Lisa Randall

Lisa Randall kimdir?

Lisa Randall (doğumu 18 Haziran 1962, New York), parçacık fiziği ve kozmoloji üzerine çalışan Amerikalı kuramsal fizikçi ve popüler bilim yazarıdır. Harvard Üniversitesi'nde Frank B. Baird, Jr. Bilim Profesörü unvanını taşır. Bilim dünyasında en çok, 1999'da Raman Sundrum ile birlikte ortaya attığı ve uzayın gözle göremediğimiz "bükülmüş" bir ek boyutu olabileceğini öne süren Randall-Sundrum modeliyle tanınır. Geniş okur kitlesi ise onu ek boyutları anlatan Warped Passages (2005) ve karanlık maddeyle dinozorların yok oluşu arasında bağ kuran Dark Matter and the Dinosaurs (2015) kitaplarından bilir.

Hayatı ve eğitimi

Randall, New York'un Queens semtinde doğdu. 1980'de, bilim yetenekleriyle ünlü Stuyvesant Lisesi'nden mezun oldu; sınıf arkadaşları arasında sonradan sicim kuramı üzerine yazdığı Evrenin Zarafeti ile tanınacak fizikçi Brian Greene de vardı. Aynı yıl, 18 yaşındayken, ABD'nin köklü lise bilim yarışması Westinghouse Bilim Yeteneği Arayışı'nda birinci oldu.

Harvard Üniversitesi'nde okudu; ilk yılında okulun en zor matematik dersi olarak bilinen Math 55'i aldı. 1983'te fizik lisansını, 1987'de ise Howard Georgi'nin danışmanlığında kuramsal parçacık fiziği doktorasını tamamladı. Ardından MIT'de ve Princeton Üniversitesi'nde profesörlük yaptı, 2001'de Harvard'a döndü. Princeton fizik bölümünde kadrolu (kalıcı) profesörlüğe yükselen ilk kadın, Harvard'da da kadrolu ilk kadın kuramsal fizikçi oldu.

Kız kardeşi Dana Randall, Georgia Teknoloji Enstitüsü'nde bilgisayar bilimi profesörüdür. Randall tutkulu bir kaya tırmanıcısıdır; Colorado'da Dumont yakınlarındaki bir kaya duvarına yerel bir tırmanış topluluğu "Lisa Randall Duvarı" adını vermiştir.

Randall-Sundrum modeli: kütleçekim neden bu kadar zayıf?

Fiziğin büyük bilmecelerinden biri hiyerarşi sorunudur: Kütleçekim, doğanın öbür temel kuvvetlerine kıyasla neden akıl almaz ölçüde zayıftır? Küçük bir mıknatıs, bütün Dünya'nın kütleçekimine karşın bir ataşı yerden kaldırabilir. Standart Model bu farkı açıklamaz; onu ancak çok ince ayarlanmış sayılarla "elle" yerleştirir.

Randall ve Sundrum'un 1999'da yayımladığı iki makale bu soruna geometrik bir yanıt önerdi. Modelde bildiğimiz dört boyutlu uzay-zaman, beş boyutlu bir uzayın içinde duran bir "zar"dır (İngilizcesiyle brane). Ek boyut düz değil, son derece bükülmüştür. Birinci model (RS1) bu ek boyutun iki ucunda iki zar bulunduğunu varsayar: kütleçekimin güçlü olduğu "kütleçekim zarı" ve Standart Model parçacıklarının, yani bizim evrenimizin bulunduğu zar. Kütleçekimi taşıdığı düşünülen varsayımsal parçacık graviton, kütleçekim zarının çevresinde yoğunlaşır ve olasılığı bizim zarımıza doğru üstel biçimde azalır. Böylece kütleçekim, ek boyut çok büyük olmasa bile bizim dünyamızda zayıf görünür. İkinci model (RS2) ise zarlardan birini sonsuz uzağa taşıyarak tek zarlı bir evren tarif eder ve ek boyutun sonsuz büyüklükte olabileceğini gösterir.

