ALBERT EINSTEIN: BIG BANG’İN ALTYAPISINI OLUŞTURDU
Bugün bilim çevrelerince geniş kabul gören Big Bang teorisinin temelinde Einstein’ın genel görelilik kuramı yatıyor. Einstein genel görelilik kuramı temel olarak kütlenin dört boyutlu uzayı eğip büktüğünü ortaya koydu. Zamanında inanılması güç olan ama daha sonra farklı gözlemlerle kanıtlanmış pek çok öngörüyü beraberinde getiren olan genel görelelik kuramı ile evrenin ortaya çıkışı ve yapısı hakkındaki bugünkü bilgilerimizin de temeli atılmış oluyordu. Ancak ilginçtir Big Bang teorisini altyapısını oluşturan kurama imza atan Einstein başlangıçta evrenin genişlen değil sabit bir yapıda olduğunu düşünüyordu. Daha sonra Einstein’da doğruladığı Big Bang teorisini birbirinden bağımsız olarak iki biliminsanı farklı zamanlarda ortaya attı.
ALEXANDER FRIEDMAN: BIG BANG’İN BABASI
Einstein’ın genel görelilik kuramı üzerinden uzayın sabit değil değişken bir yapıda olduğunu ilk ortaya atan Rus kozmolog ve matematikçi Alexander Friedman oldu.
 |
|
1888’de St. Petersburg’da doğan Friedman yaşamının büyük bir bölümünü doğduğu kentte geçirdi. Birinci Dünya Savaşı’nda savaş pilotu olarak görev alan Friedman savaş sonrasında matematik ve kozmoloji çalışmalarına tekrar döndü. Görelilik kuramı üzerine yaptığı çalışmalar sonucunda evrenin sanıldığı gibi durağan değil sürekli genişleyen bir yapıda olduğunu öne sürdü. Bu iddiayı ilk süren kişi Friedman’dı ancak iddiası yalnızca teorik hesaplamalara dayanıyordu ve gözlemle desteklenmiyordu. Uzmanlık alanı olan matematik ve kozmoloji dışında meteorolojik deneylere de katılan bilim adamı 1925’te, o yıllar için bir rekor olan, 7bin 400 metre yükseğe balon gönderme deneyinde bulundu. Alexander Friedman aynı yıl, 37 yaşında hayata gözlerini yumdu.
GEORGES LEMAITRE: EVRENİN GENİŞLEDİĞİNİ KANITLADI
 |
|
Birçok kişi için Big Bang teorisini ilk ortaya atan kişi olarak görülen Georges Lemaitre 1894’de Belçika’da doğdu. 17 yaşında Leuven Katolik Üniversitesi’nde mühendislik eğitimine başladı. Ancak Birinci Dünya Savaşı’nın başlamasıyla eğitimine ara vererek savaşa katıldı. Savaş sonrasında bir taraftan fizik ve matematik almaya, bir yandan da papazlık eğitimi almaya başladı. Yaşamı boyunca bilim insanı ve papazlık taşıyacağı iki farklı unvan olacaktı. Bu bakımdan Lemaitre bilim tarhinde modern dönemlerin ilginç kişiliklerinden biri kabul edildi. 1923-25 arasında İngiltere ve Amerika’nın saygın okullarında devam eden çalışmalarından sonra ülkesine döndü ve fizik ve matematik çalışmalarına başladı. 1927 yılında görelelik kuramı üzerinde yaptığı çalışmalar sonucuında, Friedman’ın 1922’de bulduğu gibi evrenin genişlediği sonucuna vardı. Aynı yıl Solvay’da düzenlenen fizik konferansında Einstein’la karşılaşan Lemaitre, beş yıllık gecikmeyi ünlü fizikçiden duydu. Lemaitre’in bu gecikmesi Big bang teorisinin geliştirilmesindeki rolünü azaltmadı. İyi bir matematikçi olan Friedman 1922’de evrenin genişlediği sonucuna varmıştı ancak bunu matematiksel kanıtlara dayandırmış, astronomik gözlemlere dayandırmamıştı. Lemaitre ise teorisini oluştururken astronomlarla çalışmış ve teorisini test edilebilir ve zamanının gözlemlerine uygun olarak kurmuştu. 1931’de teorisi İngilizce’ye çevrilen Lemaitre, teorisi için ‘İlkel Atom’ adını kullanıyor ve bunun için; ‘yaradılış anında patlayan Kozmik Yumurta’ tanımını yapıyordu. Teorinin bugün bilinen ‘Big Bang - Büyük Patlama’ adı İngiliz astronom Fred Hoyle’a aittir. Yaşamının geri kalan kısmında hem bilimsel alanda, hem de dinsel alanda pek çok kez ödüülendirilen ve çeşitli unvanlara layık görülen Lemaitre için belki en büyük ödül teorisinin kanıtının bulunmasıydı. 1966’da öldüğünde, teoriyi kanıtı olarak görülen Big Bang’den arta kalan kozmik radyasyonun keşfinin üzerinden henüz bir yıldan biraz fazla zaman geçmişti.
