ÖSYM Tarzı Makaleler – Yazılar 54
GENEL GÖRELİLİK
Uzay kavrayışımızda hakikî bir devrim, 1915’te Einstein ile gerçekleşti. Einstein, Maxwell’in çalışmalarından çok etkilenmişti. Kendi namına, kütle çekim kuvvetini (bizi Arz’a çeken, Arz’ı Güneş’e yakın tutan, Ay’ı da Arz’a yakın tutan kuvvet) açıklamaya uğraşıyordu. Einstein, elektro manyetik alana benzer bir alan olarak kütle çekimsel alanı işin içine dâhil etmek gerektiğini anladı. Nasıl ki yükler arasındaki elektriksel kuvvet onlar arasındaki uzayı kuşa tan elektromanyetik alan tarafından taşmıyorsa, iki kütle arasındaki kütle çekim kuvveti de bir kütle çekimsel alan tarafından taşınsa gerekir. Yani, bütün uzaya yayılan bir kütle çekimsel alan oluşturarak kütleleri birbirine bağlayan ve onları hareket ettiren, titreştiren, dalgalandıran kütle çekimsel “Faraday hatları” da var olsa gerekir. Yani, elektromanyetik Faraday hatları dışında uzayda bir de kütle çekimsel alanın Faraday hatları var olabilir. Einstein kütle çekimsel alanı işin içine dâhil eder ve -bugün “Eins tein denklemleri” diye anılan- denklemlerini Maxwell’in denklemleri modeline göre yazar.
Sadece kütle çekimi alanını işin içine dâhil etmiş ve onun denklemlerini yazmış olsaydı Einstein büyük bir bilim adamı olarak kalırdı, bir dâhi olmazdı. Einstein’ın keşfi çok daha ötelere uzanır. Bu alanı açıklayan formu ve denklemleri araştırarak Einstein şaşırtıcı bir keşifte bulunur: Küt le çekimi alanının ve Newton’in kutu-uzayının bir ve aynı şey olduğunu anlar, işte onun en büyük keşfi de budur.
Bay A ile Bay B’nin gerçekte aynı kimse olduğunu keşfetsek, bunu iki şekilde ele almak mümkün olurdu: Denebilirdi ki Bay B diye biri yoktur, çünkü gerçekte o Bay A’dır yahut da Bay A diye biri yoktur, çünkü gerçekte o Bay B’dir. Böylece Einstein’ın keşfi iki şekilde dile getirilebilir. İlki: Kütle çekimsel alan yoktur; hareket eden, titreşen ve deniz gibi dalgalanan şey, uzayın ta kendisidir. Bu, konuyu takdim etmenin sık rastlanan bir şeklidir ama sorunludur, zira uzayın, elektromanyetik alan dan tamamen farklı öze sahip bir şey olduğunu düşün meye yol açar. Oysa elektromanyetik alan ve kütle çekimsel alan birbirinden bu denli farklı türde şeyler değildir. Demek ki Einstein’ın büyük keşfini tasvir etmenin en iyi yolu, Newton’ın uzayının olmadığını söylemektir: O gerçekte, kütle çekimsel alandır. Newton kütle çekimsel alanı, başlı başına bir entite, -aslında var olmayan- mutlak bir uzay saymıştır/sanmıştır.
Bu, beklenmedik ve etkileyici bir keşiftir. Newton’in sabit, katı bir kutu gibi tasvir ettiği uzay gerçekte mevcut değildir. Var olan, kütle çekimsel alandır: Elektromanyetik alan ile aynı türdeki elastik ve dinamik bir fiziksel obje.
Bir anda, dünya artık uzayda yaşayan parçacıklardan ve alanlardan meydana gelen bir şey olmaktan çıkıp sadece parçacıklardan ve alanlardan meydana gelen bir şey oluverir. Âdeta, birinin öbürünün içinde yaşadığı alanlar dan meydana gelen bir şey. Biz, kütle çekimi alanı üstünde ya da kütle çekimi alanı içinde yaşıyoruz, ama katı bir kutu uzayda değil.
Okyanusta bir ada hayâl edin. Orada çok sayıda hayvan yaşasın; “bir adanın üstünde hayvanlar” olduğunu söyleriz. Ama Einstanium adlı genç bir deniz biyoloğu sıkı bir araştırma yapar ve adanın bir kara parçası olmadığını keşfeder: Ada sanılan şey gerçekte devasa bir balinadır. Yani, hayvanlar adanın üstünde değil, bir başka hayvanın üstün de yaşamaktadır. Artık, “adanın üstündeki hayvanlardan değil, “bir hayvanın üstündeki hayvanlardan söz edile bilir. Adanın aslında bir balina olduğunun keşfi, diğerleri gibi bir hayvanın söz konusu olduğunu, yani hayvanlar ve adalar olmak üzere farklı yapıda iki en firenin var olmadığı nı “diğer bir hayvanın üstünde” yaşayan hayvanlar olmak üzere aynı yapıda entitelerin var olduğunu bize gösterir; artık, suyun üstünde yükselen bir kara parçasına referans yapmaya gerek kalmaz.
