Astronomi ve Kozmoloji

Yıldızların Unutulmaz Şairi: Hubert Reeves

“Doğayla savaş halindeyiz. Kazanırsak kaybedeceğiz.” sözü, kuşkusuz son zamanlarda en çok aklıma takılan sözü oluyor. Ülkemiz yangınlar, seller ve iklim kriziyle boğuşurken bu sorun aslında küresel ölçekte de önemini koruyor. Sözün haklılık payı, üstümüze düşen görevleri yerine getiremeyişimiz, Dünya’da yaşayan diğer türlere yapmış olduğumuz haksızlıklar derken haliyle uykularımız kaçıyor artık. Hubert Reeves, yıllar önce bu sözü söylerken eminim kendisi de bu kadar haklı çıkmak istememiştir.

Hubert Reeves’in Kişisel Yaşamı

13 Temmuz 1932 tarihinde Kanada’da dünyaya geldi. Montreal’daki Fransızca dil koleji olan Collège Jean-de-Brébeuf’a kayıt oldu. 10. sınıftayken fizik öğretmeni, Güneş lekelerini görmek amacıyla özel bir teleskop yapmak için öğrencilerini çatıya çıkardı. Çatıda lensleri hassas bir hizada tutan optik tezgâh adı verilen bir çerçeveleri vardı. İki mercek, bir matematiksel formül ve birkaç ölçümle malzemelerini Güneş’e yöneltti. Biraz uğraştıktan sonra parlak görüntünün ortasında bir dizi siyah noktanın açıkça görüldüğünü fark etti. Parlayan disk kâğıdına bakan Reeves: “Güneş lekelerini görebilmek benim için harikaydı. Sihir gibiydi” demiştir. Birkaç hesaplama ve kendi kendine uğraşmayla görünmezi görünür kılabilmesine şaşırmıştı. Galileo’nun 1610’da Jüpiter’in aylarını ilk kez görmek için benzer bir şey yaptığında hissetmiş olması gereken duyguyu hayal etti. O andan itibaren Reeves astronomi ve astrofizikle uğraştı.

Université de Montréal’den fizik dalında lisans derecesini, 1956’da McGill Üniversitesi’nden “Formation of Positronium in Hydrogen and Helium/Hidrojen ve Helyumda Pozitronyum Oluşumu “ tez çalışmasıyla yüksek lisans derecesini kazandı. “Thermonuclear Reaction with a Medium Light Core/Orta Hafif Çekirdek İçeren Termonükleer Reaksiyon” adlı tez çalışmasıyla da doktorasını 1960 yılında Cornell Üniversitesi’nde tamamladı. 1960’dan 1964’e kadar Montreal Üniversitesi Fizik Bölümü’nde profesördü. Bu süre boyunca New York’taki Uzay Araştırmaları Enstitüsü’nde danışman olarak görev yaptı. 1965’te Paris’teki Centre National de la Recherche Scientifique’in (Ulusal Bilim Araştırma Merkezi) direktörü ve Fransa, Saclay’deki Commissariat à l’énergie atomique (Nükleer Enerji Komisyonu) için bilimsel danışman oldu.

Astrofizik uzmanı olan Reeves, yıldızlarda meydana gelen termonükleer reaksiyonları inceledi.

Başka bir deyişle maddeyi oluşturan kimyasal elementlerin reaksiyonlarını araştırdı. 1962’den sonra çalışmaları karbon ve oksijen içeren nükleer reaksiyonlara odaklandı. Ayrıca araştırmasının bir kısmını, “nötrinolar” üzerine yoğunlaştırdı. 1967’de lityum, berilyum ve bor gibi hafif elementlerin kökeniyle giderek daha fazla ilgilenmeye başladı.

Yıldızların içinde meydana gelen çok yüksek sıcaklıklar bu üç elementi yok eder. Bu yüzden uzayın başka bir yerinde oluşmaları gerekir diyerek araştırmalarını genişletti. 1968’de Yıldız Evrimi ve Nükleosentez’i yayınladı. 1972’de Yıldız Yüzeylerinde Nükleer Reaksiyonlar ve Yıldızların Evrimi ile İlişkileri’ni yazdı. 1971’de Reeves, diğer meslektaşlarıyla birlikte, “spallasyon” olarak bilinen bir sürecin lityum, berilyum ve bor oluşturduğunu göstermeye yardımcı oldu.

