J. Richard Gott

J. Richard Gott kimdir?

John Richard Gott III (doğumu 8 Şubat 1947), Amerikalı astrofizikçi ve popüler bilim yazarıdır. Uzun yıllar Princeton Üniversitesi'nde astrofizik bilimleri profesörü olarak çalıştı. En çok, genel görelilik çerçevesinde geçmişe yolculuğun fiziksel olarak mümkün olup olmadığını araştıran çalışmaları, kozmik sicimlerle kurulabilecek kuramsal bir "zaman makinesi" önerisi ve insanlığın ne kadar yaşayabileceğini olasılık hesabıyla tahmin etmeye çalışan "Kopernik yöntemi" ile tanınır. Galaksilerin oluşturduğu dev yapılardan biri olan Sloan Büyük Duvarı'nın keşfini 2003'te duyuran ekipte Mario Jurić ile birlikte ilk sırada yer aldı. Time Travel in Einstein's Universe (Einstein'ın Evreninde Zaman Yolculuğu), The Cosmic Web (Kozmik Ağ) ve Neil deGrasse Tyson ile Michael A. Strauss'la birlikte yazdığı Welcome to the Universe (Evrene Hoş Geldiniz) gibi kitaplarıyla geniş okur kitlesine ulaştı.

Hayatı

Gott, Kentucky'nin Louisville kentinde doğdu. Gökyüzüne ilgisi gençlik yıllarında başladı: 12-18 yaş arası amatör gökbilimcileri bir araya getiren Louisville Genç Astronomi Derneği'nin 1964-65 döneminde başkanıydı. 1965'te ABD'nin lise öğrencilerine yönelik en saygın bilim yarışmalarından Westinghouse Bilim Yeteneği Araştırması'nda ikinci oldu. Henüz öğrenciyken, 1967'de American Mathematical Monthly dergisinde "düzenli sözde çokyüzlüler" (regular pseudopolyhedrons) adını verdiği, üç boyutlu uzayda sonsuza uzanan periyodik çokyüzlüler üzerine bir makale yayımladı ve bu ailede daha önce bilinmeyen dört yeni örnek tanımladı.

Harvard Üniversitesi'nde matematik okudu ve 1969'da yüksek onur derecesiyle mezun oldu. 1972'de Princeton Üniversitesi'nde astrofizik doktorasını aldı. Caltech'te ve Cambridge Üniversitesi'nde doktora sonrası araştırmacı olarak çalıştıktan sonra 1976'da Princeton'a döndü, 1987'de profesör oldu ve 2016'da emekliye ayrıldı. 1977'de Alfred P. Sloan Vakfı'nın araştırma bursunu aldı.

Galaksi kümelerinden Sloan Büyük Duvarı'na: gökbilim çalışmaları

Gott'un erken dönem çalışmalarından biri, 1972'de James E. Gunn ile birlikte yayımladığı ve galaksi kümelerine düşen maddeyi inceleyen makaledir. Bu çalışmada, bir galaksi kümesinin içinde hareket eden galaksilerin, küme içindeki sıcak gazın yarattığı "çarpma basıncı" (ram pressure) ile karşılaştığı fikri ilk kez öne sürüldü. Bu basınç galaksilerdeki gazı söküp atabilir ve yıldız oluşumunu etkileyebilir; kavram bugün galaksi evrimi araştırmalarında yaygın olarak kullanılır.

20 Ekim 2003'te Princeton Üniversitesi'nden Gott, Mario Jurić ve ekip arkadaşları, Sloan Dijital Gökyüzü Taraması'nın verilerine dayanarak dev bir galaksi duvarının keşfini duyurdu. Sloan Büyük Duvarı adı verilen bu yapı yaklaşık 1,37 milyar ışık yılı uzunluğundadır ve bizden aşağı yukarı 1 milyar ışık yılı uzaklıkta, Karga, Suyılanı ve Erboğa takımyıldızları yönünde yer alır. 1989'da keşfedilen CfA2 Büyük Duvarı'ndan 1,8 ila 2,7 kat daha uzundur. 2011'de yapılan bir çalışma, duvarın tek bir yapı değil, rastlantısal olarak aynı doğrultuya düşen üç ayrı yapı olabileceğini öne sürdü; tartışma bu yönüyle açıktır. Galaksilerin evrende iplikler, duvarlar ve boşluklardan oluşan ağ benzeri dağılımı için evrenin büyük ölçekli yapısı sayfamıza bakabilirsiniz.

