Tweet
EVRENİN ÖYKÜSÜ / UZAY
Uzay nedir? Uzay, boşluk mudur? Uzay nasıl eğrilebilir? Uzayın eğriliği ile kastedilen nedir?
Einstein, evrenin geometrisinde yanıldığımızı anladı. Örneğin iki paralel ışığın uzayda hiç kesişmeden gideceğini sanırız. Çünkü Öklid geometrisinin sonsuz düzleminde paralel çizgiler kesişmez. Doğrunun iki nokta arasındaki en küçük uzaklık olduğunu söyleriz.
Bir zamanlar insanoğlu, Dünya' nın düz olduğunu düşünürdü. Bugün Dünya' nın yuvarlak olduğunu biliyoruz. İzmir ile New York arasındaki uzaklık düz bir yol değil, bir çember yayıdır. Dünya söz konusu edildiğinde bile Öklid geometrisi geçerli değildir. Ekvator' un iki noktasından Kuzey Kutbu' na çizilen dev üçgenin iç açıları toplamı 180 derece değildir; daha büyük bir derecedir. Dünya üzerinde dev bir çember çizilse, çevresi ile yarıçapı arasındaki oran klasik değer "pi sayısı"ndan küçük çıkar. Çünkü bu dev çember bir düzlemde değildir. Dünya' nın yuvarlaklığından kimse şüphe etmez. Fakat insanoğlu bu gerçeği, Dünya' dan ayrılıp ona uzaktan bakarak bulmamıştır. Bu, Dünya' da dururken de, kolayca gözlenen olayların uygun matematiksel açıklaması ile rahatça anlaşılabilir. Einstein de astronomik gerçekleri dikkate alarak yeni bir evren modeli ortaya attı.
Öklid geometrisi, bir çekim alanı içinde geçerli değildir. Çekim alanında doğruların, düzlemlerin anlamı olsa bile pek basittir. Işık bile çekim alanı içinden geçerken düz bir çizgi üzerinde gitmez. Çünkü çekim alanının geometrisi, içinde doğru bulunmayan bir geometridir. Işığın çizebileceği en kısa yol bir eğri, ya da alanın geotrik yapısının belirlediği büyük bir çemberdir. Bir çekim alanının yapısını düşen cismin kütlesi ve hızı belirler. Bir bütün olarak evrenin geometrik yapısına biçim veren de evrende bulunan maddelerin toplamı olmalıdır.Evrende her madde toplanmasına karşılık uzay-zaman sürekliliğinde bir biçim bozulması vardır. Her gök cismi, her galaksi uzay-zamanda, bölgesel bozukluklar meydana getirir; denizdeki adaların çevresinde görülen çalkantılar gibi. Madde toplanması ne kadar yoğun olursa, bunun sonucu olan uzay-zaman eğrilmesi o kadar büyük olur. Sonuç olarak tüm uzay-zaman süreklisi bir bütün eğridir. Evrendeki hesaplanamaz madde kütlelerinin oluşturduğu biçim bozukluklarının yerleşmesi, sürekliliğin büyük bir kozmik eğri halinde kendi üzerine kapanmasına yol açar. Bu nedenle Einstein evreni Öklid' inkinden ayrıdır ve sonsuz değildir.Yerde sürünen bir solucan Dünya' yı düz ve sonsuz görür. Bunun gibi yerdeki bir insana bir ışın düz çizgi üzerinde sonsuza gidiyormuş gibi görünebilir. Einstein evreninde doğrular yoktur; yalnız büyük çemberler vardır. Uzay sonsuz değildir, fakat sınırsızdır.(Evren ve Einstein s: 110-115)
Einstein evreninde yüz milyonlarca ateş halinde yıldızı ve hesaplanamayacak ölçüde seyrek gaz, soğuk demir, taş ve kozmik toz sistemlerini tutan milyarlarca galaksiyi içine alacak büyüklüktedir. Bu evrende, saniyede 300 bin kilometre hızla uzayda yola çıkan bir Güneş ışını, büyük bir kozmik çember çizecek ve 200 milyar yıldan biraz sonra kaynağına dönecektir.( Evren ve Einstein s:117)
Bununla birlikte Einstein, kendi evren bilimini geliştirirken, yıllarca sonra açıklanan astronomi olayını bilmiyordu. Yıldızların ve galaksilerin hareketlerini rasgele sayıyordu. Einstein, evreni durgun saydı. Oysa evren genişliyordu. Bütün galaksiler, sistemli olarak bizimkinden uzaklaşıyor.Bu sonuç o kadar önemlidir ki, bunun nasıl ortaya konulabildiğini göstermek yararlı olacaktır.
Oldukça yakın galaksilerin uzaklığının belirtilebilmesi onların içinde iyi bilinen çeşitli örnek yıldızların tanınması yolu ile olur. Bu yıldızlar için değişme devrelerinin, onların kendi öz aydınlatma miktarı ile belli olduğu bilinmektedir. Bu uzaklıkların, elverişli bir şekilde bulunabildiğini söylememize olanak sağlayan başka yöntemler de vardır ki, bunların sonuçları, oldukça iyi sayılabilecek derecede diğer yöntemlerin sonuçları ile çakışırlar.
Galaksilerin hızlarını, bunların görünür ışıktaki ışımalarını çözümleyerek de belirlemek olanaklıdır.
Şimdi herkes, evren ve zamanın kendisinin, büyük patlamada bir başlangıcı olduğunu düşünüyor. Ve Hawking, sitemini şöyle dile getiriyor: "Bu , birkaç değişik kararsız taneciğin keşfinden çok daha önemli olmakla birlikte, Nobel Ödülleri ile değerlendirilebilmiş bir buluş değildir" (s: 28)
İki karadelik çarpışır ve birleşirse, sonunda ortaya çıkan karadeliğin alanı, baştaki karadeliklerin alanlarının toplamından daha büyüktür. Bu durum, termodinamiğin ikinci yasasına göre, entropinin davranışına çok benzemektedir. Entropi, hiç azalmaz ve tüm sistemin entropisi, onu oluşturan parçaların entropileri toplamından büyüktür. Bir karadeliğin kütlesindeki değişme, onun olay ufkunun alanı da değişmeye, açısal momentumundaki değişmeye ve elektrik yükündeki değişmeye bağlıdır. Bir karadeliğin uzay ufkunun her yerinde yüzey gravitesi aynıdır. Bu benzerlikten cesaret alan Bekenstein 1972' de olay ufku alanının belli bir katının karadeliğin entropisi olduğunu ileri sürdü. "Lakin bu teklif tutarlı değildi. Eğer karadelikler, olay ufkuyla orantılı bir entropiye sahip olsalardı, yüzey gravitesiyle de orantılı, sıfırdan farklı bir sıcaklıkları olurdu. Karadeliğin, kendi sıcaklığından daha düşük sıcaklıktaki bir termal ışınımla temasta olduğunu düşünelim. Karadelik, ışınımın bir kısmını yutarken dışarıya birşey gönderemeyecektir. Zira klasik kurama göre, karadelikten bir şey çıkamaz.Bu durumda, alçak sıcaklıktaki termal ışınımdan, yüksek sıcaklıktaki karadeliğe ısı iletilmiş olacaktır. Bu ise, genelleştirilmiş ikinci yasaya aykırıdır. Çünkü termal ışınımdan entropi kaybı, karadelik entropisindeki artmadan daha büyük olurdu. Lakin, bundan sonraki konuşmamda göreceğimiz gibi, karadeliklerin, tama da termal özellikte bir ışınım yaydıkları keşfedilince, tutarlılık yeniden sağlandı. Bu sırf bir tesadüf veya bir yaklaşım sonucu olamayacak kadar güzel bir sonuçtur. Böylece karadeliklerin gerçekten bir iç gravitasyonal entropisi olduğu anlaşılıyor. Göstereceğimiz gibi bu, bir karadeliğin basit olmayan topoljisi ile ilgildir. İç entropinin anlamı, graviteni çoğunlukla kuantum kuramıyla ilgili olanın dışında, ek bir belirsizlik düzeyi ortaya çıkarmasıdır. Bu nedenle, "Tanrı zar atmaz" dediğinde, Einstein yanılıyordu. karadelikler dikkate alındığında, Tanrının zar atmakla kalmayıp, bazan zarları görülemeyecek yerlere de atarak bizi şaşırttığı görülmektedir." (Uzay ve Zamanın Doğası s: 34-35 )
Gravitenin hiç olmazsa normal durumlarda, daima çekici olduğunu gördük. Eğer gravite elektrodinamikteki gibi bazen çekici, bazen de itici olsaydı, on üzeri kırk kere(10 40) daha zayıf olduğu için onu hiç fark edemezdik.Ancak, gravitenin daima aynı işareti taşıması nedeniyle, bizimle Dünya gibi iki makroskobik cismin taneciklerinin arasındaki gravitasyonal kuvvetler, bizim hissedeceğimiz ölçüde bir kuvvet toplamına yol açar. Gravitenin çekici olması, onun evrendeki maddeyi yıldız ve galaksi gibi cisimler oluşturmak üzere bir araya getirecek şekilde davranacağı manasına gelir. Daha fazla sıkışmaya karşı madde, yıldızlarda termal basınç ile galaksilerde de iç hareketler ve dönmelerle bir süre direnir. Ama en sonunda ısı veya açısal momentum dışarı taşınacak ve cisim büzülmeye başlayacaktır. Eğer kütle, Güneş' in kütlesinin bir buçuk katından küçükse, elektron veya nötronların dejenerasyon basıncı nedenle büzülme durabilir. Cisim de buna göre bir beyaz cüce veya bir nötron yıldızı haline yerleşir. Fakat, kütle bu limitten büyükse, büzülmeyi durdurabilecek bir şey yoktur. Belirli bir kritik büyüklüğe kadar küçülünce, onun yüzeyindeki gravitasyonal alan o kadar kuvvetli olacaktır ki, ışık konileri içeri doğru kıvrılacaktır. Bunun size dört boyutlu bir resmini çizmek isterdim. Fakat, hükümet tasarrufları. Cambridge Üniversitesini ancak iki boyutlu ekranlarla yetinmeye zorluyor. Bu nedenle zamanı düşey doğrultuda üç uzay doğrultusunun ikisini perspektif olarak gösterdim.
