Stephen Hawking, modern fiziğin en önemli isimlerinden biriydi. Buna rağmen Nobel Fizik Ödülü’nü hiç kazanamadı. Bunun temel nedeni, en ünlü öngörüsü olan Hawking radyasyonunun yaşamı boyunca astrofiziksel kara deliklerde gözlemsel olarak doğrulanamamasıydı.
1974 yılında Hawking, kuantum fiziğini kara deliklerin çevresindeki uzay-zamana uyguladığında şaşırtıcı bir sonuca ulaştı: Kara delikler tamamen karanlık değildi. Çok zayıf da olsa termal radyasyon yaymaları gerekiyordu. Bugün bu olguya Hawking radyasyonu ya da Hawking ışıması diyoruz.
Bu sonuç, genel görelilik ile kuantum fiziğini aynı problem üzerinde buluşturduğu için teorik fizik açısından büyük önem taşıyordu. Ancak Hawking radyasyonunun astrofiziksel kara deliklerden doğrudan tespit edilmesi son derece zordur. Hawking’in Nobel Ödülü alamamasının hikâyesi de büyük ölçüde bu güçlükle ilgilidir.
Hawking Radyasyonunu Gözlemlemek Neden Bu Kadar Zor?
Nobel Fizik Ödülü yalnızca deney yapan bilim insanlarına verilmez. Teorik fizikçiler de Nobel kazanabilir. Ancak Nobel Komitesi, teorik bir öngörünün doğayla bağlantısını güçlü biçimde ortaya koyan deneysel veya gözlemsel kanıtlara büyük önem verir. Hawking açısından sorun tam da burada ortaya çıktı.
Hawking radyasyonu son derece zayıftır. Bir kara deliğin kütlesi büyüdükçe Hawking sıcaklığı düşer. Örneğin Güneş kütlesine sahip bir kara deliğin sıcaklığı yalnızca yaklaşık 60 nanokelvindir. Bu değer mutlak sıfırın çok az üzerindedir.
Üstelik evrenin kendisi bugün bundan çok daha sıcaktır. Kozmik mikrodalga arka plan ışımasının sıcaklığı yaklaşık 2,7 kelvindir. Dolayısıyla yıldız kütleli kara deliklerden gelmesi beklenen Hawking radyasyonu, çevredeki diğer ışımaların yanında son derece zayıf kalır.
Bu nedenle Hawking’in öngördüğü radyasyon astrofiziksel bir kara delikten doğrudan tespit edilemedi. Hawking 2018 yılında hayatını kaybettiğinde de durum değişmemişti.
Bu, teorinin yanlış olduğu anlamına gelmez. Hawking radyasyonu teorik fiziğin çok önemli ve yaygın biçimde kabul gören sonuçlarından biridir. Ancak Nobel açısından önemli olan nokta, bu öngörünün Hawking’in yaşamı sırasında doğrudan gözlemsel bir doğrulamaya kavuşmamış olmasıdır.
Hawking’in bilimsel mirası Hawking radyasyonuyla sınırlı değil.
1960’larda Roger Penrose’un geliştirdiği matematiksel yöntemlerden yararlanan Hawking, genel görelilikteki tekillik teoremleri üzerinde çalıştı. Penrose ve Hawking’in çalışmaları, belirli fiziksel koşullar altında uzay-zamanda tekilliklerin ortaya çıkmasının genel göreliliğin doğal bir sonucu olduğunu gösterdi.
Bu çalışmalar hem kara deliklerin hem de Büyük Patlama modellerinin matematiksel temellerinin anlaşılmasında önemli rol oynadı.
Roger Penrose, 2020 yılında “kara delik oluşumunun genel görelilik kuramının sağlam bir öngörüsü olduğunu keşfetmesi” nedeniyle Nobel Fizik Ödülü’nün yarısını kazandı. Ödülün diğer yarısı ise Samanyolu’nun merkezindeki süper kütleli kompakt cismin keşfi nedeniyle Reinhard Genzel ve Andrea Ghez’e verildi. Hawking ise bu ödülü göremedi. 14 Mart 2018’de hayatını kaybetmişti.
Nobel Vakfı’nın 1974’ten beri uyguladığı kurallara göre Nobel Ödülü ölümden sonra verilmiyor. Bir kişinin ancak ödül açıklandıktan sonra hayatını kaybetmesi durumunda ödülü geçerliliğini koruyor. Dolayısıyla Penrose’un 2020’de Nobel kazanması, Hawking’in ölümünden sonra aynı ödüle ortak edilmesi ihtimalini doğurmadı.
Nobel Alamaması Hawking’in Bilimdeki Yerini Değiştirir mi?
Nobel Ödülü bilim dünyasının en prestijli ödüllerinden biri olsa da bir bilim insanının önemini tek başına belirlemez.
Hawking’in kara delik termodinamiği, Hawking radyasyonu, tekillikler ve erken evren üzerine yaptığı çalışmalar modern teorik fiziğin temel parçaları arasında yer alıyor. Özellikle kara deliklerin sıcaklığa sahip olabileceği ve radyasyon yayabileceği düşüncesi, kara deliklere bakışımızı kökten değiştirdi.
Hawking, kara delik termodinamiğinin geliştirilmesine de önemli katkılar sağladı. Jacob Bekenstein’ın çalışmalarını temel alan bu yaklaşım, bir kara deliğin entropisinin olay ufkunun alanıyla ilişkili olduğunu gösteren Bekenstein–Hawking entropisi ile ifade edilir.
Hawking, 60. yaş günü konuşmasında bu formül için, “Bu basit formülün mezar taşımda olmasını istiyorum” demişti. Ölümünün ardından dileği gerçekleşti.
Kaynaklar ve ileri okumalar
- Physics Nobel for black holes too late for Hawking. Yayınlanma tarihi: 6 Ekim 2020. Kaynak site: Phys.org. Bağlantı: Physics Nobel for black holes too late for Hawking
- Here’s Why Stephen Hawking Never Won the Nobel Prize in Physics. Yayınlanma tarihi: 14 Mart 2018. Kaynak site: Time. Bağlantı: Here’s Why Stephen Hawking Never Won the Nobel Prize in Physics
Küçük Bir Not
Matematiksel, matematik ve bilime olan ilgiyi artırmak amacıyla kurulmuş bağımsız bir platformdur. Önceliğimiz matematik olsa da zamanla bilimin farklı alanlarından yazılara da yer vermeye başladık. Sitemizi sürdürebilmemizin temel gelir kaynağını reklamlardan sağlıyoruz. Bu sayede içeriklerimizi ücretsiz olarak okurlarımıza ulaştırmaya devam ediyoruz. Yazılarımızı paylaşarak bize destek olabilirsiniz. Matematik ile kalalım, bilim ile kalalım.
