Bir nefeste büyük bilim insanları. Okakura Kakuzo
gördü. 1970’lerde Vera Rubin, tuhaf bir tutarsızlık (galaksilerin kenarlarındaki yıldızların yerçekimi yasası kullanılarak hesaplanandan daha hızlı hareket etmesi) keşfettiğinde Zwicky’nin kuramına kanıt sağlamış oldu. Günümüzde karanlık maddenin, evrenin madde-enerji yapısının yaklaşık yüzde 26’sını, karanlık enerjinin (evrenin genişlemesinin hızlanmasına neden olan bilinmeyen güç) yüzde 68, görülebilen maddenin ise sadece yüzde 5’ini oluşturduğu düşünülüyor.
Beyaz Cüceler ve Karadelikler: Chandra
Sömürgelik yıllarında Lahor’da (günümüzde Hindistan sınırları içinde bulunuyor) doğan Chandra ya da Subrahmanyan Chandrasekhar (1910-1995), belki de 1930 yılında fizik alanında Nobel Ödülü kazanan bilim insanı Sir C. V. Ramen’dan ilham almıştı. Lisansüstü eğitimi için İngiltere’ye giden Chandra devrimsel fikirleri karşıtlık ve şüpheciliğe neden olunca Amerika’ya taşındı.
Chandra’nın en ünlü kuramı bir yıldızın (Güneş gibi) kalbindeki nükleer enerji kaynağı tükendiğinde ve yıldız böylece evriminin son evresine yaklaştığında beyaz cüce denilen küçük, dengeli, yavaş yavaş soğuyan maddeye dönüşmeyebileceğini öne sürüyor. Eğer kütlesi belli bir limitin (“Chandrasekhar limiti” denen, bir nötron yıldızı meydana getiren kütleden daha yüksek bir değer) üstündeyse süpernova şeklinde patlayacak, ardından karadelik oluşturmak için içine doğru çökecektir. Bir karadeliğin yerçekimi öyle güçlüdür ki, ona çok yaklaşan ışık dahil her şeyi içine çeker.
Karadelik, yakınına gelen her şeyin içine çekilmesine neden olacak kadar güçlü bir yerçekimine sahip, sıkışıklığı sonsuz bir noktadır.
Chandra bu sonuca varmak için beyaz cüce halindeki yıldızların bilinen özellikleri üzerinde matematik, kuantum mekaniğinin yeni fikirleri ve özel görelilik kuramını uyguladı.
Büyük kütlelere, 1925’te Wolfgang Pauli tarafından oluşturulan ve elektron bozunum ilkesi olarak da bilinen Pauli Dışlama İlkesi’nin uygulanabileceği kanısına vardı. Bu, iki elektronun aynı kuantum alanını işgal edemeyeceğini ifade eder. Chandra’ya göre bunun bir sonucu büyük, çöken bir yıldızın büzüşen basıncının elektronları ışık hızına yakın hızlarda, yüksek enerji seviyelerine doğru hareket etmeye zorlaması olacaktır. Bu durum bir patlamayı beraberinde getirecek, ölmekte olan yıldızı çevreleyen elektron gazlarının kabuğunu sürükleyecek ve geride sıkışık, çökmeye devam eden bir parça bırakacaktır.
Chandra’nın yıldızların yapısı, kökeni ve dinamikleri üzerine yaptığı çalışmalar ve karadeliklerle ilgili tahminleri daha sonra doğrulandı.
Pulsarlar, Kuasarlar ve Küçük Yeşil Adamlar: Susan Jocelyn Bell
Kuasarlar ilk olarak 1950’lerde, radyo dalgaları araştırılırken keşfedildi. Görülebilen evrenin kenarında, yaklaşık 10-15 milyar ışık yılı uzağımızda bulunmaktadırlar. Kuasarlardan yayılan radyo dalgaları, ışık ve radyasyon Dünya’ya ulaştığında aslında 10-15 milyar yıl öncesine bakmış oluyoruz.
Bir kuasarın düz, sarmal, diske benzer bir gaz yapısıyla (yıkılma diski) çevrelenmiş süper kütleli bir karadelik olduğuna inanılıyor. Çok güçlü bir yerçekimi kuvvetine sahip ve yıldızları, hatta küçük galaksileri bile karadeliğin içine çekebiliyor; çok büyük bir radyasyon enerjisine ve ışığın belirgin bir alev halinde ortaya çıkmasına (ki kuasarların konumu bu şekilde bulunabiliyor) neden oluyor.
