Evrende her şey düşme eğilimindedir. Bu eğilimin sebebi olan kütleçekiminin aynı zamanda zarif bir dengeleyici tarafı da vardır. Onu, sadece ayaklarımızı yere bastıran bir kuvvet olarak düşünmek yanlış olur. Kütleçekimi aynı zamanda galaksileri birleştiren, hissettiğimiz ama göremediğimiz evrensel bir güçtür. Yıldızların doğumundan gezegenlerin dansına kadar her şeyin mimarıdır. Belki de en büyük mucizesi, varlığımızı borçlu olduğumuz bir dengeyle, ne fazla güçlü ne de fazla zayıf olmasıdır.
Kütleçekimine dair anlayışımız, Galileo’nun Pisa’daki deneyinden, Newton’ın elma gözlemine ve Einstein’ın uzay-zamanı bükme kuramına kadar uzanan büyük bir serüvendir. Bu serüvenin son durağı ise, insanlık için hala sırrını koruyan karadeliklerdir.
Bugün kütleçekimini çözme arayışımız, bizi öylesine derin bir gizemin eşiğine getiriyor ki, sanki evrenin en derin sırlarına dokunma ve bilimin ötesine geçme şansını yakalıyoruz. Bir zamanlar varlığını denklemlere sıkıştırdığımız karadelikler, teknolojinin gelişmesiyle rakamlardan sıyrılıyor ve gözlemleyebildiğimiz bir nesneye dönüşüyor. Binbir Gece Masalları’nda insanın kendi bahtının kucağında yürümesi gibi, insanlık da muradına giden yolda sabırla adım adım ilerliyor.
Kütleçekimi nedir?
Kütleçekimi, bilincimizle kavramadan çok önce, doğanın içimize yerleştirdiği bir içgüdüdür. Henüz yeni doğmuş bir bebeğin sinir sistemini anlamak için karmaşık testlere gerek yoktur. Onu hafifçe serbest düşme hissine maruz bıraktığımızda, Moro refleksiyle kollarını bir şeylere uzatıp ellerini açarak kütleçekimine ilk tepkisini vermiş olur.
Evrendeki tüm süreçleri dört temel kuvvet yönetir. Bu kuvvetler arasında kütleçekimi, en uzun menzilli olanıdır. Diğerlerinden farklı olarak, varlığını her an doğrudan hissederiz. Yine de bazı bilimsel olguları anlamanın en iyi yolu, onların yokluğunu hayal etmekten geçer. Kütle çekimi için de böyle bir düşünce deneyi, onu daha iyi kavramamızı sağlayabilir.
Kütleçekimi: Evrenin Tutkalı
Bir an için yerçekiminin yok olduğunu hayal edelim. Ayaklarımızın yere basmadığını, bedenimizin havada süzüldüğünü düşünelim. Masamızdaki kahve fincanı aniden boşluğa yükseliyor. Dünya’nın kendisi dağılıyor, atmosfer uzaya kaçıyor. Kütleçekiminin yok olmasıyla Güneş Sistemi bir anda birbirinden kopuyor, gezegenler sonsuz karanlığa savruluyor.
Bunları hayal etmek zor geliyorsa düşüncelerimizi aklımıza getirelim. Bir şeyi en fazla beş saniye tutabildiğimiz hafızamızda binlerce düşünce zihnimizde uçuşur. Zihnimizin kütleçekimsiz ortamında düşüncelerimiz hafızanın atmosferine uçar. Bir kaos ortamını hayal etmenin en basit yolu, belki de kütleçekiminin üzerinde hakimiyet kuramadığı düşüncelerimizdir.
Yerçekiminin yaşamsallığı, herşeyi konumlandırma ve bir arada tutma yeteneğinden ileri gelir. Hiçbir şey konumlanamasaydı hiçbirşeyi biraraya getiremezdik. Vücudumuzda sürekli ve bilinçli olarak deneyimlediğimiz yegane fiziksel etkileşimlerden biridir yerçekimi. Çok fazla ayakta durduğumuzda tüm ağırlığımızın yeryüzüne doğru sarkmasıyla topuklarımızın ağrıması veya aşık olduğumuz insanın çekim gücüne karşı koyamayışımız gibi…
Kütleçekimi, aslında uzay-zaman eğriliğinin doğrudan bir tezahürüdür. Doğanın bu zarif yapısının izin verdiği ölçüde ve onun yarattığı düzenin huzuru içinde dengemizi buluruz. Bir elma, Dünya onu çektiği için düşmez. Aksine, serbest kalan elma, Dünya’nın uzay-zaman dokusunda yarattığı çökme sonucunda meydana gelen eğriliği takip ederek yeryüzünün merkezine doğru ilerler. Taşlardan kum tanelerine, hatta ışığa kadar her kütleli nesnenin, daha kütleli olana doğru nazikçe hareket ettiği bu evrensel koreografide, biz de mucizevi bir dengede konumlanırız.