"Uzay-zamanın, içinden sonsuza kaçmanın mümkün olmadığı bölgesine karadelik denir. Bunun sınırı olay ufku adını alır. Olay ufku, sonsuza kaçamayan ışık ışınlarının oluşturduğu bir boş yüzeydir. Saçsızlık teoremleri, bir cisim karadelik oluşturacak şekilde çökerken büyük miktarda enformasyonun kaybolduğunu gösteriyor. Daha önceleri, bu enformasyon kaybı önem taşımıyordu. Çünkü Çökmekte olan bir cisimle ilgili bilgilerin karadelik içinde kaldığı düşünülüyordu. karadelik dışında bulunan bir gözlemci için çöken cismin nasıl bir şey olduğunu belirlemek çık zordur. Ama klasik kuramda bu ilke olarak olanaklı görülüyordu. Gözlemci, çökmekte olan cismi gerçekte hiç gözden kaybetmeyecektir. Buna rağmen o yavaşlayacak ve olay ufkuna yaklaştıkça daha da kararacaktır. Fakat gözlemci hala onun hangi maddeden yapıldığını ve kütlesinin nasıl dağıldığını görebilecektir. Kuantum kuramı bunun hepsini değiştirmiştir. Önce, çöken cisim olay ufkunu geçmeden önce sadece sınırlı bir miktarda foton gönderecektir. Bunlar, çöken cisim hakkında tüm bilgiyi taşımaya yetmeyecektir. Bunun anlamı, kuantum kuramına göre, dışarıdaki bir gözlemci için, çöken cismin durumunu ölçmenin mümkün olmadığıdır. Bunun çok önemli olmadığı, çünkü dışardaki bir kişi ölçemese de enformasyonun hala karadelik içinde olduğu düşünülebilir. Fakat işte burada, kuantum kuramının ikinci etkisi ortaya çıkıyor. Göstereceğim gibi, kuantum kuramı karadelikleri ışıtır ve kütle kaybettirir. En sonunda bunlar tamamen yok olurken, içlerindeki tüm enformasyonu da birlikte götürürler. Bu enformasyonun gerçekten de kaybolduğu ve başka bir şekilde geri gelemeyeceği lehinde argümanlar vereceğim. Göstereceğim gibi, bu enformasyon kaybı, fiziğe, kuantum mekaniği ile ilgili olanın dışında ve onun üzerinde, yeni belirsizlik düzeyi katmaktadır."
1973 yılında bu olayı ilk defa incelediğim zaman, çökme sırasında bir emisyon patlaması olacağını, fakat ondan sonra tanecik yaratılmasının duracağını ve geride gerçekten siyah bir kara cisim kalacağını bulmayı umuyordum. Fakat büyü şaşkınlıkla, çökme sırasındaki bir patlamadan sonra geriye, sabit hızda bir tanecik yaratımı ve emisyon kaldığını buldum.(s6) Bir süredir, kuvvetli bir elektrik alanında pozitif ve negatif elektrik yükü taşıyan tanecik çifti yaratıldığı bilinmektedir.(s7) Karadelikler, elektrik yükü de taşıyabildiği için, bunların da çift yaratılabileceği düşünülebilir. Lakin bunun miktarı, elekton-pozitron çiftleri ile karşılaştırıldığında çok küçük bulunacaktır. Zira, kütle bölü yük oranı on üzeri yirmi defa daha büyüktür.Bu şu demekti: karadelik çiftleri oluşturmak üzere önemli bir ihtimal belirmesinden çok daha önce, herhangi bir elektrik alanı, elektron-pozitron çiftleri yaratımı ile nötralize olacaktır. Bunun yanında, magnetik yüklü karadelik çözümleri de vardır. Magnetik yüklü tanecik olmadığı için, böyle karadelikler, gravitasyonel çökme ile yaratılamazlar. Fakat bunların, kuvvetli bir magnetik alanda çiftler şeklinde yaratılabileceği düşünülebilir. Bu durumda adi tanecikler magnetik yük taşımadığı için, adi tanecik oluşması ile arada bir rekabet yoktur. "Bu nedenle, magnetik yüktlü bir karadelik çifti yaratabilecek kadar büyük bir ihtimal olabilmesi için, magnetik alan yeter derecede kuvvetli olabilir." (Uzay ve Zamanın Doğası, 69)
Normal olarak, saf bir kuantum durumunda bulunan bir sistem, üniter bir şekilde, bir saf kuantum durumları dizisinden geçerek sonuçlanır. Fakat karadeliklerin ortaya çıkması ve ortadan kaybolmasıyla enformasyon kaybı olursa, üniter bir evrim olamaz. Onun yerine, enformasyon kaybı, kardelikler ortadan kaybolduktan sonraki nihai duruma, karışık kuantum durumu denebileceği anlamına gelecekttir. Buna, her biri kendi olasılığı ile farklı, saf kuantum durumlarının topluluğu olarak bakılabilir. Fakat o kesinlikle belirli bir durumda olamayacağı için, nihai durumun olasılığı, herhangi bir kuantum durumuna müdahale ile sıfıra düşürülemez.Bu demektir ki, gravite, fizikte ekseri kuantum kuramı ile ilişkilendirilen belirsizliğin dışında ve onun üzerinde, yeni bir önceden bilinemezlik düzeyi getirmektedir.Gelecek konuşmamda, bu ek belirsizliği zaten gözlemiş olabileceğimizi göstereceğim. Geleceğin kesin olarak öngörülebileceğine dair bilimsel determinizmin ümidine , bununla bir son verilmektedir.
UZAY ÇALIŞMALARI HAKKINDA BİLGİ
A. UZAY
Bütün sınırlı genişlikleri içine alan sınırsız boşluğa uzay denir. Uzayın büyük bir kısmında hiçbir şey yoktur: Ne gaz, ne sıvı, ne katı; ne de herhangi bir atom veya molekül. Uzaya çıktığımızda dünyanın koruyucu atmosferinin dışına çıkmış oluruz. Uzay, yaşamı sürdürmenin çok zor olduğu bir yerdir.
1. UZAYA İLK ADIM (AY’IN FETHİ)
1968’de Ay’ın fethine doğru yeni bir aşama gösterildi. 15 Eylülde fırlatılan SSCB uzay aracı Zond-5, ilk Yer-Ay-Yer gidiş gelişini gerçekleştirirken, ABD’nin de Apollo tasarısına başlanmıştır. Temmuz 1969’da Apollo-9 içinde Armstrong, Aldrin ve Collins ile uzaya fırlatıldı. 21 Temmuz’da Türkiye saati ile 04.56’da Neil Armstrong, Ay üstüne ayak basan ilk insan oldu. Onu hemen Edwin Aldrin izledi. Bunlardan sonra Apollo-11, Apollo-12 ve Apollo-13 uçuşları gerçekleştirildi.
Apollo-13’ün yolculuğu sırasında (Nisan 1970) pilotların büyük bir kaza atlatmalarına karşın, uzay yarışında ABD üstün görünüyordu. Bununla birlikte NASA bir süre için Ay programını durdurdu. SSCB ise 1970 sonunda Ay üstüne ilk otomatik yumuşak iniş gerçekleştirdi. SSCB’in fırlattığı Luna 16-20 Eylül 1970’te Bolluk denizine indi. Luna-17 Ay üstüne bir ay aracı olan Lunakod’u bıraktı. Bu araç 3600 m.lik bir taramadan sonra Ocak 1971’de Luna-17’ye geri döndü.
2. GÜNEŞ SİSTEMİ VE DİÐER GEZEGENLER
a) Güneş sistemi
Güneş sistemi yaşama, 4,6 milyar yıl önce, içinde kayaç ve buz parçacıkları bulunan büyük bir gaz bulutu kütlesi olarak başlamıştır. Bulut kendi çekim gücü nedeniyle sıkıştığında güneş oluşmuş, tanecikler de bir araya gelerek gezegenleri ortaya çıkarmıştır.
Güneşin iç bölümünde nükleer füzyonla hidrojen helyuma dönüşür ve bu dönüşüm sonucu açığa çıkan enerji, önce ışık yuvarına, oradan da uzaya gider.
b) Merkür
Güneşe en yakın gezegen Merkür’dür. Ortalama 57,9 milyon km. olan Merkür-Güneş uzaklığı astronomideki diğer uzaklıklara kıyasla gerçekten çok küçüktür.
