56 yıl evvel yaşadığı aydınlanma ile Nobel Fizik Ödülü’nü aldı

Müellif ve gazeteci Patchen Barss, Roger Penrose’un hayat kıssasını yazdığı bir kitap üzerinde çalışıyor.

Brass, Penrose’un Nobel mükafatını almasını sağlayan çalışmayı nasıl geliştirdiğini BBC için kaleme aldı.

Arkadaş ziyaretiyle gelen bir aydınlanma

Roger Penrose, 1964 yılının sonbaharında ABD’de yaşayan İngiliz kozmolog arkadaşı Ivor Robinson’ın ziyareti sırasında üzerinde uğraştığı çalışmayla ilgili bir aydınlanma yaşadı.

İkili sokakta yürürken karşıdan karşıya geçecekleri birkaç saniyelik bir anda Penrose, kuasarların 2,5 milyar ışık yılı öncesinde uzayın dışındaki güçlü dönüşlerine dair bir sorunun yanıtını kavradı.

Kuasar, yüksek bir güçle parlayan, kimi araştırmalarda galaksi olarak betimlenen gök cisimlerine verilen isim.

Penrose tam o anda yerçekimsel çöküntünün nasıl oluştuğunu ve bütün bir galaksinin nasıl daha derine ve merkeze hakikat çekildiğini düşündü.

Bu tam olarak artistik buz pateni yaparken dönen biri üzere olmalıydı; kolları vücuduna yakın, büzüldükçe daha süratli dönen…

Penrose’un bu aydınlanması, 56 yıl sonra Nobel mükafatını alacağı teorisini geliştirmesini sağlayacaktı.

Tekillik sorunu

Penrose, Albert Einstein’ın 1915’te ortaya çıkardığı genel görecelik teorisini çalışan çok sayıda fizikçi üzere 1960’larda tekillik meselesine baş yoruyordu.

1950’li yıllardaki algı, Einstein’ın teorisinin genel olarak başarılı olduğu, lakin birtakım varsayımlarının mümkünlük dışı ve test edilemez olduğuna yönelikti.

Hesaplamaları, teorik olarak yerçekimsel çöküşün sonsuz ağır küçük bir bölgenin oluşmasını sağlayacağını, bunun da ışığın bile kaçamayacağı bir tekillik yaratacağını gösteriyordu.

Bunlara kara delik ismi verildi.

Lakin böylesi bir tekillik içinde ne bildiğimiz fiziğin ne de Einstein’in görecelik teorisinin kurallarının işlememesi gerekiyordu.

Bu yüzden matematiksel görececilere nazaran tekillikler araştırmak için göz kamaştıran bir bahisti.

Birden fazla fizikçi ise cihanın böylesi bölgeleri içermek için fazla nizamlı olduğu görüşündeydi.

Tekillikler varolsa bile onları gözlemlemenin bir yolu olmayacağını düşünüyorlardı.

Penrose, uzun bir mühlet bu konuya büyük bir kuşkuyla yaklaşıldığını, nesnenin çöküp dönse bile akabinde tekrar etrafına gerçek süratli bir formda uzanacağının düşünüldüğünü söylüyor.

Rusların araştırmasıyla çelişen bakış açısı

1950’li yıllarda radyo astronomisiyle uğraşanlar ise çok parlak, çok uzak ve küçük yeni kozmik nesneler buldu.

Kuasar ismi verilen bu nesneler çok küçük bir alanda çok fazla güç harcıyordu.

İmkansız gözükse bile bu yeni müşahedeler, tekilliğe gerçek çöken kuasarların eski galaksiler olduğunu ortaya koydu.

Bu da bilim dünyasının, tekilliklerin gerçeğe sanıldığından daha mı yakın olduğunu sorgulamasına yol açtı.

Birden fazla bilim insanı tekilliklerin oluşmasına yol açacak özel durumları araştırmaya çalışırken o vakitler Londra’daki Birkbeck College’da çalışan Penrose farklı bir hal takındı.

Birkbeck’teki uzun tahtasında daha genel tahliller, prensipler ve temel matematik yapıları bulmaya çalıştı.

1963’te ise Isaac Khalatnikov öncülüğünde bir küme Rus teorist, tekilliklerin bizim fizikî evrenimizin bir kesimi olamayacağına dair bilim dünyasının genel görüşüne paralel bir çalışma yayımladı.

Cihanda toz bulutlarının ya da yıldızların tekillik noktasına ulaşamadan tekrar genişlediklerini ortaya attılar.