EDWIN HUBBLE: FARKLI GALAKSİLERİN VARLIĞINI KANITLADI
 |
|
Big Bang teorisinin kanıtlanması 1964’ü bulmuştu ancak Friedman ve Lemaitre’in gösterdikleri evrenin genişlediği teorisinin kanıtları 1929’da bulundu. Evrenin tarihinin ve yapısının anlaşılmasındaki bu önemli kanıtı bulan kişi ABD’li fizikçi Edwin Hubble’dı. 1889’da Missori’de doğan ünlü fizikçinin Friedman ve Lemaître ile ortak olan yanı yalnızca Big Bang teorisine olan katkısı değildi. Hubble’da da diğer meslektaşları gibi Birinci Dünya Savaşın’da aktif görev almış ve savaş sonrasında astro-fizik çalışmalarına hız verdi. Hubble’ın bilime en önemli katkısı galaksiler üzerine yaptığı çalışmalardı. Onun zamanında evrenin büsbütün Samanyolu’ndan ibaret olduğu düşünülüyordu. Ancak Hubble, yaşamının büyük bölümünde Wilson Dağı’ndaki gözlemevinde yaptığı çalışmalarla Andromeda’nın da içinde bulunduğu birçok farklı galaksinin varlığını kanıtladı. Böylelikle evrenin büyüklüğü ile ilgili görüş temelden değişmiş oldu. Amerikalı astronom birçok galaksinin olduğunu kanıtlamakla kalmadı aynı zamanda bu galaksilerin birbirinden uzaklaştığını da kanıtladı. Galaksilerin birbirinden uzaklaşmalarının kanıtlanması aynı zamanda evrenin de statik olmadığının ve genişlediğinin kanıtıydı. Hubble bunu yıldızlardan gelen ışığın dalgaboyunu inceleyerek yaptı. Işık tayfı yakından incelenirse onun yalnızca birtakım farklı dalgaboylarından ışık içermediği, bunların dışında bir dizi çizgiden de oluştuğu görülür. Yıldızlardan gelen ışık incelendiğinde sözkonusu dalgaboyları ve çizgiler ışık tayfının kızıl ucuna doğru yaklaşmaktadır. Buna kızıla kayma denir. Gökadalar zayıfladıkça kızıla kaymanın artışı Hubble’ın dikkatini çekti. Bu gökadaların uzaklığı arttıkça daha hızlı hareket ettiklerini gösteriyordu. 1929’da Hubble ve arkadaşlarının yaptığı çalışmalarla gökadaların hızını ve Dünya’dan uzaklıklarını hesaplamak için kızıla kayma derecesini ölçebilecek bir duruma geldi. Hızın uzaklıkla orantılı olarak arttığı bulundu. Hubble yasası olarak tarihe geçen bu buluş, evrenin genişlediğinin ilk kanıtıydı. Artık uzayın statik değil, genişleyen bir yapıda olduğunun teorinin ötesinde, gözlemlenmiş kanıtları ortaya çıkmıştı. Bu büyük buluşun sonrasında da Hubble Wilson Dağı’da yaptığı gözlemlerine Eylül 1953’te sona eren yaşamı boyunca devam etti. Bu büyük astronomun bilime yaptığı katkılar unutulmadı. İnsanoğlunun evreni gözlemesindeki en önemli adımlardan olan ve gökyüzüne fırlatılıp Dünya yörüngesinden gözlemler yapacak bir teleskoba Hubble’ın ismi verildi. Astronomi tarihinin en önemli araçlarından biri olan Hubble teleskopu, 1990’dan bu yana, adını aldığı büyük bilim insanı gibi, evreni gözlemeye devam ediyor.
