Albert Einstein Kimdir? (1879 -1955) 

Albert Einstein, Güney Almanya’nın Ulm şehrinde dünyaya geldi. Küçük bir elektrokimya fabrikasının sahibi olan babası başarılı bir iş adamı değildi. Annesinin dünyası müzikti; bilhassa Beethoven’in piyano parçalarını çalmak en büyük ihtirasıydı. Aile Musevî orijinliydi, fakat dinsel bağnazlıktan uzak, açık görüşlü, kültürel etkinliklerle zengin bir hayat içindeydi. Ne var ki, çocuğun ilk senelerdeki gelişmesi kaygı vericiydi. Özellikle konuşmadaki gecikmesi aileyi telaşa düşürmüştü.

Albert Einstein, içine kapanıktı; çocukların arasına katılmaktan, oyun oynamaktan hoşlanmıyordu. Okulu sıkıcı buluyor, ezberden dayanan eğitim disiplinine katlanamıyordu. “Gimnazyum”da geçen orta öğrenimi mutsuz ve başarısızdı. Mühendis amcasının özel alakası olmasaydı, belki de öğrenimden tümüyle kopacaktı. Amca, yeğene cebir ve geometriyi sevdirdi. Geometri bilhassa Albert’i bir tür büyülemişti.

Albert Einstein, yıllar sonra amcasına borcunu şöyle ifade eder: “Çocukluğumda yaşadığım iki ehemmiyetli olayı unutamam. Biri, beş yaşımda iken amcamın armağanı pusulada bulduğum gizem; ötekisi on iki yaşımda iken tanıştığım Öklit geometrisi. Gençliğinde bu geometrinin büyüsüne girmeyen bir kimsenin ilerdi teorisel bilimde parlak bir atılım yapabileceği hiç beklenmemelidir!”

Einstein, yüksek öğrenimini güç şartlara göğüs gererek Zürih Teknik Üniversitesi’nde yapar. Mezun olduğunda iş bulmak meselesiyle karşılaşır. Üniversitede asistanlık bir yana orta okul öğretmenliği dahi bulamaz. Nihayetinde bir okul arkadaşının yardımıyla Bern Patent Bürosu’nde sıradan bir işe yerleşir; ama asıl dünyası olan bilimden kopmaz; çok geçmeden büyüsü bugün de süren devrimsel atılımlarıyla yaratıcı dehasını ispat eder. 1905’te Annalen der Physik mecmuasında yayımlanan üç çalışmasının her biri, fizik tarihinde bir dönüm noktası sayılabilecek nitelikteydi.

Bunlardan biri, şimdi “fotoelektrik tesir” dediğimiz bir olaya aitti. Newton, ışığı tanecikler akımı, bir takım bilim insanları ise dalga devinimi diye nitelemişti. Aslında ışığın davranışını izahta iki teorinin birbirine bir üstünlüğü yoktu; ancak, Newton’un isimi parçacık teorinine bir tür ağırlık sağlamaktaydı.

Ne var ki, 19. asrın başlarında Young’la başlayan, Fresnel ve daha sonra Faraday ve Maxwell’in çalışmalarıyla pekişen deneyler dalga teorinine bariz bir üstünlük sağlamıştı. Einstein’ın fotoelektrik çalışması bu gelişmeyi bir bakıma tersine çevirmekle kalmaz, Planck’ın 1900’de ortaya sürdüğü kuantum kuramını de çarpıcı bir biçimde doğrular.

Daha az bilinen ikinci çalışma “Brown devinimi” tecrübe et bir olayı izah ediyordu. 1850’lerde İngiliz botanikçisi Robert Brown, mikroskopla polenleri incelerken, taneciklerin su içinde rastgele sıçramalarla devinim içinde olduğunu gözlemlemişti. Ancak bu gözlem 1905’e dek izahsız kalır.

Einstein’ın bugün de geçerliliğini savunan izahı oldukça kolaydır: Son derece hafif olan polenlerin ani kımıltıları, su moleküllerinin çarpmalarıyla oluşuyordu. Gerçi molekül kavramı yeni değildi; ancak en kuvvetli mikroskop altında bile görülemeyecek kadar küçük olan moleküllerin varlığı ilk defa bu izahla ispat etmiş oluyordu.