Spallasyon Süreci

Aslında Hubert Reeves, belirli elementlerin oluşumunun uzaydaki nükleer reaksiyonlardan nasıl kaynaklanabileceğini tam olarak açıkladı. Özellikle çok hafif elementler olan lityum, berilyum ve borun kökenlerini aydınlatmıştır. Bu tür hafif elementlerin oluşumu, örneğin iki hidrojen atomunun birleşerek helyum oluşturması, füzyonla açıklanamaz. Yıldızlar sürekli olarak hidrojen ve helyumu daha ağır elementlere kaynaştırır. Ancak lityum, berilyum ve bor bu şekilde yapılamaz. Dahası, bu üç element kırılgandır ve kolayca diğer elementlere bölünür. Bu nedenle, evrende hâlihazırda gözlemlenen bolluklarını hesaba katmak için sürekli olarak üretim altında olmaları gerekir. O zaman nereden geliyorlar ve nasıl yapılıyorlar? Cevap “spallasyon” adı verilen işte bu süreçtir. Bu işlem sırasında oksijen gibi nispeten ağır elementlerin atom çekirdeği, kozmik ışınların yani uzayda yüksek hızda hareket eden parçacıkların etkisi altında “kırılır”. Bu çarpışmaların yarattığı “parçalardan” bazıları lityum, berilyum veya bor atomlarıdır.

Einstein Ödülüne Yolculuk

1972’de Reeves, diğer iki hafif element olan döteryum ve helyum-3’ün kökenini açıklamak için Johannes Geiss (Alman Fizikçi, 1926 – 2020) ile işbirliği yaptı. Hipotezlerini test etmeleri Apollo ay seyahatleri sırasında yapılan deneylerle gerçekleşti. Ayrıca elde ettikleri sonuçlar, evrendeki normal maddenin yoğunluğunu tahmin etmelerine de izin verdi.

Olayın öyküsü şöyle başlar: Reeves, Cenevre’den Bern’e yaptığı tren yolculuğu sırasında dağların arasından dolambaçlı akan suyun kaynağının eriyen karlar olup olmadığını merak ederken aklı, 1947 tarihli Fransız yapımı La Bataille de l’eau lourde (Ağır Su Savaşı) filmine kayar. Film, II. Dünya Savaşı’nın sonlarına doğru müttefik komandolarının, Norveç dağlarında çok gizli bir ağır su tesisini nasıl yok ettiğinin gerçek hikâyesini anlatır. Nazi işgalcileri ağır suyu atom bombası yapmak için kullanacaklardı. Bu film, Reeves’in aklında şimşek çakmasına sebep oldu: ağır su ve ağır hidrojenin uzay ile ilişkisi.

Hubert Reeves bir not defteri aldı ve manzaranın panoraması dışarıda ortaya çıkarken, düşüncelerini kâğıt üzerinde yakalamaya çalıştı. Aklı hâlâ Cenevre Gözlemevi’nde sunduğu nükleer astrofizik dersinden gelen fikirlerle yankılanıyordu. Geiss’in söylediği “Güneş rüzgârında, Dünya’daki doğal oluşumundan beş kat daha az ağır hidrojen bulunur.” teorisini açıklayabilecek bir fikri olduğunu düşündü.

Teorik olarak, Güneş ve Dünya aynı ilkel maddeden çoğunlukla hidrojenden oluşur. Bu nedenle fizikçiler bu beş kat farktan çok rahatsız oldular. Sorulan sorular, buna neyin sebep olduğuyla ilgiliydi. Çünkü, hidrojen evrendeki en basit elementtir. Bununla birlikte döteryum veya ağır hidrojen adı verilen başka bir tür doğal hidrojen daha vardır. Daha ağırdır; çünkü bir döteryum çekirdeği, bir protonun yanı sıra bir nötron da içerir.

Döteryum nadirdir; ancak kimyasal olarak sıradan hidrojen gibi davranır. Bu nedenle Dünya’da, gezegendeki hidrojenin çoğunda olduğu gibi, esasında su olarak bulunur. Her su molekülünde (H2O) iki hidrojen atomu vardır. Dünya okyanuslarındaki su molekülleri, her 2.000 sade hidrojen atomu için yaklaşık bir ağır hidrojen atomu içerir. Bu sözde ağır su, Kanada’nın CANDU ( Canadian Deuterium Uranium) reaktörü gibi belirli bir nükleer reaktör tipinde gereklidir. Çünkü hızlı nötronları yavaşlatır. Bu nötronlar kontrol altında tutulmazsa müthiş bir nükleer patlama meydana gelebilir. Ağır su reaktörleri ayrıca bir atom bombasının önemli bir bileşeni olan plütonyum üretir. Bu yüzden 1944’te Naziler ağır suyun kaynağına ulaşmak istemişti.