Güneşe çok yakın olduğundan, gündüz vakti Merkür’deki sıcaklık 423 C ye kadar çıkar. Ama güneş battığı zaman sıcaklığın –183 C ye kadar indiği olur. Güneşe bu kadar yakın olmasına karşın bazı uzmanlar Merkürde hala kraterlerin güneş görmeyen yerlerinde buz bulunabileceğini düşünüyorlar.
Bir teoriye göre Merkür, bundan milyonlarca yıl önce 2 kez hemen hemen kendisi kadar büyük gök cisimleriyle çarpıştı. İlk çarpışma sonucunda Merkür neredeyse tümüyle sıvılaştı, ağır metaller dibe batarak büyük çekirdeği oluşturdu. İkinci çarpışma sonucunda da kabuğun büyük bir kısmı parçalanarak ince bir kabuk kaldı.
c) Venüs
Güneşe en yakın ikinci gezegendir. Güneşe uzaklığı 108 milyon km.dir. Dünyaya en yakın konuma geldiğinde güneş ve aydan sonra en parlak cisimdir. Işığı bazen gölgeler oluşturabilir.
Venüs’ün atmosferi çok yoğundur. Öylesine yoğundur ki; dünyadaki en güçlü teleskopla bile yeryüzü şekillerinin görülmesi imkansızdır. Atmosferinin basıncı yüzünden ezileceğinden, gökyüzünden yağan sülfürik asitten yanacağından, atmosferi nefes almaya uygun olmadığından büyük bir olasılıkla hiçbir insan Venüs’ün yüzeyine ayak basamayacaktır.
Venüs çok yavaş döner. Kendi çevresinde dönmesi 243 gün sürerken, güneş çevresinde dönmesi 224 gün sürer. Bu nedenle bir Venüs günü bir Venüs yılından daha büyüktür.
d) Yer
Dünya, güneş sisteminde yaşam olan tek gezegendir. Güneşe uzaklığı ortalama 149,6 milyon km.dir. Dünya, demir ve nikel bir çekirdeği saran kayaç tabakasından oluşur. Derinlere indikçe sıcaklık artar.
Yaklaşık 4,6 milyar yıl önce, bir gaz ve toz bulutu yoğunlaşarak güneşi oluşturmuştur. Bulutun içindeki başka maddeler birleşerek dünya ve diğer gezegenleri oluşturmuştur. Dünyada demir ve nikel eriyerek çekirdeği oluşturmuştur. 4 milyar yıl önce dünyanın kabuğu oluşup yanardağlardan çıkan su buharı yoğunlaşarak denizleri meydana getirmiştir.
e) Mars
Dünyanın yarısı büyüklüğünde olan Mars birçok yönden dünyaya benzer. Mars gününden sadece bir saat uzundur. Marsta da dünyadaki gibi mevsimler vardır. Ama güneşe uzaklığı 227,4 milyon km. olduğu için ortalama sıcaklığı –28C dir. Ayrıca bir Mars yılı 687 dünya günü sürer.
Marstaki nehir yatakları Mars’ın ikliminin bir zamanlar daha sıcak, atmosfer basıncının da suyun yüzeye çıkmasını sağlayacak kadar yüksek olduğunu gösteriyor. Belki de bilinmeyen bir olay Mars’ın atmosferinin uzaya kaçmasına ve demirce zengin olan toprağının pas rengi almasına neden oldu
Uzay yolculuklarının ateşli taraftarları 2030 yılı civarında insanoğlunun Mars’a ayak basacağını umuyorlar. Daha sonra Mars’ta üsler kurulacak, bu üsler büyüyüp gelişecek ve en sonunda uzayın daha uzak bölgelerine yapılacak yolculuklar için fırlatma rampası olarak kullanılacaktır.
f) Jüpiter
Güneş sistemindeki en büyük gezegen Jüpiter’dir. 16 uydudan oluşan ailesi ile minik bir güneş sistemine benzer. Çok küçük olan katı çekirdeği dışında minyatür bir güneş gibi hemen hemen tümüyle gazdan oluştuğu için Jüpiter diğer gezegenlerden farklı gözükür.
3 Aralık 1973 tarihinde, Jüpiter’e ulaşan Pioneer-10, dünyaya Jüpiter’in bulutlarına ait ilginç fotoğraflar gönderdi. 1979 yılında Voyager araçları Jüpiter’in dünyadan görülemeyecek kadar ince 3 tane halkası olduğunu buldular.
Jüpiter’deki kırmızı leke ilk kez İngiliz astronom Robert Hooke tarafından 1664 yılında gözlenmiştir. Aşağıdan yukarıya doğru hızla yükselen maddenin yarattığı 8 km. yüksekliğinde, 40.000 km. uzunluğunda ve 14.000 km. genişliğinde olan bir fırtınadır. Saatte 500 km. hızla esen bu fırtına önüne çıkan küçük fırtınaları yutarak büyür.
g) Satürn
Güneş sistemindeki ikinci gezegen olan Satürn, güneşe uzaklık sıralamasında 6. dır. Jüpiter gibi Satürn’de neredeyse tümüyle gazdan oluşur. Kendi çapının beş katı çapa sahip olan çok güzel görünüşlü halkaları oldu için Satürn’e “Halkalı Gezegen” de denir.
Satürn’ün yoğunluğu o kadar azdır ki büyük bir göle konsa batmayacak kadar hafiftir.
Satürn’ün halkaları aletleri oldukça ilkel olan eski astronomların aklını karıştırmıştı. Galileo 1610 yılında ilk kez teleskopla Satürn’e baktığında, sanki üçlü bir gezegen sistemiymiş gibi, her iki yanında birer uydu gördüğünü sanarak şaşırmıştı. İki yıl sonraysa uydular görünmez olmuştu.
Satürn’ün en büyük uydusu Titan’dır. Merkür’den daha büyük olan bu uydunun yoğun ve kalın bir atmosferi vardır. Bir uydudan çok küçük bir gezegene benzer. 21.yy.ın başlarında Amerikan Cassini uzay sondasından ayrılacak olan Avrupa yapımı bir sondanın, uydunun atmosferine sokulması planlanıyor.
h) Uranüs
Uranüs, 1781 yılında İngiliz astronom William Herschel tarafından bulundu. Daha önce iki kez gözetlenmiş ama yeni bir gezegen olduğu anlaşılamamıştı. Uranüs’ün güneşten ortalama uzaklığı 2 milyar 869 milyon km.dir. Uranüs, güneş çevresindeki bir dönüşünü 84 yıldan biraz daha uzun bir zamanda tamamlar.
Uranüs güneş çevresindeki yörüngesinde yan yatmış olarak döner, tıpkı yuvarlanan bir varil gibi. Bu nedenle de zaman zaman her iki kutbu da bize doğru döner. Bu garip dönüşe, milyarlarca yıl önce dev bir gök taşının gezegene çarpması neden olmuş olabilir.
Uranüs’ün halkaları 1977 yılında, astronomlar gezegenin arkasından bir yıldızı gözledikleri sırada bulundu. Yıldızın ışığı beklenenden 5 dk. önce sönükleşince yıldızın ışığını engelleyenin bir uydu olabileceği düşünüldü. Aynı şey gezegenin öbür yanında da tekrarlanınca bunun bir halka sistemi sonucu olduğu anlaşıldı.
i) Neptün
j) Plüton
k) Onuncu gezegen
3. KUYRUKLU YILDIZLAR, METEORLAR VE ASTEROİTLER
a) Kuyruklu Yıldızlar
Kuyruklu yıldızlar, Güneş sisteminin oluşum döneminden arta kalmış kayaç ve buz kütleleridir. Gök bilimciler, bu buzlu kayaçların, Hollanda’lı gökbilimci Jan Oort’un adıyla anılan ve Güneş Sisteminin en dışındaki Oort bulutu bölgesinde yer aldığını düşünmektedirler.
b) Meteorlar
Gökte kısa bir an için görülen ışık çizgilerinin nedeni meteorlardır. Kuyruklu yıldızlardan kalan kayaç ya da toz parçacıklarının saniyede 70 km. yi bulan hızlarla atmosfere girip yanmaları sonucu oluşurlar. Kuyruklu yıldızlar, yörüngelerinde dönerken kopan parçacıkların atmosfere girip yanmasıyla gökte “meteor yağmuru” denilen görüntü-yü yaratırlar.
c) Asteroitler:
Asteroitler, güneş çevresindeki yörüngelerde dönen ve gezegenlerden daha küçük olan gökcisimleridir. Günümüze kadar keşfedilenlerin sayısı 4000’i geçmektedir. Boyları küçük taş parçaları ile yüzlerce km. çaplı kütleler arasında değişir. Asteroitlerin çoğu Mars ile Jüpiter arasında uzanan Asteroit kuşaklarında yer alır. Ancak “Truvalılar” adı verilen, iki grup halinde Jüpiter’in yörüngesini izlerler. Öbürleri güneşin çevresinde dönerler.
