Gezegenlerin, güneşin, yıldızların ve daha pek çok şeyin bir hiçlik üzerinde hareket etmesini beynimiz kavramakta güçlük çekiyor.
Eskiler, Aristo’dan gelen bir fikirle, “boşluk” diye bir şey olmayacağına inanırlardı, o yüzden gezegenlerin, güneşin, yıldızların ve evrendeki bütün şeylerin “eter” adını verdikleri bir “şey”in içinde hareket ettiğini düşünürlerdi.
Eter, hiç kuşku yok insan zihninin ürettiği bir şey. Albert Einstein’dan beri ona “Uzay-zaman” adını veriyoruz. Einstein, “eter”i daha matematiksel olarak tanımlanabilir şey şeye dönüştürdü; çok boyutlu geometrinin dördüncü boyutu yani.
İngilizce’de bazen uzay-zaman anlatılırken “Fabric of space-time” kalıbı kullanılıyor. Buradaki “fabric”in “kumaş” anlamına geldiğini düşünen bir tanıdığım var. Oysa “fabric” orada kumaş değil de bir çeşit doku anlamına geliyor.
Bu “doku” meselesi, kütle çekimi söz konusu olduğunda sahiden kafa karıştırıyor. Çünkü kütle çekimi, çok büyük kütlelere sahip cisimlerin uzay-zamanı “bükmesi” anlamına geliyor.
Peki ama “bükülen” eğer bir “kumaş” değilse ne? Uzay zaman, salt matematiksel bir varlıksa, hiçbir şeyin de bükülmemesi gerekmez mi? Oysa ortada sahiden bükülen bir şey olduğunu taa 1919 yılından beri biliyoruz. Teorik olarak düz bir çizgi üzerinde gitmesi gereken ışık, büyük kütleli şeylerin yakınından geçecek olursa hafifçe yön değiştiriyor. Yani kütle çekiminin etkisine giriyor.
Geçen hafta biraz kara delikleri konuştuk. Kara delik, çok büyük bir kütlenin uzay-zamanın belli bir bölgesini sonsuz derinlikte bir çukur haline getirmesi. Orada uzay-zaman sonsuz biçimde bükülüyor, tam da o sebeple o “delik”ten dışarıya ışık hızında yolculuk yapsa dahi hiçbir şey çıkamıyor. (Geçen hafta anlattığım teorik ‘Hawking Radyasyonu’ hariç.)
Veya örneğin “Evren genişliyor” deniyor. Genişleyen ne? Çok uzak galaksilerin daha da uzağa gitmesini mi kastediyoruz genişleme derken, yoksa üfleye üfleye şişen bir balonun büyümesi gibi bir yüzeyin de genişlemesini mi?
Daha önce yeni yıl vesilesiyle yazmıştım, bu evrende her şey bize çok muazzam gelen hızlarda hareket halinde. Örneğin dünyamız kendi ekseni etrafında saatte 1666,6 kilometre hızla dönüyor. O hızda hareket eden hiçbir şeye binmediğinizi düşünüyor olabilirsiniz ama aslında o hızda hareket ediyorsunuz. Daha da fazlası var: Dünyamız da güneşin etrafında saatte 108 bin kilometre hızla hareket ediyor. Güneşimiz galaksinin etrafında, galaksimiz de evrende çok daha yüksek hızlarda yol alıyor.
Bütün bu hızlı hareketlerin arkasındaki motor ise kütle çekim gücü. Peki ama kütle çekim gücü ne? Nasıl çekiyor veya (bazı durumlarda olduğu gibi) itiyor?
Einstein’ın genel görelilik teorisini şu cümlede özetleyenler var: “Uzay-zaman kütleye nasıl hareket edeceğini söyler, kütle de uzay-zamana nasıl büküleceğini…” İşte birbirine bağlı bu iki hareketi yöneten şey de kütle çekim kuvvetidir.
Bütün evreni yöneten temel güç olan kütle çekimi aslında çok da zayıf bir güç. Olduğunuz yerde zıplayabiliyorsunuz örneğin. Ama çok da yükselemiyorsunuz; çünkü siz zeminden uzaklaştıkça dünyanın size uyguladığı çekim gücü daha fazla kollektif hale geliyor. Dünyadan ayrılıp uzaya gidebilmek için sizi muazzam bir hıza ulaştıracak kadar enerjiye ihtiyacınız oluyor.
Yani bu güç, küçük, lokal bir yerde çok zayıf ama kollektifleştikçe güçleniyor. Bir galaksinin toplam çekim gücünü düşünün, bir diğer galaksiyi kendisine doğru çekebiliyor. (Bizim Samanyolu galaksimizle komşumuz Andromeda uzak bir gelecekte birbirlerine çarpacaklar, çünkü birbirlerini çekiyorlar.)
Biliyorsunuz, LIGO ve VIRGO adı verilen iki önemli “külte çekimi gözlemcisi” var. Bunlar kocaman birer L harfi şeklindeki beton tüneller. Tünelin içinde lazer aynalar arasında dolaşıyor. Işık hızını ve lazerin yol aldığı mesafeyi bildimiz için ışığın bir tam turunu ne kadar sürede tamamlayacağını biliyoruz. Bu süre uzar veya kısalırsa, o tünelden bir kütle çekim dalgası geçtiğini anlıyoruz. Evet, uzaydan gelen kütle çekim dalgaları bizim de içimizden geçip gidiyor. Her geçişinde boyumuz ve enimiz biraz uzuyor veya kısalıyor.
Peki bu kütle çekim dalgaları neyin üzerinde gidiyor? Daha çarpıcısı şu: Bu dalgaların aynı zamanda enerji taşıdığını veya içerdiğini de biliyoruz, o enerji ne oluyor?
Biz tabii LIGO ve Avrupa’daki kardeşi VIRGO’da sadece devasa boyutlardaki kütle çekim dalgalarını saptayabiliyoruz. Ama bu dalgaların aslında her büyüklükte olduğunu da kabul ediyoruz. (Yanınızdan bir büyük kamyon geçtiğinde mesela size kütle çekim dalgası uygular, boyunuzu ve eninizi kısaltır ya da uzatır.)Yani kütle çekim dalgaları her an ve her yerde varlar aslında.
İşte o dalgalar veya o güç, “zaman” adını verdiğimiz şeyi de uzatma veya kısaltma yetisine sahip.
Tam da bu sebeple Einstein, “Zaman, saatin ölçtüğü şeydir” demişti. Zaman, sabit bir şey değil. Etrafımızdaki devinimin hızı. O hız arttıkça yavaşlıyor, azaldıkça hızlanıyor.
Peki uzay-zaman ne? Oraya gelemedik bile…
