Albert Einstein Ve İzafiyet Teorisi

436

Yirminci yüzyılın en büyük bilim adamı ve tüm zamanların en üstün zekalarından biri olan Albert Einstein, ününü görelilik (izafi­yet) kuramına borçludur. Aslında iki teori söz konusudur: 1905’te formülü ortaya konan özel görelilik kuramı ve 1915’te formüle edi­len genel görelilik kuramı, ki bunu “Einstein’ın yerçekimi kanunu” olarak adlandırmak daha uygun olacaktır.

Bilinen bir mesel, “her şey görecelidir” der. Ancak Einstein’ın kuramı bu beylik felsefi söylemin tekrarı değil, bilimsel ölçümlerin ne şekilde göreceli olduğunun tam bir matematiksel ifadesidir. Öz­nel zaman ve uzam algılamalarının gözlemciye bağlı olduğu açık­tır. Ama Einstein’dan önce insanların çoğu bu öznel izlenimlerin arkasında, duyarlı aletlerin nesnel olarak ölçülebileceği gerçek me­safeler ve bir mutlak zaman bulunduğuna inanıyorlardı. Einste­in’ın kuramı, mutlak zamanın varlığını reddederek bilimsel düşün­ceyi temelden değiştirdi.

Uzay gemisi X, dünyadan saniyede 100.000 km hızla uzaklaşı­yor olsun. Hızı, hem gemideki hem de dünyadaki gözlemciler tara­fından ölçülsün ve ölçümler birbirleriyle tutarlı olsun. Bu arada bir başka uzay gemisi, Y, diğer gemiyle aynı yönde, fakat çok daha yüksek bir hızda hareket ediyor olsun. Dünyadaki gözlemciler uzay gemisi Y’nin hızını ölçerlerse, dünyadan saniyede 180.000 km hızla uzaklaşmakta olduğunu görürler. Y’deki gözlemciler de aynı sonuca varırlar. Şimdi; her iki uzay gemisi de aynı yönde hareket ettiklerine gö­re, hızları arasındaki fark 80.000 km/sn ve daha hızlı giden gemi diğerinden bu hızla uzaklaşıyor gibi görünebilir.

Ancak, Einstein’ın teorisi; gözlemlerin uzay gemilerinde yapıl­ması halinde, her iki gemideki gözlemcilerin aralarındaki mesafe­nin 80.000 km/sn değil de 100 000 km/sn hızla artmakta olduğu konusunda uzlaşacaklarını öngörmektedir.

Şimdi, görünüşte bu saçma bir sonuçtur ve insan burada bir ke­lime oyunu olduğu ya da problemin bazı önemli ayrıntılarından söz edilmediği kuşkusunu duyabilir. Hiç de değil! Sonucun uzay gemilerinin imalat detayları veya ileriye doğru itilmelerini sağla­yan kuvvetlerle hiç ilgisi yoktur. Bu sonuç, hatalı gözlem ya da öl­çüm aletlerinde herhangi bir bozukluktan dolayı da ortaya çıkma­mıştır. Hile yoktur. Einstein’a göre bu sonuç (ki hızın he­saplanmasıyla ilgili formülünden hemen görülebilir) yalnızca za­man ve uzamın doğasından kaynaklanır.

Bütün bunlar son derece teorik görünebilir ve gerçekten de yıllar boyu çoğu insan görelilik kuramını, uygulamada geçerliliği olmayan bir tür “fildişi kule” hipotezi olarak düşünüp kaile almamıştır. Hiro­şima ve Nagazaki’ye atom bombalarının atıldığı 1945 yılından bu ya­na hiç kimse böyle bir hataya düşmemiştir. Einstein’ın görelilik teorisinin sonuçlarından biri, madde ve enerjinin bir anlamda eşdeğer ol­duğu ve aralarındaki bağıntının E=Mc2 formülüyle ifade edilebildi­ğidir. Burada “E”enerji, “M” kütle ve “c” de ışık hızını simgelemektedir. Işık hızı saniyede 300.000 km olduğuna göre c2, yani bu çok büyük sayının kendisiyle çarpımı, muazzam bir sayısal değerdir. Buradan varılacak sonuç da; küçük bir kütlenin enerjiye kısmen dönüşmesinin bile korkunç bir enerji açığa çıkarabileceğidir.

Elbette ki atom bombası veya bir nükleer tesis sadece E=Mc2 for­mülüyle yapılamaz. Atom enerjisinin gelişiminde başkalarının da çok önemli rolleri olduğu akılda tutulmalıdır, ancak Einstein’ın bu konu­ya katkısının ne kadar önemli olduğu tartışılmaz. Dahası; Manhattan projesini başlatarak ilk atom bombasının yapımına yol açan da, Eins­tein’ın 1939’da başkan Roosevelt’e yazdığı, nükleer silahların yapıl­ma olasılığına işaret eden ve bu silahların ABD tarafından Almanlar­dan önce yapılmasının önemini vurgulayan mektubudur.