En büyük Asteroit 1801 yılında keşfedilen Ceres’tir. 930 km.lik çapıyla dünyaya getirilirse Fransa yüzölçümü kadar bir yer kaplardı.
4. YILDIZLAR
5. EVRENİN ÖYKÜSÜ
Evren, atomlardan galaksilere kadar var olan her şeydir. Astronomlar evreni incelemeye başladıklarından beri onun nasıl ortaya çıktığını merak ettiler. Çevremizdeki galaksilerin bizden uzaklaştığını ve evrenin genişlediğini buldular. Eğer bu doğruysa evren geçmişte, günümüzden çok daha küçüktü. Buna dayanarak “Büyük Patlama” (big-bang) teorisini geliştirdiler. Bu teori her ne kadar tüm sorulara cevap vermese de astronomların yaptıkları gözlemlerle büyük bir uyum içindedir.
Büyük patlama teorisine göre evren, bundan 15 milyar yıl önce çok büyük, hayal bile edilemeyecek kadar şiddetli bir patlama ile ortaya çıktı. Büyük patlamadan önce neyin varolduğunu soramazsınız, çünkü her şey büyük patlamadan sonra ortaya çıktı. Büyük patlamadan önce nelerin olup bittiğini de soramazsınız, çünkü zamanın kendisi de büyük patlamayla başladı.
B. UZAY ÇALIŞMALARI
1. UZAY YARIŞI (SOÐUK SAVAŞ)
2. Dünya Savaşı’ndan sonra SSCB ve ABD uzay çalışmalarına hız verdiler. Silahlanma çerçevesinde yapılan bu soğuk savaş teknolojinin gelişmesine imkan sağladı. SSCB 4 Ekim 1957’de Sputnik-1 adlı yapay uyduyu, daha sonra da 3 Kasım 1957’de Layka adlı köpeği taşıyan Sputnik-2’yi uzaya gönderdi. Sputnik’leri ABD uydusu Explorer-1 izledi (1 Şubat 1958). 12 Nisan 1961’de SSCB, içinde insan bulunan ilk uyduyu yörüngeye oturtarak yeni bir aşama yaptı. Yuri Gagarin’i taşıyan Vostok-1 yörüngeye oturtuldu. Bunu Şubat 1962’de içinde ilk ABD’li astronotlardan John Glenn’in bulunduğu Friendship ile ABD izledi. Sonra da Lovell ve Borman 14 gün süreyle yörüngede kaldılar(4-18 Aralık 1965). Aleksey Leonov, 18 Mart 1965’de uzayda araç dışına ilk çıkışı gerçekleştirdi, bunu 3 Haziran 1965’de Edward White izledi. Mariner-4 (ABD) Kasım 1964’de Mars gezegeninin ilk fotoğraflarını iletti. Buna karşılık Lunik-9 (SSCB) ay üzerine ilk yumuşak inişi Şubat 1966’da gerçekleştirdi. Bunu aynı yılın Haziran ayında ABD’nin Surveyor’ı izledi.
2. UZAY ARAÇLARI
a) Füze motoru
b) Fırlatıcılar
3. ASTRONOTLAR
Astronotlar, uzaya çıkabilmek için aylar süren eğitimden geçerler. Uzayda yön bulmak bu eğitimlerin en önemlilerindendir. Uzay araçlarının içinde astronotların yerine yön bulmasını sağlayan çok gelişmiş bilgisayarlar vardır. Bu bilgisayarlar hasar gördüğü zaman astronotların aracı kullanması gerekebilir.
Uzayda yapılacak tüm çalışmalar daha önce yerde bir simülatörde denenir. Burada telsiz kullanmayı, yer kontrol merkeziyle haberleşmeyi ve gerekirse arızaları nasıl giderileceği öğrenilir. Bu simülatörlerde ayrıca yangın, güç kesilmesi, paraşüt arızası, yörüngeden sapma halinde küçük roket motorlarını kullanma öğrenilir.
Uzaydaki yer çekimsiz ortama alışmak astronotlar için zor olur. Görev sırasında uzayda yürümek gerekebile-ceğinden, su altında bazı çalışmalar yapılır. Çünkü su altında hareket etmek yer çekimsiz ortamda hareket etmeye çok benzer.
Kalkış sırasında astronotlar, kendilerini dünyadakinden 3 kat daha fazla ağır hissederler. Bu çekime yer çekimin 3 katı anlamında kısaca 3g denir. Astronotların bu çekime alışabilmeleri için merkezkaç aracı denen bir araca binerler. Bu araç astronotların kendilerini dünyadakinden 3 kat daha fazla ağır hissetmelerini sağlar. Astronotlar yola çıkmadan önce 2 hafta süresince karantinaya alınırlar. Çünkü uzayda hastalanırlarsa en yakın hastaneye gitmek için 900km. yol gitmeleri gerekir.
Genelde bir ekipte 3 kişi bulunur. Ekipte bir pilot, uzay aracının içine verilen havadan sorumlu bir kişi ve bilgisayarları kullanan bir uzman bulunur. Güvenlik nedeniyle, herkes tüm görevleri yapabilecek şekilde eğitilir.
4. ASTRONOMİ
Astronomi tüm bilimlerin en eskisidir. Dünyada ilk insanın ortaya çıktığı günden bu yana insanlar gökyüzünü ve orada gördüklerini merak ettiler. Gördükleri şeylerin resimlerini mağara duvarlarına çizdikleri için mağara adamlarının gökyüzünü gözlediklerini biliyoruz. Ürün ekme ve hasat için en uygun zamanın güneş, ay ve yıldızların hareketleri incelenerek bulunabildiğini gördüklerinden beri insanlar gökyüzünü gözlemlemenin yararlı olduğunu anladılar.
Her ne kadar eski Mısırlıların festival ve bayram günlerini belirlemek için güneş ay ve yıldızları kullandıkları biliniyorsa da gökyüzünü incelemeyi bir bilime dönüştürenler eski Yunanlılardır. Örneğin eski Yunanlı Hipparkhos, çok doğru yıldız haritaları çizmişti.
Her ne kadar astronomlar evrenin doğası ve yapısı konusunda oldukça çok bilgi biriktirmişlerse de, her şeyin ayrıntıları ile birlikte anlaşılması için teleskopun icadını beklemek gerekti. 1608 yılında Hans Lippershey iki merceğin art arta yerleştirilmesinin uzaktaki cisimleri büyütebildiğini gördü. Mercekleri daha rahat kullanmak için onları uzun bir borunun ucuna monte eden Lippershey ilk teleskopu yapmış oldu. Lippershey’in icadı dünyada çabucak yayıldı. Galileo daha gelişmiş bir teleskop yaparak gökyüzünü incelemeye başladı. Galileo gördüklerine çok şaşırdı. Ayda dağlar ve kraterler vardı. Güneşte, oynayan küçük lekeler vardı. Jüpiter’in bir sürü küçük uyduları vardı ve Venüs’ün görünüşü zaman geçtikçe değişiyordu. En son keşif hepsinin en önemlisiydi. Çünkü bu Venüs’ün dünya çevresinde değil de güneşin çevresinde döndüğünü ispatlıyordu.
5. İNSANLARIN VE DİÐER CANLILARIN UZAYDAKİ TEPKİLERİ
Uzayda olmak insanları ve diğer canlıları etkiler. Örneğin, uzaydayken insanların boyu birkaç cm. uzar. Bunun nedeni ise, dünyadayken yerçekiminin omurgalar arasındaki kıkırdakları sıkıştırmasıdır. Ağırlıksız ortamda bu kıkırdaklar genişleyerek boy uzar.
İnsanlardaki bir başka değişim ise kanın beyne fazla miktarda pompalanmasıdır. Dünyada kalp, beynin aşağısında olduğundan kalbin beyne kan pompalaması için daha fazla uğraşması gerekir. Ağırlıksız ortamda böyle bir durum söz konusu olmadığı için kalp beyne dünyadaki gibi kan pompalamaya devam eder. Fakat yer çekimi olmadığı için beyne daha fazla kan gider. Bu da dünyada baş aşağı birkaç saat durmaya benzer.
İnsanlar ağırlıksızlığa çabuk alışırlar. Öteki canlılar ise farklı farklı tepkiler gösterirler: kurbağalar uzayda sıçramaya çalıştıklarında takla atarlar ve neye uğradıklarını şaşırırlar. Uzayda sebze ve meyvelerin nasıl yetiştirilebi-leceğini bilmiyoruz. Astronotlar bu konuda çeşitli deneyler yapıyorlar, ama şimdilik vitamin ihtiyaçlarını yanlarında götürdükleri hazır yiyeceklerden karşılamak zorundalar.
Arabella adı verilen bir örümcek uzayda ağ örmeyi başardı; ama yine de alışılmış bir ağ örene kadar birkaç gün geçti.
Uzayda yumurtadan çıkan bazı kuşlar düzgün uçmayı hiçbir zaman başaramadılar. Dünyada, kuşlar kanatlarını çırptıkları zaman yukarıya doğru bir kuvvet üretirler bu kuvvet onları havada tutar. Ağırlıksız kuşlar ise, kanat çırptıklarında havada daireler çizecek biçimde dönüp dururlar.