Soruna Farklı Bir Bakış Açısıyla Yaklaşmak

Geiss ise bu soruya başka bir yoldan yaklaşmak amacıyla 1969’da ABD Ulusal Havacılık ve Uzay Dairesi (NASA) ile uzun müzakerelerin ardından Amerikalıları kendisi için basit bir deney yapmaya ikna etti. Astronotlar, Ay’a yapılan 15 Apollo roket gezisinin beşinde alüminyum folyolu bayraklar çektiler. Apollo 11’de 77 dakika ile Apollo 16’da 45 saat arasında değişen sürelerde bayrakları dışarıda bıraktılar. Her bir folyo levha alındı, Dünya’ya geri getirildi ve Geiss tarafından incelendi. Geiss, Ay’da atmosfer olmadığından Güneş rüzgârını “hissetmek” için Ay’ın ideal bir yer olmasını bekliyordu.

Güneş rüzgârındaki parçacıklar alüminyum folyo bayrağın içine yerleşti. Geiss folyoyu analiz ettiğinde, diğer şeylerin yanı sıra, Güneş rüzgârının her 10.000 normal hidrojen atomu için bir ağır hidrojen atomundan oluştuğunu buldu. Bu neden oldu? Dünya ve Güneş aynı ilkel maddeden oluştuysa, neden Dünya’da Güneş’te olduğundan beş kat daha fazla ağır hidrojen olsun ki? Reeves’in trende çözdüğü bilmece işte buydu. Savaş sırasında Naziler, dış uzaydaki koşullara benzer şekilde ağır su oluşumu meydana getirmek için mutlak sıfır veya eksi 273 santigrat dereceye yaklaşan sıcaklıklarda, bugün olduğu gibi, ağır suyu sıradan sudan neredeyse vakuma tabi tutarak ayırıyorlardı.

Reeves de Geiss’den bağımsız olarak hesaplamalarını yaptı ve Dünya’nın yörüngesine yakın Güneş diskinin basınç ve sıcaklığının, nükleer endüstri için döteryum üretmek amacıyla kullanılan kimyasal reaksiyonun aynısını destekleyeceğini belirledi. Reeves trenden indiğinde, istasyonda onu karşılamaya gelen Geiss’e: “Ağır hidrojen bolluğuyla ilgili sorununu biliyor musun? Sanırım olayı çözdüm.” dedi. Geiss ise “Bir teorin var! Eh, bende de var.” diye cevapladı.

Her iki fizikçinin de aynı sonuca vardıkları ortaya çıktı. Bu buluştan 30 yıldan fazla bir süre sonra, evrendeki sıradan maddenin yoğunluğunu tahmin eden ve ilk kez 1971’de yayınlanan deneyleri ve teorileri için Einstein Ödülü‘ne layık görüldüler. Tahminler, o zamandan beri birçok yönden doğrulandı.

Diğer Çalışmaları

1977’de Hubert Reeves, ilk popüler bilim kitabı olan Soleil‘i (Güneş) yayınladı. Dört yıl sonra 1981’de uluslararası beğeni toplayan ve Evren’in oluşumundaki farklı adımlar hakkında bir başka kitap olan Gökyüzünde Sabır’ı yazdı. Takip eden yıllarda, bazıları ortak yazarlarla birlikte, 15 kadar popüler astronomi kitabı daha yayınladı. 1980’lerin başlangıcında halka açık birçok konferans verdi. Televizyon programlarıyla filmlerde yer aldı. Sadece astronomi konusunda değil; aynı zamanda çevre konusunda da konuştuğu için Reeves’in şöhreti arttı. Astronomi ve halkla iletişim alanındaki çalışmaları nedeniyle birçok ödül ve unvan aldı. Asteroid 9631’e O’nun adı verildi.

Hubert Reeves’in Bilimsel Bakış Açısı

Reeves, yıldızların çekirdeklerindeki termonükleer reaksiyonları, yıldızların nasıl doğduğunu, tüm kimyasal elementlerin iç yapılarının nasıl oluştuğunu ve nasıl öldüklerini inceleyen bir nükleer fizikçidir. Nihayetinde Reeves, evrendeki serbest enerjinin kökenini ve kaderini keşfetmeye çalışır. Büyük patlama ve genişleyen evren fikrini, 20. yüzyılın en önemli bilimsel keşfi olarak görür. Bundan önce Aristoteles’ten Einstein’a kadar bilim adamları kozmosu, dünyadaki yaşamın koşuşturmacasından kopuk, durağan ve değişmez olarak görüyorlardı. Yıldız nesnelerinin nasıl oluştuğuna dair sorular anlamsız veya bilimin kapsamı dışında kabul edildi.