A. PENZIAS VE R. WILSON: RADYASYONU BULDU
Hubble uzayın genişlediğini gözlemleyerek kanıtlamıştı, ancak bu Big Bang’in varlığına ait elle tutulur kanıtlar sağlamıyordu. Evrenin büyük patlama sonucunda oluştuğuna dair teorik hesaplamalar olsa da gözlemlere dayanan kanıt uzun süre bulunamadı.
 |
|
Bu kanıtları bulanlar ise Arno Allan Penzias ve Robert Woodward Wilson adlı iki bilim adamı oldu. 1933’te bir Yahudi ailenin oğlu olarak doğan Allan Penzias, İkinici Dünya Savaşı’nda Nazi Almanyası’nın Yahudilere karşı uyguladığı soykırımdan kurtulmayı başaran şanslı kişilerden biriydi. 1940 yılında ailesi ile birlikte Amerika Birleşik Devletleri’ne kaçmayı başaran Panzias 1946’da bu ülkenin vatandaşlığına geçti ve yaşamı boyunca bu ülkede yaşadı. 1951’de Brooklyn Teknik Üniversitesi’nden mezun oldu. 1962’de doktorasını aldı ve daha sonra ünlü Bell Labaratuvarların’da bilimsel çalışmalarına devam etti. Burası Big Bang’in kanıtlarını bulan iki bilim adamının ortak adresleri oldu. 1936’da Texs-Huston’da doğan Wilson doktora derecesini Penzias’la aynı senede, 1962’de California Teknik Enstitüsü’nde aldı ve hemen arkasında Bell Labaratuvarları’nda çalışmaya başladı.
Yüzyılın önemli buluşların biri olan, evrenin ilk oluşum zamanlarına ait radyasyonun keşfinin tesadüflere dayalı ilginç bir hikayesi var: İki bilim adamı büyük bir antenin üzerinde çalışıyorlardı. Bir süre sonra antende tanımlayamadıkları radyo sinyalleri almaya başladılar. Teknik bir hatanın olduğunu düşünerek sistemleri birçok kez kontrol ettiler. Bu günleri anlatan iki bilim adamı seslerin nedeninin, antendeki güvercin pisliklerinden kaynaklanmış olabileceğini dahi düşündüklerini ve anteni temizlediklerini ancak gelen seslerde bir değişiklik olmadığını söylüyorlar. Yaptıkları tüm kontrollerden sonra bunun evrenin ilk oluşumunda ortaya çıkan radyasyonun izleri olabileceğini düşündüler ve yaptıkları hesaplamalardan sonra bu iddialarını kanıtladılar ve yayınladılar. Artık Big Bang’in gözlemlenmiş fiziki kanıtlarına ulaşılmıştı. İki bilim adamının bu büyük buluşu kendilerini 1978’de Nobel Ödülü’nü getirdi.
PETER HIGGS: MADDEYE KÜTLE KAZANDIRAN HIGGS PARÇACAĞI’NI KEŞFETTİ
Bugün Big Bang’den gününmüze kadar evrenin 13.7 yılık tarihinin büyük oranda biliyoruz ancak bilmediğimiz bölümleri de var. Ayrıca evrenin yapısıyla ilgili aydınlanmamış pek çok konu da var. Bunlardan en önemlilerinden biri anti-maddeyle ilgili olan bilmediklerimiz. Teorik olarak kanıtlanmış anti maddeyi, maddenin karşıtı olarak düşünebiliriz. Ancak eğer evrenin ilk oluşumunda maddeyle eşit oranda olsaydı madde ortaya çıkmayacaktı. Şu an bilim adamlarının çözmeye çalıştıkları önemli sorulardan biri de bu anti-maddeye ne olduğu... Bir başka önemli bilimsel soru da karanlık madde...
