olmuştur. Burada açıkça görülmektedir ki bütün bu büyük gücü yaratan, yalnızca bir gram maddenin enerjiye dönüşmesi olayıdır.
Einstein, Hiroşima olayını hiç bir zaman arzulamamış ve daima atom silahlarına karşı çıkmıştır
2’inci Tanıt Ağırlaşan Partikül
Sınırlı (= özel) rölativitenin diğer önemli bir tanıtı da kitlenin hızla orantılı bir şekilde artma-
KÜTLE – ENERJİ: ATOM BOMBASI
15
sidir. Bir partikül kazandığı kinetik enerji oranında ağırlaşır. Burada da yine E = mc bağıntısı rol oynamaktadır. Hareket enerjisi E arttığı zaman kitle m de artar Partikülün (hareketsizdekinden değişik) dinamik bir kitlesi vardır, ve asemptotik olarak ışık hızına (299.792, 456 Km/s) yaklaşıldığı zaman istenildiği kadar büyük olabilir. Cenevre’deki C.E.R.N.’in akseleratöründe (hızlandırıcısında), protonların kitlesi beş yüz kat artmış bulunur.
3’üncü Tanıt Mü Mezon Dünya Üzerinde Daha Çok Yaşıyor
Einstein teorisinin etkilerinden biri de zamanların genleşmesidir. Hareketli bir partikül, hareketsiz olana nazaran, daha uzun müddet yaşayacaktır. Bağıntılı genleşmenin deneysel gerçekleşmesi, kozmik ışınlarla uğraşan fizikçiler tarafından iyice bilinmektedir. Bu mü mezonun yaşamı ile ilgilidir. Bu müon, yüksek atmosferden gelmekte ve her saniyede pek çok müon vücudumuzdan geçmektedir. Laboratuarlarda saptana-bilen yaşam süresi saniyenin milyonda biridir.
Gökten gelen müonlar, 60 ve 50 kilometre yükseklikteki primer kozmik ışınlar tarafından oluşturulmaktadır: Galaksiden (samanyolundan) gelen bu ışınların her bir protonu atmosferin azot veya oksijeninin çekirdeğine rastlar, bunu birçok parçaya ayırır ve böylece o anda mü mezonlar meydana gelmiş olur. Hareketsiz haldeki müonlar, saniyenin ancak milyonda biri kadar yaşayabileceğinden, doğdukları yerde hemen kaybolmaları gerekir. Hatta ışık hızına sahip olsalar bile, azami üç yüz metrelik bir yol alabilirler (üç yüz bin kilometre çarpı saniyenin milyonda biri = üç yüz metre). Bunları dünyadan gözlememiz imkânsız olurdu. Halbuki detektörler, bunları deniz seviyesinde, derin madenlerin dibinde, toprağın üç kilometre altında yakalayabilmektedir. Bunun açıklamasını ancak rölativite verebı-Bir dünyalı tarafından gözlenen müon, daha uzun yaşayabilir görünmekte ve bütün atmosferin kalınlığından da fazla yol alabilmektedir. Deney bir kez daha Einstein’ın teorik düşüncesini doğrulamaktadır.
4’üncü Tanıt Merkür’ün Kaprisleri
Einstein’ın 1916’da formüle ettiği genel rölativite teorisinin bazı sonuçları deneysel olarak da doğrulamıştır. Örneğin Merkür’ün günberisinin (periheli) yer değiştirmesi böyle bir olgudur.
Merkür, güneşe en yakın gezegendir. Elliptik bir yörünge çizer ve her seksen sekiz saatte bir günberisinden (yörüngenin güneşe en yakın olan
noktasından) geçer. Nevvton’un gök mekaniği kanunlarına göre, Merkür yalnızca güneşin çekiminin etkisi altında kalmış olsavdı, uzaydaki günberisinin sabit olması gerekirdi Halbuki bu, yer değiştirmektedir. Güneşle kendisi arasında başka bir gezegen de saptanamamıştır. Bu muammanın çözümünü ancak genel rölativite teorisi verebilmiştir: buna göre güneşin kitlesi çevresindeki uzay – zamanı kuvvetle deforme etmektedir. Merkür’ün günberisi de bu deformas-yon içinde bulunduğundan, bunun tarafından sürüklenmektedir ve bu, her bir yüz yıl için 43°’lik bir yer değişimi oluşturmaktadır.
