Bu yazımızda uzay Uzay-Zaman Bükülmesi teorisinden ve karadeliklerden bahsedeceğiz ve popüler inancın aksine karadeliklere yolculuk yapan uzay araçlarının başka evrenlere, uzayın başka bir yerine veya başka “boyut”lara gidemeyeceğini anlayacağız. Zaten “başka boyutlar” ifadesi boyut kavramının yanlış kullanımıdır. Uzayda zamanı da sayarsak sadece 4 boyut vardır onlarda cisimlerin pozisyonlarını ve büyüklüklerini ifade etmek için kullanılır. Başka boyut olarak ifade edilen 5. ve 6. boyut veya 0. boyut, başka evrenler veya paralel evrenler sadece hayal ürünüdür ve sadece fantastik filmlerde olur ki bu filmler yine başka bir yazının konusu olacaktır.

Konuyu fazla dağıtmadan Bilimde Bilgi Kirliliği – Uzay-Zaman Bükülmesi başlıklı yazımıza devam edelim.

Bir yazının, bir düşüncenin paylaşımında aktaranın ne kadar anlattığından daha çok anlayanın ne anladığı önemlidir. Haliyle bazı konularda ortak bir anlayışımızın olması lazım. Yazıma da Uzay-Zaman nedir bunu açıklayarak başlayacağım.

Uzay-zaman nedir?

Uzayın 3 boyutlu olduğunu ilkokuldan beri öğrenmekteyiz. Bu 3 boyut en, boy ve yüksekliktir. Yine bu üç boyut bir cismin belirli bir noktaya göre uzaklığını da ifade eder ki, bu ifade x, y ve z olarak bahsettiğimiz 3 eksendir. Ancak 10 Mart 2019 tarihli yazımda tartıştığımız zamanın göreliliğine göre gözlemci bir cismin görüntüsünün mutlak zamana göre geçmişteki halini görmektedir. O halde bu cismin uzaklığı sadece x, y ve z’ye bağlı değil, zamana yani t’ye de bağlıdır. Uzay-zaman ikilisi, uzayı ifade eden x,y ve z eksenleri ve zamanı ifade eden t ekseninin birleşimidir ki bu bakış açısıyla bakarsak evrenimiz aslında 3 değil 4 boyutludur.

Peki Uzay-Zaman Bükülmesi Nedir ve Bu Fikir Neden Ortaya Atılmıştır

Işığın bulunduğu ortama göre (uzay, hava, su, cam, vb.) hızı çok küçük miktarda değişse de ışığın hızını (uzaydaki hızı yani 299.792.458 m/s olarak) sabit kabul ederiz. Buna ek olarak bilindiği üzere ışık her zaman doğrusal bir yol izler. Bunlar fizikte kabul edilmiş gerçeklerdir.

Ancak ışığın doğrusal olarak ilerlemesi Einstein tarafından teorik olarak sorgulanmış ve O bir çok fiziksel denklem üzerinde 10 yıl süren bir çalışma yaptıktan sonra şu fikri ortaya atmıştır: “Çok büyük kütleli olan cisimlerin yakınından geçen ışık doğrusal ilerlemeyecek, bükülecektir.”.

Burada bir problem vardır ki, yukarıda bahsedildiği gibi ışık her zaman doğrusal olarak hareket ediyorsa büyük kütleli cisimlerin yakınında ışığın bükülmesi teorik denlemler dışında nasıl ispat edilecektir? Einstein’ın bu fikri deneysel olarak ispat edilemedeği için fizik alanında çalışan çoğu bilim adamı tarafından eleştirilmiştir. Ta ki, Arthur Eddington bunu ispat edene kadar.

Arthur Eddington’ın İspatı

Arthur Eddington belirli bir anda Dünya’ya göre Güneş’in arkasında kalacak bir yıldızın görüntülenmesi durumunda ışığın bükülmesi fikrinin ispat edileceğini öngördü. Bunun için Güneş tutulmasını bekledi çünkü Güneş’ten yayılan ışık Güneş tutulması gerçekleştiğinde arkasındaki yıldızlardan gelecek olan ışıkları boğmayacağından dolayı bükülen ışıklar gözlemlenebilecekti. Eddington 29 Mayıs 1919’daki Güneş tutulmasında Afrika’ya gitti. O gün tam tutulma Afrika’dan gözlenebilecekti. Bu güneş tutulması esnasında ışığın doğrusal hareket etmesi durumunda dünyadan gözlemlenemeyecek olan Güneş’in arkasında kalan yıldızlardan gelen ışıkları görüntüleyebildi ve Einstein’ın fikri ispat edilmiş oldu.

Işığın Doğrusal Hareketini Bozup Bükülüyor Olması ne Anlama Geliyor?

Einstein ve Eddington’a göre ve ispatlandığı üzere ışık her zaman doğrusal bir yol izlememektedir. Bunu fiziksel olarak ifade ederken uzay-zamanın büküldüğünü söylemişlerdir.

Bu teorinin popüler açıklaması şudur: Uzayı çarşaf gibi düşünürsek bu çarşafa yerleştirdiğimiz büyük kütleli cisimler çarşafı alta doğru bükecektir. Işık uzayda yani bu çarşafta sabit bir yönde ilerlerken bu bükülmelerden etkilenir ve yön değiştirir. Bu da demektir ki çok büyük kütleli cisimler diğer cisimlerin görüntülerini daha farklı yerlere kaydırabilir. Eddington’un deneyindeki gibi Dünya’daki bir gözlemci Güneş’in arkasında olan bir yıldızı gerçekte gözlemleyemeyecekken (çünkü gözlemciye göre ışık doğrusal hareket eder), gerçekte olduğundan daha farklı yerde ve daha farklı uzaklıkta olarak gözlemleyebilir. Bu bükülmenin (ışığın izlediği yol yıldızın ve Güneş’in kütle merkezlerinden geçen bir doğruya paralel olmadığı sürece) sadece 2 boyutlu olduğunu düşünmeyin. Işık 3 boyutlu bir şekilde Güneş’in kütle merkezine doğru bükülür.

Dünyadaki gözlemciye göre Güneş’in arkasında kalan yıldız, Güneş’in uzay-zamanı bükmesiyle Dünya’daki bir gözlemci tarafından gözlemlenebilmiştir.

Uzay-Zamanın Bükülüyor Olmasının Başka Bir Açıklaması Daha Olabilir mi?

Bir diğer açıklama ise fiziğe göre ışığın bir kütlesi olmasına (yani ışığın hem bir dalga hem de bir parçacık olarak davranıyor olmasına) dayanır. Işık doğrusal bir şekilde hareket ederken Güneş’in kütle çekiminden etkilenerek Güneş’in kütle merkezine doğru bükülecek ve uzayda sapmaya uğrayacaktır. Deneydeki gibi Güneş’in kütlesi Güneşin yakınlarında öyle bir kütle çekim yaratmaktadır ki ışığı kendine doğru çekmiştir. Bu sayede de yıldızdan gelen ışık Dünya’mızdaki bir gözlemci tarafından gözlemlenebilmiştir.

Dünyadaki gözlemciye göre Güneş’in arkasında kalan yıldız, Güneş’in kütle çekimi ile ışığı bükmesi sayesinde Dünya’daki bir gözlemci tarafından gözlemlenebilmiştir.

Sonuç olarak uzay-zamanın bükülmesi ışığın Güneş’in kütlesinden “bir şekilde” etkileniyor olmasını açıklamak için ortaya atılmış fikirdir. Bu bükülme uzay-zamanın “gözlemciye” bükülmesi ile alakalı olabileceği gibi kütle çekimi ile de olmuş olabilir ki iki fikir de aynı kapıya çıkar: Uzay-Zamanın “ışık ile evreni gözlemleyen gözlemciye göre” bükülüyor olması.

Peki Karadelikler Bu Senaryoda Nerededir?

Karadelik Nedir?

Karadelikler isminden anlaşılmayacağı üzere aslında delik değildir. Karadeliklere ilk olarak karadelik denilmesinin sebebi gökyüzü incelenirken gökyüzünün bazı dairesel bölgelerinde hiçbir yıldızın olmaması bilim adamlarının dikkatini çeker ve bu bölgelere karadelik denilir. Daha sonra bu karadeliklerin aslında çok büyük yoğunluğa ve kütleye sahip yıldızlar olduğu farkedilir ancak isimleri aynı kalır.

Karadelikler Nasıl Oluşur?

Yeni oluşan yıldızlar uzaydaki büyük gaz bulutlarının (örneğin çok sayıda hidrojen moleküllerinin) bir merkezde dağılmaları ile oluşan kütle çekiminin etkisiyle bu merkezin içine doğru çekilirler ve bir araya gelirler. Bu kütle çekimi o kadar büyük bir hale gelir ki hidrojen atomları normal şartlarda davrandıkları gibi davranmazlar, bu atomlar birleşirler. Periyodik tablodan hatırlayacağımız üzere hidrojen atomlarında bir tane proton bulunmaktadır. İki hidrojen atomu birleşimi ile de 2 protona sahip helyum atomları oluşur, yoğunluk daha da artar. Daha sonra helyum atomları birleşerek berilyum atomları oluşur ve bu böyle devam eder. Gittikçe yoğunlaşan yıldızların en sonunda iki seçenekleri kalır: patlamak veya daha da yoğunlaşarak çok yüksek yoğunluğa ve kütleye sahip olup kütle çekimlerinin de etkisiyle patlayamayarak karadelikleri oluşturmak.

Kara delikler yüksek yoğunluklu ve etrafında çok büyük kütle çekimine sahip olan yıldızlardır. Karadeliklerin kütlelerine göre belirli bir uzaklığına kadar yaklaşan herşey ışık bile olsa karadeliğin içine gömülür.

Gözlemciye göre bir karadeliğin arkasında kalan evrenin bu kısmı boştur, çünkü bu gözlemciye göre karadeliğin arkasında kalan herşeydenden gelecek olan ışık karadeliklere belirli bir ölçüde yakınsa karadeliğin içine çekilir ve onları göremeyiz ya da yeteri kadar uzaksa ışığın bükülmesi ile bu varlıklar çok farklı yerlerde gözlemlenir. Bu açıdan yaklaşınca bu kara deliklere girip başka bir yerden çıkma fikri ne kadar anlamsız gelmektedir değil mi? Karedeliklerin yakınına bile yaklaşırsanız bu yıldızın içine gömülür, zaten daha yaklaşamadan ölürsünüz.

Son Olarak

Bu yazıda anlatmaya çalıştığım gibi karadelikler ve uzay-zamanın bükülmesi o kadar karmaşık fikirler değildir. Her şey sadece kütle çekim ve yoğunlaşan yıldızlarla akalıdır. Peki fantastik filmlerde hayal gücünün sınırı olmamasından dolayı bilimi aşabilirler ancak bilim adamları uzay-zamanın bükülmesinden ve karadeliklerden bahsederken neden zaman yolculuğu ile ilgili fikirler de ortaya atarlar. Bu da başka yazımızın konusu olacaktır.

CEVAP VER

Lütfen yorumunuzu giriniz!
Lütfen isminizi buraya giriniz