Sir Isaac Newton; Göksel Bütünlük

AZE Haber Ajansı

ANKARA- Kastamonu Üniversitesi Felsefe Bölümü Başkanı Öğretim Üyesi Prof. Dr. Yavuz Unat'ın, "Tarih Boyunca Evren Anlayışları ve Tanrı" başlıklı yazısının dördüncü ve son bölümü:

Newton Doğa Felsefesinin Matematiksel İlkeleri (Principia, 1687) adlı eserinde, Galilei ile önemli değişime uğrayan hareket problemini yeniden ele alır. Uzun yıllar Aristoteles'in görüşlerinin etkisinde kalmış olan bu problemi Galilei, eylemsizlik ilkesiyle kökten değiştirmiş ve artık cisimlerin hareketinin açıklanması problem olmaktan çıkmıştı. Ancak, problemin gök mekaniğini ilgilendiren boyutu hâlâ tam olarak açıklanamamıştı. Şöyle ki, Galilei'nin getirdiği eylemsizlik problemine göre dışarıdan bir etki olmadığı sürece cisim durumunu koruyacak ve eğer hareket halindeyse düzgün hızla bir doğru boyunca hareketini sürdürecektir. Aynı kural gezegenler için de geçerlidir. Ancak gezegenler doğrusal değil, dairesel hareket yapmaktadırlar. O zaman bir problem ortaya çıkmaktadır. Niçin gezegenler Güneş'in çevresinde dolanıyorlar da uzaklaşıp gitmiyorlar? Newton bu sorunun yanıtını gravitasyonda bulur. Ona göre, Yer'in çevresinde dolanan Ay'ı yörüngesinde tutan kuvvet yeryüzünde bir taşın düşmesine neden olan kuvvettir. Böylece Newton, çekimin matematiksel ifadesini de vermeyi (Evrensel Çekim Yasası) başarır. 

Newton aynı zamanda ışık üzerine yaptığı çalışmalarla parçacık kuramının kurucusudur. Optics (1706) adlı eserinde ışığa ilişkin yapmış olduğu deneyleri ayrıntılarıyla aktarır ve bu deneyleri sonucunda ışığın parçacıklardan oluştuğu kuramını bildirir. Ona göre parçacıkları bir arada tutan unsur çekim kuvvetidir. Böylece Newton fiziğe madde ve hareketin yanında üçüncü bir kategori olarak kuvveti ekler. Bu sayede Newton matematikçi doğa anlayışı ile atomcu mekanik felsefeyi uzlaştırmıştır. Ona göre doğa tasarımında en küçük parçacıklardan en büyük cisimlere kadar var olan her şey nedensel ve deterministik karakterdedir. Evreni Tanrı yaratmış olabilir ama evren bu nedensel ve deterministik yapı ile işler ve bu sayede anlaşılabilir.

Newton’un izinden giden sonraki matematikçiler onun bu yasası ile evrenin anlaşılabileceğini göstermişlerdir. Bunlardan Fransız matematikçi Laplace (1749-1827), bu yasayı kullanarak diferansiyel ve entegral hesap ile Güneş sisteminin tüm geometrik parametrelerini ve fiziksel büyüklüklerini hesap edilebilir bir formata sokmayı başarmış ve tüm çalışmalarını beş ciltlik Gök Mekaniği (1799-1825) adlı kitabında toplamıştır. Hatta Laplace Napolyon Bonapart’ın kitabını okuduktan sonra sorduğu “Çalışmalarınızda neden tanrıya hiç atıf yapmadınız?” sorusuna “Böyle bir hipoteze gerek duymadım” yanıtını verecektir. 

Kant’ın Değişen Evreni

1751 yılında filozof Immanuel Kant (1724-1804) Evrensel Doğa Tarihi ve Gökler Kuramı adlı eserini yayımlar. Çalışma ancak bir yüzyıl sonra dikkat çeker. Kant, Thomas Wright’ın Samanyolu çalışmalarını esas alır, bu galaksinin kendi çevresinde dönen bir yıldız diski olduğunu ve dengeli bir yapıya sahip olduğunu varsayar. Denge durumu merkezkaç ve merkezçek kuvvetleriyle oluşuyordu. Tüm bulutsular ona göre dönen yıldız diskleri olmalıydı. Bu durumda evren merkezi olmayan sonsuz genişlikte bir yapıya sahipti. Gökadaları da dönüşleri sonucunda dağılıyorlardı. Yani evren evrimsel bir tablo sergiliyordu. Yaşam ve düzen küresel bir dalga gibi yayılıyor ve yeni dünyalar oluşuyordu. Tüm bunlar Kant’a göre Tanrı’nın durmaksızın yeni ve daha görkemli dünyalar yaratmakla meşgul olduğu büyük bir ilahi planın bir parçasıydı. 

