Reklam
Google onay

Bilim

Albert Einstein




Albert Einstein (1879 -1955)
 
Albert Einstein, Guney Almanya'nin Ulm kentinde dunyaya geldi. Kucuk bir elektrokimya fabrikasinin sahibi olan babasi basarili bir is adami degildi. Annesinin dunyasi muzikti; ozellikle Beethoven'in piyano parcalarini calmak en buyuk tutkusuydu. Aile Musevi kokenliydi, ama dinsel bagnazliktan uzak, acik goruslu, kulturel etkinliklerle zengin bir yasam icindeydi. Ne var ki, cocugun ilk yillardaki gelismesi kaygi vericiydi. Ozellikle konusmadaki gecikmesi aileyi telasa dusurmustu.
 
Albert, icine kapanikti; cocuklarin arasina katilmaktan, oyun oynamaktan hoslanmiyordu. Okulu sIkici buluyor, ezbere dayanan egitim disiplinine katlanamiyordu. "Gimnazyum"da gecen orta ogrenimi mutsuz ve basarisizdi. Muhendis amcasinin ozel ilgisi olmasaydi, belki de ogrenimden tumuyle kopacakti. Amca, yegene cebir ve geometriyi sevdirdi. Geometri ozellikle Albert'i bir tur buyulemisti.
 
Einstein, yillar sonra amcasina borcunu soyle dile getirir: "Cocuklugumda yasadigim iki onemli olayi unutamam. Biri, bes yasimda iken amcamin armagani pusulada buldugum gizem; digeri on iki yasimda iken tanistigim Oklit geometrisi. Gencliginde bu geometrinin buyusune girmeyen bir kimsenin ilerdi kuramsal bilimde parlak bir atilim yapabilecegi hic beklenmemelidir!"
 
Einstein, yuksek ogrenimini guc kosullara gogus gererek Zurih Teknik Universitesi'nde yapar. Mezun oldugunda is bulmak sorunuyla karsilasir. Universitede asistanlik bir yana orta okul ogretmenligi bile bulamaz. Sonunda bir okul arkadasinin yardimiyla Bern Patent Ofisi'nde siradan bir ise yerlesir; ama asil dunyasi olan bilimden kopmaz; cok gecmeden buyusu bugun de suren devrimsel atilimlariyla yaratici dehasini kanitlar. 1905'te Annalen der PhysIk dergisinde yayimlanan uc calismasinin her biri, fizik tarihinde bir donum noktasi sayilabilecek nitelikteydi.
 
Bunlardan biri, simdi "fotoelektrik etki" dedigimiz bir olaya iliskindi. Newton, isigi tanecikler akimi, kimi bilim adamlari ise dalga devinimi diye nitelemisti. Aslinda isigin davranisini aciklamada iki kuramin birbirine bir ustunlugu yoktu; ancak, Newton'un adi parcacik kuramina bir tur agirlik saglamaktaydi.
 
Ne var ki, 19. yuzyilin baslarinda Young'la baslayan, Fresnel ve daha sonra Faraday ve Maxwell'in calismalariyla pekisen deneyler dalga kuramina belirgin bir ustunluk saglamisti. Einstein'in fotoelektrik calismasi bu gelismeyi bir bakima tersine cevirmekle kalmaz, Planck'in 1900'de ortaya surdugu kuantum teorisini de carpici bir bicimde dogrular.
 
Daha az bilinen ikinci calisma "Brown devinimi" denen bir olayi acikliyordu. 1850'lerde Ingiliz botanikcisi Robert Brown, mikroskopla polenleri incelerken, taneciklerin su icinde gelisiguzel sicramalarla devinim icinde oldugunu gozlemlemisti. Ancak bu gozlem 1905'e dek aciklamasiz kalir.
 
Einstein'in bugun de gecerliligini koruyan aciklamasi oldukca basittir: Son derece hafif olan polenlerin ani kimiltilari, su molekullerinin carpmalariyla olusuyordu. Gerci molekul kavrami yeni degildi; ancak en guclu mikroskop altinda bile gorulemeyecek kadar kucuk olan molekullerin varligi ilk kez bu aciklamayla kanitlanmis oluyordu.
 