Bu fikir, ek boyutlar konusundaki o dönemin yaygın modellerine bir alternatif olarak doğdu ve kısa sürede fiziğin en çok atıf alan çalışmaları arasına girdi. 2004 sonbaharında Randall, son beş yılda dünyada en çok atıf alan kuramsal fizikçiydi. Model, Büyük Hadron Çarpıştırıcısı'nda (LHC) yeni parçacık aramalarının da önemli hedeflerinden biri oldu. Ek boyutların ve zar evrenlerinin daha geniş çerçevesi M-teorisi ve ekstra boyutlar ile sicim teorisi sayfalarında anlatılıyor.

Randall'ın çalışmaları ek boyutlarla sınırlı değildir. Süpersimetri, kozmik şişme (bkz. kozmik şişme kuramı), evrende maddenin karşı maddeye üstün gelmesini açıklamaya çalışan baryogenez, büyük birleşik kuramlar ve karanlık madde üzerine de makaleler yazdı. Harvard'daki meslektaşı Matthew Reece ile birlikte, karanlık maddenin küçük bir bölümünün sıradan madde gibi enerji yayarak soğuyabileceğini ve galaksinin düzleminde ince bir disk oluşturabileceğini öne süren "enerji kaybeden (dissipatif) karanlık madde" fikrini geliştirdi.

Kitapları

Warped Passages: Unraveling the Mysteries of the Universe's Hidden Dimensions (2005): Randall'ın ilk kitabı, parçacık fiziğini ve özellikle uzayın ek boyutlarını teknik olmayan bir dille anlatır; kendi geliştirdiği modelleri de okura tanıtır. Kitap Amazon'da ilk 50'ye girdi ve kadın bir yazarın kaleme aldığı ilk başarılı kuramsal fizik kitabı olarak anıldı. Randall, kitabı fiziği tuhaf ve egzotik bir uğraş sanan okurlara güncel fiziğin daha dengeli bir resmini sunmak için yazdığını söyledi. Besteci Hèctor Parra bu kitaptan esinlenerek ondan bir opera librettosu istedi; Randall da Hypermusic Prologue: A Projective Opera in Seven Planes operasının metnini yazdı.

Knocking on Heaven's Door: How Physics and Scientific Thinking Illuminate the Universe and the Modern World (2011): Bilimsel düşüncenin nasıl işlediğini, LHC'de yapılan deneyleri ve bu deneylerin evren hakkında neler söyleyebileceğini anlatır. Kitabın ciltli ve cep baskıları arasında geçen sürede, kitapta ele alınan Higgs bozonu LHC'de bulundu. Randall bu gelişmeyi 2013'te yayımlanan Higgs Discovery: The Power of Empty Space adlı e-kitapta ele aldı. LHC çalışmaya başlamadan önce sıkça sorulan "çarpıştırıcı Dünya'yı yutacak bir kara delik üretebilir mi?" sorusuna, uzay ve kütleçekim bildiğimizden çok farklı olmadıkça bunun düşünülemeyeceği yanıtını verdi. Warped Passages ve Knocking on Heaven's Door, New York Times'ın yılın dikkate değer 100 kitabı listelerine girdi.

Dark Matter and the Dinosaurs: The Astounding Interconnectedness of the Universe (2015): Randall'ın en çok konuşulan kitabıdır. Kitapta, Samanyolu'nun düzlemine yakın ince bir karanlık madde diski bulunabileceği varsayımı anlatılır. Güneş, galaksi merkezi çevresindeki yolculuğunda bu düzlemin bir aşağısına bir yukarısına salınırken diskten geçer; diskin kütleçekimi Güneş Sistemi'nin en dış kabuğu olan Oort bulutundaki buzlu cisimleri yörüngelerinden saptırabilir ve Dünya'ya çarpan kuyruklu yıldızların sayısını artırabilir. Randall, kuş olmayan dinozorları yok eden Chicxulub çarpmasının da böyle bir sürecin sonucu olabileceğini öne sürer. Fikir, Güneş'in görünmeyen bir eşi olduğunu öne süren eski Nemesis varsayımını andırır.