Böylece genel rölativite, yeni ve parlak bir tanıt daha bulmuştur.
5’inci Tanıt Einstein Olayı
Işığın kırmızılaşması (= Einstein olayı), Doppler olayının değişik bir şeklinden başka bir şey değildir. Bir dalganın kaynağı harekette bulunduğu zaman frekansın değiştiği hepimizce bilinmektedir, örneğin, düdüğünü çalarak önümüzden geçen bir treni ele alalım, tren bize yaklaşırken düdük sesi daha ince duyulur, tren uzaklaşırken ise ses kalınlaşır, halbuki treni yöneten makinist için ses daima aynıdır.
Eğer ses alanından ışık alanına geçilecek olursa, “daha kalın”, “daha kırmızı” şekline dönüşür.
Fakat ışık, kaynağı yer değiştirmeden de renk değiştirebilir. Bunun için şiddetli bir gravitasyon (genel çekim) alanı içinden geçmesi yeterlidir. Gravitasyonel çekim ile frekansın değişmesi, genel rölativite ilkelerinin direkt bir sonucudur ve bu büyük kitleleri gözlerken saptanan bir olgudur: Işıklar anormal bir şekilde uzun dalga boylarına doğru kaymıştır.
Einstein olayı, bir yıldızın yaydığı ışığın frekansındaki sapmadan, yıldızın kitlesinin hesabını olanaklı kılar.
6’ıncı Tanıt Güneş Nedeniyle Sapma
Genel rölativite şu tahmini veriyordu: Güneş yakınında bulunan bir yıldız gözlenirse, bu yıldız yer değiştirmiş görünür. Gerçekten bize gönderdiği ışın demeti, civarından geçtiği zaman güneş tarafından çekilir. Radioteleskoplar sayesinde, Hertz sinyalleri güneşin kenarını sıyırarak geçtiği zaman sapmaktadır ve bu sapma tam olarak hesap edilebilmiştir: bu, genel rölativitenin bulgularına da uymaktadır.
7’inci Tanıt Dalga Randevuya Geç Varıyor
Genel rölativiteye göre, güneş çekimi yalnız radio dalgasını saptırmakla yetinmez, fakat aynı zamanda bunun yayılmasını da geciktirir. Mari-ner 6 ile “gravitasyone! frenaj” 204 mikro-saniye olarak bulunmuştur. Einstein de bunun için 200 değerini vermişti.
8’inci Tanıt Bir Kilo Kurşun ve Bir Kilo Kuştüyü
Genel rölativitenin esas postulat’larından biri, eşdeğerlik ilkesidir: Einstein’e göre, atalet (süre durum) kitlesi (kendisini harekete geçirmek
genel rölativitenin yeni deneysel doğrulaması yapılmıştır. Bu saatlerin hatası ancak saniyenin milyarda biri oranındadır. Bir müracaat atomik saati (R ile belirliyelim) hareketsiz bırakıldı; bununla ayar edilmiş iki saat, iki ayrı uçağa yerleştirildi. Bir tanesi dünya turunu yapmak üzere doğuya hareket etti (bunun içindeki saati B ile adlandıralım), diğeri ise batıya yollandı (içindeki A saati ile).