 |
|
Evrenin yaklaşık yüzde 96’ını kapladığı varsayılan karanlık madde ile bilinenler çok az. Maddenin yapısı ile de ilgili bilinmeyen çok şey var. Bugün kuantum fiziği sayesinde atomaltı parçacıklar hakkında bir çok bilgi bulunuyor fakat maddeye kütle kazandıran parçacıklar yalnızca teorik olarak ortaya konulmuş ve henüz gözlemlenememiş durumda. Maddeyle ilgili tüm bu sorular araştırmacıları yeniden Big Bang’e götürüyor. Çünkü Büyük Patlama’nın saniyenin çok küçük bir bölümünde oluşan ortam bu soruların cevabını içeriyor. CERN’deki deneyde de asıl yapılmaya çalışılan bu ortamın inceleme yapılacak bir şekile yeniden yaratılmaya çalışılması. Böylelikle aranan cevapların gözlemlenebilmesi dolayısıyla da kanıtlanması sözkonusu olacak. Bu teorilerden en önemlisi Higgs Bozonu olarak bilinen ve maddenin kütle kazanmasını açıklayan teori.
Bugün maddenin yapısını açıklayan modele Standart Model deniyor. Bu modele göre atomaltı parçalarının neler olduğu ve yapıları deneylerle kanıtlanmış durumda. Bir atom, kuark, lepton ve nötrino adı verilen parçacıklardan meydana geliyor. Örneğin atom çekirdeğinin çevresinde dolaşan eksi yüklü elektron bir çeşit lepton kabul ediliyor. “Atom çekirdeğini oluşturan proton ve nötronların yapı taşları da kuarak adı verilen parçacıklardır” deniliyor. Farklı kuarkların farklı oranda bir araya gelmesinden protonlar ve nötronlar oluşuyor. Bugün standart modeli oluşturan parçacıkların biri hariç tümünün varlığı deneysel olarak kanıtlanmış durumda. Kanıtlanan ve CERN’de yapılan deneyde kanıtı aranacak parçacık ise maddeye kütle kazandıran Higgs Parçacığı ya da Higgs Bozonu. Bazılarınca Tanrı’nın Parçacığı olarak nitelenen bu temel paraçacık adını ünlü İngiliz fizikçi Peter Higgs’den alıyor.
Peter Higgs 1929’da Manchester’da doğdu. İkinci Dünya Savaşı’nda eğitimine ara vermek zorunda kaldı. Savaş sonunda başladığı Cotham School’un eski mezunlarından kuantum mekeniğinin kurucularından Paul Dirac, Higgs’in gelecek yaşamını etkileyen kişilerden biri oldu. Daha sonra eğitimindeki duraklar önce matematikğe yoğunlaştığı City of London School, sonra da fizikde onur ödülüyle mezun olacağı Kings College oldu. Farklı üniversitelerde görev aldıktan sonra 1960’da ses getirecek çalışmalarını yapacağı Edinburg Üniversitesi’ne geldi. Burada özellikle parçacık fiziği üzerine çalışmalarda bulundu. Asıl ilgilendiği soru maddenin nasıl kütle kazandığıydı. Buradaki çalışmalarında Big Bang’in ilk zamanlarında kütlesiz olan parçacıkların, patlamanın hemen teorik olarak düşünülen bir alanadan geçerken (bu alana da bugün Higgs Alanı deniyor), bu alanla etkileşime geçerek kütle kazandıklarını öne sürdü. Higgs, bu alanın evren boyunca yakılarak, atomaltı parçaçıkların kütle kazanacak biçimde etkileşime gireceklerini ileri sürdü. Higgs ile CERN’in bu teori çerçevesindeki buluşmaları da bu yıllarda oldu. Higgs’in teorisini yayımlayan Physics Letters adlı yayın organı CERN tarafından finanse ediliyordu. Bundan sonraki dönemlerde teorisiyle ilgili tartışmalar sürüp gitti ancak teorinin sınanabileceği bir deneysel içinde 2008’e kadar ortam teknolojik ve mali sıkıntılar nedeniyle oluşturulamadı. Sonraki yıllarda Higgs çalışmalarını aynı üniversitede devam etti. 1980’de kendisine teorik fizik kürsüsü verildi. 1983’de Birleşik Krallık’ın en saygın bilim kurumu olan Royal Society’ye, 1991’de de Institude of Physics’e kabul edildi. Edinburg Üniversitesi’nden 1996’da emekli olduğunda kendisine emeklerinden dolayı Emeritus Profesör unvanı verildi. Bu unvan Birleşik Krallık’ta bir üniversiteye yaşamı boyunca büyük katkılar yapan kişilere emekliliklerinde minnet ifadesi olarak verilen unvan. Bu günlerde yaşamının büyük bölümünü geçirdiği Edinburg’da emekliliğin tadının çıkaran Higgs, CERN’deki deneyin sonuçlarını en fazla merak eden kişişilerden biri.