Uzayzaman: Tüm Temsillerin Ortak Sahnesi
Einstein’a kadar uzay ve zaman, genellikle birbirinden ayrı ve bağımsız iki kavram olarak ele alınırdı. Isaac Newton, uzayı boş ve değişmez bir sahne, zamanı ise her yerde aynı şekilde akan, mutlak bir kavram olarak kabul etmişti. Kütleçekimi yasasıyla, evrende hiçbir şeyin hareketsiz olmadığını ve cisimlerin kütleleriyle orantılı olarak birbirlerini çektiğini gösterdi.
Ancak Albert Einstein, bu klasik görüşü temelden değiştirdi. Uzay ve zamanın birbirinden bağımsız olmadığını, aksine her ikisinin uzayzaman adı verilen dört boyutlu tek bir dokuyu oluşturduğunu öne sürdü.
Genel Görelilik kuramına göre kütle ve enerjinin varlığı bu dokuyu büker. Kütleçekimi dediğimiz şey de aslında bu uzayzaman dokusunun bükülmesi sonucu meydana gelen bir etkidir. Bu teoriye göre, uzayda yol almak ve zamanda ilerlemek, bu bükülmüş dokunun farklı yönlerinde ilerlemektir.
Peki zamanın doğası nasıl işler? Zamanın, bildiğimiz anlamda bir ‘doğrusal akış’ olmadığını düşünebiliriz. Tıpkı bir film şeridindeki durağan karelerin art arda gelmesiyle hareketli bir görüntü oluşması gibi, zaman da anlık ‘durumların’ veya ‘odacıkların’ ardışık dizilimiyle ilerler. Ya da bir LED televizyonda milyonlarca pikselin bir araya gelerek bütün bir görüntüyü oluşturması gibi, evrendeki her parçacık da uzay-zaman dokusu üzerinde bir dizi ardışık konumda ilerler. Bu anlayış, kütleçekiminin, yani uzay-zamanın bükülmesinin, evrendeki her hareketin ve her etkileşimin altında yatan temel mekanizma olduğunu gösterir.
Uzayzaman: Kütleçekimiyle Biçimi Değişen Virajlı Yollar
Albert Einstein, uzayzamanın yalnızca düz bir sahne olmadığını, aksine maddenin ve enerjinin varlığına göre şekil alan, esnek bir doku olduğunu ortaya koydu.
Tıpkı gergin bir çarşafın üzerine konulan bir bilyenin çarşafta bir çukur oluşturması gibi, evrendeki her kütleli cisim de uzay-zamanın dokusunda bir eğrilik yaratır. Bu doku, prensipte yumuşak bir esnekliğe sahiptir. Oysa onu bükmenin muazzam derecede büyük kütleler gerektirdiği son derece sağlam bir yapıdır. Burada kütleçekiminin gücünü belirleyen, cismin büyüklüğünden ziyade, yoğunluğunun (tıkızlığı) oluşturduğu bu eğriliktir.
Bu eğrilik nedeniyle, evrendeki her cisim, tıpkı düz bir yol yerine kıvrımlı bir patikada ilerler gibi, uzay-zamanın bükülmüş yüzeyinde hareket eder. Bir dalga olduğu kadar fotonlardan oluşan ışık da bu eğrilikten kaçamaz ve yolundan sapar. Maddenin veya enerjinin en küçük varlığı dahi, uzay-zamanın bu sert dokusunda bir bükülme yaratarak onun düzgünlüğünü bozar.
Dünya gibi bir küre üzerinde yaşamamıza rağmen, yerel ölçekte uzayzamanı düz olarak algılarız. Deneyimleyemediğimiz bu eğriliği anlamak için hayal gücümüze başvururuz. Ancak bu eğrilik, sadece hareketimizi değil, zaman algımızı da değiştirir. Kütleçekiminin yoğun olduğu yerlerde zaman, daha az olduğu yerlere göre daha yavaş ilerler.
Bu bağlamda, madde ve enerji uzayı bükerken zamanı da onunla birlikte büker. Bir gezegenin yüzeyine yakın bölgelerde zaman daha yavaş akarken, yüzeyden uzaklaştıkça zamanın ilerlemesi hızlanır. Örneğin, kütleçekiminin daha güçlü olduğu Dünya’da zaman, Ay’a kıyasla daha yavaş akar. Uzay-zamanın bu bükülmesi, maddenin yoğunluğu arttıkça daha da belirginleşir.
