Table Of Content

FİZİK BÜYÜK SORULAR Zamanda Seyahat Edebilir Miyiz ? ve diğer büyük sorular Michael Brooks Dizi Editörü: Simon Blackburn Büyük Sorular 2 Bilim - Felsefe Büyük Sorular / Fizik Michael Brooks Özgün Künye The Big Questions / Physics © Quercus, 2010 VERSUS KİTAP © Her hakkı mahfuzdur. Çeviri: Ebru Kılıç Kapak İllüstrasyonu: Sedat Girgin Grafik Tasarım: Cemile Öz VERSUS KİTAP Albay Faik Sözdener Sk. Benson İş Merkezi No:21/2 Kadıköy / İstanbul 34710 Tel: 0 216 418 27 02 (pbx) Faks: 0 216 414 34 42 www.versuskitap.com [email protected] Giriş Fiziğin güzelliği basit bir gerçekle özetlenebilir: Bir çocuk hiçbir profesörün cevaplayamayacağı sorular sorabilir. Gerçekten de fizikte “büyük sorular” aramak samanlıkta saman aramaya benzer biraz. Öyle görünmektedir ki iş fiziğe geldiğinde küçük soru diye bir şey yoktur. Görünürde önemsiz bir soru ya da deney genellikle kökleri derinlere inen bir kavrayışı beraberinde getirir. Örneğin fizik yasaları değişebilir mi değişemez mi acaba diye sormaktan çıkıp bir yaratıcıya yer olup olmadığını merak etmeye başlamak için küçük bir adım yeter. Sorular orada da durmaz. Fizik bize yaratıcının ille de ilahi olması gerekmediğini söyler; her biri, en büyük yaratısından biraz daha akıllı olan bir tür tarafından yaratılmış sonsuz sayıda evren içinde yaşıyor olabiliriz. Hatta kendi evrenimizin yaratıcısı olmaya yazgılı bile olabiliriz. Çağımızın ikon haline gelmiş en büyük bilim insanlarının, parmaklarının ucunda böyle büyük meseleler duruyorken fiziğe gömülmüş olmaları o kadar da şaşırtıcı değildir. Albert Einstein, görelilik kuramının evren kavrayışımızı değiştirmesiyle birlikte neredeyse bir gecede ünlü olmuştur. Carl Sagan’ın Cosmos adlı televizyon programı, televizyonlarda hâlâ en fazla izlenen program olmayı sürdürmektedir. Richard Feynman’ın Challenger uzay mekiği felaketinin gerisindeki fiziği açıklaması, bir konu hakkında işlenen bilginin ne kadar güçlü olabileceğini göstermiştir. Stephen Hawking’in çok satan kitabı A Brief History of Time’da (Zamanın Kısa Tarihi) ortaya serdiği çalışma, bilimleri bir kez olsun aklından geçirmemiş insanlarda bile bir bilimsel kavrayış açlığı uyandırmıştır. Bu devlerin yanında yalnızca DNA’yı keşfedenler tek başlarına durabilir. Stephen Hawking’in çok satan kitabı A Brief History of Time’da (Zamanın Kısa Tarihi) ortaya serdiği çalışma, bilimleri bir kez olsun aklından geçirmemiş insanlarda bile bir bilimsel kavrayış açlığı uyandırmıştır. Bu devlerin yanında yalnızca DNA’yı keşfedenler tek başlarına durabilir. Yine de insanların fizikten ürküp geri çekilme eğiliminde olduğu söylenebilir. Laf arasında fizikçi olduğumu, fizik eğitimi aldığımı söyleyecek olsam bu açıklama tuhaf bir hayranlık ve utanç karışımıyla karşılanıyor. Evreni anlama girişimi karşısında hayret ve huşu ifade etseler de göründüğü kadarıyla birçok kişi kendilerinin tamamen bu konuya uzak olduğunu düşünüyor. “Ah,” diyorlar, “fizikten hiç anlamam.” Bu ifadede siz de kendinizi görüyorsanız bu kitap bakış açınızı muhtemelen değiştirecektir. Belki de fiziğin en iyi saklanmış sırrı, insanın anlayabileceğinden daha fazlasını içeriyor olmasıdır. Fakat bu bir sorun değildir; fiziğin