İki rölativist olay bir araya geldi: Yükseklik olayı (yol boyunca 10.000 m), saati ilerletmiştir, zira yer çekimi alanı yükselindikçe zayıflamak-
isteyen bir kuvvete karşı kitleli bir cismin direnci) ve ağır kitle (veya gravitasyonun çekim alanına maruz kalmış ağırlık kitle) aynıdır. Bu postulat Galile’denberi deneysel bir şekildç doğrulanmış bir gerçektir ve buna göre muhtelif tabiatte maddi cisimler yer çekimi tarafından eşit bir şekilde çekilir. Bunu şöyle de söyleyebiliriz: Bir kilo kuş tüyünün ağırlığı bir kilogram kurşunun-kine eşittir. Astronomik ve Laser ışınlarıyla yapılan araştırmalar, Einstein’ın düşüncelerini haklı göstermektedir.
9’uncu Tanıt İki Saatin Dünya Turu
Atomik saatlerin yardımıyla, Eylül 1971’de,
tadır; ve dünyanın dönüşü ile ilgili olan hız olayı Doğuya doğru giden bir uçak için saatte yavaşlama vardır, zira hız etkisi yüksekliğe bağlı ilerlemeye karşı hakimdir; batıya doğru ilerleyen bir uçakta ise, kinetik ilerleme gravitasyonel ilerlemeye eklenir.
Dönüşte her üç saat (A, R ve B) karşılaştırılır: doğudaki tanık saate nazaran 59 nano (milyarda bir) saniye gecikmiştir ve batıdaki ise 290 nanosa-niye ilerlemiştir. Bu iki değer, sınırlı (özel) rölativite ve genel rölativitenin hesap edilen müşterek etkilerine çok yakındır.
17
Üç saat sayesinde Einstein bir zafer daha kazanmıştır
10’uncu Tanıt Mössbauer (Gravitasyonei) Olayı
Genel Rölativitenin en kati doğrulaması kuşkusuz Mössbauer yükseklik olayıdır. Genç Alman fizikçisi Mössbauer, 1957’de kendi adını taşıyan ve Nobel Ödülünü kazandıran bir olayı keşfetmişti : çok alçak bir sıcaklığa getirilen bir kristalin çekirdeğinin yaydığı gamma ışınları, aynı nitelikte başka bir kristal tarafından emilebilir.
Yukarda da vurguladığımız gibi, bir gravitas-yon alanında saat geri kalır; eğer saat yükseğe çıkarılırsa ileri gider, yani frekansı artar. Gamma ışınları veren bir kristal toprak seviyesine yerleştirilir. Benzer bir kristal birincinin üst tarafına, yalnızca birkaç metre yüksekliğe konur. Gravitas-yonel etki ile frekans değişimi çok zayıftır (milyarda birin milyonda biri), fakat Mössbauer olayı bunun tam olarak ölçülmesini sağlayabilir. Eğer aşağıdaki kristal dairesel bir hareketle yukarı doğru kaldırılırsa, Doppler olayı hareketsiz kristale nazaran cüzi frekans farkını telâfi eder ve yukarda bulunan kristal aşağıdaki kristalin ışınlarını emmeğe başlar, halbuki kristal hareketsiz kaldığı zaman bu ışınlar emilmeden geçmekte idi
11’inci Tanıt Pulsar ve Siyah Delik
Bu en yeni tanıttır. Gravitasyon dalgaları genel rölativitenin denklemleri içine giren bir olanaktır.
Massachusetts Üniversitesinden üç Profesör
Culloh, Fowler ve Taylor, çalışmalarıyla, bu dalgaların varlığını endirekt ve astronomik bir yolla vurgulamışlardır. Bu ekip 1974’te, çok istisnai tipte bir pulsar keşfetmiştir. Bir pulsarın kendi içine çok küçük bir hacme çekilmiş, konsantre, yoğunluğu çok artmış bir yıldız olduğunu anımsatalım. Güneşten daha büyük olan yıldızın bütün kitlesi, birkaç kilometrelik yarıçapı olan bir kürenin içinde toplanmıştır. Pulsar kendi etrafında büyük bir hızla döner: saniyede binlerce devir.
