Büyük Tasarım

87
(sabit  etere  göre  eylemsizlik)  gibi  kavramlardan  kurtulan  yeni 
bir modeldi.
Einstein  çok  geçmeden,  görelilik  ile  çekimi  uyumlu  hale  getir­
mek  için  başka  bir  değişikliğin  daha  gerekli  olduğunu  fark  etti. 
Newton’ın  kütleçekim  kuramına  göre  nesneler  herhangi  bir  za­
manda,  aralarında  o  anda  bulunan  uzaklığa  bağlı  olarak  birbirle­
rini  çekerler.  Ancak  görelilik  kuramı  mutlak  zaman  kavramını  or­
tadan  kaldırdığı  için,  kütleler  arası  uzaklığın  ne  zaman  ölçülmesi 
gerektiğini  tanımlamanın  hiçbir  yolu  yoktu.  Yani  Newton’ın  küt­
leçekim  kuramı  özel  görelilik  kuramıyla  uyumlu  değildi  ve  değiş­
tirilmesi  gerekiyordu.  Bu  uyumsuzluk  yalnızca  teknik  bir  zorluk, 
hatta  kuramda  bir  değişiklik  yapılmasını  pek  gerektirmeden  etra­
fından  dolaşılabilecek  küçük  bir  ayrıntı  olarak  görülebilir.  Ancak, 
bunun hakikatten ne kadar uzak düştüğü ileride görülecekti.
Sonraki  on  bir  yıl  boyunca  Einstein  yeni  bir  kütleçekim  kura­
mı  geliştirdi  ve  buna  da  genel  görelilik  adını  verdi.  Genel  görelilik 
kuramındaki  kütleçekim  kavramı  Newton’ınkine  hiç  benzemez. 
Tersine,  uzay-zamanın  daha  önce  düşünüldüğü  gibi  düz  olmadı­
ğını,  kütle  ve  enerjisi  tarafından  bükülüp  bozulduğunu  öne  süren 
devrimci bir taslağı temel alır.
Bükülmeyi  gözümüzde  canlandırmanın  iyi  bir  yolu  Dünya’nın 
yüzeyini  düşünmektir.  Dünya’nın  yüzeyi  sadece  iki  boyutlu  ol­
makla birlikte (kuzey/güney ve doğu/batı olarak yalnızca iki yönü 
vardır) onu örnek olarak kullanacağız çünkü bükülmüş iki boyut­
lu  bir  uzayı  hayal  etmek,  bükülmüş  dört  boyutlu  uzayı  hayal  et­
mekten  daha  kolaydır.  Dünya’nın  yüzeyi  gibi  eğik  uzayın  geomet­
risi,  bizim  aşina  olduğumuz  Öklid  geometrisinden  farklıdır.  Örne­
ğin  Dünya’nın  yüzeyinde  iki  nokta  arasındaki  en  kısa  mesafe  - 
biz  bunu  Öklid  geometrisinde  düz  çizgi  olarak  biliriz-  iki  nokta­
yı  birbirine  bağlayan,  büyük  daire  adı  verilen  bir  yoldur.  (Büyük 
daire,  merkezi  Dünya’nın  merkezi  ile  çakışan,  Dünya  yüzeyinde­
ki  bir  dairedir.  Ekvator  büyük  daire  için  bir  örnektir,  tıpkı  ekva­
toru farklı ölçülerde döndürerek elde edilecek tüm daireler gibi.)
Diyelim  ki,  neredeyse  aynı  enlem  üzerindeki  iki  şehir  arasın­
da  yolculuk  edeceksiniz;  örneğin  New  York’tan  Madrid’e  gitmek 
istiyorsunuz.  Dünya  düz  olsaydı  en  kısa  yol  dosdoğru  doğuya  gi­
den  yol  olurdu  ve  3.707  mil  kat  ettikten  sonra  Madrid’e  varırdı­
nız.  Ancak  Dünya’nın  eğimi  yüzünden,  düz  bir  haritada  eğik  ve 
dolayısıyla daha uzun görünen, oysa daha kısa olan bir yol vardır. 
Eğer  önce  kuzeydoğuya,  sonra  aşamalı  olarak  doğuya  ve  niha­
yet  güneydoğuya  uzanan  büyük-daire  hattını  izlerseniz  3.605  mil