Karadelikler: Gidenin Geri Dönmediği Gizemli Ülke
Kütleçekiminin bu şaşırtıcı etkileri, evrenin en ekstrem bölgelerinde çok daha çarpıcı hale gelir. Bir yıldız yakıtını tüketip kendi üzerine çöktüğünde önce bir nötron yıldızına ardından karadeliğe dönüşür. Yaklaşık 1.400.000 km çapındaki dev bir yıldız, 20 km çapında bir küre haline gelse de yarattığı kütleçekimi muazzamdır.
Bu durum, uzay-zaman dokusunu, o yıldızın ilk halinden binlerce kat daha fazla büker. Öyle ki, bir çay kaşığı nötron yıldızı maddesi milyarlarca ton ağırlığa sahiptir. Kütleçekiminin yarattığı bu güç, Güneş Sistemi’mize çok yakın bir nötron yıldızının, tüm sistemin dengesini bozacağı anlamına gelir.
Bir nötron yıldızı, çöküşüne devam ederek karadeliğe dönüştüğünde, merkezde tekillik denilen, akıl almaz bir yoğunluk noktası oluşur. Bu tekilliğin yarattığı olağanüstü kütleçekimi o kadar güçlüdür ki, ışık dahil, olay ufkunu geçen hiçbir şey ondan kaçamaz. Tekillik, fizik yasalarının bilinen anlamda işlemediği, içine belki de bambaşka bir evrenin sıkıştığı, boyutları son derece küçük bir noktadır. Bu gizemli yapı, evrenin başlangıcı gibi belki de kozmosun en temel sırlarının kendini gizlediği bölgedir.
Bu fikir kulağa ne kadar mantık dışı gelse de, doğanın gerçeklerinden biridir. Hatta, evrenimizin kendisi bile, olası daha önceki evrenin sıkıştığı toplu iğne başı kadar bir kütlenin patlamasıyla oluşmuş olabilir. İşte bu, doğanın akıl almaz gizemlerinden bir tanesidir. Maddenin atomik yapısını kaybederek inanılmaz yoğunluklara ulaşabilmesi ve tüm evrenin küçücük bir noktaya sığabilme potansiyeli..
Her Şeyin Nedeni: Kuantum Kütleçekimi
Kütleçekimi, evrenin devasa koreografisini yönetirken, aynı zamanda uzayzamanın nedensel yapısını da belirler. Bu, hangi olayların birbirini etkileyebileceğini ve hangi bilgi sinyallerinin nereye ulaşabileceğini kütleçekiminin şekillendirdiği anlamına gelir. Klasik genel görelilik kuramına göre, bir karadeliğin olay ufku bölgesindeki kütleçekimi öylesine ezicidir ki, ışık da dahil olmak üzere herhangi bir bilgi veya sinyal bu sınırdan dışarıya çıkamaz.
Bu bağlamda, dışarıdaki bir gözlemci için, karadeliğe düşen bir parçacıkla dışarı kaçan bir parçacık arasında doğrudan bir nedensel bağ kurmak imkansızdır. Çünkü karadelik içine giren hiçbir bilgi klasik anlamda dışarıya ulaşamaz.
Burası, bilginin sonsuza dek kaybolduğunu düşündüğümüz bir yer gibi görünür. Oysa kuantum mekaniği, bilginin evrende asla yok olmadığını öne sürer. Doğanın derinliklerinde hissettiğimiz bu temel prensip, bizi mutlak karanlıkta bile gerçeği aramaya itmiştir. Sonuçta modern fizik, bu paradoksa dair çarpıcı bir cevap bulmayı başarmıştır.
Stephen Hawking’in keşfettiği ve Hawking Işıması olarak adlandırılan bu enerji yayılımına göre karadelikler, aslında ışıma yaparak yavaşça buharlaşır. Mekanizma şöyle işler: Olay ufkunun hemen yakınında, kuantum dalgalanmaları nedeniyle sürekli olarak sanal parçacık-karşı parçacık çiftleri oluşur. Normalde bu çiftler anında birbirini yok eder. Fakat olay ufkunda, çiftlerden biri karadeliğin içine doğru sürüklenirken, diğeri sonsuzluğa kaçabilir. Karadelikten kaçan bu parçacıklar, aslında karadeliğin kütlesinden enerji çalarak onun zamanla küçülmesine ve yok olmasına neden olur.