Taylor ve ekibinin keşfettiği 1913 – 16 pulsa-rın bir özelliği saatte bir milyon kilometre hızla, sekiz saatte bir ve karanlık bir arkadaşın etrafında dönmesidir. Bu sonuncu, ya başka bir pulsardır, yahutta büyük bir olasılıkla bir “siyah delik”dir.
Böyle bir sistem, rölativist fizik için ideal koşulları içerir. Bu, içinde adeta herşeyin büyütülmüş olduğu bir laboratuardır: Kitleler, hızlar gravitasyon alanları ve elektromagnetik alanlar. Burada meydana gelen büyük enerji, gravitasyonei dalgaların yayımı ile açıklanabilir. Pulsar, çeken arkadaşına (“siyah delik”) yaklaşır ve nihayet bunun tarafından yutulur. Gerçekten, dört yıl içinde yapılan ölçümler pulsarın devir periodunda saniyenin onbinde bir oranında bir kısalmayı belirtmiştir. İşte bir enerji kaybına bağlı olarak meydana gelen bu kısalma endirekt olarak gravitasyonei dalgaların mevcudiyetini doğrulamaktadır.
Atom ve uzay çağı, Einsteirr’ın rölativitesini deneysel bir bilim haline getirecektir.
Çok ileriyi gören dahi bir insanın bilginlere açtığı araştırma alanları o kadar geniştir ki kuşkusuz pek çok yeni doğrulama daha eskilerine eklenecektir.
SCIENCE ET VIE’den Çeviren: Dr. Hikmet BİLİR
• Cesaret, tehlike karşısında akıl ve zekânın kullanılmasıdır.
• Başıboşluk, sersemlerin tatilidir.
• Para iyi bir uşak, kötü efendidir.
• İnsanları kandırmak istiyorsan hakikati söyle.
PLATO Lord CHESTERFIELD
BACON
BISMARK
1982-GEZEGENLERİN NADİR GÖRÜNEN BİR SIRALANMASI
Rainhard BREUER – Wolfram KNAPP
Doğu ülkelerinden gelen 3 bilge gökyüzünde parlak bir “yıldız” gördüler. Bu, bugünkü zaman hesaplarımıza göre 7’inci yılın Eylülün’de idi. Onlar bu olayı tanrısal bir işaret olarak kabul ettiler ve yollarına devam ederek bu olağanüstü olguyu izlediler. Betlehem’e vardılar, “eve girdiler ve çocuğu, annesi Meryem ile orada buldular”
Biz bugün “Betlehem Yıldızı”nın aslında gerçek bir yıldız, hatta bir nova, ya da bir kuyruklu yıldız olmadığını biliyoruz. Daha ziyade güneş sisteminin en büyük iki gezegeni, “Jüpiter ve Satürn” (görünürdeki) yörüngelerinde o kadar yaklaşmışlardı ki —Kavuşma konumuna (Kon-jonktion’a)girmiştir— her ikisinin parlaklığı birle-şerek gökyüzünde daha aydınlık bir yıldız gibi parlamıştı.
Bu “Kutsal Üç Kralların” dinsel yaşantılarına neden olan bu olay çok kez meydana gelen ve amatör astronomları yakın gelecekte tekrar sevindirecek bir şeydir. Zira Jüpiter ile Satürn arasındaki kavuşmalar (konjonktion’lar) göreli olarak oldukça sık meydana gelir. Dünya daha yavaş
giden gezegen devlerini her yıl gezegensel “iç izinde” geçer, fakat Jüpiter 12 yıl kadar ve Satürn de hemen hemen 30 yıl güneşin etrafında bir tur yapmak için yolda olduklarından, bu iki gezegen her 20 yılda bir birbirinin çok yakınına gelirler, en son 1961’de. Aynı zamanda her iki gezegen güneşle karşı konumda (opposition) olurlarsa, yani Cüneş, Yer, Jüpiter ve Satürn aşağı yukarı bir doğru üzerinde bulunurlarsa, o zaman buna “büyük Konjonktion’ adı verilir. Her iki gezegen karşı konum hareketleriyle üç kez yakın bir duruma girerler.
işte bu Betlehem Yıldızında böyle oldu ve 1940’da. Bu olayla bin yılda aşağı yukarı üç kere karşılaşıldığından 1980/1981 kışında onu görmek şansına sahip olacağız. Bu Betlehem Yıldızının 100’üncü dönümüdür ve bu sefer tekrar noel vaktine düşmektedir. Bir özellik olarak bu sefer Mars da bu oyuna katılmaktadır. 1980 yazından beri o da birbirine yakınlaşan büyük gezegenlerin arasından geçmektedir.
