Kara delikleri aydınlatan insan Hawking

Stephen Hawking çağımızın en popüler bilim insanlarındandı. Uzaylılardan zamanda yolculuğa pek çok konudaki fikirleri hep ilgi gördü. Ama en büyük mirası kara deliklerin ölümlü olduğunu ve ışıma ile kütle kaybettiğini gösterebilmesiydi. Onun anısına kara deliğin ışıması, Hawking ışıması olarak anılır

Kara delikleri aydınlatan insan Hawking
Stephen Hawking 14 Mart'ta, Einstein'ın doğum yıl dönümünde, aramızdan ayrıldı. Şüphesiz çağımızın en ünlü fizikçisi olan Hawking Einstein'dan sonra en çok bilinen fizikçiydi. Dahiliğin sembolüydü.
Uzaylıların varlığından yapay zekanın insanlığı yok etmesine, zamanda yolculuktan diğer gezegenlere yerleşmeye kadar bir sürü konuda yaptığı sansasyonel izahları, 'Tanrı parçacığı'nın bulunamayacağı yönünde girdiği ve kaybettiği bahis ile bilim insanlarının tepkisini çekerken, öte yandan Her Şeyin Teorisi, Simpsonlar, Uzay Yolu gibi popüler film ve dizilerde bile yer bulan nadir bir bilim insanıydı.

İLK HAYAL KIRIKLIĞI
Bilim insanlarının en iyi bilim insanları listelerinde bulunmazken, kitlelerin listelerinde hep bir numaradaydı. Hakkında yaşarken film yapılan nadir bilim insanlarındandı. Peki Hawking'in bilimde adını ölümsüz yapan çalışmaları nelerdi?
Kara deliklerin keşfi ya da zamanda yolculuğun nasıl yapılabileceği dediyseniz yanıldınız. Gelin hep beraber bu büyük beynin fizikte bıraktığı izlere göz atalım.
Hawking'in bilim kariyeri büyük hayal kırıklıkları ile başladı. 1962 yılında Cambridge Üniversitesi'ne doktora yapmaya geldiği zaman tezini, zamanın yıldız ismi Fred Hoyle ile yazmak istiyordu. Ancak Hoyle bu genç bilim insanı ile çalışmak istememişti. Hawking, onun yerine tanımadığı bir fizikçi olan Dennis Sciama ile çalışmak zorunda kaldı. Aynı yıl kendisine ALS teşhisi kondu. Felçli bir hayatı ve muhtemelen iki yıllık ömrü kaldığını öğrendi. Ancak evleneceği Jane Wilde'nin de desteği ile hayata küsmek yerine, bilimsel çalışmalara odaklandı.
Hawking doktora tezinde önemli bir çalışmaya imza attı. Sciama'nın da yönlendirmesi ile evrenin başlangıcı ve büyük patlama kuramı üstüne çalışmaya başladı. İşte bu dönemde adı ile beraber anılacak kara deliklerle tanıştı. Kara delikler kütle çekiminin, ışığın bile kaçmasına izin vermeyecek kadar güçlü olduğu bölgelere verilen isimdi.

İÇİNE DÜŞEN KAYBOLUR
Kara deliklerde yer çekimi o kadar güçlüdür ki madde küçücük bir alana sıkışır. Teorik olarak kara delikler genelde büyük yıldızlar öldükleri zaman içlerine çökmeleri sonucunda oluşur. Hawking genel görelilik hakkında okumalar yaparken, ünlü fizikçi Roger Penrose'un Einstein'ın genel göreliliğini kullanarak kara deliklerin kalbinde tekillik denen yapılar olduğunu ispatladığı çalışmasına rastladı.
Tekillikler, uzay-zamanın yerle bir olduğu, sonsuz yoğunluk ve kütle çekimi içeren garip noktalardı. Hawking bu çalışmadan etkilenerek yaptığı hesaplar sonucunda genel göreliliğe göre evrenimizin de bir tekillikten ortaya çıkmak zorunda olduğunu ispatladı. Diğer bir deyişle evrenin oluşumunu sağlayan büyük patlama, genel görelilik kuramına göre kara deliğinin çöküşünün tam tersiydi.
Ancak Hawking'e göre çalışması, tekilliklerin var olduğunu değil, genel göreliliğin eksik olduğu ve bir Kuantum kütle çekim kuramına ihtiyacımız olduğunu gösteriyordu. Bu kuramın anahtarı da ona göre tekilliği ortaya çıkaran kara deliklerdi.
Kara delikler yukarıda da bahsettiğimiz gibi ışığın bile kaçamayacağı kadar güçlü kütle çekimine sahip olduğu için onlardan hiçbir şey kaçamaz. Bu da içine düşen bir şeyin ilk bakışta sonsuza kadar kaybolacağı anlamına geliyor.