Bitkiler ilginç bir biçimde büyürler, yeşil kısımlar uzay aracındaki herhangi bir ışığa yönelir, ama kökler ne tarafa yöneleceklerini bilemezler.
Einstein, evrenin geometrisinde yanıldığımızı anladı. Örneğin iki paralel ışığın uzayda hiç kesişmeden gideceğini sanırız. Çünkü Öklid geometrisinin sonsuz düzleminde paralel çizgiler kesişmez. Doğrunun iki nokta arasındaki en küçük uzaklık olduğunu söyleriz.
Bir zamanlar insanoğlu, Dünya' nın düz olduğunu düşünürdü. Bugün Dünya' nın yuvarlak olduğunu biliyoruz. İzmir ile New York arasındaki uzaklık düz bir yol değil, bir çember yayıdır. Dünya söz konusu edildiğinde bile Öklid geometrisi geçerli değildir. Ekvator' un iki noktasından Kuzey Kutbu' na çizilen dev üçgenin iç açıları toplamı 180 derece değildir; daha büyük bir derecedir. Dünya üzerinde dev bir çember çizilse, çevresi ile yarıçapı arasındaki oran klasik değer "pi sayısı"ndan küçük çıkar. Çünkü bu dev çember bir düzlemde değildir. Dünya' nın yuvarlaklığından kimse şüphe etmez. Fakat insanoğlu bu gerçeği, Dünya' dan ayrılıp ona uzaktan bakarak bulmamıştır. Bu, Dünya' da dururken de, kolayca gözlenen olayların uygun matematiksel açıklaması ile rahatça anlaşılabilir. Einstein de astronomik gerçekleri dikkate alarak yeni bir evren modeli ortaya attı.
Öklid geometrisi, bir çekim alanı içinde geçerli değildir. Çekim alanında doğruların, düzlemlerin anlamı olsa bile pek basittir. Işık bile çekim alanı içinden geçerken düz bir çizgi üzerinde gitmez. Çünkü çekim alanının geometrisi, içinde doğru bulunmayan bir geometridir. Işığın çizebileceği en kısa yol bir eğri, ya da alanın geotrik yapısının belirlediği büyük bir çemberdir. Bir çekim alanının yapısını düşen cismin kütlesi ve hızı belirler. Bir bütün olarak evrenin geometrik yapısına biçim veren de evrende bulunan maddelerin toplamı olmalıdır.Evrende her madde toplanmasına karşılık uzay-zaman sürekliliğinde bir biçim bozulması vardır. Her gök cismi, her galaksi uzay-zamanda, bölgesel bozukluklar meydana getirir; denizdeki adaların çevresinde görülen çalkantılar gibi. Madde toplanması ne kadar yoğun olursa, bunun sonucu olan uzay-zaman eğrilmesi o kadar büyük olur. Sonuç olarak tüm uzay-zaman süreklisi bir bütün eğridir. Evrendeki hesaplanamaz madde kütlelerinin oluşturduğu biçim bozukluklarının yerleşmesi, sürekliliğin büyük bir kozmik eğri halinde kendi üzerine kapanmasına yol açar. Bu nedenle Einstein evreni Öklid' inkinden ayrıdır ve sonsuz değildir.Yerde sürünen bir solucan Dünya' yı düz ve sonsuz görür. Bunun gibi yerdeki bir insana bir ışın düz çizgi üzerinde sonsuza gidiyormuş gibi görünebilir. Einstein evreninde doğrular yoktur; yalnız büyük çemberler vardır. Uzay sonsuz değildir, fakat sınırsızdır.(Evren ve Einstein s: 110-115)
Einstein evreninde yüz milyonlarca ateş halinde yıldızı ve hesaplanamayacak ölçüde seyrek gaz, soğuk demir, taş ve kozmik toz sistemlerini tutan milyarlarca galaksiyi içine alacak büyüklüktedir. Bu evrende, saniyede 300 bin kilometre hızla uzayda yola çıkan bir Güneş ışını, büyük bir kozmik çember çizecek ve 200 milyar yıldan biraz sonra kaynağına dönecektir.( Evren ve Einstein s:117)
Bununla birlikte Einstein, kendi evren bilimini geliştirirken, yıllarca sonra açıklanan astronomi olayını bilmiyordu. Yıldızların ve galaksilerin hareketlerini rasgele sayıyordu. Einstein, evreni durgun saydı. Oysa evren genişliyordu. Bütün galaksiler, sistemli olarak bizimkinden uzaklaşıyor.Bu sonuç o kadar önemlidir ki, bunun nasıl ortaya konulabildiğini göstermek yararlı olacaktır.
Oldukça yakın galaksilerin uzaklığının belirtilebilmesi onların içinde iyi bilinen çeşitli örnek yıldızların tanınması yolu ile olur. Bu yıldızlar için değişme devrelerinin, onların kendi öz aydınlatma miktarı ile belli olduğu bilinmektedir. Bu uzaklıkların, elverişli bir şekilde bulunabildiğini söylememize olanak sağlayan başka yöntemler de vardır ki, bunların sonuçları, oldukça iyi sayılabilecek derecede diğer yöntemlerin sonuçları ile çakışırlar.
Galaksilerin hızlarını, bunların görünür ışıktaki ışımalarını çözümleyerek de belirlemek olanaklıdır.
Şimdi herkes, evren ve zamanın kendisinin, büyük patlamada bir başlangıcı olduğunu düşünüyor. Ve Hawking, sitemini şöyle dile getiriyor: "Bu , birkaç değişik kararsız taneciğin keşfinden çok daha önemli olmakla birlikte, Nobel Ödülleri ile değerlendirilebilmiş bir buluş değildir" (s: 28)
İki karadelik çarpışır ve birleşirse, sonunda ortaya çıkan karadeliğin alanı, baştaki karadeliklerin alanlarının toplamından daha büyüktür. Bu durum, termodinamiğin ikinci yasasına göre, entropinin davranışına çok benzemektedir. Entropi, hiç azalmaz ve tüm sistemin entropisi, onu oluşturan parçaların entropileri toplamından büyüktür. Bir karadeliğin kütlesindeki değişme, onun olay ufkunun alanı da değişmeye, açısal momentumundaki değişmeye ve elektrik yükündeki değişmeye bağlıdır. Bir karadeliğin uzay ufkunun her yerinde yüzey gravitesi aynıdır. Bu benzerlikten cesaret alan Bekenstein 1972' de olay ufku alanının belli bir katının karadeliğin entropisi olduğunu ileri sürdü. "Lakin bu teklif tutarlı değildi. Eğer karadelikler, olay ufkuyla orantılı bir entropiye sahip olsalardı, yüzey gravitesiyle de orantılı, sıfırdan farklı bir sıcaklıkları olurdu. Karadeliğin, kendi sıcaklığından daha düşük sıcaklıktaki bir termal ışınımla temasta olduğunu düşünelim. Karadelik, ışınımın bir kısmını yutarken dışarıya birşey gönderemeyecektir. Zira klasik kurama göre, karadelikten bir şey çıkamaz.Bu durumda, alçak sıcaklıktaki termal ışınımdan, yüksek sıcaklıktaki karadeliğe ısı iletilmiş olacaktır. Bu ise, genelleştirilmiş ikinci yasaya aykırıdır. Çünkü termal ışınımdan entropi kaybı, karadelik entropisindeki artmadan daha büyük olurdu. Lakin, bundan sonraki konuşmamda göreceğimiz gibi, karadeliklerin, tama da termal özellikte bir ışınım yaydıkları keşfedilince, tutarlılık yeniden sağlandı. Bu sırf bir tesadüf veya bir yaklaşım sonucu olamayacak kadar güzel bir sonuçtur. Böylece karadeliklerin gerçekten bir iç gravitasyonal entropisi olduğu anlaşılıyor. Göstereceğimiz gibi bu, bir karadeliğin basit olmayan topoljisi ile ilgildir. İç entropinin anlamı, graviteni çoğunlukla kuantum kuramıyla ilgili olanın dışında, ek bir belirsizlik düzeyi ortaya çıkarmasıdır. Bu nedenle, "Tanrı zar atmaz" dediğinde, Einstein yanılıyordu. karadelikler dikkate alındığında, Tanrının zar atmakla kalmayıp, bazan zarları görülemeyecek yerlere de atarak bizi şaşırttığı görülmektedir." (Uzay ve Zamanın Doğası s: 34-35 )
Gravitenin hiç olmazsa normal durumlarda, daima çekici olduğunu gördük. Eğer gravite elektrodinamikteki gibi bazen çekici, bazen de itici olsaydı, on üzeri kırk kere(10 40) daha zayıf olduğu için onu hiç fark edemezdik.Ancak, gravitenin daima aynı işareti taşıması nedeniyle, bizimle Dünya gibi iki makroskobik cismin taneciklerinin arasındaki gravitasyonal kuvvetler, bizim hissedeceğimiz ölçüde bir kuvvet toplamına yol açar. Gravitenin çekici olması, onun evrendeki maddeyi yıldız ve galaksi gibi cisimler oluşturmak üzere bir araya getirecek şekilde davranacağı manasına gelir. Daha fazla sıkışmaya karşı madde, yıldızlarda termal basınç ile galaksilerde de iç hareketler ve dönmelerle bir süre direnir. Ama en sonunda ısı veya açısal momentum dışarı taşınacak ve cisim büzülmeye başlayacaktır. Eğer kütle, Güneş' in kütlesinin bir buçuk katından küçükse, elektron veya nötronların dejenerasyon basıncı nedenle büzülme durabilir. Cisim de buna göre bir beyaz cüce veya bir nötron yıldızı haline yerleşir. Fakat, kütle bu limitten büyükse, büzülmeyi durdurabilecek bir şey yoktur. Belirli bir kritik büyüklüğe kadar küçülünce, onun yüzeyindeki gravitasyonal alan o kadar kuvvetli olacaktır ki, ışık konileri içeri doğru kıvrılacaktır. Bunun size dört boyutlu bir resmini çizmek isterdim. Fakat, hükümet tasarrufları. Cambridge Üniversitesini ancak iki boyutlu ekranlarla yetinmeye zorluyor. Bu nedenle zamanı düşey doğrultuda üç uzay doğrultusunun ikisini perspektif olarak gösterdim.