Gott ve Jurić, 2005'te The Astrophysical Journal'da yayımlanan "A Map of the Universe" (Evrenin Haritası) makalesinde, Dünya'nın yakın çevresinden gözlemlenebilir evrenin sınırına kadar her şeyi tek bir logaritmik ölçekli haritada göstermeyi denedi. Logaritmik ölçekte her adım bir öncekinin katlarıyla büyüdüğü için, uydular, gezegenler, yıldızlar, galaksiler ve kozmik mikrodalga arka ışıması aynı sayfaya sığabiliyordu. Harita çizimine olan ilgisi Dünya haritalarına da uzandı: David M. Goldberg ile birlikte geliştirdiği bozulma ölçütlerine göre karşılaştırdıkları dünya haritası izdüşümleri arasında Winkel tripel izdüşümünün en az hatayı verdiğini gösterdi.

Zaman yolculuğu ve kozmik sicimler

Gott'u bilim meraklıları arasında en çok tanıtan konu zaman yolculuğudur. Kozmik sicimler, evrenin ilk anlarında yaşanan faz geçişleri sırasında oluşmuş olabileceği düşünülen, son derece ince ve uzun, varsayımsal tek boyutlu "kusurlardır". Fikri ilk kez 1970'lerde kuramsal fizikçi Tom Kibble ortaya atmıştı. Gott, Einstein'ın alan denklemlerinin kozmik sicimler için kesin çözümlerini bulmasıyla tanınır.

Fizikçi Paul Davies'in How to Build a Time Machine (Bir Zaman Makinesi Nasıl Yapılır) kitabında aktardığı gibi, Gott'un önerisi birbirinin yanından çok hızla geçen iki sonsuz uzunlukta kozmik sicime dayanır. Bu sicimler uzayı büker ama yakındaki cisimleri kendine çekmez; sicimlerin çevresinde belirli bir yol izleyen bir yolcu, kuramsal olarak başladığı andan önceki bir zamana dönebilir. Fizikçilerin "kapalı zamansı eğri" dediği bu durumun bir sınırı vardır: Stephen Hawking'in kanıtladığı bir teoreme göre, genel görelilikte sınırlı bir bölgede kapalı zamansı eğri oluşturmak için belirli enerji koşullarını çiğneyen "egzotik madde" gerekir. Kozmik sicimlerin bu koşulları çiğnemesi beklenmediğinden, Gott'un düzeneği yalnızca sonsuz uzunlukta sicimlerle işler. Konunun genel çerçevesi için zaman yolculuğu fiziği ve solucan delikleri sayfalarımıza, solucan deliğiyle zaman yolculuğunu fizikte ciddi bir tartışma konusu hâline getiren Kip Thorne'un çalışmalarına bakabilirsiniz.

Gott ayrıca bir "zaman aynası" fikri önerdi: Dünya'dan yüzlerce ışık yılı uzaktaki bir kara deliğin çevresinde bükülerek geri dönen ışığı toplayan bir düzenek, Dünya'nın geçmişini gösterebilirdi. 1998'de Li-Xin Li ile birlikte, evrenin bir zaman döngüsü içinde kendi kendini yaratmış olabileceğini öne süren tartışmalı bir model yayımladı. Gott bu fikri, bir ağacın dallarından birinin dönüp gövdeye dönüşmesine benzetir.

Time Travel in Einstein's Universe kitabında Gott, geleceğe yolculuğun özel görelilik sayesinde zaten gündelik bir fiziksel olgu olduğunu anlatır: hızla hareket eden ya da güçlü kütleçekim alanında bulunan bir saat daha yavaş işler. Geçmişe yolculuk için ise bilinen fizik yasalarının bunu kesin olarak dışlamadığını, ancak böyle bir yolculuğun ancak zaman makinesi kurulduktan sonraki bir ana kadar geri gidebileceğini savunur. Büyükbaba paradoksu gibi çelişkilerin ya kuantum mekaniğinin çok dünyalı yorumuyla ya da geçmişin ziyaret edilip değiştirilemeyeceğini söyleyen Novikov öz-tutarlılık ilkesiyle aşılabileceğini belirtir. Gott, gelecekteki araştırmaların geçmişe yolculuğu imkânsız kılabileceği ihtimalini de açık bırakır. Edebiyattaki karşılığı için H. G. Wells'in Zaman Makinesi sayfamızı okuyabilirsiniz.