Asrımızın başında Ernst Mach gibi bir takım elit fizikçilerin dahi gözlemsel ispat yokluğu gerekçesiyle atom kuramına uzak durdukları bilinmektedir. Öyle ki, bu negatif davranış, gazların kinetik kuramının kurucusu Boltzman’ı intihara sürükleyecek kadar ileri gitmişti. Albert Einstein‘ın izahı, bu tutuma bitirmekle fiziğin içine düştüğü bir tıkanıklığı giderir.

1905’in bilim dünyasına yeni bir ufuk açan üçüncü ve en ehemmiyetli çalışması, Özel Görecelik (Special Relativity) teorisidir. Bu teori, Einstein’ın genç yaşında kendini gösteren bir merakına dayanır. Daha on dört yaşında iken Einstein, “Bir ışık ışınına binmiş olsaydım, dünya bana nasıl görünürdü, acaba?” diye sormuştu.

19. asrın sonlarında ışığın hızına ait Michelson-Morley deneyi, bu merakı derinleştiren bir mesele ortaya koymuştu: Ses ve başka dalga olaylarının, tersine ışık hızının referans sistemine görecel olmayışı! Saatte 100 kilometre hızla ilerleyen bir lokomotifin, iki istasyon arasında düdük çaldığını düşünelim. Sesin ön ve arka istasyonlara fark hızlarla erişeceğini biliyoruz: Öndeki istasyona normal ses hızından saatte 100 kilometre daha fazla, arkada kalan istasyona ise saatte 100 kilometre daha yavaş bir hızla erişir. Oysa trendeki insanlar için sesin hızında bir farklık yoktur; ön ve arka uçlara normal hızıyla aynı anda erişir. Sesin hızı gözlemcinin hızına göreceldir.

Işığa gelince Michelson Morley deneyleri, ışığın öyle davranmadığını göstermekteydi. Işık kaynağı ile gözlemcinin birbirine görecel hareketlerine ne olursa olsun ışık hızında bir farklık gözlemlenmemekteydi. Bu beklenmeyen bir neticeydi; zira, sesin hava aracılığıyla dağıldığı gibi, ışığın da “tutsak” tecrübe et gizemli bir ortam aracılığıyla dağıldığı ve gözlemcinin hareketine bağlı olduğu sanılıyordu. Tutsak gözlemlenebilir bir nesne değildi; fakat öyle bir kavram olmaksızın optik olgular nasıl izah edebilirdi? Kaldı ki, Maxwell’in elektromanyetik kuramı de tutsak türünden bir ortam faraziyenine dayanıyordu.

Einstein’ın getirdiği çözüm, deney neticelerini yansıtan şu iki temel ilkeyi içermektedir.

1) Tabiat yasaları ivmesiz hareket eden tüm sistemler için aynıdır;

2) Işığın hızı, kaynağına göre hareket halinde olsun veya olmasın, her gözlemci için aynıdır.

Özel Görecelik Teorisi’nın öncüllerini oluşturan bu iki temel ilke, yeterince anlaşılmadıkça, Einstein devrimini kavramaya imkan yoktur. Teorinin içerdiği tüm önermeler, bu öncüllerin mantıksal neticeleridir. Aslında tecrübi nitelikte olan bu iki ilkenin sebep olduğu teorisel devrim, ilk bakışta şaşırtıcı görünebilir. Fakat neticelerine bakıldığında şaşkınlık, yerini büyük bir hayranlığa bırakmaktadır.

Neticelerden biri, bir gözlemciye bağıl olarak nesnelerin hareketleri istikametinde uzunluklarının kısaldığı, kütlelerinin arttığı öndeyişidir. Mesela, bir topu ışık hızına yakın (yakın, çünkü kurama göre ışık hızını yakalamaya ve aşmaya olanak yoktur) bir hızla uzaya fırlattığımızı düşünelim: Hareket dışındaki bir gözlemci için top bir tepsi gibi yassılaşırken, kütlesi büyük ölçüde artar. Hızı kesildiğinde top, evvelki biçim ve kütlesine döner.

Kurama göre hızı ışık hızına ulaşan bir nesnenin oylumu sıfır, kütlesi sonsuz olur. Ancak öyle bir şey düşünülemeyeceğinden, hiçbir nesnenin ışık hızıyla hareketi beklenemez. Başka bir söylemle, kütle eyleme direnç demek olduğundan, kütlenin sonsuzlaşması hareketin yok olması demektir.

