Sinirbilim

Stephen Hawking’in Sırrı: Görsel ve Geometrik Düşünme

12 yaşındaki bir çocuktan Big Bang’i veya bir kara deliği açıklamasını isteyin ve muhtemelen makul bir şekilde doğru bir cevap alacaksınız. Bir fizikçiye aynı kavramları sorun, o size bunların Evren teorimizin kabul edilen bileşenleri olduğunu söyleyecektir. Aslında Stephen Hawking 1960’ların başında kariyerine başladığında bu iki ifadenin hiçbiri doğru değildi. 1960’ların başında, Evren’in aşırı sıcak ve yoğun bir başlangıçtan ortaya çıkmış olabileceği fikri, bilimsel bir spekülasyondu. O zamanlarda durağan bir evren teorisi kabul görmekteydi.

George Ellis ve Roger Penrose ile birlikte çalışan Hawking, sonunda ünlü tekillik teoremine ulaştı. Genel göreliliğe göre, bir ilk tekillik sadece mümkün değil, aynı zamanda kaçınılmazdı. 1970’lerin başında Big Bang teorisi tamamen kabul edildi. Big Bang, teorik temellerinin yanı sıra adını Hawking’e borçludur. Bununla birlikte, Büyük Patlama tek tekillik değil. Hawking’in Penrose ile yaptığı çalışma, tekilliklerin karadeliklerde de meydana geleceğini gösterdi.

Hawking’in kara delikler üzerindeki çalışması, karadelikler ile ilgili mevcut anlayışımızı da oluşturdu. Diğer şeylerin yanı sıra, merkezi tekilliği çevreleyen dönüşü olmayan sınır olan bir kara deliğin olay ufku kavramını keşfetti. Tüm bunlar bile bir fizikçiyi efsaneleştirmek için yeterli. Ancak o sıradan bir fizikçi değildi. Fiziksel engeli, zihninin özgürce dolaşmasına neden olamadı. Ünlü alan teoremini de kanıtladı. Bu da bir kara deliğe ne olursa olsun olay ufkunun alanının asla küçülmeyeceğini belirtiyordu.

Stephen Hawking’in Mezar Taşına Yazılmasını İstediği Denklem

Hawking çalışmalarına devam ederken kara deliklerin kütle kaybedeceğini ve buharlaşacağını fark etti. Bu devrim niteliğinde bir açıklamaydı. Fikir, kara deliklerin aslında termodinamik nesneler olduğunu gösterdi. Bu fikir daha önceleri Jacob Bekenstein tarafından da ortaya atılmıştı. Devamında Hawking ünlü Bekenstein-Hawking entropi formülü olarak da bilinen karadelik termodinamik teorisini formüle etmeye devam etti. Hawking, 60. doğum günü konuşmasında, “Bu basit formülün mezar taşımda olmasını istiyorum” diyecekti.

Kara deliklerin termodinamiği denklemi. “k” harfi Boltzmann sabitini, “c” ışık hızını, üstü çizikli “h” harfi Planck sabitini ve “G” ise evrensel kütle çekim sabitini ifade ediyorlar. 

Profesör Hawking’in denklemi mezar taşına yazdırmaya yönelik dileği, aslında bir ilk değil. Denklem içindeki Boltzmann sabitinin mucidi olan Avustralyalı fizikçi Ludwig Boltzman, kendi sabitine ilişkin denkleminin mezar taşına yazılmasını istemişti. Fizikçi vefat ettikten sonra bu isteği gerçek oldu.

Hawking, hayatının sonuna kadar kuantum-yerçekimi problemi ve kozmolojinin ilgili meseleleri üzerine araştırmalarına devam etti. Ancak eşzamanlı olarak, bilimin ve özellikle de kendi fikirlerinin popülerleştirilmesiyle giderek daha fazla ilgilenmeye başladı. Bu, 40 kadar dile çevrilen ve dünya çapında 25 milyondan fazla satan, şaşırtıcı derecede başarılı Zamanın Kısa Tarihi (1988) kitabının yazılmasıyla başladı. Sonrasında da diğer kitapları geldi.

Stephen Hawking’in Düşünme Biçimi

Stephen Hawking
Hawking’in hastalığı yüzünden bir bilgisayar aracılığıyla iletişim kurması gerekiyordu. Bu bilgisayarı sağ yanak kaslarıyla kontrol ediyordu. Bu kasların hareketleri gözlüğüne bağlı kızılötesi sensörlerle algılanıyor ve tekerlekli sandalyesine bağlı olan bilgisayar ekranındaki imlecin hareket etmesi sağlanıyordu.

Hawking’e 21. doğum gününden kısa bir süre sonra, ölümcül dejeneratif motor nöron hastalığı amyotrofik lateral skleroz veya ALS olarak tanımlanan, tedavisi olmayan bir hastalık teşhisi konmuştu. Ancak o, depresyona yenik düşmek yerine, gözünü evrenin fiziksel doğasıyla ilgili en temel sorulardan bazılarına dikmeye başladı. Belki de en çarpıcı olanı, Hawking’in asla ve asla çalışmayı bırakmamış olmasıydı. Fizik, hayatının büyük bir parçasıydı. Yetişkin yaşamının büyük bir bölümünde motor nöron hastalığı ile yaşamasına rağmen, bu asla çalışma arzusuna müdahale etmedi.