Görelilik Kuramı ve Yeni Bir Evren Anlayışı

Newton ışığın devinimi de dâhil olmak üzere, bütün konuları daima kendisi durağan olan bir sisteme (başvuru noktasına) göre ele almıştı ve sanki eylemsiz bir sistemin içerisindeymiş gibi davranarak mekanik kanunlarını oluşturmuştu. Newton’un parçacık modeline alternatif olan dalga modeli de ışık olgularını durağan esir varsayımıyla açıklamaktaydı. Dalga modeli dönemin egemen olan doğa tasarımına da uygundu; evren mekanik bir bütün olmalıydı. Olup bitenleri mekanik bağlamda açıklamak için geliştirilen durağan esir varsayımı, kısa bir süre sonra Dünya’nın esir içerisinde ne kadar hızla hareket ettiğinin merak edilmesine yol açmış ancak yapılan çalışmalar sonucunda aslında esirin olmadığı anlaşılmıştı. Doğa bilimi açısından ciddi bir sıkıntı yaratan bu deneysel sonucu fark eden Einstein olmuş ve Görelilik Kuramını geliştirmiştir.

Her türlü değişimi, bu arada hareketi de açıklarken başvuru noktası ister istemez Dünya’dır. Oysa Kopernik’ten beri Dünya’nın da durağan olmadığı artık bilinmektedir. Genel bir durağan başvuru noktası olarak kabul edilen esir de bulunmadığına göre, artık evrende sadece hareketten söz edilebilir. Bunu fark eden Einstein, ışığınki de dâhil olmak üzere, her tür hareketin açıklanabilmesinin ancak birbirlerine göre yapılabileceği sonucunu çıkarmıştır. Öyleyse evren durağan değil, devingen bir yapı olmalıydı.

Evrenin yapısı bağlamında Görelilik Kuramının en dikkat çeken sonuçlarında birisi kütle çekimine ilişkin olanıdır. Einstein, kütle çekimini uzayın geometrik yapısının bir özelliği olarak kabul etmiş, büyük bir kütlenin bulunduğu yerde uzayın yapısının bir çekim alanı meydana gelecek şekilde düzgün halini kaybedeceğini ileri sürmüştür. Oluşan alan düzlem değil, eğri olduğundan, buradan geçen ışık ışınları da eğrilecektir. Aynı zamanda, böyle bir alanda iki nokta arasındaki en kısa yolun, Eukleides geometrisinde olduğu gibi bir doğru olmayacağı açıktır. 

Newton’un evreni gök cisimlerinin hareketlerinin yer çekimi yasasıyla sahnelendiği sabit bir sahneydi. Einstein’ın evreni ise daha esnekti. Adeta bir çarşaf gibi üzerindeki madde ve oluşan hareketlerle biçimi bozuluyordu. Maddenin olduğu yerlerde uzay büyük ölçüde eğriliyor yani çukurlaşıyordu. Gök cisimleri ise bir cisim çukurunun merkezine çekiliyordu. Yani kütle çekim kuvvetleri uzayın biçiminden dolayı oluşuyordu. Öyleyse herhangi bir kuvvete gereksinim yoktu; uzayın eğriliği yetiyordu.

Büyük Patlama Kuramı ve Evren

Evrenin oluşumuna ilişkin günümüzde yaygın olarak kabul edilen kuram Büyük Patlama Kuramı’dır (Big Bang Kuramı). Buna göre evrenin bugünkü hali, tek bir noktadan patlama ile genişleyerek oluşmuştur. Evrenin patlayarak genişlemekte olduğu düşüncesi üç önemli olgunun tespitiyle geliştirilmiştir: 1) Yıldızların büyük ölçüde kırmızıya kayması. 2) Arka alan ışıması. 3) Kuazarlar (Quasar). Bu üç gözlemsel olgu evrenin bir patlama sonucu oluştuğunu göstermektedir. Bu patlama ve genişleme sonucunda, en hızlı hareket eden kütleler en dışta, en yavaş hareket edenler en içte olmak üzere bir yayılım başlamıştı. Patlama ve genişleme süreci 10-20 milyar yıl kadar sürmüş ve hâlâ sürmektedir. Ancak, mevcut şekliyle Büyük Patlama Kuramı tam değildir. Kuram, galaksilerin kaynağını, galaksilerin gözlenebilir büyük ölçekli kümelenmelerini ve maddenin çok büyük ölçeklerde tekdüze dağılımının kaynağını açıklayamamaktadır. Bu haliyle, birçok evren bilimci, Büyük Patlama Kuramı'nın ve bu kuramın bir uzantısı olan, Şişirme Kuramı'nın (Inflation Theory) bu soruları cevaplayabileceğinden şüphe etmektedirler. Ne var ki tüm bunlara karşın, Büyük Patlama Kuramı evrenin hâlihazırdaki durumunu en iyi açıklayan kuramdır.