Daha az şaşırtıcı olmayan bir netice da, vaktin görecelliği. Mesela, birbirine tam ayarlı iki saatten birini çok hızlı bir roketle uzaya yolladığımızı düşünelim. Bu saatin yerdeki saate göre daha yavaş çalıştığı görülecektir. Roket saniyede takriben 260,000 km hızla yol alıyorsa, yerdeki saatin yelkovanı iki tam dönüş yaptığında roketteki saatin yelkovanı ancak bir tam dönüş yapacaktır. Oysa rokette bulunan gözlemci için öyle bir yavaşlama mevzubahis değildir; saat normal hızıyla çalışmaktadır. Ne var ki, bu kişi dünyaya döndüğünde kendisini karşılayan ikiz kardeşini daha yaşlanmış bulacaktır.

Kuramdan matematiksel olarak çıkan bu sonuçlar daha sonra deneysel olarak doğrulanmıştır.

Kuramın belki de en ehemmiyetli (atom bombası sebebiyle en çok bilinen) bir sonucu da madde ve enerji eşdeğerliliğine ilişkin denklemdir:

E=mc2(Denklemde E enerji, m kütle, c ışık hızı olarak kullanılmıştır).

Başlangıçta bu aitin ehemmiyeti yeterince kavranmamıştı. Einstein’ın denklemi içeren yazısını yayımlamakta zorlukla karşılaştığını biliyoruz. Oysa küçük bir kütlenin büyük bir enerji demek olduğunu ortaya koyan bu eşitlik yıldızların (aynı zamanda Güneş’in) ışığı nasıl ürettiğini de izah etmekteydi.

Kuramın evren anlayışımız istikametinden de kimi sonuçları olmuştur. Bunlar arasında en ehemmiyetlisi, hiç şüphesiz uzay ve vakit kavramlarını birleştiren dört boyutlu uzay zaman kavramıdır.

Özel Görecelik kuramı düzgün doğrusal (ivmesiz) hareket eden sistemlerle hudutluydu. Einstein’ın 1915’te ortaya koyduğu Genel Görecelik kuramı ise birbirine göre hızlanan veya yavaşlayan (başka bir deyişle ivmeli hareket eden) sistemleri de kapsıyordu. Öyle ki, birinci kuramı, kapsamı daha geniş ikinci kuramın özel bir hali sayabiliriz.

Özel Görecelik, Newton’un mekanik yasalarını değiştirmişti. Genel Görecelik daha ileri gittikçe “gravitasyon” kavramına yeni ve değişik bir muhteva getirmekteydi. Klasik mekanikte gravitasyon, kütlesel nesneler arasında çekim gücü olarak idrak etmişti. Buna göre, sözgelişi bir seyyaresi yörüngesinde tutan şey, kütlesi daha büyük Güneş’in çekim gücüydü.

Oysa, Genel Görecelik teorinine göre, seyyareleri yörüngelerinde tutan şey Güneş’in çekim gücü değil, yörüngelerin bulunduğu uzay kesiminin Güneş’in kütlesel tesirinde oluşan kavisli yapısıdır. Öyle bir uzay yapısında, nesnelerin başka türlü hareketine fiziksel imkan yoktur. Genel teori, ayrı olarak gravitasyon ile eylemsizlik ilkesini “gravitasyon alanı” isimi altında tek kavramda birleştiriyordu.

Bu noktada Einstein’ın, Maxwell’in “elektromanyetik alan” kavramından esinlendiği söylenebilir. Nitekim bilinen bilim tarihçisi I.B. Cohen’in bir hatırası bunu doğrulamaktadır: “Ölümünden iki hafta önce Einstein’ı ziyarete gitmiştim. Sekreter beni çalışma odasına aldı. İki duvar döşemeden tavana kitaplıktı. Bir duvar geniş penceresiyle bahçeye bakıyordu; diğerinde iki tablo asılıydı: Elektromanyetik kuramın kurucuları Faraday ile Maxwell’in portreleri!

Genel Görecelik kuramının tüm mantıksal yetkinliğine rağmen, hemen benimsenmesi bir yana anlaşılması bile kolay olmamıştır. Eddington’a, “kuramı sadece üç kişinin anlayabildiği söyleniyor, doğru mu?” diye sorulduğunda, tanınmış astrofizikçi bir an duraklar, sonra “üçüncü kişinin kim olduğunu düşünüyordum.” der.

