Genel Göreliliğin Tuhaflıkları

Genel görelilik inanılmaz ölçüde şık bir teoridir. Bununla birlikte, teorinin, belli bir kütlenin dağılımının neden olduğu uzay-zamandaki bükülmeyi saptamak gibi bazı durumlara uygulanması da aynı ölçüde zordur. Bunun nedeni teorinin döngüsel olmasıdır. Madde uzay-zamana nasıl büküleceğini söyler. Bükülen uzay-zaman da maddeye nasıl hareket edeceğini. Hareket eden madde, uzay-zamana bükülmesini nasıl değiştireceğini söyler ve bu durum sonsuza dek sürer. Yani teorinin merkezinde bir tür yumurta-tavuk paradoksu bulunmaktadır. Fizikçiler bu durumu nonlineerlik olarak adlandırıyor ve nonlineerlik teorisyenler için ciddi bir sıkıntı kaynağı.

Nonlineerliğin ortaya çıktığı durumlardan birini, kütleçekiminin de bir kütleçekimi kaynağı olduğu gerçeğinde gördük. Eğer kütleçekimi daha fazla kütleçekimi üretebiliyorsa, üretilen bu ilave kütleçekimi de yeniden kütleçekimi oluşturabilir ve bu böyle devam eder. Ancak üretilen ilave kütleçekimleri aslında o kadar zayıftır ki, bu artış bir yerde durur. Neyse ki kütleli bir cisim tarafından üretilen kütleçekimi genellikle iyi huyludur. Genellikle ama her zaman değil.

Bazı büyük kütleli yıldızlar yaşamlarını harikulade bir şekilde tamamlar. Yıldız kendi kütleçekimiyle çökmeye yönelimini, içindeki sıcak gazın dışarı doğru uyguladığı basınçla dengeler. Fakat bu basınç ancak yıldız ısı ürettiği sürece geçerli olacaktır. Isı üretmede kullandığı yakıt tümüyle tükendiğinde, yıldız da büzülmeye başlar. Bir sonraki aşama ise genellikle başka bir tür basıncın devreye girerek yıldızı bir beyaz cüceye ya da nötron yıldızına çevirmesidir – yani aşırı yoğunluğa sahip yıldız korlarına. Fakat yıldız çok büyük bir kütleye sahipse ve kütleçekimi de çok kuvvetliyse, hiçbir kuvvet yıldızın tek bir noktaya dönüşene dek büzülmesini engelleyemez. Fizikçilerin bildiği kadarıyla, bu türden yıldızlar kelimenin tam anlamıyla mevcudiyetten silinir. Ancak arkalarında bir hatıra bırakmayı da ihmal etmezler: kütleçekimlerini.

Şu anda bahsettiğimiz şey, yani kara delikler genel göreliliğin tüm öngörüleri içinde belki de en tuhaf olanıdır. Kara delik, ışığın bile kaçamayacağı kadar kuvvetli bir kütleçekiminin geçerli olduğu uzay-zaman kesimidir. Zaten ışık yaymıyor oluşları nedeniyle kara delik olarak adlandırılırlar. “Uzay-zaman kesimi” dememizin sebebi ise yıldızın kütlesinin tamamen ortadan kaybolmuş olmasıdır.

Kütle olmadan kütleçekimi nasıl olabilir? Durum şu ki, kütleçekimine yol açan sadece kütle değil, aynı zamanda enerjidir de. Kara delik için konuşacak olursak, kendi kütleçekimi daha fazla kütleçekiminin oluşmasına neden olur, bu ilave kütleçekimi de yeniden kütleçekimi oluşturur ve kara delik, kendisini ayakkabı bağlarından çekerek havada duran bir adam gibi, varlığını sürdürür. Uzay-zaman açısından, kara delik kelimenin somut anlamıyla bir deliktir. Güneş gibi bir yıldız kendisini çevreleyen uzayzamanda yalnızca ufak bir çukur oluştururken, kara delik, bir kez içine düşen cismin bir daha asla kurtulamadığı dipsiz bir kuyu meydana getirir.

Nobel ödüllü fizikçi Subrahmanyan Chandrasekhar kara deliklerle ilgili olarak, “Doğanın kara delikleri evrendeki en mükemmel makroskopik cisimlerdir, kara delikleri oluşturan elementler yalnızca uzay ve zaman kavramlarımızdır,” demiştir.

Ultra-büyük kütleçekimleri nedeniyle, kara delikler genel göreliliğin en dramatik etkilerini göstermektedir. Çevrelerinde “olay ufku” (event horizon) olarak bilinen bir yüzey bulunur. Bu yüzey, kara deliğe yaklaşan cisimlerin kurtulma şansının kalmadığı sınırdır. Olay ufkuna yaklaştığınızda, ardınızdan gelen ışık gözlerinize ulaşmadan önce kara deliğin içinde eğrileceğinden dolayı, kafanızın arkasını görebilirsiniz. Eğer bir şekilde olay ufkunun hemen dışında asılı kalma şansımız olsaydı, zaman bizim için öylesine yavaş akardı ki, teoride evrenin tüm geleceğini, gözlerimizin önünden hızlı çekim geçen bir film gibi seyredebilirdik.