Başka çifter çifter kavuşmalar daha sıktır, örneğin güneşe yakın olan gezegen Venüs de bu
19
işe karışırsa. Venüs ile Jüpiter yılda bir kez kavuşmaya girerler.
Fakat insanların binlerce yıldan beri tekrar tekrar gördüğü ve yaşadığı bir şey birdenbire gazetelerde dünyanın sonu geldiği şeklindeki manşetlerin ortaya çıkmasına sebep olmuştur: Barajlar yıkılacak, tufana benzer su basmaları ve dalgalar kıyı kentlerini harap edecekler: Flatta felâket kehanetlerinde daima ortaya atılan Kaliforniya’nın San Andereas Yarığı açılacak ve San Fransisko’yu içine alacak. Bu karanlık haberlerin çıkış noktası 1982’de çok nadir bir (sıralanmanın) konstelation’un meydana geleceğidir: gezegenler bir ipe geçirilmiş inciler gibi hepsi bir hizaya gelecekler ve Süper Konjonktion oluşacak.
Oysa çok dakik olmayan ilk hesaplara göre bu (inci kordonu) kesin olarak doğru bir çizgi olmayacaktır. Yalnız burada oldukça nadir olan bir şey vardır. Yaklaşık olarak 1982 Şubatından başlayarak bütün gezegenler güneşin aynı tarafında sıralanmış olacaklardır. Bu Nisan ortasına kadar sürecek ve ilk olarak Merkür hepsinin beraberce bulunduğu güneşin bu tarafından uzaklaşacaktır.
Mars ile Jüpiter Mayısın başlangıcında daha Konjonktion’dadırlar. Satürn ise bu zaman içinde 20° Jüpiter’in arkasında kalmıştır. Bu ikisi zaten daha bir yıl önce buluşmuşlardı. Uranüs ile Neptün Mayısta ve Flaziranın ortasında güneşe karşı “Opposition”a geçerler. 9 başlı gezegen familyasından sonuncusu olan Pluto Satürn’den çok uzakta değildir.
Güneş sistemindeki kuvvet oyunu sanıldığından çok karmaşık bir şeydir. Karşılıklı çekme kuvvetleri için bize en yakın olan örneği ay verir ve aynı zamanda bu en çok göze çarpan etkileri gösterir: Ayın dünyamızın etrafında dönüşü yüzünden gelgitler meydana gelir.
Gelgitlerin kuvveti hemen hemen bir küre şeklinde olan yeri bir ellipsoid şekline sokar ve bunun uzunlamasına ekseni aya doğru yöneliktir —eğer gel— dalgalarının ayın gerisinde kalmalarına sebep olan ve yerin de kendi etrafındaki dönüşünü yavaşlatan frenleyici sürtünme kuvvetleri hesaba katılmazsa.
Yeryüzünün üstündeki hava örtüsü ve özellikle okyanuslar doğrudan doğruya gelgit kuvvetlerini etkilerler, aynı zamanda yerin kabuğunu da ki, bu oldukça dakik ölçümlerle kanıtlanmıştır. Burada gerilim kuvvetleri meydana gelir ki bunlar prensip bakımından —depremlerin eşlik etmesiyle— deşarj olurlar.
Güneş de dünyamızda gelgitleri meydana getirir. Yalnız bunların hissesi yaklaşık ayınkinin üçte biri kadardır. Fakat dolunay ve yeni ay’da
—güneş, yer ve ay bir hizada oldukları zaman— etkiler birbirine eklenir. Sonuç denizlerde şiddetli gel (med) dalgalarının meydana gelmesidir.