Bir kez, Özel kuramın tersine Genel kuram, fizikte çözümü istenen rastgele bir soruna yönelik bir arayışın ürünü değildi. Sonra, kuramı doğrulayan gözlemsel bir kanıt daha ortada yoktu; üstelik, 1915’in teknolojik olanakları kuramın deneysel yoklanması için yeterli değildi. Kuramın öndeyilerinden yalnızca biri yoklanmaya elveriyordu; ancak içinde bulunulan savaş şartları bunu da güçleştirmekteydi.

Einstein, kuramından öylesine emindi ki, deneysel yoklamada ortaya çıkacak negatif rastgele bir neticesi teorinin yanlışlığı için yeterli sayacağını bildirmekten kaçınmıyordu.

Olgusal yoklanmaya elveren öndeyi şuydu: teori doğruysa, Güneş’in gravitasyon alanından geçen bir ışık ışınının, eğrilmesi gerekirdi. Bu tesiri gündüz aydınlığında belirlemeğe imkan olmadığı için, Güneş’in tutulmasını beklemekten başka çare yoktu.

Astronomlar Güneş’in 1919 Mayıs’ında tutulacağını, gözlem itibariyle en uygun yerin Afrika’nın batısında Prens Adası olabileceğini bildirmişlerdi. Eddington’un önderliğinde bir grup bilim insanının gerçekleştirdiği gözlem ve ölçmeler öndeyiyi doğrulamaktaydı. Netice İngiliz Krallık Bilim Akademisi tarafından izah edir izah etmez bilim dünyası bir tür büyülenir; Albert Einstein, Newton düzeyinde bir yücelik sembolüne dönüşür.

Kuram daha sonra başka gözlemlerle de doğrulanmıştır. Bunlardan biri izah etmesinde klasik mekaniğin yetersiz kaldığı bir olaya (Merkür seyyaresinin perihelisinin kaymasına), bir diğeri, Güneş (ve diğer yıldız) atomlarının saçtığı ışığın frekans düşüklüğü nedeniyle spektral çizgilerin spektrumun kırmızı ucuna doğru kayması olayına ilişkindir.

Özel Görecelik kuramı gibi Genel Görecelik kuramının da ilk bakışta çelişik görünen enteresan sonuçları vardır. Örneğin, kurama göre, evren büyüklük bakımından sonlu ama sınırsızdır. Gene kuram evrenin giderek ya büyümekte veyahut küçülmekte olduğunu içermektedir (Nitekim yıldız kümeleri üzerindeki gözlemler evrenin büyümekte olduğunu göstermiştir).

Albert Einstein, bu kuramıyla da kanaat etmez; yaşamının son otuz senenini daha da kapsamı geniş bir kuram oluşturma gayretiyle geçirdi. Evrende olup bitenleri bir tek ilke altında izah etmek, insanoğlunun, kökü klasik çağa inen değişmez bir arayışıdır. Thales tüm varlığı suya, Pythogoras sayıya indirgeyerek izaha çalışmıştı.

Çağdaş çağda Oersted, Faraday ve Maxwell’in elektrik ve manyetik güçleri özdeşleştirme yoluna gittiklerini görüyoruz. Einstein’ın da ömür boyu süren düşü buna yönelikti: Doğanın tüm güçlerini (gravitasyon, elektrik, manyetizma, vb.) “birleşik alanlar” dediği temel bir ilkeye bağlamak. Bu düşün gerçekleştiği söylenemez belki; ama Einstein, modern fiziğin egemen akımı dışında kalma pahasına, umudundan asla vazgeçmez. Evrenin nedensel düzenliliği onda bir tür dinsel inançtı. “Seçeneğim kalmasa, tabiat yasalarına bağlı olmayan bir evren düşünebilirim belki; ama doğa yasalarının istatistiksel olduğu görüşüne hiçbir zaman katılamam. Yaradan, zar atarak iş görmez!” diyordu.

Kuantum mekaniğini yetersiz ve geçici sayan çağımızın (belki de tüm çağların) en büyük bilim dehası, kendi yolunda “yalnız” bir yolcuydu; çocukluğa has saf ve yalın merakı, evren karşısında derin hayret ve tükenmez heyecanıyla ilerleyen bir yolcu!

diğeri on iki yaşındayken tanıştığım Öklit geometrisi. Gençliğinde bu geometrinin büyüsüne kapılmayan bir kimsenin, ileride kuramsal bilimde parlak bir atılım yapabileceği hiç beklenmemelidir!” sözleri ile izah etmiştir.

Bunlar da hoşunuza gidebilir...

Bir Cevap Yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir