Jacob D. Bekenstein – Kütleçekim, Kara Delikler ve Bilgi Üzerine

Hawking ışıması fiziğin diğer pek çok alanında görülebiliyor, sadece kara delikler ve kuantum kütleçekimle ilişkili değil, bunu keşfedenlerden biri Bekenstein. Kara deliklerin de kendilerine özgü entropiye sahip olduklarına dair düşünceleri başta Hawking olmak üzere pek çok bilim insanını tilt etse de yıllar boyunca bu fikrini savunuyor ve haklı çıkıyor, bu yüzden Hawking ışıması yerine Hawking-Bekenstein ışıması demek daha doğru. Mevzu şu ki kara deliğin çekimine kapılan her şey hüp diye yutuluyorsa ve entropinin düzensizliği kara delikler için de geçerliyse her maddenin yutulmaması lazım, kara delik birazını etrafına saçmalı. Hawking bu fikri kuantum alan teorisini kara deliklere uygulayarak buldu, bunun yanında kara deliklerin bilgiyi yok ettiğini de söyledi. Meşhur iddia buradan doğdu, Hawking yıllar sonra bilginin kaybolmadığını kabul etti, tabii Bekenstein’ın haklılığını da. “Doğru, bir kara delik çöken maddeden meydana gelmiştir, ama bu maddenin belleği kara deliğin özellikleri arasında bulunmaz; bu, daha önce tartıştığım ‘kara deliklerin saçı yoktur’ kuralının özüdür.” (s. 94) Bekenstein’ın araştırmalarına dek kara deliklerin tek tip olduğu düşünülüyordu, bu saç olayı ayırt edici özelliklerin bulunmadığına dair metafor. Öyle olmadığı anlaşıldıktan sonra Bekenstein’ın ünü artmış, sayısız ödül de cabası. Başka pek çok alanda çalışmalarda bulunmuş, metinde hepsini anlatıyor. Popüler bilim kitabı değil bu, yer yer formüllerle dolu, kuantumla ilgili temel bilgilere sahip olmayanların canını çıkarır. Benim çıkardı, anlamadığım yerleri baştan okudum ama formülleri anlamadığım için hayal gücüm de iflas etti, işin erbapları keyifle takip edecektir olanı biteni. Eh, ben de izledim biraz. T-değişmezliği meselesi örneğin, Bekenstein’ın çalıştığı ilk konu. Atom altı fiziğinde zamanın tersine çevrilmesi mümkün, günlük hayatımızdaki kronolojik akış temel parçacıkların dünyasında fizik yasalarınca değişebiliyor, sigaramız yanan kibrite değmeden sönebilir. Atom altı sigara tabii. Bose-Einstein yoğunlaşmasıyla ilgisini merak ediyorum, Tanrı her şeyin aynı anda olmaması için zamanı yarattıysa çok çok özel durumlarda, teorik olarak mümkün ama pratikte -şimdilik- olanaksız hallerde zamanın tersine çevrilebiliyor olması başka numaralar olabileceğine de işaret ediyor. Neyse, bu metin otobiyografiyle bilimsel buluşların birleştiği ilginç bir içeriğe sahip, Bekenstein bir paragrafta kuantum fiziği toplantılarında bilim insanlarının burunlarından kıl aldırmamalarını, kendi şovlarını yapıp gitmelerini eleştirirken bir sonraki paragrafta kuantum mekaniğiyle sicim teorisi arasındaki olası ilişkilere değinebiliyor, kafam yandı benim. Çok değerli bir insan Bekenstein, onu anladım. Aşırı bilimsel kısımlardan ziyade otobiyografiye odaklanacağım. “Bu, bir fizikçi olarak hayatımın hikâyesidir.” (s. 7) 1947’de Mexico City’de doğan Bekenstein’ın ailesi Polonya göçmeni Yahudilerden oluşuyor, II. Dünya Savaşı sırasında Meksika’ya taşınmışlar. “Gezgin Yahudi” tipine cuk oturduğunu söylüyor Bekenstein, ABD’de on yıl yaşadıktan sonra 1974’te İsrail’e taşınıyor ve bilimsel amaçlı gezilerin dışında memleketinden hiç ayrılmayarak çalışmalarını orada sürdürüyor. Bilime merakı çocukken başlamış, fizik ve kimya deneyleri yaparak Michio Kaku gibi mahallenin elektrik tesisatını havaya uçurmasa da zehri almış, o dönemde roket yaparak uçurmaya çalışmış. Tıbbi ve kimyasal ürünler satan dükkânlardan aldığı malzemelerle roket yakıtı ve oksitleyiciler ürettikten sonra yaşamın daha ciddi dönemi başlıyor, ailecek ABD’ye taşınıyorlar. 1965’te Brooklyn Politeknik Enstitüsü’ne kabul ediliyor ve kimya öğrenimi görmeye başlıyor. Üniversite yaşamının ilk yılları çok zor geçiyor, Bekenstein güneş yüzü görmeden çalışıyor. Bu disiplinini yıllar boyunca sürdürüyor, eğitimin daha ileriki aşamalarında arkadaşları sosyalleşirken o kampüsten dışarı çıkmaz, durmadan çalışırmış. Lisans süresi içinde yüksek lisansını da tamamlayabildiğine göre çalışmalarının meyvesini almış o dönem, sonrasını zaten biliyoruz. Neyse, doktora için başvurduğu bütün üniversitelere kabul ediliyor, MIT, Harvard ve Princeton’dan birini seçme aşamasında parçacık fiziği veya kütleçekim alanında çalışmak istediğine karar veriyor ve Princeton’ın kütleçekim araştırmalarında iyi olduğunu bildiğinden tercihini yapıyor. 1969, ilk yaz boyunca T-değişmezliği üzerine çalışmalar, ardından John Archibald Wheeler’ın öğrenciliği. Wheeler atom bombasını icat eden grubun başkanlığını yapmış, Manhattan Projesi’nin en önemli üyelerinden biri. Önce yeterlilik sınavlarını veriyor Bekenstein, saatler süren zor sınavları başarıyla geçtikten sonra sınav kâğıdını okuyan bir hocasının söylediği “gayretli ama hayal gücünden yoksun” görüşünü unutmamış, çözdüğünden daha kolay ve kısa bir şekilde çözülebilecek bir problemle uzun uzun uğraştığı için. Kara deliklerin kısa tarihçesinden sonra Wheeler’ın Princeton’a dönüp kara deliklerle uğraşmaya başladığı dönemin Bekenstein’ın doktora dönemine denk gelmesi büyük şans, bu ilginç adamla çalışmalar başlıyor. Wheeler yemeklerini okulun bahçesinde yerken herkesin elinde kese kâğıtları olurmuş, hem yiyip hem de bilimsel konularda muhabbet ederlermiş, Wheeler sıkıldığı zaman elindeki kâğıdı balon yapıp patlatırmış. Muhabbetin sonu, iş başına. “Wheeler, bence, kara deliklerin genel anlamda fizikteki uygulamalarının tümüyle farkına varan ilk kişiydi. Hatta 1969’da ‘kara delik’ terimini ‘tamamen kütleçekimsel olarak çökmüş cisim’ ifadesinin kısaltması olarak popülerleştirmiştir.” (s. 24) Princeton’daki sosyal yaşamla hiç uğraşmadığını söylüyor Bekenstein, işi gücü fizik. Hayat yavan da değilmiş, misafir hocalarla muhabbetler çok eğlenceliymiş, ayrıca diğer alanlarda çalışan arkadaşlarla fikir alışverişleri çok faydalı oluyormuş. Sonlara doğru fiziğe gönül veren öğrencilere tavsiyelerde bulunurken ara bölgelere odaklanmaları gerektiğini bu yüzden söylüyor, farklı disiplinleri birbirine tokuşturunca yeni bir şeylerin çıkacağına inanıyor. Wheeler’ın “saçsızlık” fikrinin düzeltilmeye ihtiyacı olduğunu düşününce bu alanda çalışmaya başlıyor, hocasının ve diğer hocaların çekincelerine rağmen durmadan çalışması sonuç veriyor, yukarıdaki mevzular.