Einstein da aynı şekilde, alanların, bir kutu-uzayda yaşamasının gerekmediğini, zira onların “birbiri üstü ne binerek” yaşayabildiğini anlamıştır. Newton’in dün yası hayvanlara mesken olan ada gibiydi; yani, sabit, durağan, hareketsiz bir ada. Einstein ise aslında Newton’in yanıldığını ortaya koydu: Uzay, alanlardan ve yer değişti ren parçacıklardan çok farklı bir şey değildir. Bilâkis, diğerleri gibi o da bir alandır. Hareket edebilir, dalgalana bilir, eğilebilir ve onun davranışı tam da elektromanyetik alanlar gibi denklemler (Einstein denklemleri) tarafından çekip çevrilir.
Tabi ki kütle çekimi alanının modifikasyonlan bizim fenomenler basamağımız açısından öylesine zayıftır ki uzay bize mükemmelen homojen ve tıpkı hayvanlar adasındaki balinanın sırtı gibi düz gelir. Nasıl ki bir A-4 kâğıdının pürüzlerini parmağımızla hissedemiyorsak aynı şekilde uzayın yapısı da algımızdan kaçar. Ama hayli dakik âletlerle uzay-zamanın “ dalgalanmaları “nı görüyoruz. Kısacası, “uzayda/uzayın içinde alanlar” değil, “alanların üstünde alanlar” vardır.
İşte, Einstein’m genel görelilik diye adlandırılan teori si budur. “Görelilik/izafiyet” söz konusudur, çünkü nesneleri uzayda belli bir yerde konumlamak artık mümkün değildir; sadece diğer nesnelerin konumlarına göre, yani öbürlerine “izafen” bir konumlama mümkündür. Ve de bir “genel” görelilik söz konusudur, zira teori, kütle çe kimi kuvveti teorisi olarak doğar; onun önemi de uzay mefhumunu dönüşüme uğratması ve dolayısıyla da top- yekûn hâliyle fiziksel dünyaya dair kavrayışımızı değiştirmesi oranında “genel”dir.
Bu teori çok güzeldir, ama anlamak zordur. Kesin formülasyonu için karmaşık bir matematik (bir kutu uzay da değil, başka alanlar üstünde yaşayan alanları açıkla yan düzeyde bir matematik) gereklidir. Ama teori iyi anlaşıldığında, insan onun yalınlığına ve kavramsal açıklığına hayran olur. Başlangıcında birbirinden kopuk duran kavramlar -uzay, kütle çekimi kuvveti, alanlar- tek bir yalın entitenin nice farklı veçhesi hâline gelir: Kütle çekimsel alan Einstein bu teoriyi nasıl buldu? Einstein’ın çalışmalarında deneyin/deneyimin zayıf bir rol oynadığı ve onun keşiflerinin “saf/katışıksız düşüncenin sonuçları olduğu şeklindeki yaygın fikre itiraz edeceğim. Genel görelilik Einstein’m saf/katışıksız bir yaratısı gibi görülür: Uzayın yapısı hakkında muhakeme ederek büyük dâhi uzayın eğri olduğunu anlar, bir tutulma boyunca yıldızların görünen yer değiştirmelerini hesaplar haklı çıkar! İşler böyle olup bitmiş değildir. Einstein teorilerini yoktan var etmemiştir. Onun çalışma tarzı, yaşadığı çağdaki yerleşik teorileri çok ciddiye almak ve o teoriler arasındaki görünür çelişkiler üstüne, yani özel görelilik hakkındaki 1905’teki keşfi bakımından Maxwell’in teorisiyle Galilei-Newton mekaniği arasındaki çelişkiler üstüne ve de genel görelilik hakkındaki 1915’teki keşfi bakımından Newton’ın kütle çekimi teorisi ile özel görelilik arasındaki çelişkiler üstüne yoğunlaşmaktadır. Einstein bu teorilerden, onları kapsayan yeni bir kavramsallaştırma bulmak üzere bir temel gibi faydalandı. Mevcut teoriler Einstein için, tıpkı Kepler’in ve Galilei’nin teorilerinin Newton için temel malzemeyi oluşturmasındaki gibi, bir yapı inşa etmek üzere kullanılan deneyim verileri rolünü oynar. Tıpkı Newton’m keşifleri gibi Einstein’ın saf/katışıksız spekülasyonlar olmanın uzağındaki keşifleri, her ne kadar deneyim verileri, önceden var olan teoriler hâlinde hâlihazırda yapılanmış olsa bile, çok güçlü bir şekil de ampirizme tutunmaktadır