"Uzay-zamanın, içinden sonsuza kaçmanın mümkün olmadığı bölgesine karadelik denir. Bunun sınırı olay ufku adını alır. Olay ufku, sonsuza kaçamayan ışık ışınlarının oluşturduğu bir boş yüzeydir. Saçsızlık teoremleri, bir cisim karadelik oluşturacak şekilde çökerken büyük miktarda enformasyonun kaybolduğunu gösteriyor. Daha önceleri, bu enformasyon kaybı önem taşımıyordu. Çünkü Çökmekte olan bir cisimle ilgili bilgilerin karadelik içinde kaldığı düşünülüyordu. karadelik dışında bulunan bir gözlemci için çöken cismin nasıl bir şey olduğunu belirlemek çık zordur. Ama klasik kuramda bu ilke olarak olanaklı görülüyordu. Gözlemci, çökmekte olan cismi gerçekte hiç gözden kaybetmeyecektir. Buna rağmen o yavaşlayacak ve olay ufkuna yaklaştıkça daha da kararacaktır. Fakat gözlemci hala onun hangi maddeden yapıldığını ve kütlesinin nasıl dağıldığını görebilecektir. Kuantum kuramı bunun hepsini değiştirmiştir. Önce, çöken cisim olay ufkunu geçmeden önce sadece sınırlı bir miktarda foton gönderecektir. Bunlar, çöken cisim hakkında tüm bilgiyi taşımaya yetmeyecektir. Bunun anlamı, kuantum kuramına göre, dışarıdaki bir gözlemci için, çöken cismin durumunu ölçmenin mümkün olmadığıdır. Bunun çok önemli olmadığı, çünkü dışardaki bir kişi ölçemese de enformasyonun hala karadelik içinde olduğu düşünülebilir. Fakat işte burada, kuantum kuramının ikinci etkisi ortaya çıkıyor. Göstereceğim gibi, kuantum kuramı karadelikleri ışıtır ve kütle kaybettirir. En sonunda bunlar tamamen yok olurken, içlerindeki tüm enformasyonu da birlikte götürürler. Bu enformasyonun gerçekten de kaybolduğu ve başka bir şekilde geri gelemeyeceği lehinde argümanlar vereceğim. Göstereceğim gibi, bu enformasyon kaybı, fiziğe, kuantum mekaniği ile ilgili olanın dışında ve onun üzerinde, yeni belirsizlik düzeyi katmaktadır."
1973 yılında bu olayı ilk defa incelediğim zaman, çökme sırasında bir emisyon patlaması olacağını, fakat ondan sonra tanecik yaratılmasının duracağını ve geride gerçekten siyah bir kara cisim kalacağını bulmayı umuyordum. Fakat büyü şaşkınlıkla, çökme sırasındaki bir patlamadan sonra geriye, sabit hızda bir tanecik yaratımı ve emisyon kaldığını buldum.(s6) Bir süredir, kuvvetli bir elektrik alanında pozitif ve negatif elektrik yükü taşıyan tanecik çifti yaratıldığı bilinmektedir.(s7) Karadelikler, elektrik yükü de taşıyabildiği için, bunların da çift yaratılabileceği düşünülebilir. Lakin bunun miktarı, elekton-pozitron çiftleri ile karşılaştırıldığında çok küçük bulunacaktır. Zira, kütle bölü yük oranı on üzeri yirmi defa daha büyüktür.Bu şu demekti: karadelik çiftleri oluşturmak üzere önemli bir ihtimal belirmesinden çok daha önce, herhangi bir elektrik alanı, elektron-pozitron çiftleri yaratımı ile nötralize olacaktır. Bunun yanında, magnetik yüklü karadelik çözümleri de vardır. Magnetik yüklü tanecik olmadığı için, böyle karadelikler, gravitasyonel çökme ile yaratılamazlar. Fakat bunların, kuvvetli bir magnetik alanda çiftler şeklinde yaratılabileceği düşünülebilir. Bu durumda adi tanecikler magnetik yük taşımadığı için, adi tanecik oluşması ile arada bir rekabet yoktur. "Bu nedenle, magnetik yüktlü bir karadelik çifti yaratabilecek kadar büyük bir ihtimal olabilmesi için, magnetik alan yeter derecede kuvvetli olabilir." (Uzay ve Zamanın Doğası, 69)
Normal olarak, saf bir kuantum durumunda bulunan bir sistem, üniter bir şekilde, bir saf kuantum durumları dizisinden geçerek sonuçlanır. Fakat karadeliklerin ortaya çıkması ve ortadan kaybolmasıyla enformasyon kaybı olursa, üniter bir evrim olamaz. Onun yerine, enformasyon kaybı, kardelikler ortadan kaybolduktan sonraki nihai duruma, karışık kuantum durumu denebileceği anlamına gelecekttir. Buna, her biri kendi olasılığı ile farklı, saf kuantum durumlarının topluluğu olarak bakılabilir. Fakat o kesinlikle belirli bir durumda olamayacağı için, nihai durumun olasılığı, herhangi bir kuantum durumuna müdahale ile sıfıra düşürülemez.Bu demektir ki, gravite, fizikte ekseri kuantum kuramı ile ilişkilendirilen belirsizliğin dışında ve onun üzerinde, yeni bir önceden bilinemezlik düzeyi getirmektedir.Gelecek konuşmamda, bu ek belirsizliği zaten gözlemiş olabileceğimizi göstereceğim. Geleceğin kesin olarak öngörülebileceğine dair bilimsel determinizmin ümidine , bununla bir son verilmektedir.
UZAY ÇALIŞMALARI HAKKINDA BİLGİ
A. UZAY
Bütün sınırlı genişlikleri içine alan sınırsız boşluğa uzay denir. Uzayın büyük bir kısmında hiçbir şey yoktur: Ne gaz, ne sıvı, ne katı; ne de herhangi bir atom veya molekül. Uzaya çıktığımızda dünyanın koruyucu atmosferinin dışına çıkmış oluruz. Uzay, yaşamı sürdürmenin çok zor olduğu bir yerdir.
1. UZAYA İLK ADIM (AY’IN FETHİ)
1968’de Ay’ın fethine doğru yeni bir aşama gösterildi. 15 Eylülde fırlatılan SSCB uzay aracı Zond-5, ilk Yer-Ay-Yer gidiş gelişini gerçekleştirirken, ABD’nin de Apollo tasarısına başlanmıştır. Temmuz 1969’da Apollo-9 içinde Armstrong, Aldrin ve Collins ile uzaya fırlatıldı. 21 Temmuz’da Türkiye saati ile 04.56’da Neil Armstrong, Ay üstüne ayak basan ilk insan oldu. Onu hemen Edwin Aldrin izledi. Bunlardan sonra Apollo-11, Apollo-12 ve Apollo-13 uçuşları gerçekleştirildi.
Apollo-13’ün yolculuğu sırasında (Nisan 1970) pilotların büyük bir kaza atlatmalarına karşın, uzay yarışında ABD üstün görünüyordu. Bununla birlikte NASA bir süre için Ay programını durdurdu. SSCB ise 1970 sonunda Ay üstüne ilk otomatik yumuşak iniş gerçekleştirdi. SSCB’in fırlattığı Luna 16-20 Eylül 1970’te Bolluk denizine indi. Luna-17 Ay üstüne bir ay aracı olan Lunakod’u bıraktı. Bu araç 3600 m.lik bir taramadan sonra Ocak 1971’de Luna-17’ye geri döndü.
2. GÜNEŞ SİSTEMİ VE DİÐER GEZEGENLER
a) Güneş sistemi
Güneş sistemi yaşama, 4,6 milyar yıl önce, içinde kayaç ve buz parçacıkları bulunan büyük bir gaz bulutu kütlesi olarak başlamıştır. Bulut kendi çekim gücü nedeniyle sıkıştığında güneş oluşmuş, tanecikler de bir araya gelerek gezegenleri ortaya çıkarmıştır.
Güneşin iç bölümünde nükleer füzyonla hidrojen helyuma dönüşür ve bu dönüşüm sonucu açığa çıkan enerji, önce ışık yuvarına, oradan da uzaya gider.
b) Merkür
Güneşe en yakın gezegen Merkür’dür. Ortalama 57,9 milyon km. olan Merkür-Güneş uzaklığı astronomideki diğer uzaklıklara kıyasla gerçekten çok küçüktür.