Yuzyilimizin basinda Ernst Mach gibi kimi seckin fizikcilerin bile gozlemsel kanit yoklugu gerekcesiyle atom teorisine uzak durduklari bilinmektedir. Oyle ki, bu olumsuz tutum, gazlarin kinetik teorisinin kurucusu Boltzman'i intihara surukleyecek kadar ileri gitmisti. Einstein'in aciklamasi, bu tutuma son vermekle fizigin icine dustugu bir tikanikligi giderir.
 
1905'in bilim dunyasina yeni bir ufuk acan ucuncu ve en onemli calismasi, Ozel Gorecelik (Special Relativity) kuramidir. Bu kuram, Einstein'in genc yasinda kendini gosteren bir merakina dayanir. Daha on dort yasinda iken Einstein, "Bir isIk isinina binmis olsaydim, dunya bana nasil gorunurdu, acaba?" diye sormustu.
 
19. yuzyilin sonlarinda isigin hizina iliskin Michelson-Morley deneyi, bu meraki derinlestiren bir sorun ortaya koymustu: Ses ve baska dalga olaylarinin, tersine isIk hizinin referans sistemine gorecel olmayisi! Saatte 100 km hizla ilerleyen bir lokomotifin, iki istasyon arasinda duduk caldigini dusunelim. Sesin on ve arka istasyonlara degisIk hizlarla ulasacagini biliyoruz: Ondeki istasyona normal ses hizindan saatte 100 km daha fazla, arkada kalan istasyona ise saatte 100 km daha yavas bir hizla ulasir. Oysa trendeki insanlar icin sesin hizinda bir degisIklik yoktur; on ve arka uclara normal hiziyla ayni anda ulasir. Sesin hizi gozlemcinin hizina goreceldir.
 
Isiga gelince Michelson Morley deneyleri, isigin oyle davranmadigini gostermekteydi. IsIk kaynagi ile gozlemcinin birbirine gorecel hareketlerine ne olursa olsun isIk hizinda bir degisIklik gozlemlenmemekteydi. Bu beklenmeyen bir sonuctu; cunku, sesin hava araciligiyla yayildigi gibi, isigin da "esir" denen gizemli bir ortam araciligiyla yayildigi ve gozlemcinin hareketine bagli oldugu saniliyordu. Esir gozlemlenebilir bir nesne degildi; ama oyle bir kavram olmaksizin optik olgular nasil aciklanabilirdi? Kaldi ki, Maxwell'in elektromanyetik teorisi de esir turunden bir ortam varsayimina dayaniyordu.
 
Einstein'in getirdigi cozum, deney sonuclarini yansitan su iki temel ilkeyi icermektedir.
 
1) Doga yasalari ivmesiz hareket eden tum sistemler icin aynidir;
 
2) Isigin hizi, kaynagina gore hareket halinde olsun veya olmasin, her gozlemci icin aynidir.
 
Ozel Gorecelik Kurami'nin oncullerini olusturan bu iki temel ilke, yeterince anlasilmadikca, Einstein devrimini kavramaya olanak yoktur. Kuramin icerdigi tum onermeler, bu oncullerin mantiksal sonuclaridir. Aslinda deneysel nitelikte olan bu iki ilkenin yol actigi kuramsal devrim, ilk bakista sasirtici gorunebilir. Ama sonuclarina bakildiginda saskinlik, yerini buyuk bir hayranliga birakmaktadir.
 
Sonuclardan biri, bir gozlemciye bagil olarak nesnelerin hareketleri yonunde uzunluklarinin kisaldigi, kutlelerinin arttigi ondeyisidir. Ornegin, bir topu isIk hizina yakin (yakin, cunku kurama gore isIk hizini yakalamaya ve asmaya olanak yoktur) bir hizla uzaya firlattigimizi varsayalim: Hareket disindaki bir gozlemci icin top bir tepsi gibi yassilasirken, kutlesi buyuk olcude artar. Hizi kesildiginde top, onceki bicim ve kutlesine doner.
 
Kurama gore hizi isIk hizina erisen bir nesnenin oylumu sifir, kutlesi sonsuz olur. Ancak oyle birsey dusunulemeyeceginden, hicbir nesnenin isIk hiziyla hareketi beklenemez. Baska bir deyisle, kutle eyleme direnc demek oldugundan, kutlenin sonsuzlasmasi hareketin yok olmasi demektir.
 
