BİLİM DÜNYASINDA UZUN YILLAR SÜREN TARTIŞMANIN İKİ TARAFI
(En önde sağdan ve soldan 5. Kişi Albert Einstein, orta sırada sağdan 1.kişi Niels Bohr.)
Şampiyonlar Ligi bu fotoğrafta olsa gerek. Yıl 1927. Yukarıda görülen fotoğrafta kimler yok ki. Solvay Konferansı için toplanmış olan bu kişiler bilim dünyasına büyük katkılar sağlamışlardır.
1) Ayakta sol en arkadan itibaren sağa doğru sırasıyla:
A.PICARD, E.HENRIOT, Ed.HERSEN, Th.DE DONDER, E.SCHRÖDINGER, E. VERSCHAFFELT, W.PAULI, W.HEİSENBERG, R.H FOWLER ve L.BRILLOUIN.
2) Orta sırada soldan sağa doğru oturan isimler sırasıyla:
P.DEBYE, M.KNUDSEN, W.L.BRAGG, H.A. KRAMERS, P.A.M DIRAC, A.H. COMPTON, L.de BROGLIE, M.BORN, N.BOHR.
3) En önde soldan sağa doğru oturan isimler sırasıyla:
I.LANGMUIR, M. PLANC, Mme CRUIE, H.A.LORENTZ, A.EINSTEIN, P.LANGEVIN, Ch.E.GUYE, C.T.R WILSON, O W. RICHARDRSON.
Yıllar boyu sürecek olan tartışma Einstein ile Bohr arasında gerçekleşiyor.
Einstein, 1905 yılında görelilik teorisini yayımladıktan sonra ün kazandı. Sonraki yıllarda ise teorik fizik alanında çığır açıcı işler yaptı. Ama 20.yy iki büyük fizikçinin yıllar boyu süren tartışmasına sahne oldu. Bunlardan biri Albert Einstein, diğeri ise fizik dışında Einstein kadar tanınmasa da saygı ile anılan ve anılmayı hak eden Niels Bohr’dur. Bohr kuantum kuramının gelişmesinden büyük rol oynamıştır.
Einstein ve Bohr, iki bilim adamına yakışır şekilde saygılarını bozmadan kuantum mekaniğinin temek kavramları üzerine tartıştılar. 1927’de Ekim ayında Brüksel’de yapılan 5.Solvay Konferansında Einstein, Heisenberg’in belirsizlik ilkesinin ve kuantum kuramının doğurduğu olasılık kavramının yanlış olduğunu beyan etti.
Böylece kuantum kuramının tutarsız olduğunu anlatmaya çalıştı. Öne sürdüğü fikirleri her defasında Bohr tarafından çürütüldü. Daha sonra Einstein, kuantum kuramını reddedilmeyecek bir olgu olduğunu istemeyerek de olsa kabul etmek durumunda kaldı. Einstein, artık bu kuramın geçersiz değil, eksik yönlerinin olduğunu göstermeye yoğunlaştı. 1935 yılında B.Podolsky ve N.Rosen ile beraber yazmış olduğu bir makalede EPR paradoksu olarak isimlendirilen paradoksu ortaya koymayı başardı.
1930’da yapılan 6.Solvay konferansına Einstein mükemmel bir fikir ile geldi. Belirsizlik ilkesinin tutarsız olduğunu göstermek için kendisine ait olan enerji ile kütlenin eşdeğer olduğunu gösteren E=mc^2 formülünü kullandı. Bu formüle göre Einstein, kütledeki değişimi ölçerek enerjideki değişimi bulmayı mümkün kıldı. Şayet aynı anda bu değişimin gerçekleştiği zamanı da tespit edebilirse enerji ile zaman arasındaki ilişkiyi belirsizlik ilişkisini çürütecekti. Bunun için Önce terazinin ucuna asılı şekilde duran bir kutu tasarladı. Kutunun içerisi ışık ile dolu ve bu kutunun iç duvarları iyi bir yansıtıcılık özelliğine sahip. Böylece ışık duvarlardan sürekli yansıyıp sürekli olarak kutunun içinde kalıyor. Fakat kutunun bir yüzünde bir delik bulunuyor. Bu deliliğin tam üstünde birde kontrol edilebilen bir açma-kapama sistemi bulunmaktaydı. Bu kontrolü aslında saat ile yapıyordu. Bir anda delik kontrol mekanizması yardımı ile açılıyor ve kutunun içinden dışarı doğru bir foton bırakılıyor. Asıl amacı bu fotonun salınımı sonrasında enerji değişimini değer olarak okumak. Çünkü kutu terazi üzerinde bulunuyordu. Kısaca Foton salınımı sonrası enerjideki değişim, terazinin göstergesinde kütledeki değişim olarak okunuyordu. Her iki anda yapılan ölçüm, fotonun salındığı zaman ve kütledeki, yani enerjideki değişim istenilen kesinlikte ölçülebilir. Bu deney Bohr için tam bir şok durumu yarattı.
