Bilim insanlarından çığır açan keşif: Süperiletkenlikte “kayıp halka” bulundu

Çeşitli sebeplerle var olduğuna inanılan, varsayılan, düşünülen veya hipotez olarak konulan şeyin bir şekilde bulunması ve kanıtlanması. Bulunup kanıtlanana kadar kayıp diyorlar işte. Veya bir denklemin kayıp sabiti gibi düşünenilirsin. Bir şey var ama olması gereken yerde değil, onu buluyorsun.

Yeni bir işe girdiğini düşün görevin bebeklerin dağıtmış olduğu oyuncakları toplamak. Oyuncaklar birbirinden farklı geometrik şekillerde ve 1 den 9 a kadar numaralar yazıyor üzerinde. Oyuncakları topladın ama 3 numaralı oyuncak yok. Teknik olarak hiç görmediğin bir oyuncağın kayıp olduğunu anladın artık.

İleride gerçek çıkıp çıkmayacağından bağımsız kuramlar ve denklemler konudaki arkadaşların kara tahta deyimiyle güzel bir şekilde ifade ettiği gibi bir takım olgu ve fenomenler öngörür. Ardınan gerçekten böyle olduğunu bulursun veya bazen de - aslında daha çok olan budur - bulamazsın. Bilimde bunların çok örneği var. Bulunan bir örnek olarak Dirac'ın özel göreliliği kapsayan kuantum dalga kuramı ve kuramdaki formüllerin kendi adıyla sadeleştirilmiş ifadesi olan ünlü denklemiyle (Dirac Equation) "antielektronlar" olarak öngördüğü anti maddeyi verebiliriz.

Çoktandır bilinen anti madde parçacıklarına karşın bulun(a)mayan partiküllere karanlık sektör deniliyor. Belki varlar. Belki yoklar. Belki sadece bir kısmı var. Sadece - en azından henüz - bunları bilmiyoruz. Eğer gerçekten kuramların ve matematiğin işaret ettiği üzere varlarsa bunları sonunda - şanslıysak, koşullar münasipse - bulabiliyoruz. Böylece sadece bir konsept olarak varolmanın ötesinde olgu olma niteliği kazanmış oluyorlar. Bazen de bulgular ve daha etkin teoriler bunları düpedüz yadsıyıp rafa kaldırmamızı gerektiriyor. Fizikte eskiden varolduğu düşünülen ve çoktandır terk edilen esir (aether) konsepti gibi. Esir bazı demode kuramların kavramlaştırması ve matematiğinde yer alabilir. Ama bu anti maddenin aksine bir konsept olmanın ötesinde fiziksel bir realite/olgu olma anlamında gerçek veya bulunabilir olduğu anlamına gelmiyor.

Karanlık madde esasında varolmak zorunda değil - en azından Modifiye Edilmiş Netwon Dinamikleri kısaca MOND gibi kuramsal bir rakibine göre varolmak zorunda değil. Ama galaksilerin rotasyon tarzları veya galaksi kümelerinin gravitasyonel potansiyeliyle gözlemlenen gravitasyonel etkiler arasındaki açık gibi galaktik ve kozmolojik düzeyde bulgular ile çalıştığı bilinen Einsteinyan gravitasyon teorisi arasındaki orantısızlık göremediğimiz - elektromanyetik radyasyon emisyonu bulunmayan veya bulunsa da çok çok az bulunan - gravitasyon kaynaklarına işaret ediyor ve aslında bunlara "karanlık madde" diyoruz. Yani karanlık madde konsepti güzel bir örnek ve anlaşıldığı kadarıyla Dirac'ın anti elektronları gibi saf kuramsal da değil. Ama ilginçtir, dediğim gibi ufak bir ihtimalle öyle de olabilir. Karanlık madde kuramlarıyla açıklanamayan veya yeterince iyi açıklanamayan bazı mevzuları bazen MOND - daha soyut/düzeltici matematiksel cambazlık bir kurguda bir kuram olarak - daha etkin açıklayabiliyor. Düzeltici matematik cambazlıkları hafife almamak lazım. Fiziğin gelişiminde rol oynayabiliyorlar. Misal kuantum fiziğinin temelinde yatan büyük fizikçi Max Planck'ın enerji kuanta'sı ve sabiti klasik fizikteki krizi aşmaya dönük dahiyane bir matematiksel numaraydı ve gözlemlerle uyuşuyordu.