Aklımıza şu kafa karıştırıcı soru gelebilir: “Bir karadelikten ışık bile kaçamazken, bu parçacıklar nasıl kaçıyor?” Bunun cevabı, bu parçacıkların olay ufkunun tam dışından, kütleçekiminin henüz mutlak ve geri dönülemez çekim gücüne sahip olmadığı o son noktadan kurtulmayı başarmalarıdır. Bu, mevcut fizik kurallarımız dahilinde açıklanabilen bir fenomendir.
Kozmosun derinliklerine daldıkça, algıladığımızın ötesinde saklı gerçeklerin olduğunu daha çok hissediyoruz. Merkür’ün yörüngesindeki küçük sapmayla Newton’un kuramı nasıl çöktüyse, Einstein’ın kuramı da tekillik karşısında sallanıyor. İnsanın kurduğu her kuramın, daha büyük bir gerçeğe kapı aralamak için yıkılmaya mahkum olduğunu anlıyoruz. Bu esnek zihin yapımız, bizi bilimin ve evrenin en derin sırlarını keşfetmeye itiyor.
Yaşadığımız Evren En Olası Olan mı?
Genel Görelilik kuramı, kuantum mekaniğindeki parçacıkların belirsizliği gibi atom altı dünyanın dinamikleriyle doğrudan ilgilenmez. Atom altı ölçekteki bu bitmeyen hareketlilik, günlük yaşamımızda deneyimlediğimiz maddi hayatı doğrudan etkilemez. Ancak böyle hissetmemiz, gerçeğin bizim gördüğümüz şekilde olduğu anlamına gelmez. Aksine farkında olduğumuz hayatın kendisi, aslında kuantum dünyadaki hareketliliğin bütüncül bir yansımasıdır. Örneğin, atomlar arasındaki birleşmeler ve ayrılmalar olmasaydı, soluduğumuz oksijen veya seyrettiğimiz televizyon da var olmazdı. Bu sebeple, kütleçekiminin kuantum mekaniğiyle birleştiği bir Kuantum Kütleçekim Kuramı‘na duyulan ihtiyaç hayati önem taşır. Böyle bir başarı, evrenin başlangıcını ve hatta farklı evrenlerin varlığını daha iyi anlamamızı sağlar.
Evren, temel parçacıkların enerjiden madde ve antimadde çiftleri halinde doğmasına imkan tanır. Bilim insanları, evrenin toplam enerjisinin sıfır olduğunu düşünür. Maddenin pozitif enerjisini, kütleçekiminin borçlu olduğu devasa negatif enerji dengeler. Evren, şişme döneminde daha fazla madde yaratmak için ihtiyaç duyduğu “finansmanı” kütleçekim enerjisinden borç almıştır. Stephen Hawking, “Bebek Evrenler” kitabında, bu durumu Keynes’in ekonomiyi büyütmek için devlet müdahalesine benzeten yaratıcı analojisiyle açıklar. Kapitalizm de evren gibi tamamen sönünceye kadar bu borcunu ödemek zorunda değildir.
Bu yaklaşım, bize bir karadeliğin içinde olup olmadığımızı düşündürebilir. Bu büyüleyici fenomen, Voltaire’in “Candide ve İyimserlik” kitabında, filozof Pangloss’un şu sözünü hatırlatır: “Tüm olası dünyalar arasında en olası olanında yaşıyoruz.”
Stephen Hawking’in de belirttiği gibi, bazı büyük kütleli karadeliklerin evrenimizin mevcut yaşından (yaklaşık 13.8 milyar yıl) çok daha uzun süre (on milyarlarca yıl) varlığını sürdürebileceği düşüncesi, bu hipotezi daha da güçlendirir. Bir karadeliğin on milyarlarca yılda buharlaşarak yok olduğunu düşündüğümüzde, evrenimizin bir karadeliğin içinde olduğu senaryosu mantıklı gelebilir.
Lee Smolin gibi bazı teorisyenler de bu döngüsel evren fikrini farklı açılardan destekler. Belki bizler de, milyarlarca yıl önce bir karadelikten kaçarak uzayzamanın karmaşık dokusunda kendine yer bulmuş, farklı geçmişlerin izlerini taşıyan parçacıkların birleşimiyle meydana gelmişizdir. Bu, evrenin döngüsel doğasına ve varoluşumuzun kozmik gizemine dair hayranlık uyandıran bir düşüncedir.
Yaşam, Bir Karadeliğin İçindeki Döngüden mi İbaret?
Evrenin içinde bir zerre olarak, onu nasıl olur da “dışarıdan” algılarız? Gökyüzüne baktığımızda, aslında içinden baktığımız kozmik bir yapıyı sanki ona dışarıdan bakıyormuşuz gibi anlatma eğilimindeyiz.