Özel görelilik ateşli bir muhalefet yarattı ama, bir nokta üzerinde herkes hemfikirdi: Bu ortaya atılmış ve atılacak olan en kafa karıştırı­cı bilimsel kuramdı. Fakat hepsi yanılıyordu; çünkü Einstein’ın genel görelilik teorisinin çıkış noktası, yerçekimi etkisinin bildiğimiz an­lamda “fiziksel güçler”in değil de, uzayın kavisli yapısının bir sonu­cu olduğu önermesidir-hakikaten şaşırtıcı bir düşünce!

Uzayın kavisi nasıl ölçülebilir? Uzayın kavisli olduğunu söyle­mek ne anlama gelmektedir? Einstein böyle bir kuramı geliştir­mekle kalmadı, teorisini matematiksel olarak açıkça ifade etti ve bu ifadeden net önermeler yapılmasını, hipotezin doğrulanmasını sağladı. Daha sonra yapılan gözlemler -en bilinenleri tam güneş tu­tulmaları sırasında yapılmıştır- Einstein’ın denklemlerinin doğru­luğunu tekrar tekrar teyit etmiştir.

Genel görelilik kuramı bazı yönleriyle diğer bütün bilimsel ka­nunlardan ayrı bir yere sahiptir. Öncelikle Einstein kuramını de­neylere değil de -düşünüldüğünde, Antik Yunan düşünürlerinin ve ortaçağlardaki bilim adamlarının da yapmaya çalıştığı gibi- simet­riye ve matematiğin zarafetine dayandırmıştır. (Böylece modern bi­limin deneysel bakış açısının tersine bir tutum izlemiştir.) Fakat, antik Yunan düşünürleri güzellik ve simetri arayışları sırasında deneylerin sınamasından başarıyla çıkabilen bir mekanik kuramı bulamazken, Einstein’ın bulduğu kuram bugüne kadar her sınav­da başarılı olmuştur. Einstein’ın yaklaşımının bir sonucu, genel gö­relilik kuramının, tüm kuramların en güzeli, en zarifi, en güçlüsü ve entelektüel açıdan en doyurucu olanı ilan edilmesidir.

Genel görelilik diğer kuramlardan başka bir yönüyle de farklı­dır. Diğer bilimsel kanunlar yalnızca yaklaşık olarak geçerlidir. Bir çok durumda geçerlidir, ama hepsinde değil. Bildiğimiz kadarıyla genel görelilik kuramının hiçbir istisnası yoktur. Genel göreliliğin önermelerinin belli bir yaklaşıklıkla geçerli olduğu teorik veya de­neysel koşul yoktur. İleride yapılacak deneyler kuramın mükem­mel sicilini bozabilir; ama genel görelilik teorisi şimdiye kadar, bir bilim adamının bugüne dek öne sürdüğü nihai doğruya götüren yaklaşımlar arasında, nihai doğrunun en yakınına ulaşan yaklaşım olma özelliğini korumaktadır.

Einstein, görelilik kuramları nedeniyle meşhur olmakla birlik­te, bilimsel alandaki diğer başarıları O’nun her durumda bir bilim adamı olarak tanınmasını sağlayacak niteliktedir. Hatta, daha önce fizikçilerin kafasını epey karıştıran önemli bir kavram olan “foto­elektrik etki” konusunu açıklayan tebliğiyle Nobel fizik ödülünü kazanmıştır. Bu tebliğde, fotonların yani ışık parçalarının (partikül) varlığını ortaya koydu. Işığın elektromanyetik dalgalardan oluştu­ğu geçişim (interferans) deneyleriyle çok önceden saptanmış oldu­ğundan ve dalga ve partikül birbirine zıt kavramlar oldukları için, Einstein’ın hipotezi klasik teoriden tamamen ve tam ters yönde bir kopma anlamına geliyordu. Fotoelektrik kanunu çok önemli uygu­lama alanları bulduğu gibi, Einstein’ın foton hipotezi, kuantum te­orisinin gelişmesinde en önemli etkiyi yapmış ve bugün bu teori­nin onunla bütünleşen bir parçası olmuştur.