Kopernik yöntemi ve kıyamet argümanı

Gott'un "Kopernik yöntemi" fikri 1969'da Berlin Duvarı'nı ziyaret ederken doğdu. Akıl yürütmesi, Dünya'nın evrende ayrıcalıklı bir yerde olmadığını söyleyen Kopernik ilkesine dayanıyordu: Kopernik'in Dünya'yı merkezden çıkarması gibi, Gott da bir şeyi gözlemlediğimiz anın onun ömründe özel bir an olmadığını varsaydı. O sırada sekiz yaşında olan duvarın, yüzde 50 güvenle 1993'ten önce yıkılacağını hesapladı. Duvar 1989'da yıkıldı.

Gott 1993'te aynı yöntemi insan türünün geleceğine uyguladı. Nature dergisindeki makalesinde, insan türünün yaklaşık 200.000 yıldır var olduğunu kabul ederek, yüzde 95 güvenle insanlığın 5.100 ile 7,8 milyon yıl daha yaşayacağı sonucuna vardı. Astrofizikçi Brandon Carter benzer bir "kıyamet argümanını" daha önce ortaya atmıştı; Gott kendi türetmesini bağımsız olarak yaptı. Argüman felsefeciler ve bilim insanları arasında hâlâ tartışmalıdır: eleştirmenler, "rastgele bir anda gözlem yapıyoruz" varsayımının her durumda geçerli olmadığını ve farklı ölçütler seçildiğinde farklı sonuçlar çıktığını vurgular. Gott yöntemini tanıtmak için The New Yorker dergisine 44 Broadway ve Off-Broadway oyununun yalnızca açılış tarihlerine bakarak ne zaman kapanacaklarına dair tahminler verdi. Gözlemcinin konumuna dayanan benzer akıl yürütmeler için antropik ilke sayfamıza bakabilirsiniz.

Kitapları ve öğretmenliği

Gott, araştırmalarını geniş kitlelere anlatmaya önem veren bir bilim insanıdır. Time Travel in Einstein's Universe dışında, Robert J. Vanderbei ile National Geographic için Sizing Up the Universe (Evreni Ölçmek) kitabını yazdı. 2016'da Princeton University Press'ten iki kitabı çıktı: Evrenin büyük ölçekli yapısının nasıl anlaşıldığını anlatan The Cosmic Web: Mysterious Architecture of the Universe ve Neil deGrasse Tyson ile Michael A. Strauss'la birlikte yazdığı, üçünün Princeton'da birlikte verdiği giriş düzeyi astrofizik dersine dayanan Welcome to the Universe: An Astrophysical Tour (20 Eylül 2016). Bu son kitap Güneş Sistemi'nden yıldızların ölümüne, kara deliklerden zaman yolculuğuna ve evrende başka yaşam olasılığına kadar geniş bir yelpazeyi ele alır. Tyson'ın daha kısa bir girişi için Acelesi Olanlar İçin Astrofizik sayfamızı okuyabilirsiniz.

Ödülleri ve etkisi

Gott, Princeton Üniversitesi'nin seçkin öğretim için verdiği Başkanlık Ödülü'nü aldı; Princeton öğrencileri onu birçok kez okulun en başarılı profesörü seçti. Bir zamanlar kendisinin de derece aldığı Westinghouse (sonradan Intel) Bilim Yeteneği Araştırması'nda uzun yıllar seçici kurul başkanlığı yaptı. Genç amatör gökbilimci olarak yetiştiği Louisville'deki derneklerle bağını sürdürdü ve 1998'de Amerikan amatör astronomi kuruluşlarının çatı örgütü Astronomical League'in ödülünü aldı.

Gott'un etkisi iki yönlüdür. Bir yandan Sloan Büyük Duvarı'nın keşfi ve galaksi kümeleri üzerine çalışmalarıyla gözlemsel kozmolojiye katkı yaptı. Öte yandan zaman yolculuğu ve insanlığın geleceği gibi bilimkurgunun en sevdiği soruları ciddi fizik ve olasılık hesabıyla ele alarak, bu konuların bilimsel tartışmaya girmesine yardımcı oldu. Kopernik yöntemi ve kozmik sicim zaman makinesi, bugün de hem fizikçiler hem de felsefeciler arasında tartışılmaya devam ediyor.