Varsayım bilim dünyasında makul bulunmakla birlikte destekleyici kanıtın eksikliği vurgulandı. Max Planck Astronomi Enstitüsü'nden Coryn Bailer-Jones ve fizikçi Adrian Melott, çarpmaların düzenli aralıklarla geldiğini gösteren istatistiksel analizleri sorguladı; Bailer-Jones ayrıca çarpmaların Oort bulutundan değil asteroitlerden gelmiş olabileceğine dikkat çekti. Konstantinos Dimopoulos ise karanlık maddeyi olduğundan daha tuhaf hâle getirmenin, en basit açıklamayı yeğlemeyi öğütleyen Ockham'ın usturası ilkesine ters düştüğünü belirtti. Randall, karanlık maddenin de tıpkı sıradan madde gibi farklı kuvvetlere sahip farklı parçacıklardan oluşmasının aslında daha basit bir varsayım olabileceğini savundu. Fizikçi Jim Al-Khalili Wall Street Journal'da kitabı hem öykü anlatımı hem bilgi zenginliği bakımından övdü; New York Times'ta yazan Maria Popova ise fikrin fiziksel kanıt olmadığı için özünde bir düşünce deneyi olduğunu, kitabın asıl armağanının okura kazandırdığı bakış açısı olduğunu yazdı.

Ödülleri ve üyelikleri

• 1992: ABD Ulusal Bilim Vakfı (NSF) Genç Araştırmacı Ödülü.
• 2006: Amerikan Fizik Öğretmenleri Derneği'nin Klopsteg Anma Ödülü.
• 2007: Amerikan Fizik Derneği'nin Lilienfeld Ödülü; E. A. Wood Bilim Yazarlığı Ödülü; TIME dergisinin "En Etkili 100 Kişi" listesinde "Bilim insanları ve düşünürler" bölümü.
• 2008: Amerikan Başarı Akademisi'nin Altın Tabak Ödülü.
• 2012: Amerikan Fizik Enstitüsü'nün, fiziği halka anlatanlara verdiği Andrew Gemant Ödülü.
• 2019: Raman Sundrum ile paylaştığı J. J. Sakurai Kuramsal Parçacık Fiziği Ödülü. Amerikan Fizik Derneği ödülü, Standart Model'in ötesindeki fiziğe katkıları ve özellikle bükülmüş ek boyutların hiyerarşi bilmecesini çözebileceğini keşfetmeleri nedeniyle verdi; gerekçede bu buluşun LHC'deki aramalar üzerindeki büyük etkisi de anıldı.

Randall 2003'te Amerikan Fizik Derneği'ne fellow seçildi; 2004'te Amerikan Sanat ve Bilim Akademisi'ne, 2008'de ABD Ulusal Bilimler Akademisi'ne, 2010'da Amerikan Felsefe Derneği'ne üye oldu. Seed dergisi onu 2005'in bilim simgeleri arasında saydı, Newsweek ise 2006'da kuşağının en umut verici kuramsal fizikçilerinden biri olarak tanıttı.

Etkisi ve tartışmalar

Randall, en soyut fizik sorularından birini, yani kütleçekimin zayıflığını, deneylerle sınanabilir bir modele dönüştüren kuramcılardan biridir. Bükülmüş ek boyutlar fikri, LHC deneylerinde ağır yeni parçacıklar aranırken sınanan başlıca senaryolardan biri oldu. Henüz bir ek boyut izine rastlanmamış olsa da model, parçacık fiziğinde ve kozmolojide binlerce çalışmaya kapı açtı. Kitapları da bu fikirleri meraklı okurla buluşturdu ve kadın kuramsal fizikçilerin görünürlüğünü artırdı.

2026'nın başında ABD Adalet Bakanlığı'nın yayımladığı Jeffrey Epstein belgeleri, Randall'ın 2004'te tanıştığı ve 2008'de cinsel suçtan mahkûm olan Epstein ile sonraki yıllarda da yazışmayı ve görüşmeyi sürdürdüğünü ortaya koydu. Harvard Crimson'ın haberine göre Randall 2014'te Epstein'ın Karayipler'deki adasını kısa süreliğine ziyaret etti ve özel uçağıyla seyahat etti. Haberde Randall'a yöneltilmiş bir suç isnadı yoktur. Randall, Epstein hakkındaki iddiaların boyutu karşısında dehşete düştüğünü ve onunla ilişkisini sürdürdüğü için derin pişmanlık duyduğunu açıkladı.