Güneşe çok yakın olduğundan, gündüz vakti Merkür’deki sıcaklık 423 C ye kadar çıkar. Ama güneş battığı zaman sıcaklığın –183 C ye kadar indiği olur. Güneşe bu kadar yakın olmasına karşın bazı uzmanlar Merkürde hala kraterlerin güneş görmeyen yerlerinde buz bulunabileceğini düşünüyorlar.
Bir teoriye göre Merkür, bundan milyonlarca yıl önce 2 kez hemen hemen kendisi kadar büyük gök cisimleriyle çarpıştı. İlk çarpışma sonucunda Merkür neredeyse tümüyle sıvılaştı, ağır metaller dibe batarak büyük çekirdeği oluşturdu. İkinci çarpışma sonucunda da kabuğun büyük bir kısmı parçalanarak ince bir kabuk kaldı.
c) Venüs
Güneşe en yakın ikinci gezegendir. Güneşe uzaklığı 108 milyon km.dir. Dünyaya en yakın konuma geldiğinde güneş ve aydan sonra en parlak cisimdir. Işığı bazen gölgeler oluşturabilir.
Venüs’ün atmosferi çok yoğundur. Öylesine yoğundur ki; dünyadaki en güçlü teleskopla bile yeryüzü şekillerinin görülmesi imkansızdır. Atmosferinin basıncı yüzünden ezileceğinden, gökyüzünden yağan sülfürik asitten yanacağından, atmosferi nefes almaya uygun olmadığından büyük bir olasılıkla hiçbir insan Venüs’ün yüzeyine ayak basamayacaktır.
Venüs çok yavaş döner. Kendi çevresinde dönmesi 243 gün sürerken, güneş çevresinde dönmesi 224 gün sürer. Bu nedenle bir Venüs günü bir Venüs yılından daha büyüktür.
d) Yer
Dünya, güneş sisteminde yaşam olan tek gezegendir. Güneşe uzaklığı ortalama 149,6 milyon km.dir. Dünya, demir ve nikel bir çekirdeği saran kayaç tabakasından oluşur. Derinlere indikçe sıcaklık artar.
Yaklaşık 4,6 milyar yıl önce, bir gaz ve toz bulutu yoğunlaşarak güneşi oluşturmuştur. Bulutun içindeki başka maddeler birleşerek dünya ve diğer gezegenleri oluşturmuştur. Dünyada demir ve nikel eriyerek çekirdeği oluşturmuştur. 4 milyar yıl önce dünyanın kabuğu oluşup yanardağlardan çıkan su buharı yoğunlaşarak denizleri meydana getirmiştir.
e) Mars
Dünyanın yarısı büyüklüğünde olan Mars birçok yönden dünyaya benzer. Mars gününden sadece bir saat uzundur. Marsta da dünyadaki gibi mevsimler vardır. Ama güneşe uzaklığı 227,4 milyon km. olduğu için ortalama sıcaklığı –28C dir. Ayrıca bir Mars yılı 687 dünya günü sürer.
Marstaki nehir yatakları Mars’ın ikliminin bir zamanlar daha sıcak, atmosfer basıncının da suyun yüzeye çıkmasını sağlayacak kadar yüksek olduğunu gösteriyor. Belki de bilinmeyen bir olay Mars’ın atmosferinin uzaya kaçmasına ve demirce zengin olan toprağının pas rengi almasına neden oldu
Uzay yolculuklarının ateşli taraftarları 2030 yılı civarında insanoğlunun Mars’a ayak basacağını umuyorlar. Daha sonra Mars’ta üsler kurulacak, bu üsler büyüyüp gelişecek ve en sonunda uzayın daha uzak bölgelerine yapılacak yolculuklar için fırlatma rampası olarak kullanılacaktır.
f) Jüpiter
Güneş sistemindeki en büyük gezegen Jüpiter’dir. 16 uydudan oluşan ailesi ile minik bir güneş sistemine benzer. Çok küçük olan katı çekirdeği dışında minyatür bir güneş gibi hemen hemen tümüyle gazdan oluştuğu için Jüpiter diğer gezegenlerden farklı gözükür.
3 Aralık 1973 tarihinde, Jüpiter’e ulaşan Pioneer-10, dünyaya Jüpiter’in bulutlarına ait ilginç fotoğraflar gönderdi. 1979 yılında Voyager araçları Jüpiter’in dünyadan görülemeyecek kadar ince 3 tane halkası olduğunu buldular.
Jüpiter’deki kırmızı leke ilk kez İngiliz astronom Robert Hooke tarafından 1664 yılında gözlenmiştir. Aşağıdan yukarıya doğru hızla yükselen maddenin yarattığı 8 km. yüksekliğinde, 40.000 km. uzunluğunda ve 14.000 km. genişliğinde olan bir fırtınadır. Saatte 500 km. hızla esen bu fırtına önüne çıkan küçük fırtınaları yutarak büyür.
g) Satürn
Güneş sistemindeki ikinci gezegen olan Satürn, güneşe uzaklık sıralamasında 6. dır. Jüpiter gibi Satürn’de neredeyse tümüyle gazdan oluşur. Kendi çapının beş katı çapa sahip olan çok güzel görünüşlü halkaları oldu için Satürn’e “Halkalı Gezegen” de denir.
Satürn’ün yoğunluğu o kadar azdır ki büyük bir göle konsa batmayacak kadar hafiftir.
Satürn’ün halkaları aletleri oldukça ilkel olan eski astronomların aklını karıştırmıştı. Galileo 1610 yılında ilk kez teleskopla Satürn’e baktığında, sanki üçlü bir gezegen sistemiymiş gibi, her iki yanında birer uydu gördüğünü sanarak şaşırmıştı. İki yıl sonraysa uydular görünmez olmuştu.
Satürn’ün en büyük uydusu Titan’dır. Merkür’den daha büyük olan bu uydunun yoğun ve kalın bir atmosferi vardır. Bir uydudan çok küçük bir gezegene benzer. 21.yy.ın başlarında Amerikan Cassini uzay sondasından ayrılacak olan Avrupa yapımı bir sondanın, uydunun atmosferine sokulması planlanıyor.
h) Uranüs
Uranüs, 1781 yılında İngiliz astronom William Herschel tarafından bulundu. Daha önce iki kez gözetlenmiş ama yeni bir gezegen olduğu anlaşılamamıştı. Uranüs’ün güneşten ortalama uzaklığı 2 milyar 869 milyon km.dir. Uranüs, güneş çevresindeki bir dönüşünü 84 yıldan biraz daha uzun bir zamanda tamamlar.
Uranüs güneş çevresindeki yörüngesinde yan yatmış olarak döner, tıpkı yuvarlanan bir varil gibi. Bu nedenle de zaman zaman her iki kutbu da bize doğru döner. Bu garip dönüşe, milyarlarca yıl önce dev bir gök taşının gezegene çarpması neden olmuş olabilir.
Uranüs’ün halkaları 1977 yılında, astronomlar gezegenin arkasından bir yıldızı gözledikleri sırada bulundu. Yıldızın ışığı beklenenden 5 dk. önce sönükleşince yıldızın ışığını engelleyenin bir uydu olabileceği düşünüldü. Aynı şey gezegenin öbür yanında da tekrarlanınca bunun bir halka sistemi sonucu olduğu anlaşıldı.
i) Neptün
j) Plüton
k) Onuncu gezegen
3. KUYRUKLU YILDIZLAR, METEORLAR VE ASTEROİTLER
a) Kuyruklu Yıldızlar
Kuyruklu yıldızlar, Güneş sisteminin oluşum döneminden arta kalmış kayaç ve buz kütleleridir. Gök bilimciler, bu buzlu kayaçların, Hollanda’lı gökbilimci Jan Oort’un adıyla anılan ve Güneş Sisteminin en dışındaki Oort bulutu bölgesinde yer aldığını düşünmektedirler.
b) Meteorlar
Gökte kısa bir an için görülen ışık çizgilerinin nedeni meteorlardır. Kuyruklu yıldızlardan kalan kayaç ya da toz parçacıklarının saniyede 70 km. yi bulan hızlarla atmosfere girip yanmaları sonucu oluşurlar. Kuyruklu yıldızlar, yörüngelerinde dönerken kopan parçacıkların atmosfere girip yanmasıyla gökte “meteor yağmuru” denilen görüntü-yü yaratırlar.
c) Asteroitler:
Asteroitler, güneş çevresindeki yörüngelerde dönen ve gezegenlerden daha küçük olan gökcisimleridir. Günümüze kadar keşfedilenlerin sayısı 4000’i geçmektedir. Boyları küçük taş parçaları ile yüzlerce km. çaplı kütleler arasında değişir. Asteroitlerin çoğu Mars ile Jüpiter arasında uzanan Asteroit kuşaklarında yer alır. Ancak “Truvalılar” adı verilen, iki grup halinde Jüpiter’in yörüngesini izlerler. Öbürleri güneşin çevresinde dönerler.
En büyük Asteroit 1801 yılında keşfedilen Ceres’tir. 930 km.lik çapıyla dünyaya getirilirse Fransa yüzölçümü kadar bir yer kaplardı.