İngiliz gökbilimci Susan Jocelyn Bell (d. 1943), Cambridge Üniversitesi’nin yakınlarında bir alanda kazıklara bağlanmış tellerden oluşan basit bir anten kullanarak yeni keşfedilen kuasarları gözlemlerken zayıf ama düzenli radyo sinyalleriyle karşılaşınca şaşırdı. Araştırma ekibi “Küçük Yeşil Adamlar”ın uzaydan iletişim kurmaya çalışıp çalışmadıklarını merak etti; ancak sinyallerin dönen nötron yıldızlardan (1935’te Fritz Zwicky’nin bir süpernova patlamasından sonra yıldızdan geriye kalanlar olduğu varsayımında bulunduğu, nötronlardan yani elektrik yüküne sahip olmayan atomaltı parçacıklardan oluşan çok yoğun küçük yıldızlar) geldiğini fark etti. Bunlara “puslar” adı verildi. Bell, o dönem öğrenci olduğu için keşfiyle Nobel Ödülü alma şansını kaçırdı ve bu onu öfkelendirdi.
Galaksimizde yaklaşık 30.000 nötron yıldızı bulunduğu düşünülüyor. Dev radyo teleskopları, nötron yıldızlarının sinyallerini yakalamaya çalışmaktadır.
Tekillik: Stephen Hawking
Yaşayan en ünlü bilim insanlarından biri olan Stephen Hawking yaradılış, evrim ve evrenin şu anki yapısını kavrayışın kolaylaşması için birçok şey yaptı.
1960’larda genel görelilik üzerinde çalışan Hawking ve Roger Penrose (d. 1931) geçmişte bütün galaksilerin üst üste olduğu ve evrenin yoğunluğunun sonsuz olduğu bir evre ya da “Büyük Patlama tekilliği” olması gerektiğini göstermek için yeni matematiksel formüller geliştirdi.
Hawking’den önce bilim insanları hiçbir şeyin karadelikten kaçamayacağına inanıyordu. Hawking, belirli şartlar altında bir karadeliğin belli atomaltı parçacıklarını salabildiğini keşfetti, bu “Hawking Işınımı” olarak biliniyor. Karadeliklerin bir ısısının olduğunu ve tümüyle kara olmadıklarını da gösterdi. Karadelikler termodinamik yasalarına uyuyor ve eninde sonunda buharlaşıyorlar.
Tropikal hastalık uzmanı babasından kısmen ilham alan Hawking, genç yaşlardan itibaren temel bilimsel sorulara ilgi duymaya başladı. Oxford Üniversitesi’nde fizik okuduktan sonra Cambridge Üniversitesi’nde evrenbilim alanında doktora adayı oldu; ancak şehre varışından kısa bir süre sonra kendisine amiyotrofik lateral skleroz (güçsüzlük ve kas erimesine yol açan motor nöron hastalığı) teşhisi kondu. Doktorlar ona birkaç yıl ömür biçti. Hawking kaderine teslim olmaktansa yeteneğinden faydalanma güdüsünün ve evrenin gizemlerini keşfetme tutkusunun peşinden gitti.
Durumunun yol açtığı fiziksel bozulma Hawking’i tekerlekli sandalyeye mahkûm etti. Yıllar içinde konuşması anlaşılmaz hale gelmeye başladı, araştırma öğrencileri derslerde notlarını onun yerine okumak zorunda kalacaktı. Geçirdiği bir operasyondan sonra konuşma yetisini tamamen kaybetti. 1985’te elektronik bir sesle konferanslar vermesini sağlayan bir konuşma sentezleyici ve bilgisayar sistemi hazırlandı.
2. BÖLÜM
Matematik: Sayı Bilimi
Basit toplamlardan karmaşık kriptografiye evren, sayıların işleyişi, şekillerin nasıl tanımlandığı ve modellerin nasıl oluşturulduğunu kapsayan matematiksel bulmacalarla dolu. Birçok bilim dalının aksine matematiksel bir varsayımın gerçekliği ispatlanabilir ve bir kez kanıtlandığında asla aksi ispatlanamaz. Dolayısıyla matematik tarihi eski modellerin yenilenmesinden ziyade tamamen yeni fikirlerin gelişiminden oluşur.
Hâlâ çözülecek çok bulmaca ya da çoğu durumda daha tam anlamıyla belirlenemeyen sorular bulunuyor.
“Geometrinin Babası” diye bilinen Mısırlı-Yunan Öklid (MÖ 325-265) dünyanın en çok satılan kitaplarından birini yazdı. Yalnızca kutsal kitaplar onun yazdığı Elementler’den daha fazla satılmıştı. Bu kitap yaklaşık 2000 yıl boyunca Avrupa ve Ortadoğu’da temel matematik ders kitabı olarak kullanıldı;