Ama artık evrenin bir tarihi olduğunu biliyoruz ve Reeves kendisini bir tür kozmik tarihçi olarak da görüyor. “Ben temelde bir nükleer fizikçiyim” der ve ekler: “Ancak 100 kadar kimyasal element, yıldızlardaki nükleer reaksiyonların bir sonucu olarak oluştu. Dolayısıyla benim işim, işlerin nasıl gittiğini -kökenlerimizin tarihini- çözmeye çalışmakla ilgili. Dünya’nın ve biz de dâhil olmak üzere üzerindeki her şeyin, yıldız tozu olarak başladığını söyleyebilirim.”

Çalışmalarının Önemi

Hubert Reeves, yüksek enerjili protonların, gama ışınlarının veya kozmik ışınların sadece bu birkaç ilkel elementle ve tesadüfi çarpışmalarıyla (uzun zaman dilimleri boyunca) sayısız başka elementin yaratılabileceğini göstermiştir. Elementlerin parçalanması ve astrofiziğin diğer yönleri konusunda birçok bilimsel kitap ve makale yayınlamış olsa da Reeves, özellikle Fransızca yazmış olduğu kozmoloji ve astronomi üzerine çok sayıda popüler kitabı ve yaptığı televizyon programıyla tanınır.

1996’da ölmeden önce kitaplar yazan ve bir TV programı olan popüler Amerikalı Astrofizikçi Carl Sagan‘ın (1934 – 1996) Fransız versiyonudur. Reeves aynı zamanda aktif bir çevrecidir ve bu sıfatıyla Kanadalı Biyolog David Suzuki (1936 – ) ile karşılaştırılabilir. Reeves’in aldığı birçok büyük uluslararası onur ödülü bulunur. Nükleer astrofizik alanındaki başarılarıyla kozmos ile insan yaşamı arasındaki yakın bağlantıyı, basit terimlerle iletmede kayda değer bir başarı göstermiştir. Bir kalp ve akıl bilimci olan Reeves’e göre, “Hepimiz evrenin çocuklarıyız. Bedenlerimizin atomlarını oluşturan yıldızların oğulları ve kızlarıyız.” Çünkü insan beyninin kozmik evriminin bir ürünü, 15 milyar yıl öncesine uzanan gelişmelerle bağlantılıdır. Reeves için bu, hem bitmeyen bir merak nedeni hem de derin bir sorumluluk kaynağıdır.

Reeves’in çalışmaları, bilim ve sanatın dünyayı açığa vurduğu ve yorumladığı farklı yollar arasında bir uzlaşma arayışıyla sıklıkla ayırt edilir. Adını, yılın büyük bir bölümünde yaşadığı Burgonya’daki bir köyden alan Malicorne adlı kitabında, 18 yaşındayken bilimsel bilginin bir bedeli olabileceğini keşfetmesinin hayatının en önemli dönüm noktası olduğunu anlatır. Bu olay onu bilgi bilmecesiyle yüzleşmeye zorlamış: Bildiğimizi bilmiyormuş gibi nasıl davranabiliriz? Ve bu bilgi, yeni ufuklar açarken bile dünyayı anlama olanaklarını kısıtlıyor mu? Yaşam boyu süren arayışı onu kendi uzmanlığının ötesine kimya, biyoloji, biyokimya, felsefe, psikoloji ve çevrebilim alanlarına yöneltmiştir.

Hubert Reeves ve Çevre Hareketi

Reeves, uzun yıllar çevre hareketinde oldukça aktif oldu. 1999 yılında resmi olarak emekli olmasına rağmen çalışmalarını hem Fransa’da hem de Kanada’da sürdürdü. Sorunun, insan ve doğa arasında değil, zekâ ve doğa arasındaki huzursuz ilişkide yattığına inanırdı. Gezegenimizde, zekâsıyla diğer türlerin zekâsını geride bırakan bir tek insandır, demiştir.

Bilimsel bilginin, “insanın kendi kendini yok etme çabasını hevesle sürdürmesine” yardım etmek amacıyla kullanılmasından dolayı dehşete düştüğünü belirtirdi. Yine de Hubert Reeves, insanlığı bir evrim hatası olarak görmez. Geleceğe yönelik iyimserliğini, iyimserliğin kendi doğasına yerleştirir. O’na göre bu, enerji yaratan bir süreçtir. Bu sebepledir ki, “ilk aşkım olan yıldızlara bakarken ve en sevdiğim gezegen olan Venüs’ten aldığım sürekli güçle, gökyüzünün karşısında yalnız olmak, çok yoğun ve derin bir duygu” diye söylemektedir.

Kaynakça

Matematiksel

Olgun Duran

Ömür boyu öğrencilik felsefesini benimsemiş amatör tiyatro oyuncusu ve TEGV gönüllüsü; kitaplarından, doğaya hayranlığından, yeni yerleri görmekten, gittiği yerlerin kültürünü keşfetmekten ve bunların uğruna çabalamaktan vazgeç(e)meyen kişi...  

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Başa dön tuşu