Kuasarlar için öteki bir açıklamanın olması gerektiğini lisana getirdiler.

Penrose ise kullandıkları usullerin bu sonuca varmalarını sağlamayacağını düşünerek bu teoriye kuşkuyla yaklaştı.

1964 yılında arkadaşının ziyaretine kadar ise bu yaklaşımı çürütecek bir teori ortaya atamadı.

Kara deliğin oluşum ve cihandaki milyarlarca tekillik

Penrose’un arkadaşının ziyaretinin akabinde geliştirdiği teorisine nazaran o derece güç, hareket ve büzülme hareketleri öylesine ağır bir ısı yaratacaktı ki radyasyonun her ışık dalgası ve her istikamet boyunca dışarı patlamasına sebep olacaktı.

Küçüldükçe ve hızlandıkça daha ağır bir halde parlayacaktı.

Penrose, çöküşün engellenmeden devam edeceğini öngördü.

Ağırlaşan merkezin dışında nesne, galaksimizdeki bütün yıldızlardan daha güçlü bir biçimde ışıldayacaktı.

İçinde ise ışık uzayzamanda her istikamete hakikat birbirine yakınsayarak dramatik açılarda bükülecekti.

Sonunda o denli bir noktaya gelecekti ki geri dönüş olmayacaktı, ışık, uzay ve vakit bir noktaya dönüşerek kara deliği oluşturacaklardı.

Penrose böylelikle tekilliğin özel durumları gerektirmediğini, evrenimizde tekilliklerin imkansız olmadığını, hatta karşı konulamaz olduğunu ortaya koydu.

Kozmosta milyarlarca tekillik olmalıydı.

Teorisi bilim dünyasını kızdırdı

Penrose iki ay içinde bu teorisiyle ilgili konuşmalar yapmaya başladı.

18 Ocak 1965’te bahisle ilgili olarak Physical Review Letters isimli mecmuada yazdığı bilimsel bir makale yayımladı.

Fakat Penrose Tekillik Teoremi tartışıldı, çürütüldü, tenkitlerle karşılaştı.

Bu konu, o yılın sonunda düzenlenen bir konferansta hararetli bir tartışmaya dönüştü.

Penrose, tartışmanın bir tahlile ulaşmadan sona erdiği konferans için, “Pek arkadaş canlısı değildi. Ruslar çok rahatsız olmuştu, beşerler yanılgı yaptıklarını kabul etmek istemiyorlardı” dedi.

Lakin kısa bir müddet sonra Rusların makalesindeki hesaplamalarda kusurlar olduğunu ortaya çıktı, artık tezleri geçerli değildi.

1965 yılının sonlarında Penrose’un teoremi dünya çapında ilgi görmeye başladı.

Buluşu kozmolojide bir çığır açmış, cihanın temelinde yer alan büyük bir gerçeği açığa çıkarmıştı.

Tekillikler yavaş yavaş kamuoyunun da karşısına kara delikler olarak çıkmaya başladı; bunu birinci sefer ABD’li bilim gazetecisi Ann Ewing kaleme aldı.

Hawking ile birlikte çalıştılar

Stephen Hawking de teorilerini Penrose’un teorimi üzerinde inşa etmeye başladı; öncesinde ikili tekillikler üzerinde birlikte çalışmıştı.

Tekillikler, kainatın tabiatı, tarihi ve geleceği ile ilgili her teorinin temelini oluşturdu.

Deneyselciler galaksimizin merkezinde yer alan üstündev kara delik üzere öteki tekillikler de keşfetti. Bu çalışma, Penrose ile bu yıl birlikte Nobel Fizik Ödülü’nü alan Reinhard Genzel ve Andrea Ghez’in araştırmasıydı.

Penrose daha sonra Büyük Patlama’ya alternatif olarak Konformal Döngüsel Kozmoloji Teorisini geliştirdi.

2019 yılında ise bir kara deliğin birinci sefer fotoğrafı çekilerek Einstein ve Penrose’un bir vakitler tartışılan teorilerinin birinci sefer görsel bir ispatı ortaya çıkarılmış oldu.

89 yaşındaki Penrose, Nobel Fizik Ödülü’nü almaktan dolayı büyük bir onur duyduğunu ve çok sevindiğini söylese de tek bir şikayeti var: Daima çalan telefonlarından şu an üzerinde çalıştığı üç bilimsel makalesini yazmakta zorluk çekiyor.

Geri
Superbox