Gezegenlerin de —çekimleri zayıf olmasın? rağmen— dünyada gelgit kuvvetlerinin oluşmasına neden olur. Bütün güneş sistemi bir doğru üzerinde sıralandığı ve güneşin de bunun bir ucunda bulunduğu zaman, bu kuvvetler en yüksek derecesini —maksimumu— bulur.
Akla gelen soru şudur: Güneş sisteminin böylece birleşen bütün çekim kuvvetleri dünyanın denizlerini yerinden oynatmağa ve San Andereas Yarığındaki birbirine karşı gerilmiş durumda bulunan tektonik plakaları büyük bir gürültü ile birbirine karşı sürmeye kâfi midir?
Esaslı bir bakışta —maalesef, ya da Allaha çok şükür ki— şunları açıklamak kabildir: Eğer tufansal yağmurlar veya depremler dünyayı yerle bir edecekse, bu herhalde 1982’de beklediğimiz gezegen Konjonktion’undan olmayacaktır, hatta bütün gezegenler tam arka arkaya doğru bir sırada olsalar bile.
Eğer güneş sisteminin göksel cisimleri dünyamızın üzerine böyle bir etki yapmış olsalardı, bu felâket şimdiye kadar çoktan başımıza gelmiş olacaktı.
Nevvton’un yerçekim (gravitasyon) yasasını ele alarak doğru çizgili bir gezegen sırasının etkisi kolayca tahmin edilebilir. Kuvvetler doğrusal kütle ile büyürler ve aradaki mesafenin üçüncü kuvvetiyle azalırlar: Bundan derhal çıkarılacak sonuç da yalnız kütlece zengin ve yakın olan cisimlerin önemli bir rol oynayabileceğidir: Jüpiter, yerin kütlesinin 312 katıyla ve yer kütlesinin % 82’sini oluşturan Venüs ile beraber bize en yakın olanlardır. Bu bakımdan öteki bütün gezegenlerin etkisi ihmal edilebilir.
Hemen hemen yılda bir Jüpiter ile Venüs’ün yakınlaşması bile bizi bu göksel felâkete pek yak-laştıramaz. Bu ikisinin beraberce oluşturdukları gelgit kuvvetine oranla ayın gelgit etkisi onbin kat daha fazladır.
Ayla güneşin etkisi esas alınarak şöyle bir kıyaslama yapılabilir: ayın etkisiyle meydana gelen 10 metrelik bir gelgit ilerlemesinde bütün öteki gezegenler bir sırada ve beraberce bu suyu —ona ek olarak— daha yarım milimetre bile büyütemezler. Burada esas katkıyı Venüs ile Jüpiter yapmaktadır ve Satürn’e yalnız binde bir milimetrenin bir kaçı düşmektedir.
Bir barajın üzerinde dolaşan bir köpeğin bu barajda meydana getireceği gerilim kuvvetleri 1982’de bütün gezegenlerin beraberce yapacağı gerilimden daha fazladır.
Bugüne kadar iki gezegen tarafından gelgite
yapılan etki hakkında gerçekten bir şey bilinmektedir. O da Venüs’ün kendi etrafındaki (yavaş) doğrusal dönmesi yerle bir rezonanza gelerek bugünkü değerine çıkmış olması tahmin edilmektedir. Venüs ne zaman dünyaya en yakın gelse, o anda aynı yüzünü çevirmektedir.
Eğer gelgit kuvvetlerinin gerçekten felâket
yaratıcı bir etkisi olsaydı, o zaman bizim her dolunay ve yeni ayda korkmamız gerekecekti. Fakat bu ise her iki haftada olur ve biz hiç birşey duymayız, insanların yaşamını ilgilendiren felâketleri 1982’de de biz yine kendi dünyamızda aramak zorundayız.
DA S BILD DER WISSENSCHAFT’tan