Bohr’un o günkü halini Rosenfeld şöyle anlatır:
“Bohr şok olmuştu… Çözümü bir türlü bulamıyordu. Bütün gece son derece mutsuzdu. Toplantıya katılan fizikçilerin birinden diğerine giderek Einstein’ın haklı olamayacağına onları ikna etmek için çabalıyordu. Eğer Einstein haklıysa bunun fiziğin sonu olacağını söylüyordu. Fakat bir türlü Einstein’ın iddialarını çürütmeyi başaramıyordu. İki rakibin kulübü terk edişlerini hiçbir zaman unutamayacağım: Einstein yüzünde alaycı bir gülümseme, heybetli bir şekilde sessizce yürüyor, Bohr ise son derece heyecanlı sanki Einstein’ı yakalamak için koşturuyormuş gibi görünüyor. O gece Bohr, sabaha kadar uyumadan Einstein’ın iddialarını çürütmek için çalıştı.”
EİNSTEİN’IN GENEL GÖRELİLİK TEOREMİ
Uzay-zamanı göremesek ve ölçemesek bile bu uzay-zamanın eğrilmesi ile oluşması öngörüsü doğrulanmıştır. Aslında eğrilme ve bükülme gibi kelimeler belli bir yön ifade ettiği için “dokusunun değişmesi” olarak ifade etmek daha doğru olur. Einstein bu kuramda kütleli cisimlerin uzay zamanda bir çarpıtma, bir değişme yaptığını ve bunun ise “kütleçekim” olarak algıladığını ortaya koydu.
Isaac Newton iki nesne arasındaki kütleçekimini somut olarak yazmış oldu. Ve bu iki cismi birbirine çeken kuvvet, cisimlerin kütlesine bu iki cisim arasındaki mesafeye bağlıdır. Dünya’nın merkezi bizleri kendine doğru çekerken, bizlerin kütle merkezimiz de Dünya’yı kendimize doğru çekiyordu. Ama kütlesi büyük olan dünyanın kütle çekimi de büyük olacağı için bizim küçük kütle çekimimiz onun yanında hafif hissedilir. Ve hatta küçük kütleli olmamız bizim dünyaya bağlı kalmamıza yol açıyordu. Einstein özel görelilik kuramında, tüm ivmesiz gözlemciler için fizik yasalarının aynı olduğunu belirtmiştir. Özel denmesinin sebebi bunun çok özel durum olmasından kaynaklanıyor. İki kişi hayal edecek olursak biri platformda biri ise trende olsun. Eğer iki kişi arasındaki hareket doğrusal hareket ise. Yani her ikisi sn’de aynı yolu kat ediyorsa, değişmiyorsa o zaman özel görecelik kuramı çalışır. Ama bilinen gerçek şudur ki trenler yavaşlıyor veya hızlanıyor, biz bu trenin hızlanıp yavaşlanmasını da katmak istiyoruz hesaplarımıza. Bundan doğması muhtemel gözüken etkileri de katmak istiyoruz. İşte bu noktada özel görecelik kuramı taleplerimize cevap veremez. Çünkü daha kompleks ve doğrusal olmayan bir hareket söz konusu. Bu kompleks durum Einstein’ı daha farklı bir yere götürüyor. Kendimizi uzayda bir asansörün içinde hayal edelim. Fakat etrafımızda bir gezegen veya cisim olmadığını da hesaba katalım. Bu asansör ivmelendiği anda (herhangi bir yöne doğru hızlanma) biz bu hareketin hangi yöne doğru olduğunu keşfedemez ve anlayamazdık. Aslında yer çekimini ayırt edemiyor olurduk. Ama bu asansörün içerisine bir kişi bir noktadan ışık kaynağı yardımı ile bir ışık tutsun. Bu asansör çok hızlı hareket ederse ışık zaman içinde yavaşça eğilecek ve giderek hızlanıyorsak belli bir parabol çizecek.
Buradan yola çıkarsak, bir ışık hüzmesi eğer bir gezegenin veya bir yıldızın etrafından geçiyorsa asla düz gidemez, yörüngesi eğilmek zorunda kalacaktır. Çünkü çekimin içerisine girdiği için ışık sapmak durumunda kalacaktır. Bir yıldızın gerçek konumu ile gözlemlenen konumu arasında bir fark vardır. Einstein’ın öne sürdüğü fikir şudur:
Eğer bir uzay-zamanın içerisine çok büyük kütleli bir cisim koyarsak (güneş, dünya, yıldız olabilir) etrafındaki uzay zaman bükülecektir. Tıpkı sıkıca gerilmiş bir bezin üzerine kütleli bir bowling topunu koymak gibi. Belli bir şekilde etrafını çökertecektir. Dünya’nın uzay zamanda yarattığı eğrilik, Ay’ın dünyanın etrafında sabit olarak dönmesine sebep oluyor. Sadece bu eğrilik değil Ay’ın belli bir hıza sahip olmasından da kaynaklanıyor. Eğer hız oldukça düşük olursa, etkilenen cisim olay ufkunun içine düşer ve bir daha çıkamaz.
Uzay ve zaman birbirinden ayrılmaz bir bütündür.