Daha az sasirtici olmayan bir sonuc da, zamanin gorecelligi. Ornegin, birbirine tam ayarli iki saatten birini cok hizli bir roketle uzaya yolladigimizi dusunelim. Bu saatin yerdeki saate gore daha yavas calistigi gorulecektir. Roket saniyede yaklasIk 260,000 km hizla yol aliyorsa, yerdeki saatin yelkovani iki tam donus yaptiginda roketteki saatin yelkovani ancak bir tam donus yapacaktir. Oysa rokette bulunan gozlemci icin oyle bir yavaslama soz konusu degildir; saat normal hiziyla calismaktadir. Ne var ki, bu kisi dunyaya dondugunde kendisini karsilayan ikiz kardesini daha yaslanmis bulacaktir.
 
Kuramdan matematiksel olarak cikan bu sonuclar daha sonra deneysel olarak dogrulanmistir.
 
Kuramin belki de en onemli (atom bombasi nedeniyle en cok bilinen) bir sonucu da madde ve enerji esdegerliligine iliskin denklemdir:
E=mc2(Denklemde E enerji, m kutle, c isIk hizi olarak kullanilmistir).
 
Baslangicta bu iliskinin onemi yeterince kavranmamisti. Einstein'in denklemi iceren yazisini yayimlamakta guclukle karsilastigini biliyoruz. Oysa kucuk bir kutlenin buyuk bir enerji demek oldugunu ortaya koyan bu denklem yildizlarin (bu arada Gunes'in) isigi nasil urettigini de aciklamaktaydi.
 
Kuramin evren anlayisimiz yonunden de kimi sonuclari olmustur. Bunlar arasinda en onemlisi, hic kuskusuz uzay ve zaman kavramlarini birlestiren dort boyutlu uzay zaman kavramidir.
 
Ozel Gorecelik kurami duzgun dogrusal (ivmesiz) hareket eden sistemlerle sinirliydi. Einstein'in 1915'te ortaya koydugu Genel Gorecelik kurami ise birbirine gore hizlanan veya yavaslayan (yani ivmeli hareket eden) sistemleri de kapsiyordu. Oyle ki, birinci kurami, kapsami daha genis ikinci kuramin ozel bir hali sayabiliriz.
 
Ozel Gorecelik, Newton'un mekanik yasalarini degistirmisti. Genel Gorecelik daha ileri giderek "gravitasyon" kavramina yeni ve degisIk bir icerik getirmekteydi. KlasIk mekanikte gravitasyon, kutlesel nesneler arasinda cekim gucu olarak algilanmisti. Buna gore, ornegin bir gezegeni yorungesinde tutan sey, kutlesi daha buyuk Gunes'in cekim gucuydu.
 
Oysa, Genel Gorecelik kuramina gore, gezegenleri yorungelerinde tutan sey Gunes'in cekim gucu degil, yorungelerin yer aldigi uzay kesiminin Gunes'in kutlesel etkisinde olusan kavisli yapisidir. Oyle bir uzay yapisinda, nesnelerin baska turlu hareketine fiziksel olanak yoktur. Genel kuram, ayrica gravitasyon ile eylemsizlik ilkesini "gravitasyon alani" adi altinda tek kavramda birlestiriyordu.
 
Bu noktada Einstein'in, Maxwell'in "elektromanyetik alan" kavramindan esinlendigi soylenebilir. Nitekim taninmis bilim tarihcisi I.B. Cohen'in bir anisi bunu dogrulamaktadir: "Olumunden iki hafta once Einstein'i ziyarete gitmistim. Sekreter beni calisma odasina aldi. Iki duvar dosemeden tavana kitaplikti. Bir duvar genis penceresiyle bahceye bakiyordu; digerinde iki tablo asiliydi: Elektromanyetik teorinin kuruculari Faraday ile Maxwell'in portreleri!
 
Genel Gorecelik kuraminin tum mantiksal yetkinligine karsin, hemen benimsenmesi bir yana anlasilmasi bile kolay olmamistir. Eddington'a, "kurami yalnizca uc kisinin anlayabildigi soyleniyor, dogru mu?" diye soruldugunda, unlu astrofizikci bir an duraklar, sonra "ucuncu kisinin kim oldugunu dusunuyordum." der.
 