Sonsuz büyüklükte bir evrenin içinde, algıladığımız kadarıyla sınırlıyız. Bu nedenle, keşfedebileceğimiz bir sonsuzluk varken, kesin yargılara varmak ne kadar doğru? Oysa, bir bilinmezin içinde nasıl düşünmemiz gerekiyorsa öyle hareket edecek şekilde evrimleşmişiz.
Bilinmeze giden yolu hayal kurarak aşarız çünkü hayaller kütleçekiminden muaftır. Sınırlarımızın ötesine ancak içinde bulunduğumuz durumun tersini hayal ederek ulaşabiliriz. Örneğin bizi yere bağlayan yerçekiminden, uçmayı hayal ederek kurtuluruz.
Yaşam öyle muhteşemdir ki, kısıtlı oluşumuz büyük keşifler yapmamızı sağlar. Bu kısıtlılık, bizi içinde yaşadığımız evreni bir karadelik olarak dahi düşünmeye iter.
Bu cesur hipoteze göre, bir karadeliğin olay ufkuna düşen madde, bilinen anlamda yok olmaz. Aksine, aşırı sıkışır ve bambaşka bir biçimde, belki de bir bebek evrende kendine yer bulabilir. Eğer bu doğruysa, gözlemleyebildiğimiz evrenimiz, ana evrenin içindeki bir karadeliğin iç kısmı olabilir. Bu senaryoya göre, Büyük Patlama, daha önceki bir evrenin tekilliğe doğru çökmesiyle başlayan ve bir yansımayla yeni bir evrenin doğuşu anlamına gelir.
Daha Önce Kimin Hayatını Yaşamış Olabiliriz?
Peki, böyle bir karadeliğin içinde hangi hayatlar var? Eğer evrenimiz gerçekten daha önceki bir evrenin çökmesiyle oluştuysa, bu yeni oluşan evrende yaşamın filizlenmesi pekala mümkün olabilir. Hawking Işıması gibi fenomenler, karadeliğin olay ufku yakınındaki parçacık çiftlerinden birinin dışarı kaçarak evrene dahil olmasıyla, bu kozmik döngü fikrinin ipuçlarını veriyor olabilir.
Richard Feynman, evrenimizin tek bir geçmişi olmadığını, olası her evrenin bir geçmişi olduğunu söyler. Buradan hareketle kendi evrenimizin de bu geçmişlerin bir toplamı olabileceğini öne sürer. Stephen Hawking, bu karmaşık “geçmişler toplamı”nı, sanal zaman kavramı aracılığıyla açıklar. Büyük Patlama ile oluşan evrende, ilk zamanlarda oluşmuş küçük ilksel karadelikler bulunma ihtimali vardır.
Son Sözler
Evrenin gizemlerini derinlemesine keşfettikçe, bildiklerimizin evren anlayışımıza ve fizik yasalarına tam olarak uymayan bir yönü olduğunu daha iyi kavrıyoruz. Kütleçekimi, hem bizi Dünya’ya bağlayan hem de galaksilerin birbirinden kopmasını engelleyen, adeta doğanın bir bütünlük içinde ahenkle hareket etmesi için her şeyi bir arada tutan bir tutkal vazifesi görüyor. Bu, evrendeki en esrarengiz kuvvetlerden biri.
Kütleçekiminin geldiği son noktada, karadelikler bizi içine çekiyor. Tehlikeli sınırları çekici bulan insan doğası, sanki bu soyaçekimi kütleçekiminin kendinden alıyor. Tüm harikaların, en tehlikeli olanın yanı başında bulunması, bu durumu çok güzel açıklıyor.
Sınırlarda yaşamayı seven insan, bir karadeliğin derinliklerine girmeyi arzular. İnsan, Altın Post’un çekiciliğine kapılıp antik denizlere nasıl açıldıysa bugün de kütleçekiminin cisimleşmiş hali karadelikler bizi aynı şekilde kendine çekiyor.
Bir karadeliğin ufku, bugüne kadar elde ettiğimiz bilimsel bilgi ve evren anlayışımızın en uç sınırı. Hayallerimizde tahayyül ettiğimiz Tanrı’nın cennet kapısının, mükemmelikten çıkarak gerçek bir kale kapısına dönüşmüş hali. Önümüzde duruyor ve onu görüyoruz. O eşiğin ötesine nasıl geçeriz? Onu düşünüyoruz.
Not: Yazıyı Zihin Karmaşası podcastinde dinleyebilirsiniz.