“Öneriler ve Derin Düşünceler” son bölüm, Bekenstein’ın tavsiyeleri. Henüz ortaya çıkmış genç alanlara yoğunlaşılması gerektiğini söylüyor, doktora yapılan alan çok yeni değilse mezun olana kadar alan ilginçliğini kaybedebilir, risk. İlerlememiş alanlar da denenebilir. “Eğer içerisinde barındırdığı önemli kuramsal sorular teknik olarak zor oldukları için veya doğru sorular sorulmadığı için çözümsüz kalmışsa, bir alan yeniden diriltilebilir. Gelecekte aktif olacak bir alana yönelmenin yollarından biri, geçici olarak ihmal edilmiş ama içerisinde çözülmemiş bazı önemli sorunlar barındıran bir alan belirlemektir.” (s. 136) Sicim teorisi bu açıdan iyi bir örnek, günümüzde oldukça popüler olan bu alanın duraklama dönemleri var mesela. Sicim kuramı üzerine çalışacak öğrenciler alçakgönüllü olmalı, büyük ses getiren çıkışlardan bazıları fiyaskoyla sonuçlandığı için sicim teorisine dikkatle yaklaşılmalı. Birkaç alanı da kendi öneriyor Bekenstein, kuantum bilgisayarlar üzerinde durmaya değer bir konu. Uzun yıllar sürecek bir çalışmaya kapı aralayabilir, üstelik çokça fiziğe de ihtiyaç duyuyor. Günümüzdeki örneği çok masraflı ve işlem kapasitesi çok düşük ama gelecekte bu bilgisayarlar insanlığı bir adım öteye götürecek. Fizikçi matematik de bilmeli tabii, sezgisel olduğu kadar matematikle içli dışlı bir alan olan fizik diğer alanlardan da faydalanmalı. İki alanda da çalışan insanları göz önüne alarak açıklama yapıyor Bekenstein: “Bu insanlar matematiksel kavrayışlarını mükemmelleştirerek, fizik yapma becerilerini geliştirdiklerini düşünürler. Muhtemelen öyle de olur, ama iki konu birbirinden ayırt edilmelidir. Fizik doğanın özelliklerini keşfetmekle ilgiliyken, matematik ise insan zihninin bir ürünüdür. Diyebiliriz ki, matematiksel yapılar fiziksel gerçekleri yansıtabilir çünkü insan zihni fiziksel dünyayla başa çıkmaya çalışarak gelişmiştir. Bu hesaba katıldığında dai, matematiğin fiziksel dünyayı açıklamaktaki kullanışlılığı daima şaşırtıcı bulunur.” (s. 143)

Cem Oran çevirisi, 2015’te hayatını kaybeden Bekenstein’ın Türkçedeki ilk metni. Meraklısı okuyabilir.