Genel Görelilik Teorisi

Özel görelilik, bir cismin belli bir gözlemciye göre sabit bir hızla ve sabit bir yönde hareket ettiği durumlarda tümüyle yeterlidir. Ne var ki, pratikte hareket asla sabit değildir. Hareketli cismin hızında ve doğrultusunda değişimlere yol açan kuvvetler her zaman söz konusudur. Atomaltı parçacıklar kısa mesafelerde muazzam hızlarla hareket ettiğinden, daha fazla hızlanacak zamanları yoktur ve bu parçacıklara özel görelilik uygulanabilir. Bununla birlikte, gezegenlerin ve yıldızların hareketinde, özel göreliliğin yetersiz kaldığı görülmüştür. Burada devasa kütleçekim alanlarının neden olduğu büyük ivmelerle ilgileniriz. Bir kez daha söz konusu olan şey nicelik ve nitelik sorunudur. Atomaltı düzeyde, kütleçekim, diğer kuvvetlerle karşılaştırıldığında önemsiz büyüklüktedir ve ihmâl edilebilir. Gündelik yaşamdaysa, tersine, kütleçekim hariç diğer tüm kuvvetler ihmâl edilebilir.

Einstein, göreliliği yalnızca sabit hızlı harekete değil, genel olarak harekete uygulamaya girişti. Böylelikle kütleçekimi ele alan genel görelilik teorisi ortaya çıktı. Bu teori yalnızca Newton’un klasik fiziğinden, onun mutlak mekanik evreninden değil, aynı zamanda Eukleides’in mutlak klasik geometrisinden de bir kopuşa işaret etmektedir. Einstein, Öklid geometrisinin yalnızca ideal olarak düşünülmüş bir soyutlama olan “boş uzaya” uygun olduğunu gösterdi. Gerçekte, uzay “boş” değildir. Uzay, maddeden ayırt edilemez. Einstein, uzayın kendisinin maddi cisimlerin varlığıyla koşullandığını iddia etti. Bu düşünce, genel görelilik teorisinde, görünüşte paradoksal bir iddiayla dile getirilir; ağır cisimlerin yakınlarında “uzay eğrilir”. Gerçek, yani maddi evren, hiç de, kusursuz çemberleriyle, dümdüz doğrularıyla, vs. Öklid geometrisinin dünyası gibi değildir. Gerçek dünya düzensizliklerle doludur. Düz değildir, tastamam “çarpık”tır. Diğer taraftan, uzay, maddeden ayrı ve onun yanı sıra varolan bir şey değildir. Uzayın eğriliği, uzayı “dolduran” maddenin eğriliğini dile getirmenin yalnızca bir başka biçimidir. Örneğin, ışık ışınlarının uzaydaki cisimlerin kütleçekim alanlarının etkisiyle büküldüğü kanıtlanmıştır.

Genel görelilik teorisi özü itibariyle geometrik bir karakterdedir, ancak klasik Öklid geometrisinden tamamen farklı bir geometridir bu. Öklid geometrisinde, örneğin, paralel doğrular asla birbirine yaklaşmaz ya da uzaklaşmazlar, ve örneğin bir üçgenin iç açılarının toplamı her zaman 180ºdir. Einstein’ın uzay-zamanı (aslında ilk olarak bir Rus-Alman matematikçisi ve Einstein’ın öğretmenlerinden biri olan Hermann Minkowski tarafından 1907’de geliştirilmişti) üç boyutlu uzayın (yükseklik, genişlik ve uzunluk) zaman ile bir sentezini temsil eder. Bu dört boyutlu geometri, eğrilmiş yüzeylerle (“eğri uzay-zaman”) ilgilenir. Burada bir üçgenin iç açılarının toplam 180º etmeyebilir ve paralel doğrular kesişebilir ya da uzaklaşabilirler. Öklid geometrisinde gerçek dünyaya dayanmayan bir dizi soyutlamayla karşı karşıya kalırız: boyutsuz bir nokta, düz bir çizgi haline gelir, bu da kusursuz bir düz yüzeye dönüşür, vs. Tüm bu soyutlamalar arasında hepsinin en boşu olan bir soyutlamayla karşılaşırız; “boş uzay” soyutlaması. Uzay, Kant’ın inandığının aksine, kendisini dolduracak bir şey olmaksızın varolamaz, ve bu şey tam da maddedir (ve aynı şey demek olan enerji). Uzayın geometrisi, içerdiği madde tarafından belirlenir. “Eğri uzayın” gerçek anlamı budur. Bu kavram aslında sadece maddenin gerçek özelliklerini bir dile getirme tarzıdır.

