Big Bang ve kara delik
Geçtiğimiz hafta yaşamını yitiren Hawking'i fizik dünyasının en önemli isimlerinden biri haline getiren çalışmaları nelerdi?
Sciama'nun rehberliğinde Hawking, Big Bang teorisi hakkında düşünmeye başladı: Teori, evrenin küçük bir zerreden başlayıp daha sonra genişlediğini söylüyordu. Bu günlerde bu teori çokça kabul edilmiş olsa da o zamanlar halen tartışılmaktaydı. Hawking, Big Bang'in bir kara deliğin çöküşünün tam tersi olduğunun farkına vardı. Fikrini Penrose ile beraber geliştirdi. 1970 yılında ikisi birlikte, genel izafiyet teorisinin evrenin bir tekillik olarak başladığına işaret ettiğini anlatan bir makale yayımladı. Bu sıralarda Hawking'in hastalığı ilerlemişti, koltuk değnekleriyle bile yürümesi zordu. 1970'lerin sonunda, bir gece zar zor yatağa gittiğinde kara deliklerle ilgili nasıl hareket ettiklerini aydınlatacak bir seri keşfe yol açacak ani bir aydınlanma yaşadı. Hawking bir kara deliğin boyutunun sadece büyüyebileceğini, hiçbir zaman küçülemeyeceğini fark etti.
'HER ŞEYİN TEORİSİ'
Kuantum teorisi, atom ya da onu oluşturan parçalar gibi görülemeyecek kadar küçük şeylerin tanımlanmasında kullanılıyor, diğer yandan genel izafiyet teorisi ise yıldızlar ve galaksiler gibi kozmik boyuttaki şeyleri tanımlamada kullanılıyor. İki teori temelde bir araya getirilemez görülüyor. Genel görelilik teorisi, uzayın bir çarşaf gibi düz ve sürekli olduğunu söylerken kuantum teorisi ise dünyanın ve diğer her şeyin ayrık yumrulara bölünmüş küçücük parçalardan oluştuğunu savunur. Fizikçiler uzun yıllar boyunca, “her şeyin teorisi” olabilecek bu iki teoriyi birleştirmekte sıkıntı çekti. Eğer bir klişe kullanmak gerekirse böylesine bir teori, modern fiziğin “kutsal kasesi” olurdu. Kariyerinin başlarında Hawking böyle bir teoriye olan ilgisini açığa vurdu, ancak kara delik analizi böyle bir teori ortaya süremedi. Onun yerine gerçekleştirdiği kara deliklerin kuantum analizi, iki teorinin bir nevi yaması olarak ortaya çıktı. Kuantum teorisine göre boş uzay hükümsüz bir durum, çünkü uzay dümdüz ve tamamen bomboş olamaz. Aksine aktivitelerle canlıdır. Parçacıkların çiftleri sürekli olarak anında ortaya çıkar, biri maddeyi diğeri karşı maddeyi oluşturur. Birinin pozitif enerjisi varken diğerinin negatif enerjisi olduğu için sonuçta yeni bir enerji yaratılamaz. İkisi birbirini çok hızlı bir şekilde yok ettiği için tespit edilemezler. Bu yüzden sonuç olarak “görülen parçacıklar” olarak adlandırılırlar. Hawking bu parçacık çiftlerinin eğer bir kara deliğin yanında meydana gelirlerse “görünen”den gerçeğe geçebileceğini öne sürdü.
UZAY VE ZAMAN AYRIMI
Hawking'in kara delik çalışmalarındaki genel görelilik, kuantum teorisi, termodinamik ve bilgi teorisi karışımı, yenilikçi ve dikkate değer bir durumda. Yaptığı başka hiçbir şey buna erişemedi. 1980'lerde Bing Bang'i kuantum mekaniği terimleriyle anlatmaya çalıştı. James Hartle ile beraber çalışarak bütün evrenin ilk aşamalarındaki halini açıkladığı öne sürülen basit bir kuantum denklemi geliştirdi. Ancak o kadar genel terimlerle bunu gerçekleştirdi ki birçok fizikçiye göre bu denklem anlamlı hiçbir şey söylemedi. Ancak bu denklemin ortaya çıkardığı bir şey vardı ki o da evrenin kaynağı ile ilgili soru sormanın beyhude olduğuna yönelikti. Kuantum fiziği, evrenin neredeyse bir yoktometrenin milyarda biri olduğu ilk aşamalarında çok küçük olduğunu, bu yüzden uzay ve zaman arasındaki farkın çok bulanık olduğunu öne sürer. Bu da müstakil olsa da erken evrende zaman ve uzay arasında anlamlı sınırlar olmadığı anlamına gelir. Zamanın “kaynağı” kavramı kuantum köpüğünde yok olur. Bu model, Hawking'in çok satan ve onu dünya çapında üne kavuşturan kitabı “Zamanın Kısa Tarihi”nde (1988) açıklanıyor. Bu kavram ise hala tartışılıyor.
http://www.bbc.com/news/science-environment-43399340
https://www.theguardian.com/science/2018/mar/14/stephen-hawking-obituary