4. YILDIZLAR
5. EVRENİN ÖYKÜSÜ
Evren, atomlardan galaksilere kadar var olan her şeydir. Astronomlar evreni incelemeye başladıklarından beri onun nasıl ortaya çıktığını merak ettiler. Çevremizdeki galaksilerin bizden uzaklaştığını ve evrenin genişlediğini buldular. Eğer bu doğruysa evren geçmişte, günümüzden çok daha küçüktü. Buna dayanarak “Büyük Patlama” (big-bang) teorisini geliştirdiler. Bu teori her ne kadar tüm sorulara cevap vermese de astronomların yaptıkları gözlemlerle büyük bir uyum içindedir.
Büyük patlama teorisine göre evren, bundan 15 milyar yıl önce çok büyük, hayal bile edilemeyecek kadar şiddetli bir patlama ile ortaya çıktı. Büyük patlamadan önce neyin varolduğunu soramazsınız, çünkü her şey büyük patlamadan sonra ortaya çıktı. Büyük patlamadan önce nelerin olup bittiğini de soramazsınız, çünkü zamanın kendisi de büyük patlamayla başladı.
B. UZAY ÇALIŞMALARI
1. UZAY YARIŞI (SOÐUK SAVAŞ)
2. Dünya Savaşı’ndan sonra SSCB ve ABD uzay çalışmalarına hız verdiler. Silahlanma çerçevesinde yapılan bu soğuk savaş teknolojinin gelişmesine imkan sağladı. SSCB 4 Ekim 1957’de Sputnik-1 adlı yapay uyduyu, daha sonra da 3 Kasım 1957’de Layka adlı köpeği taşıyan Sputnik-2’yi uzaya gönderdi. Sputnik’leri ABD uydusu Explorer-1 izledi (1 Şubat 1958). 12 Nisan 1961’de SSCB, içinde insan bulunan ilk uyduyu yörüngeye oturtarak yeni bir aşama yaptı. Yuri Gagarin’i taşıyan Vostok-1 yörüngeye oturtuldu. Bunu Şubat 1962’de içinde ilk ABD’li astronotlardan John Glenn’in bulunduğu Friendship ile ABD izledi. Sonra da Lovell ve Borman 14 gün süreyle yörüngede kaldılar(4-18 Aralık 1965). Aleksey Leonov, 18 Mart 1965’de uzayda araç dışına ilk çıkışı gerçekleştirdi, bunu 3 Haziran 1965’de Edward White izledi. Mariner-4 (ABD) Kasım 1964’de Mars gezegeninin ilk fotoğraflarını iletti. Buna karşılık Lunik-9 (SSCB) ay üzerine ilk yumuşak inişi Şubat 1966’da gerçekleştirdi. Bunu aynı yılın Haziran ayında ABD’nin Surveyor’ı izledi.
2. UZAY ARAÇLARI
a) Füze motoru
b) Fırlatıcılar
3. ASTRONOTLAR
Astronotlar, uzaya çıkabilmek için aylar süren eğitimden geçerler. Uzayda yön bulmak bu eğitimlerin en önemlilerindendir. Uzay araçlarının içinde astronotların yerine yön bulmasını sağlayan çok gelişmiş bilgisayarlar vardır. Bu bilgisayarlar hasar gördüğü zaman astronotların aracı kullanması gerekebilir.
Uzayda yapılacak tüm çalışmalar daha önce yerde bir simülatörde denenir. Burada telsiz kullanmayı, yer kontrol merkeziyle haberleşmeyi ve gerekirse arızaları nasıl giderileceği öğrenilir. Bu simülatörlerde ayrıca yangın, güç kesilmesi, paraşüt arızası, yörüngeden sapma halinde küçük roket motorlarını kullanma öğrenilir.
Uzaydaki yer çekimsiz ortama alışmak astronotlar için zor olur. Görev sırasında uzayda yürümek gerekebile-ceğinden, su altında bazı çalışmalar yapılır. Çünkü su altında hareket etmek yer çekimsiz ortamda hareket etmeye çok benzer.
Kalkış sırasında astronotlar, kendilerini dünyadakinden 3 kat daha fazla ağır hissederler. Bu çekime yer çekimin 3 katı anlamında kısaca 3g denir. Astronotların bu çekime alışabilmeleri için merkezkaç aracı denen bir araca binerler. Bu araç astronotların kendilerini dünyadakinden 3 kat daha fazla ağır hissetmelerini sağlar. Astronotlar yola çıkmadan önce 2 hafta süresince karantinaya alınırlar. Çünkü uzayda hastalanırlarsa en yakın hastaneye gitmek için 900km. yol gitmeleri gerekir.
Genelde bir ekipte 3 kişi bulunur. Ekipte bir pilot, uzay aracının içine verilen havadan sorumlu bir kişi ve bilgisayarları kullanan bir uzman bulunur. Güvenlik nedeniyle, herkes tüm görevleri yapabilecek şekilde eğitilir.
4. ASTRONOMİ
Astronomi tüm bilimlerin en eskisidir. Dünyada ilk insanın ortaya çıktığı günden bu yana insanlar gökyüzünü ve orada gördüklerini merak ettiler. Gördükleri şeylerin resimlerini mağara duvarlarına çizdikleri için mağara adamlarının gökyüzünü gözlediklerini biliyoruz. Ürün ekme ve hasat için en uygun zamanın güneş, ay ve yıldızların hareketleri incelenerek bulunabildiğini gördüklerinden beri insanlar gökyüzünü gözlemlemenin yararlı olduğunu anladılar.
Her ne kadar eski Mısırlıların festival ve bayram günlerini belirlemek için güneş ay ve yıldızları kullandıkları biliniyorsa da gökyüzünü incelemeyi bir bilime dönüştürenler eski Yunanlılardır. Örneğin eski Yunanlı Hipparkhos, çok doğru yıldız haritaları çizmişti.
Her ne kadar astronomlar evrenin doğası ve yapısı konusunda oldukça çok bilgi biriktirmişlerse de, her şeyin ayrıntıları ile birlikte anlaşılması için teleskopun icadını beklemek gerekti. 1608 yılında Hans Lippershey iki merceğin art arta yerleştirilmesinin uzaktaki cisimleri büyütebildiğini gördü. Mercekleri daha rahat kullanmak için onları uzun bir borunun ucuna monte eden Lippershey ilk teleskopu yapmış oldu. Lippershey’in icadı dünyada çabucak yayıldı. Galileo daha gelişmiş bir teleskop yaparak gökyüzünü incelemeye başladı. Galileo gördüklerine çok şaşırdı. Ayda dağlar ve kraterler vardı. Güneşte, oynayan küçük lekeler vardı. Jüpiter’in bir sürü küçük uyduları vardı ve Venüs’ün görünüşü zaman geçtikçe değişiyordu. En son keşif hepsinin en önemlisiydi. Çünkü bu Venüs’ün dünya çevresinde değil de güneşin çevresinde döndüğünü ispatlıyordu.
5. İNSANLARIN VE DİÐER CANLILARIN UZAYDAKİ TEPKİLERİ
Uzayda olmak insanları ve diğer canlıları etkiler. Örneğin, uzaydayken insanların boyu birkaç cm. uzar. Bunun nedeni ise, dünyadayken yerçekiminin omurgalar arasındaki kıkırdakları sıkıştırmasıdır. Ağırlıksız ortamda bu kıkırdaklar genişleyerek boy uzar.
İnsanlardaki bir başka değişim ise kanın beyne fazla miktarda pompalanmasıdır. Dünyada kalp, beynin aşağısında olduğundan kalbin beyne kan pompalaması için daha fazla uğraşması gerekir. Ağırlıksız ortamda böyle bir durum söz konusu olmadığı için kalp beyne dünyadaki gibi kan pompalamaya devam eder. Fakat yer çekimi olmadığı için beyne daha fazla kan gider. Bu da dünyada baş aşağı birkaç saat durmaya benzer.
İnsanlar ağırlıksızlığa çabuk alışırlar. Öteki canlılar ise farklı farklı tepkiler gösterirler: kurbağalar uzayda sıçramaya çalıştıklarında takla atarlar ve neye uğradıklarını şaşırırlar. Uzayda sebze ve meyvelerin nasıl yetiştirilebi-leceğini bilmiyoruz. Astronotlar bu konuda çeşitli deneyler yapıyorlar, ama şimdilik vitamin ihtiyaçlarını yanlarında götürdükleri hazır yiyeceklerden karşılamak zorundalar.
Arabella adı verilen bir örümcek uzayda ağ örmeyi başardı; ama yine de alışılmış bir ağ örene kadar birkaç gün geçti.
Uzayda yumurtadan çıkan bazı kuşlar düzgün uçmayı hiçbir zaman başaramadılar. Dünyada, kuşlar kanatlarını çırptıkları zaman yukarıya doğru bir kuvvet üretirler bu kuvvet onları havada tutar. Ağırlıksız kuşlar ise, kanat çırptıklarında havada daireler çizecek biçimde dönüp dururlar.
Bitkiler ilginç bir biçimde büyürler, yeşil kısımlar uzay aracındaki herhangi bir ışığa yönelir, ama kökler ne tarafa yöneleceklerini bilemezler.