Kuantum Kuramı: Rastgele Evren

Yirminci yüzyılın ikinci büyük kuramsal inşası da Kuantum Kuramı’dır. Göreliliğin aksine bu kuram, atomun derinliklerinde yer alan ve duyulur olmayan dünyanın gizlerini aralamak üzere geliştirilmiştir. Her iki kuram da (Görelilik ve Kuantum) doğayı hemen hemen bütünüyle matematik aracılığıyla anlatmak durumunda kaldıklarından duyuların sağladığı algıları neredeyse bırakmak durumunda kalmışlardır.

Kuantum Kuramının temeli iki önemli deneysel veriye dayanmaktadır. İlki klasik fiziğin aksine enerjinin sürekli değil kesik kesik, yani paketçikler halinde (bunlara “kuanta” adı verilmiştir) yayıldığına ilişkin bulgular. İkincisi ise ışığın dalga-parçacık ikilemine ilişkin bulgular. İkinci bulgu kuantum kuramı ile dalga kuramını uzlaştıran dalga mekaniğinin temelini oluşturur. Buna göre, elektronlara dalgalar eşlik ediyordu. Avusturyalı fizikçi Schrödinger (1887-1961) ise buradan hareketle proton ve elektrona dalga paketi gözüyle baktı. Dalga paketi, küçük bir yerde yoğunlaşmış, çeşitli frekansta dalgalardan oluşmuştu. Atomun çekirdeği etrafında da dalga paketi dolaşıyordu. Bu dalga paketinin yerini, o pakete giren dalgaların frekanslarının çeşitli olduğu oranda, kesinlikle belirlemek mümkündür. Yalnızca bir tek frekansta dalgalar var ise, paketin yerini belirleme olanağı yoktu. Kuantum kuramında kesinliklerin değil, olasılıkların söz konusu olduğu Werner Heisenberg'in (1901-1976) belirsizlik prensibi ile açıklık kazanmıştır. Belirsizlik prensibine göre, elektron gibi küçük parçacıkların aynı anda hem yerini ve hem de hızını belirlemek mümkün değildir. Klasik mekaniğe göre, bir cismin bir andaki yeri ve hızı bilinirse, daha sonra nerede ve hangi hız değerine sahip olacağı bilinebilirdi. Ancak Kuantum mekaniğine göre bu belirlilik mikro dünya için olanaksızdır; sadece olasılıklar geçerlidir. Eğer mikro dünyayı esas alırsak sonuç açıktır: evren ve evrendeki fenomenler rastgele olmalıydı. Einstein bu sonucu şu meşhur yanıtı ile açıkça reddetmişti: “Tanrı zar atmaz”. Ancak Kuantum Kuramı ise atomik sistemlerin önceden bilinemeyeceğini ortaya koymuş ve bu kuramı savunanlar ise Einstein’a şu yanıtı vermişlerdir: “Tanrı zar atar”. 

Hiçlikten Oluşan Rastgele Evren

Günümüzde bu tartışmalar çerçevesinde evrenin hiçlikten olduğu görüşünü de savunanlar vardır. Buna göre evren, hiçlikten tamamen kendiliğinden bir süreç olarak büyük patlama denilen olay sırasında oluşmuştur. Bu da evrendeki her şeyin yasalara bağlı olduğu düşüncesi demektir. Rastgele oluşan ve yasalarını kendisi oluşturan evren. Evreni ister tanrı yaratsın ya da yaratmasın rastgele bir süreçle ortaya çıkan evrende bedava yemek yiyoruz. Eğer evrenin ortaya çıkışı ve evrimine ilişkin soruları yanıtlayabilirsek fizikçilerin de dediği gibi bu insan aklının en büyük zaferi olacak ve o zaman Tanrı’nın aklından geçenleri bilebileceğiz.

Yazımızı günümüzün en önemli fizikçisi Stephen Hawking’in bir sözüyle bitirelim: “Büyük Patlama gibi bir şeyden bizimkine benzer bir evrenin oluştuğuna dair belirtiler var. Sanırım ne zaman evrenin kökenini tartışmaya kalksak dini yaptırımlarla karşılaşacağımız açık”.