ASLA PARÇALARA AYRILMAZLAR
Hawking, doktoradan sonra yaptığı ilk çalışmalarda kara deliğin 'olay ufku' denilen, geçildikten sonra artık geriye dönüş olmayan yüzey alanının her zaman büyüyeceğini, kara deliklerin çarpışsa bile asla parçalara ayrılıp küçülemeyeceğini ispatlamıştı.
1972 yılında genç bir doktora öğrencisi olan Jacob Bekenstein, bu araştırmadan hareketle, kara deliklerin olay ufku alanının aslında fizikteki entropi kavramı ile ilişkili olduğunu söyledi. Entropi, düzensizlik ölçüsüdür ve termodinamiğin ikinci yasasına göre kapalı bir ortamda ortalamada entropi hep artar. Parfüm şişesindeki koku molekülleri her zaman odaya yayılır, ama odadaki koku molekülleri daha düzenli bir hal olan parfüm şişesine dönmez. Kara delikler de maddeyi yutarak, sanki düzenli bir hale getirip entropiyi yok ediyormuş gibi gözükmektedir. Bekenstein'a göre bu doğru değildir ve entropi kendini kara deliğin yüzey alanında gösterir.
Hawking, Bekenstein'in fikrini hiç sevmemişti. Eğer Bekenstein haklıysa, yani kara delikler entropi taşıyorsa o zaman sıcaklık da taşımalıydı. Ancak bu kara deliklerin ışıması gerektiği anlamına geliyordu. Bu ise ışığı bile kaçırmayan kara delikler için imkânsız olmalıydı. Hawking bu iddiayı çürütmek için çalışmalara başladı. Ancak yaptığı çalışma, Hawking'e beklentisinin tersi bir sonuç vermişti. Kara delikler sanıldığı kadar kara değildi, ışıyabiliyordu. Bu, Hawking'in hayatının çalışması oldu.

KARA DELİKLER DE ÖLÜMLÜDÜR
Peki, ışığın bile kaçamadığı kara delik nasıl ışıyabiliyordu? Hawking'in dehası burada devreye girmiş ve çözümün Kuantum kuramında olduğunu fark etmişti. Kuantum kuramına göre boş uzayda biri diğerinin karşıtı olan parçacık çiftleri aniden ortaya çıkar ve kaybolur. Bunlardan birinin enerjisi pozitifken, diğerinin enerjisi negatiftir; bundan dolayı aslında bu çiftler enerjinin korunumu kanununu ihlal etmez. Bu parçacıklar çok kısa süre içerisinde birbiriyle çarpışıp yok olur.
Ancak Hawking'e göre bu parçacıklar bir kara delik etrafında oluşurlar ve negatif parçacık kara deliğe düşerken, pozitif parçacık uzaya kaçarsa ilginç bir şey olur. Negatif enerjili parçacık, kara deliğin kütlesini azaltır, pozitif parçacık ise dolaylı yoldan kara deliğin kütlesini çalarak kaçar. Bu süreç defalarca tekrar eder ve kara delik bunun sonucunda yavaş yavaş ışıyarak kütlesini kaybeder ve nihayetinde ölür.

EN BÜYÜK MİRASI
Dolayısıyla Hawking, kara deliklerin bile ölümlü olduğunu ve ışıma ile kütle kaybettiğini gösterebilmişti. Bu, neredeyse bütün bilim insanlarına göre Hawking'in bize en büyük mirasıdır. Onun anısına kara deliğin ışıması, Hawking ışıması olarak anılır ve gelecek nesiller onu bu şekilde hatırlayacak.
Hawking'in bu iddiası ne yazık ki halen deneysel olarak gösterilmedi. Ancak büyük patlamadan sonra oluşan küçük kara deliklerde bu kuramın doğrulanabileceğine inananlar var. Şüphesiz bu iddia bir gün doğrulanırsa, o zaman Hawking'in Nobel Ödülü'ne layık bir çalışmaya imza attığını söyleyebiliriz.
Hawking, bu çalışmasından sonra 1980'ler ve sonrasında kara delikler ve bilginin kaybolması, evrenin çok küçük olduğu ilk aşamasında uzay ve zaman arasındaki ayrımın anlamsızlaştığı yeni bir evren oluşumu kuramı gibi ilginç çalışmalara imza attı. Ancak bu çalışmalar spekülatifti ve Hawking ışıması üstüne yaptığı çalışmaları gölgede bırakamadı. Bırakmasına da gerek yoktu, zira bu çalışması onu gelecek nesillerin unutmayacağı bir yere taşımaya yeterdi.

BİLİMSEL BİLMECELER
İki kardeş, aynı anneden, aynı günde, aynı saatte, aynı yerde doğmuştur; ama ikiz değildir. Bu nasıl olabilir?
Bir işçi yedi günlük iş karşılığında bir parça altın alacaktır. İşçiye her gün yaptığı iş karşılığında altının 1/7'si verilecektir. Altını en az kaç sayıda keserek işçinin ödemesini her gün eksiksiz bir şekilde yapabilirsiniz?
Not: Çözümü haftaya Pazar SABAH'ta

GEÇEN HAFTANIN ÇÖZÜMLERİ:
Üç kutuyu doğru tahmin eden sayısı sıfırdır. Kutular tahminden sonra açıldı��ı için, üç kutuyu doğru tahmin eden dördüncü kutuyu da doğru tahmin etmiş olacaktır. O halde dört kutuyu doğru tahmin eden katılımcı sayısı 21'dir.
Çoğu insanın beklentisinin aksine balon öne doğru hareket eder. Otomobil hızla ileri ivmelenince, otomobil içindeki hava arkaya kaçar. Bu da arkada hava basıncının artmasına neden olur. Bunun sonucunda basınç, balonu ileri iter. Bunu, içinde çok az hava bulunan bir su şişesi ile deney yaparak görebilirsiniz. Eğer şişeyi yatay konuma getirip ileri hızla ivmelendirirseniz, içindeki hava kabarcığının ileri hareket ettiğini görürsünüz.
BİZE ULAŞIN