Ellerini kullanarak denklem yazamadığı zamanda düşünmesini sağlayan özgün bir yöntem keşfetti. Bu yöntem denklemlere değil resimlere ve geometriye dayalı çalışıyordu. Kip Thorne, elinin kullanımını kaybetmesinin devamında Hawking’in sadece üç boyutta değil uzay-zamanın dört boyutunda da nesneler, eğriler, yüzeyler ve şekillerin zihinsel görüntülerini manipüle etmek gibi alışılmadık bir yetenek geliştirdiğini anlatır bize yazılarında. Kendisi ile yapılan bir röportajda bu yeteneği hakkında soru sorulduğunda onun verdiği cevap mütevazi kişiliğini gözler önüne sermekte. Kimsenin çözmeyi başaramadığı problemleri bu zihinsel araç sayesinde çözebildiğinizi düşünüyor musunuz?

Hawking: Hiç kimse dört boyutu gözünde canlandıramaz. Üç boyut zaten yeterince zor. Benim yaptığım iki boyutlu parçaları gözümde canlandırıp onların aslında dört boyutlu bir bütünün parçası olduğunu unutmamak. Hastalığım karmaşık denklemler yazmama engel oluyor. Bu yüzden ben de geometrik yoruma açık soruları tercih ediyorum.

Teorik fizik ve mizah karışımı bir yaşam

Stephen Hawking. 06.01.2001; Hawking’in çalışmalarının etkisi, hem yaptığı bilimsel katkılarla hem de nesiller boyu genç fizikçiler üzerinde yarattığı etkiyle ölçülebilir. Bir çok kişiye göre, Stephen Hawking, 20. yüzyılın en büyük bilim insanlarından biriydi ve yerçekimi fiziği alanında Newton ve Einstein’ın halefiydi.

Hawking, meslektaşları tarafından zekası, mizahı ve hayattan zevk alması nedeniyle sevgiyle hatırlanır. Partilere katılmaya ve parti vermeye her zaman hevesliydi ve ayrıca durumundan hiç bir rahatsızlık duymaz, canı istediğinde dans pistine de çıkardı. Yaşamdan hep keyif aldı, neredeyse her zaman pozitif kaldı. İşinden, diğer bilim insanlarının arkadaşlığından, sanattan, seyahatlerinden keyif aldı. Çocuklardan büyük zevk alır, bazen onları motorlu tekerlekli sandalyesinde dönerek eğlendirirdi. Sosyal meseleler onu ilgilendiriyordu. Bilimsel anlayışı teşvik etti. Vücudunun durgunluğuna meydan okurcasına sık sık gülümsemesi ile anımsadığımız yüzü, onun ısrarcı kişiliğini gösterir nitelikte

My Brief History (Benim Kısa Tarihim) adını verdiği otobiyografisinde kendisini bize şu şekilde anlatmakta. Bu da onun mütevazi kişiliğini ortaya koymakta. “Hiçbir zaman büyümemiş bir çocuğum ben. Sürekli ‘Nasıl?’ ve ‘Neden?’ sorularını soruyorum ve ara sıra da olsa cevaplar buluyorum.”

Stephen Hawking’den Akılda Kalıcı Bazı Sözler

  • İletişim, engelli birisi için çok önemlidir, iletişim olmadan kişi güçsüz kalır.
  • Geçmiş, aynı gelecek gibi belirsizdir ve sadece olasılıklar spektrumu olarak vardır.
  • Komik olmasa hayat trajik olurdu.
  • Zaten var olan yollar üzerinden gelecek olan mükemmel bir teoriye inanmıyorum. Bizim yeni bir şeye ihtiyacımız var. Bunun ne olabileceğini tahmin edemeyiz ya da ne zaman bulacağımızı çünkü eğer bilseydik, çoktan bulmuştuk da! Bu 20 yıl içerisinde gelmeliydi, ancak belki de hiç bulamayacağız.
  • Ben uzaylı yaşamın evrende oldukça yaygın olduğuna, zeki yaşamın ise daha az olduğuna inanıyorum. Bazıları zeki yaşamın Dünya gezegeni üzerinde henüz görünmediğini söylüyor.
  • Amacım basit: Evren üzerinde tam anlayış; neden olduğu şey olduğu ve neden var olduğu.
  • Hayatım boyunca büyük sorularla yüzleşmekten büyük zevk aldım ve onlara bilimsel yanıtlar vermeye çabaladım. Belki de bu yüzden fizik üzerine yazdığım kitaplarla Madonna’nın seks üzerine yazdığı kitaplardan daha çok kitap sattım.
  • Ayaklarınıza değil, yıldızlara bakın. Evren’in var olmasını neyin sağladığını merak edin. Önemli olan vazgeçmemeniz. Hayal gücünüzü serbest bırakın, geleceği şekillendirin


Kaynaklar ve ileri okumalar:

Matematiksel

Sibel Çağlar

Merhabalar. Matematik öğretmeni olarak başladığım hayatıma 2016 yılında kurduğum matematiksel.org web sitesinde içerikler üreterek devam ediyorum. Matematiğin aydınlık yüzünü paylaşıyorum. Amacım matematiğin hayattan kopuk olmadığını kanıtlamaktı. Devamında ekip arkadaşlarımın da dahil olması ile kocaman bir aile olduk. Amacımıza da kısmen ulaştık. Yolumuz daha uzun ama kesinlikle çok keyifli.
Başa dön tuşu