cazibesinin kaynağı budur. Fiziğin keşfedeceği o kadar fazla şey vardır ki hayal gücünüzü bir kere sardığında, kendinizi ondan ayırmanız zordur. Duvardaki saat, zamanın ele geçmez doğasından dem vuran bir çimdik haline gelir. Gün ışığı, parçacıkların nükleer füzyon olarak bilinen güzel, incelikli dansının bir sonucudur. Yağmur damlaları yere düştüğünde kendinize sadece “Neden?” diye sorabilirsiniz. Cevabı araştırmaya koyulmanız, uzun süren bir fırtına boyunca meşgul olmanıza yol açacaktır. Bir günebakanın büyümesi enerjinin nasıl korunduğunu, ışığın doğasının Dünya’daki hayatı nasıl şekillendirdiğini anlatır. Bir adım daha atıp ışığın ne olduğunu sorun, doğanın en büyük gizemi olarak değerlendirilen şeye bakıyor olursunuz. Elinizdeki kitap, basit soruların nasıl olup da insanlığın gerçekleştirdiği en derin bazı keşiflere yol açtığını göstermek için kaleme alınmıştır. Bu basit sorular muhtemelen okulda öğrenmediğiniz bir fiziği kapsamaktadır: konunun asıl vurguladığı noktaları, açılımlarını, evrenden ne anladığımızı, ne anlamadığımızı. Carl Sagan bir keresinde “Bir yerlerde, inanılmaz bir şey öğrenilmeyi bekliyor,” demişti. Umuyoruz ki bu süreç buradan başlayabilir. FİZİĞİN AMACI NEDİR? İmkânsız sorular, beklenmedik ödüller ve sonu hiç gelmeyen anlama çabası Her yerde sınıfların duvarlarında yıllardır yankılanan bir sorudur bu. Verilen cevap genellikle, efsanevi Yunan filozof Arşimet’i ve Kral Hieron’un tacını konu alan, sonradan uydurulmuş bir hikâyeyle başlar Hieron Sicilya’nın Siraküza kentinde tahta çıkar. Bir zanaatkâra bir miktar altın verip bundan bir taç yapmasını ister; taç geldiğinde, zanaatkârın altının bir kısmı yerine gümüş koyduğu yolunda söylentiler çıkar. Hieron yirmili yaşlarının başındaki Arşimet’i hakikati bulmakla görevlendirir. Romalı yazar Marcus Vitruvius Pollio’nun anlattığı kadarıyla bu hikâyeye göre, Arşimet, küvette bedeninin kaldırdığı suyun hacmini fark ettiğinde problemi nasıl çözeceğini anlar. Gümüş altın kadar yoğun olmadığından, daha çok su taşıracaktır: Arşimet taçla aynı ağırlıktaki altın ve gümüş külçeleri suya daldırarak bir dizi deney gerçekleştirir; derdi her birinin ne kadar su taşırdığını görmektir. Bu deneyler sayesinde taçta gümüş olup olmadığını söyleyecektir. Arşimet bu yüzden çılgınca bir neşe içinde çırılçıplak sokağa fırlar, “Evreka!” diye bağırıyordur: “Buldum!” Fiziğin amacı bu mudur? Görünürde cevaplanamaz olan soruları cevaplamak mıdır? Bugün artık çevremize olağanüstü geniş ölçeklerle bakabiliyoruz. Bir zamanlar görünür maddenin bölünemez olduğunu düşünürdük; daha küçük parçacıklara, atoma indik; sonra en temel parçacıklara doğru indik, nihayetinde maddenin aslında boş uzayın enerjisindeki dalgalanmalardan oluştuğu yönündeki kavrayışa kadar geldik (bkz. Katılar Gerçekten Katı mıdır?). Bir zamanlar hayallerimizin sınırı gökyüzüydü; şimdi evrenin çok engin olduğunu, o kadar ki ışığın evreni aşmasının yaklaşık 28 milyar yıl alacağını biliyoruz (bkz. Ben Eşsiz miyim?). Unutmayalım ki ışığın tanımlı, sabit bir hızı olduğu kavrayışı da fiziğin zorluklarla kazandığı zaferlerden biridir (bkz. Zaman İçinde Yolculuk Yapabilir miyiz?). <> “Dünyaya nasıl görüneceğim bilmiyorum.