LYN EVANS: YÜZYILIN DENEYİNİ BAŞLATTI
Şüphesiz ki evrenin oluşumu ve yapısıyla ilgili bilinenlerin arkasındaki büyük bilimsel buluşlara katkı yapan başka birçok büyük bilim adamı daha var. Birçokları bu sırların peşinden koşmaya devam ediyor. Bugün CERN’de devam eden deneyde binlercesi görev alıyor. Binlerce bilim adamının oluşturduğu takımın başında ise Galler’de doğan bir bilim adamı bulunuyor.
 |
|
LHC deneyinin başındaki isim olan Dr. Lyn Evans, 1945’de Galler’de yer alan küçük bir kent olan Aberdare’de madencinin oğlu olarak dünyaya geldi. Kendisiyle yapılan röportajlarda, çocukluğunun kendince deneyler yaparak ya da bir şeyleri havaya uçurmaya çalışarak geçtiğini söylüyor. Eğitimini doğduğu ülkede Swansea Üniversite’sinde tamamladı. CERN’de görev alamadan önce bir süre Fransa’da kaldı. BBC’ye verdiği demeçte bu yıllara hayatının en kötü yılları olduğunu söyledi: “Kariyerimin en kötü zamanlarında bir üniversitede aldım görev nedeniyle geldiğim Fransa’da yaşadım. Benim için gerçek bir kabustu. Ancak ironik bir biçimde CERN’e katıldıktan sonra da zamanımın yarısını Fransa’da geçiriyorum.” Başında bulunduğu ekiple yaptığı çalışmalar ise Evans için güç olmasına rağmen bugüne kadar yakaladığı en büyük fırsat ve şu anda yer aldığı projenin büyüklüğü karşısında hâlâ şaşırıyor. Projedeki rolünü Evans şöyle tanımlıyor: “Milyarlarca dolarlık bu projenin tasarımından ve inşasından sorumluyum. Bu dünyanın en büyük parçacık hızlandırıcıdı LHC (Large Hadron Collider-Büyük Hadron Çarpıştrıcısı). Yaşamım boyunca büyük projelerde yer aldım ama aşağıya tünelin içine girdiğimde adeta donup kaldım. Her gün binlerce kişinin çalıştığı dev bir laboratuarda koşturup duruyorum. Ayrıca hızlandırıcıyla ilgili yapılan diğer işlemlerin de kontrol edilmesi gerekiyor. Bunun için dünyanın dört bir yanından gelen yüzlerce bilim adamı ve mühendisin aralarındaki koordinasyonun sağlanmasına bağlı. İşim bir başka bölümü de bol bol seyahat etmemi gerektiriyor. Geçenlerde Çin Başkanı’yla tanıştım. Bu da Aberdare’den çıkan bir Galli için hiç de fena olmayan bir şey.”
LHC’nin başındaki kişi olarak Evans için bilimsel kişilik kadar insanlarla ilişki kurabilme yeteneği de çok önemli. İnsanlara yaptıkları işi anlatırken çoğu kez İngilizlere özgü espri anlayışına başvuruyor. Deneyle ilgili felaket sorularına sık sık muhatap olan Evans, denizin karşı tarafındaki hemşehrilerini bakın nasıl rahatlatıyor: “Merak etmeyin Cardifliler (Cardif İngiltere’nin Manş Denizi kenarındaki en büyük şehri), deney sırasında tsunami olmayacak.”