Bir kara deliğin büyük kütleçekiminin altında zamanın, evrenin hiçbir noktasında olmadığı kadar yavaş akıyor olmasının çarpıcı bir sonucu var. Siz çok uzaktayken, bir arkadaşınızın kara deliğin çok yakınlarında takıldığını düşünün. İkiniz arasındaki zamanın akış farkından ötürü, siz pazartesiden cumaya ulaştığınız arada, arkadaşınız ancak salı gününde olacaktır. Bunun anlamı, kendinizi arkadaşınızın bulunduğu noktaya ışınlamanın bir yolunu bulursanız, cuma gününden salı gününe dönmüş olacağınızdır. Yani zamanda geriye doğru yolculuk etmiş olursunuz.

Aslında kendinizi bir noktadan diğerine ışınlamanın bir yolu yok değil. Bu yol, solucan delikleri. Einstein’ın görelilik teorisi, uzay-zaman içerisinde tünele benzetilebilecek kestirmelerin, bir diğer ifadeyle “solucan deliklerinin” varlığını öngörür. Bu türden bir solucan deliğinin bir ağzından girip, arkadaşınızın yakınlarındaki bir başka ağzından çıktığınızda, zamanın içinde geriye doğru yolculuk ederek cuma gününden salı gününe gitmeniz mümkün olabilir.

Solucan delikleriyle ilgili sorun, itici kütleçekimine (repulsive gravity) sahip bir madde tarafından açık tutulmadığı sürece, ağızlarının anında kapanacağıdır. Kimse bu türden bir “egzotik maddenin” evrende var olup olmadığını bilmiyor. Yine de Einstein’ın kütleçekim kanununun zamanda yolculuk olasılığını yok saymadığına dair olağanüstü gerçek gözümüzün içine bakıyor.

Öte yandan genel göreliliğin tanıdığı zaman makineleri ile H.G. Wells gibi bilimkurgu yazarlarının anlattıkları arasında bazı farklılıklar söz konusu. Öncelikle, zamanda bir mesafeyi katetmek için uzayda da bir mesafe katetmeniz gerekir. Yalnızca zaman makinenizin içine kurulup, bir kolu çekip kendinizi bir anda 1066’da bulamazsınız. Diğer bir önemli farklılık ise kullandığınız zaman makinesinin icat edildiği zamandan öncesine gidemeyeceğinizdir. Bir dinozor safarisine çıkmak istediniz diye, bugün bir zaman makinesi inşa etmeniz pek işinize yaramaz. Dünyadışı varlıklar ya da çok zeki dinozorlar tarafından inşa edilerek terk edilmiş bir makine bulmanız gerekir. Yani 65 milyon yıl önce inşa edilmiş bir zaman makinesi!

Teorisyenler için zaman makinelerinin gerçek olabilme olasılığı çok rahatsız edici bir durum. Zamanda yolculuk mümkünse, her cinsten imkansız durum (ya da paradoks diyelim) işin içine burnunu sokabilir. Bu paradokslardan en ünlü olanı, daha önce de belirttiğimiz, büyükbaba paradoksudur. Sorun katilin, büyükbabasını vurduğu takdirde, zamanda geri giderek bu kirli emelini gerçekleştiremeyeceğidir. Çünkü o zaman asla doğmamış olur!

Bilim adamlarını utandıran bu türden sorular, İngiliz fizikçi Stephen Hawking’i, kronolojik tutarlılık teorisini öne sürmeye itti. Aslında tutarlılık teorisi, temel olarak, zamanda yolculuğu yasaklayan varsayımsal bir fizik kanununa verilmiş süslü bir isimden başka bir şey değil. Hawking’e göre, henüz keşfedilmemiş bir fizik kuralı, zamanda yolculuğa engel olmak için müdahalede bulunuyor olmalıdır. Bu fizik kanununa dair herhangi bir sağlam kanıtı olmasa da, iyi bir sorusu olduğuna şüphe yok: “Peki o zaman gelecekten gelen turistler nerede?”

Einstein’ın kendisi de, her ne kadar kütleçekim kanunu mümkün olduğunu gösterse de, zamanda yolculuğun olası olduğuna hiçbir şekilde inanmıyordu. Ancak Einstein’ın, teorisinin iki önemli öngörüsü konusunda yanıldığı bugün biliniyor. Öncelikle, kara deliklerin varlığına inanmıyordu. Bugün ise kara deliklerin var olduğuna dair sağlam kanıtlarımız var. Einstein, evrenin kökeniyle ilgili olarak teorisinin kendisine göstermeye çalıştığı şeye de asla inanmamıştı. Yani evrenin Büyük Patlama’yla oluştuğuna.

Bir yanıt yazın