Einstein’ın önemini değerlendirirken Isaac Newton ile bir kar­şılaştırma yapmak aydınlatıcı olacaktır. Newton’un kuramları te­melde anlaşılmaları kolay önermelerdi ve dehası bunları geliştiren ilk kişi olmasında yatmaktaydı. Öte yandan instein’ın görelilik kuramlarının anlaşılması, açıklamaları yapıldığında bile, son dere­ce zordur. Dolayısıyla, bu kuramları ortaya atmak çok daha zor-dur! Newton’un bazı fikirleri döneminde geçerli bilimsel düşünce­lerle şiddetle çelişmekle birlikte, kuramı hiçbir zaman kendi içinde tutarlı olmadığı izlenimini vermemiştir. Öte yandan görelilik kura­mı tezatlarla doludur. İşin başında, fikirleri adı sanı duyulmamış bir gencin henüz doğrulanma aşamasındaki hipotezleriyken; görü­nürdeki bu çelişkiler nedeniyle kuramını bir köşeye atmamış olma­sı da Einstein’ın dehasının bir parçasıdır. Kuramdan vazgeçmek yerine, çelişkileri, bunların yalnızca görünürde var olduğunu ve bunları gidermenin her durumda incelikli ama doğru bir yolu bu­lunduğunu ispatlayıncaya kadar uzun uzun gözden geçirdi.

Bugün Einstein’ın teorisinin temelde Newton’ın teorisine göre daha “doğru” olduğunu düşünüyoruz. Bir çok durumda, Einstein’ın görelilik teorisinin ortaya konulmasındaki payı yüzde yüz değilse de, büyük bir yüzdesinde hakkı olduğu kesindir. Görelilik kuram­larının, aynı derecede önem taşıyan diğer fikirlerin hepsinde oldu­ğundan daha fazla, tek ve olağanüstü bir dahinin yaratısı olduğu­nu söylemek hakça bir yaklaşım gibi görünmektedir.

Einstein 1879’da Almanya’nın Ulm kentinde doğdu. Orta öğre­nimini İsviçre’de yaptı ve 1900 yılında İsviçre vatandaşı oldu. Dok­torasını 1905 yılında Zürih Üniversitesi’nde tamamladı. Ancak o za­manlarda bir akademik konum edinemedi. Aynı yıl özel görelilik, fo­toelektrik etki ve Brown hareket kuramı üzerine tebliğlerini yayınla­dı. Bu tebliğler, özellikle de göreIilikle ilgili olanı, birkaç yıl içinde O’nun dünyanın en zeki ve özgün bilim adamlarından biri olarak ün kazanmasını sağladı. Kuramlarına karşı güçlü muhalefet oluştu.

Darwin’in dışında hiçbir bilim adamı Einstein kadar muhalefet ya­ratmamıştı. Buna rağmen 1913’te Berlin Üniversitesi’nde profesörlüğe atandı, aynı zamanda Kayzer Wilheim Fizik Enstitüsü direktörü ve Prusya Bilim Akademisi’nin üyesi oldu. Bu konumlar O’na -ister­se- vaktinin tamamını araştırmalarına verebilme serbestliği getirdi.

Alman devleti O’na sunduğu bu son derece cömert olanaklar­dan hiç pişman olmadı; çünkü Einstein, yalnızca iki yıl sonra genel görelilik teorisinin formülünü ortaya koymayı başardı ve 1921’de Nobel ödülünü aldı. Hayatının ikinci yarısında dünyaca tanınan bir bilim adamıydı, belki de gelmiş geçmiş en ünlü bilim adamı.

Einstein Yahudi olduğundan Almanya’daki konumu Hitler’in güç kazanmasıyla birlikte güvenli olmaktan çıktı. 1933’te İleri Araştırmalar Enstitüsü’nde çalışmak üzere Princeton, New Jer­sey’ye taşındı ve 1940’da Amerikan vatandaşı oldu. Einstein’ın ilk evliliği boşanmayla sonuçlandı, ikincisi ise göründüğü kadarıyla mutlu bir evlilikti. İki oğlu oldu. 1955’te Princeton’da öldü.

Einstein çevresindeki dünyanın insanlarla ilgili yanına da her zaman ilgi duydu ve siyasi konulardaki görüşlerini sık sık ortaya koydu. Siyasal despotluğun kararlı bir karşıtıydı, ateşli bir savaş karşıtı ve Siyonizm’in sıkı bir savunucusuydu. Giyim kuşam ve sosyal eğilimler konusunda tescilli bir bireyselciydi. İnce bir mi­zah anlayışına sahipti, kendisine yakışan bir alçakgönüllülüğü var­dı, keman konusunda da bayağı yetenekliydi. Newton’ın mezar ta­şındaki yazı Einstein’a belki de daha çok uymaktadır:
“İnsan ırkı bu kadar büyük bir ziynete sahip olduğu için ölüm­lüler bayram etsinler.”

Kaynak : Michael H. Hart- Dünya Tarihine Yön Veren En Etkin 100. 

HENÜZ YORUM YOK

CEVAP VER