Karadelik mevzusu çok daha karışık. Bilakis çoğu insan Einstein'ın gravitasyonel alan denklemlerinin çözümlemesi (Schwarzschild Çözümlemesi) karadelik konseptini ortaya koyduğunda karadeliklerin varolduğuna inanmak istemedi ve hala da çoğu sağlam fizikçi ideal bir karadeliğin - tekillikli bir varlığın - tabiatta varolacağına inanmak istemez. İdeal geometrik nesne anlamında denklemlerin "karadelikler" çıkartmasını teorik yetersizliğe yani Einstein teorisinin eksik olup elimizde ispatlı çalışan bir kuantum uzay zaman veya kuantum gravitasyon kuramı bulunmamasına bağlarlar.

"Karadeliklere" karşı benim de katıldığım bu "önyargıyla" ilgili sıkıntı eskiden astronomi ve astrofizikte kuramsal olarak bu sonucu üretecek karadeliklere benzer-imite eden nesnelerin bile asla varolmayacağı ve varolamadığı şeklinde ayrı bir üst kanıyı da üretmesiydi. Aynı şekilde Einstein teorisinin de kaçınılmaz biçimde karadelikler üretmeyeceğine dair bir kanı vardı. Astrofizikte özellikle de Sir Arthur Eddington'ın şampiyonu olduğu bu kanıları Subrahmanyan Chandrasekhar ve Robbert Oppenheimer gibi isimler aşama aşama yerlebir ederken (bknz: Chandrasekhar Limiti ile Tolman-Oppenheimer-Volkoff Limiti), tamamen kuramsal kanatta da Stephen Hawking ve Roger Penrose kendi teoremlerinde ikinci kanının tam aksini yani Einstein gravitasyon teorisinde tekillikli varlıklar olarak karadeliklerin kaçınılmazlığını gösterdiler. Tüm bu gelişmeler astrofizikteki karadelik görünümlü karadelik koşullu karadelik adaylarının varlığını ve Einstein kuramında tekillikli olay ufuklu konseptler olarak karadeliklerin varlığını en azından bilim camiasında tasdik etti.

Bu arada kısa süre evvel Hawking ve Penrose tekilliğin kaçınılmazlığı mevzusunda kendisi de yaşamış en büyük genel görelilik kuramcıları ve karadelik araştırmacılardan birisi olan Roy Kerr'den bir itiraz yediler. Kerr'in tekilliklerin Einstein teorisinde matematiksel bir kaçınılmazlık olmadığı ve bir inanç olduğu itirazı Hawking ve Penrose'un tekilliğin Einstein teorisindeki kaçınılmazlığı bulgularına nazaran bence çok daha spekülatif ve muhtemelen eksik/daha yanlı bir yoruma dayanan bir temelde. Ama Kerr'in itirazı işte fizikçiler arasında "karadeliklere" - tekillikler olarak karadeliklere - olan bu önyargıyı yansıtıyor.

Popüler bilim ve teknik olarak karadelik teriminin fazla yerleşmiş olması karadelik konseptine ve karadelik koşullu objelere - gravitasyonel olarak tamamen çökmüş objelere - dair tartışmaların spekülatif ve belirsiz doğasını gizliyor. Esasında bırakın tekilliği, olay ufku bile tek yönlü geçirgen bir sınır olarak var mı tam bilmiyoruz. Karadelik olarak gördüklerimiz Newtoncuların Einsteinyan karadeliklerin öncüsü olup onlara birçok açıdan benzer karanlık yıldızları da olabilir.

https://forum.donanimhaber.com/mesaj/yonlen/160485378

Muhtemelen Einstein teorisinin çok katmanlı kompleks karadelik tasvirleri Newtoncuların yüzeyinden ışık sızdırmayan basit küreler olarak karadelik tasvirine nazaran çok daha isabetli. Ama ben de karadeliğin - daha doğrusu gravitasyonel olarak çöken bir nesnenin - merkezinde Einstein'ın teorisinin somut dünya ile ilişkiyi sürdürme konusunda iflas ettiğini ve bunun göstergesinin "tekillik" olduğunu düşünüyorum. Tekillik konsept olarak bir karadeliğin olmazsa olmazı. Tekillik mevcut değilse - ki çoğu kişi tekilliğin varolduğuna inanmaz, Einsteinyan teorinin yanlış olduğuna inanır - mevzu bahis karadelikler de bildiğimiz anlamda mevcut değillerdir. Doğada sizi spagettileştirecek, uzay zamanı tepetaklak eden, döndükçe çekip sürükleyen, devasa enerjiler üreten karadelik imitatörleri, benzerleri olduğu aşikar. Elimizde görüntüleri bile var (Powehi ve Sagitarius A*). Ama ideal anlamda bir karadeliğin varolup olmadığı çok tartışmalı.