---

sonra  Madrid’e  varırsınız.  İki  güzergâh  arasındaki  uzaklık  farkı 
Dünya’nın  eğiminden  kaynaklanır  ve  onun  Öklid’inkine  uymayan 
geometrisine  işaret  eder.  Havayolu  şirketleri  bunu  bilir  ve  kulla­
nışlı  olduğu  durumlarda  pilotlarının  büyük-daire  rotasını  izleme­
lerini sağlar.
Newton’ın  hareket  yasasına  göre  gülle,  kruvasan  ve  gezegen 
gibi  cisimler  kütleçekim  kuvveti  gibi  bir  kuvvet  etki  etmedikçe 
düz  bir  çizgi  üzerinde  hareket  ederler.  Ancak  Einstein’ın  kura­
mındaki  kütleçekim  kuvveti  diğerleri  gibi  bir  kuvvet  değildir;  da­
ha  ziyade  kütlenin  uzay-zamanı  bükmesiyle  yarattığı  eğriliğin  bir 
sonucudur.  Einstein’ın  kuramında  nesneler,  eğik  bir  uzayda  düz 
çizgiye  en  yakın  şey  olan  jeodezikler  üzerinde  hareket  ederler. 
Düz  bir  düzlemdeki  jeodezikler  çizgilerdir,  Dünya’nın  yüzeyinde­
ki  jeodezikler  ise  büyük  dairelerdir.  Maddenin  yokluğunda  dört 
boyutlu  uzay-zaman  içindeki  jeodezikler,  üçboyutlu  uzay  için­
deki  düz  çizgilere  denk  düşer.  Ancak  maddenin  varlığı  söz  ko­
nusu  olduğunda  uzay-zaman  değişikliğe  uğrayacağından  üç  bo­
yutlu  uzayda  cisimlerin  yolları,  çekim  kuvvetiyle  açıklanan  New­
ton  kuramındaki  gibi  bükülür.  Uzay-zaman  düz  değilse,  nesnele­
rin  yolları  eğri  görünür,  onlara  bir  kuvvet  etki  ediyormuş  izleni­
mi verir.
Einstein’ın  genel  görelilik  kuramı,  çekim  olmadığında  özel  gö­
relilik  kuramım  tekrarlar  ve  tamamen  olmasa  bile,  Newton  çe­
kim  kuramının  Güneş  sistemimizin  zayıf  çekim  ortamıyla  ilgili 
öngörüleriyle  neredeyse  aynı  öngörülerde  bulunur.  Aslında  GPS 
uydu  navigasyon  sistemlerinde  genel  görelilik  kuramı  hesaba  ka- 
tılmasaydı,  küresel  konumlara  ilişkin  hesap  hataları  her  gün  ba­
şına on kilometre kadar artardı! Yine de genel görelilik kuramı-
Jeodezikler 
Dünyanın yüzeyindeki iki nokta arasındaki en kısa mesafe, düz bir harita üzerinde 
çizildiğinde eğri olarak görünür. Alkol testine girerseniz aklınızda bulunsun.

---

89
nı  asıl  önemli  kılan  yeni  restoranlar  bulmanızı  sağlayan  cihazlar­
daki  uygulamalar  değil,  çekim  dalgaları  ve  kara  delikler  gibi  yeni 
öngörülerde  bulunan  çok  farklı  bir  evren  modeli  olmasıdır.  Ge­
nel  görelilik  kuramı  fiziği  geometriye  dönüştürmüştür.  Modern 
teknoloji  genel  görelilik  kuramını  sınayabildiğimiz  pek  çok  has­
sas  deney  yapmamızı  olanaklı  kılmıştır  ve  kuram  her  sınavdan 
geçmiştir.
Maxwell’in  elektromanyetizma  kuramı,  Einstein’ın  genel  gö­
relilik  kuramı  fizikte  devrim  yapmış  olsalar  da,  Newton  fiziği  gi­
bi  klasik  kuramlardır.  Yani  bu  modellerde  evrenin  tek  bir  geçmi­
şi  vardır.  Önceki  bölümde  gördüğümüz  gibi  bu  modeller  atom 
ve  atomaltı  düzeylerde  gözlemlerle  bağdaşmıyor.  Bunların  yeri­
ne,  her biri kendi yoğunluğuna veya kendi olasılık genliğine sahip 
olası  her  geçmişi  içeren  bir  evren  modeli  sunan  kuantum  kura­
mını  kullanmalıyız.  Günlük  hayatla  ilgili  pratik  hesaplamalar  için 
klasik  kuramları  kullanmaya  devam  edebiliriz,  ancak  atomların 
veya  moleküllerin  davranışlarını  anlamak  istiyorsak  Maxwell’in 
elektromanyetizma  kuramının  kuantum  uyarlamasına  ihtiya­
cımız  var;  eğer  evrenin  ilk  zamanlarını,  bütün  madde  ve  enerji­
nin  küçücük  bir  hacme  sıkışmış  olduğu  zamanları  anlamak  isti­
yorsak  genel  görelilik  kuramının  kuantum  uyarlamasına  ihtiyacı­
mız  var.  Bu  uyarlamalara  ihtiyacımız  var  çünkü  bazı  yasalar  ku­
antum  iken,  diğerleri  klasik  olarak  kalsaydı  tutarlı  bir  doğa  an­
layışına  sahip  olamazdık.  Bu  nedenle  bütün  doğa  yasalarının  ku­
antum  uyarlamalarını  bulmalıyız.  Bu  türden  kuramlara  kuantum 
alan kuramları denir.
Doğanın bilinen kuvvetleri dört sınıfa ayrılır:
1. Kütleçekim  kuvveti.  Bu  dördü  arasında  en  zayıf  olandır  ama 
uzun  menzilli  bir  kuvvettir  ve  çekim  kuvveti  olarak  evrendeki  her 
şeyi  etkiler.  Büyük  cisimlerin  çekim  kuvvetleri  birbirine  eklenir 
ve diğer tüm kuvvetlere hükmedebilir.
2.  Elektromanyetizma.  Bu  da  uzun  menzilli  bir  kuvvettir  ve 
çekim  kuvvetinden  çok  daha  güçlüdür,  ancak  sadece  elektrik  yü­
kü  olan  parçacıkları  etkiler;  aynı  işareti  taşıyan  yükler  arasında 
itme,  farklı  işaretleri  taşıyan  yükler  arasında  çekim  etkisi  yaratır. 
Yani  büyük  cisimler  arasındaki  elektrik  kuvvetleri  birbirlerini  or­
tadan  kaldırır,  ama  atom  ve  moleküller  düzeyinde  hüküm  süren 
onlardır.  Elektromanyetik  kuvvetler  bütün  kimyanın  ve  biyoloji­
nin sorumlusudur.

---