Einstein’ı popülerleştirmek için kullanılan alâkasız metaforlar konuyu karıştırmaktan başka bir şey yapmamıştır: “Uzayı esnek bir çarşaf gibi düşünelim” ya da “uzayı bir bardak gibi düşünelim” vb. Gerçekte, her zaman aklımızın bir köşesinde saklı tutmamız gereken fikir; zaman, uzay, madde ve hareketin çözülmez birliğidir. Bu birlik unutulduğu anda, derhal idealist mistifikasyona kayarız. Eğer uzayı bir Kendinde-Şey olarak, Öklid geometrisindeki gibi boş uzay olarak düşünürsek, açıktır ki uzay eğrilemez. “Hiçlik”tir. Ne var ki, Hegel’in ortaya koyduğu gibi, evrende, hem oluşu hem de olmayışı içermeyen hiçbir şey yoktur. Uzay ve madde taban tabana zıt, karşılıklı birbirini dışlayan iki olgu değildir. Uzay maddeyi içerir, madde de uzayı. Bunlar birbirinden hiçbir şekilde ayrılamaz şeylerdir. Evren tam da madde ile uzayın diyalektik birliğidir. Genel görelilik teorisi, uzay ve maddenin birliği diyalektik düşüncesini çok derin bir tarzda açığa vurur. Aynı şekilde matematikte de, sıfırın kendisi, “hiçlik” olmayıp, gerçek bir niceliği ifade eder ve belirleyici bir rol oynar. Einstein kütleçekimi, cisimleri etkileyen bir “kuvvet” olmaktan ziyade, uzayın özelliklerinden biri olarak ifade eder. Bu görüşe göre, uzayın kendisi, maddenin varlığının bir sonucu olarak eğrilir. Bu görüş, uzay ve maddenin birliğini dile getirmenin hayli istisnai bir biçimidir ve ciddi yanlış anlamalara da açıktır. Uzayın kendisi, eğer “boş uzay” olarak anlaşılırsa, şüphesiz eğrilemez. Mesele şu ki, uzayı maddesiz tasavvur etmek imkânsızdır. Bu ayrılmaz bir birliktir. Düşündüğümüz şey, uzayın maddeyle belli bir ilişkisidir. Yunan atomcuları uzun zaman önce “boşlukta” atomların varolduklarına işaret etmişlerdi. İkisi birbirleri olmaksızın varolamazlar. Uzaysız madde, maddesiz uzayla aynı şeydir. Bütünüyle boş bir boşluk yalnızca hiçliktir. Fakat sınırsız madde de öyledir. Uzay ve madde, demek ki, her biri diğerini ön varsayan, her biri diğerini tanımlayan, birbirlerini sınırlayan ve biri olmaksızın diğerinin de olmayacağı karşıtlardır.

Genel görelilik teorisi, Newton’un klasik teorisi tarafından açıklanamayan hiç değilse bir olguyu açıklamaya hizmet etti. Merkür gezegeni, yörüngesinin güneşe en yakın noktasına yaklaştıkça dönüşleri tuhaf bir düzensizlik sergiler, bu düzensizlikler daha önceleri diğer gezegenlerin kütleçekiminin neden olduğu karışıklıklara bağlanmıştı. Ne var ki, bu etkiler dikkate alındığında bile söz konusu olgu açıklanamamıştı. Merkür’ün güneş etrafındaki yörüngesinin sapması (“günberi”) çok küçüktü, ama yine de astronomların hesaplamalarını altüst etmeye yetiyordu. Einstein’ın genel görelilik teorisi, dönen her cismin günberisinin Newton yasalarının tanımladığının dışında bir harekete sahip olacağını öngördü. Bu öngörünün önce Merkür sonra da Venüs için doğru olduğu görüldü. Einstein aynı zamanda kütleçekim alanının ışık ışınlarını bükeceğini de öngörmüştü. Bu nedenle, güneş yüzeyine yakın geçen bir ışık ışınının, düz bir doğrudan 1,75 saniyelik bir açıyla büküleceğini iddia etti. 1919’da bir güneş tutulması gözlemi sırasında yapılan astronomik hesaplar, bunun doğru olduğunu göstermişti. Einstein’ın parlak teorisi pratikte kanıtlanmıştı. Bu teori, güneşe yakın yıldızların konumundaki görünür kaymayı onlardan gelen ışığın bükülmesiyle açıklayabildiği gibi, Newton’un teorileri tarafından açıklanamayan Merkür gezegeninin düzensiz hareketlerini de izah edebiliyordu.

Newton, cisimlerin hareketini yöneten yasaları incelemişti, buna göre kütleçekimin büyüklüğü kütleye bağlıdır. Newton aynı zamanda, bir cisme uygulanan her kuvvetin, o cismin kütlesiyle ters orantılı bir ivme yarattığını savunmuştu. İvmeye, yani hız değişimine karşı gösterilen direnç, eylemsizlik olarak adlandırılır. Tüm kütleler ya kütleçekim etkisiyle ya da eylemsizlik etkisiyle ölçülür. Doğrudan gözlemler göstermiştir ki, eylemsizlik kütlesi ve kütleçekim kütlesi, gerçekte, trilyonda birlik bir farkla özdeştirler. Einstein, kendi genel görelilik teorisine, eylemsizlik kütlesinin ve kütleçekim kütlesinin tam olarak eşit olduğu kabulüyle başlar, çünkü bunlar özde aynı şeylerdir. Görünüşte hareketsiz olan yıldızlar muazzam hızlarla hareket ederler. Einstein’ın 1917’deki kozmik denklemleri, evrenin tüm zamanlarda sabit olmadığını, genişliyor olabileceğini ima ediyordu. Galaksiler bizden saniyede yaklaşık 700 millik bir hızla uzaklaşmaktadırlar. Yıldızlar ve galaksiler sürekli olarak değişirler, oluş ve yok oluş içerisindedirler. Tüm evren, yıldızların ve galaksilerin doğum ve ölüm dramlarının ebediyete kadar oynandığı uçsuz bucaksız bir arenadır. Patlayan galaksiler, süpernovalar, yıldızlar arasında felâkete yol açan çarpışmalar, tüm yıldız kümelerini iştahla yiyip yutan, bizim güneşimizden milyarlarca kat daha yoğun kara delikler. Bunlar, şairlerin hayal güçlerini bile gölgede bırakıyor.