Karadelik adının kötü yanı teorik bir önyargı yüklüyor oluşu. Her ne kadar çok daha az havalı olsa da kuramsal zeminde bunlara gravitasyonel olarak çökmüş objeler (gravitionally collapsed objects) veya aşırı kompakt objeler (extremely compact objects), astrofizik zeminde de zaruri biçimde Newtoncuların karanlık sert/katı yüzeyli bir yıldız modelini ima etmeme şartıyla karanlık yıldızlar (dark stars) demek daha münasip. Sovyet bilim insanları karadeliklere donmuş yıldızlar diyorlardı ama bu karadeliklerin dışardan bakan gözlemci açısından sonsuz zaman genleştirme (infinite time dilation) özelliklerine gereğinden fazla atıfta bulunan ve astrofizikteki "karadeliklerin" son derece dinamik olan doğalarını teorik bir statiklik önyargısıyla perdeleyebilecek - gene çok yanlış - bir terim.

Sürekli bahsettiğim tekillik terimini açayım: Fiziksel parametrelerin tabiatta aslında görmediğimiz/tabiatta olamayacak şekilde sonsuza çıktığı sıfır hacimli bir yoğunlaşma noktası. Özünde tekillik fiziksel bir realiteden ziyade matematiksel bir kavram. Matematik her zaman gerçek değil ve matematiğin işaret ettikleri gerçek olmak zorunda değil. Matematik ayrı bir alem. Göründüğü kadarıyla Einstein'ın teorisi kendi matematiği ve geometrisi tarafından kısıtlanmış. Ama teori o kadar başarılı ki - bir noktadan sonra çalışmadığını çok iyi bilen iyi fizikçiler hariç - bize hatalı olduğu yerlerde tekillik gibi salt matematiksel önyargılarını sanki somut gerçeklermiş gibi kanıksatıyor. Popüler bilim de maalesef devamlı "Einstein teorisi bir kez daha doğrulandı" şeklinde sayısız haber yaparak Einsteinyan teorinin insan zihninde dogmalaştırılmasına daha da çok çanak tutuyor. Geometrinin belirli bir fizikselliği modelleme maksadıyla araçsallaştırılmasının ötesinde devamlı yüceltilen Einsteinyan teori yüzünden uzay zaman çok yanlış biçimde tekillikler veya solucan delikleri barındıran ilahi bir geometrik yapı gibi algılanıyor vs (gene iyi fizikçiler Einstein teorisinin çıkarttığı tekillik kavramından hoşlanmadıkları gibi Einstein teorisinde gravitasyonun fiziksel bir kuvvet veya alandan ziyade geometri ürünü olduğu kabulünden hoşlanmazlar).

Yanlış anlaşılmak istemem; Einsteinyan teorinin de, Einstein'ın yaratıcı deha ürünü gedankenexperiment'lerinin de büyük bir hayranıyım. Einstein ile Schwarzschild, Hawking, Penrose, Kerr gibi sayısız takipçileri bilimi ileri taşıdı ve hala taşıyorlar. Einstein'ın gravitasyon teorisi kendisi de bir o kadar şaşırtıcı Newtoncu modeli inanılmaz bir dehayla aşıp evren anlayışımızı tamamen dönüştürdü. Ama Einsteinyan modelin de Newtonyan model gibi bir sınırı ve yetersizlikleri mevcut, bu vurgulanmalı ki Einstein teorisinin mevcut araştırmalarımıza yön vermesinin yanında yeni kuramsal safhalara ve bunların test edilişine daha fazla yelken açabilelim. Einstein da kesinlikle bunu isterdi, ki bu uğurda çok yanlış yollara saptıysa da Einstein asla teorisi ile yetinmedi ve teorisinin eksik kaldığını biliyordu.

Resmen Bilim Kurgu . Helal olsun .