Bir kez, Ozel kuramin tersine Genel kuram, fizikte cozumu istenen herhangi bir soruna yonelik bir arayisin urunu degildi. Sonra, kurami dogrulayan gozlemsel bir kanit henuz ortada yoktu; ustelik, 1915'in teknolojik olanaklari kuramin deneysel yoklanmasi icin yeterli degildi. Kuramin ondeyilerinden yalnizca biri yoklanmaya elveriyordu; ancak icinde bulunulan savas kosullari bunu da guclestirmekteydi.
 
Einstein, kuramindan oylesine emindi ki, deneysel yoklamada ortaya cikacak olumsuz herhangi bir sonucu kuramin yanlisligi icin yeterli sayacagini bildirmekten kacinmiyordu.
 
Olgusal yoklanmaya elveren ondeyi suydu: kuram dogruysa, Gunes'in gravitasyon alanindan gecen bir isIk isininin, egrilmesi gerekirdi. Bu etkiyi gunduz aydinliginda belirlemege olanak olmadigi icin, Gunes'in tutulmasini beklemekten baska care yoktu.
 
Astronomlar Gunes'in 1919 Mayis'inda tutulacagini, gozlem bakimindan en uygun yerin Afrika'nin batisinda Prens Adasi olabilecegini bildirmislerdi. Eddington'un onderliginde bir grup bilim adaminin gerceklestirdigi gozlem ve olcmeler ondeyiyi dogrulamaktaydi. Sonuc Ingiliz Kraliyet Bilim Akademisi tarafindan aciklanir aciklanmaz bilim dunyasi bir tur buyulenir; Einstein, Newton duzeyinde bir yucelik simgesine donusur.
 
Kuram daha sonra baska gozlemlerle de dogrulanmistir. Bunlardan biri aciklanmasinda klasIk mekanigin yetersiz kaldigi bir olaya (Merkur gezegeninin perihelisinin kaymasina), bir digeri, Gunes (ve diger yildiz) atomlarinin sactigi isigin frekans dusuklugu nedeniyle spektral cizgilerin spektrumun kirmizi ucuna dogru kaymasi olayina iliskindir.
 
Ozel Gorecelik kurami gibi Genel Gorecelik kuraminin da ilk bakista celisIk gorunen ilginc sonuclari vardir. Ornegin, kurama gore, evren buyukluk bakimindan sonlu ama sinirsizdir. Gene kuram evrenin giderek ya buyumekte ya da kuculmekte oldugunu icermektedir (Nitekim yildiz kumeleri uzerindeki gozlemler evrenin buyumekte oldugunu gostermistir).
 
Einstein, bu kuramiyla da yetinmez; yasaminin son otuz yilini daha da kapsamli bir kuram olusturma cabasiyla gecirdi. Evrende olup bitenleri bir tek ilke altinda aciklamak, insanoglunun, koku klasIk caga inen degismez bir arayisidir. Thales tum varligi suya, Pythogoras sayiya indirgeyerek aciklamaya calismisti.
 
Modern cagda Oersted, Faraday ve Maxwell'in elektrik ve manyetik gucleri ozdeslestirme yoluna gittiklerini goruyoruz. Einstein'in da omur boyu suren dusu buna yonelikti: Doganin tum guclerini (gravitasyon, elektrik, manyetizma, vb.) "birlesIk alanlar" dedigi temel bir ilkeye baglamak. Bu dusun gerceklestigi soylenemez belki; ama Einstein, cagdas fizigin egemen akimi disinda kalma pahasina, umudundan hicbir zaman vazgecmez. Evrenin nedensel duzenliligi onda bir tur dinsel inancti. "Secenegim kalmasa, doga yasalarina bagli olmayan bir evren dusunebilirim belki; ama doga yasalarinin istatistiksel oldugu gorusune asla katilamam. Tanri, zar atarak is gormez!" diyordu.
 
Kuantum mekanigini yetersiz ve gecici sayan cagimizin (belki de tum caglarin) en buyuk bilim dehasi, kendi yolunda "yalniz" bir yolcuydu; cocukluga ozgu saf ve yalin meraki, evren karsisinda derin hayret ve tukenmez coskusuyla ilerleyen bir yolcu!
digeri on iki yasindayken tanistigim Oklit geometrisi. Gencliginde bu geometrinin buyusune kapilmayan bir kimsenin, ileride kuramsal bilimde parlak bir atilim yapabilecegi hic beklenmemelidir!" sozleri ile aciklamistir.
 
 
Bugün 19 ziyaretçikişi online oldu
1 2 3 4 5