Ralph Alpher

Ralph Asher Alpher, Büyük Patlama kuramının temel taşlarından ikisini 1948'de ortaya koyan Amerikalı kozmologdur. Doktora tezinde, evrenin ilk anlarındaki sıcak ve yoğun ortamda hidrojen, helyum ve bazı ağır elementlerin nasıl oluşabileceğini hesapladı. Aynı yıl Robert Herman'la birlikte, bu sıcak başlangıçtan geriye bugün de ölçülebilecek soğuk bir arka plan ışıması kalması gerektiğini öngördü. Bu ışınım 1964'te bulunduğunda öngörü büyük ölçüde unutulmuştu; Alpher'in katkısının hakkının verilmesi yıllar aldı.

Erken yaşamı ve eğitimi

Alpher 3 Şubat 1921'de ABD'nin başkenti Washington'da, Rus İmparatorluğu'ndaki Vitebsk'ten göç etmiş Yahudi bir ailenin çocuğu olarak doğdu. Theodore Roosevelt Lisesi'ni 16 yaşında bitirdi. Üniversite masraflarını karşılayabilmek için genç yaşta çalışmaya başladı: 1938-1940 arasında Carnegie Vakfı'nın Karasal Manyetizma Bölümü'nde kozmik ışın verilerinin çözümlenmesine yardım etti, 1940-1944 arasında Deniz Kuvvetleri Mühimmat Laboratuvarı'nda gemileri korumaya yönelik savaş araştırmalarında görev aldı.

Fizik derecelerini George Washington Üniversitesi'nde, çoğunlukla gece derslerine giderek aldı. Doktora danışmanı, Büyük Patlama düşüncesinin önde gelen savunucularından George Gamow'du. 1944-1955 arasında Johns Hopkins Üniversitesi Uygulamalı Fizik Laboratuvarı'nda çalıştı.

Büyük Patlama'daki elementler

Alpher'in 1948'de tamamladığı “Kimyasal Elementlerin Kökeni ve Göreli Bolluğu” başlıklı tezi, ilk evrende serbest nötronların art arda yakalanmasıyla elementlerin oluştuğunu öne sürüyordu. Tez savunmasını izlemeye 300'ü aşkın kişi geldi; bir doktora savunması için alışılmadık bir kalabalıktı bu. Bugün Büyük Patlama nükleosentezi denen düşüncenin ilk ayrıntılı hesabı buydu.

Çalışmanın özü 1 Nisan 1948'de Physical Review dergisinde yayımlandı. Makalede Alpher ve Gamow'un yanında ünlü fizikçi Hans Bethe'nin adı da vardı; oysa Bethe çalışmaya doğrudan katkı yapmamıştı. Gamow, yazar adlarının Yunan alfabesinin ilk üç harfine (alfa, beta, gama) benzemesi için bu şakayı yapmıştı ve makale “Alpher-Bethe-Gamow makalesi” olarak tarihe geçti. Bu şaka, makalenin asıl yazarı olan genç Alpher'in rolünün yıllarca gölgede kalmasına da yol açtı.

Ardışık nötron yakalama, hidrojen ve helyum gibi hafif elementlerin bolluğunu açıklamakta başarılı oldu; ancak daha ağır elementlerin oluşumunu açıklayamadı. Bu elementlerin büyük kısmının sonradan yıldızların içinde üretildiği anlaşıldı.

Arka plan ışımasının öngörüsü

Aynı yıl Alpher, Johns Hopkins'teki meslektaşı Robert Herman'la birlikte, sıcak ve yoğun bir başlangıçtan geriye bugün evreni dolduran soğuk bir ışınım kalması gerektiğini hesapladı ve bu ışınımın sıcaklığını yaklaşık 5 kelvin olarak tahmin etti; iki yıl sonra yaptıkları yeni hesapta değeri 28 kelvin buldular. Bugün bu ışınımın sıcaklığının yaklaşık 2,725 kelvin olduğu biliniyor; yani yalnızca kâğıt kalemle yapılan ilk tahmin, gerçek değere şaşırtıcı ölçüde yakındı. Öngörü, Robert Dicke ve Yakov Zeldoviç'in 1960'ların başında konuyu yeniden ele almasına kadar büyük ölçüde unutuldu. Arno Penzias ve Robert Wilson 1964'te bu kozmik mikrodalga arka plan ışımasını ölçtüğünde, Alpher ile Herman'ın öngörüsü doğrulanmış oldu.

Kariyeri

Alpher 1955'te General Electric'in Araştırma ve Geliştirme Merkezi'ne geçti ve burada uzay araçlarının atmosfere yeniden girişiyle ilgili sorunlar üzerinde çalıştı. 1987-2004 arasında Union College'da fizik ve astronomi alanında seçkin araştırma profesörü olarak görev yaptı, aynı dönemde Dudley Gözlemevi'ni yönetti. 2004'te emekli profesör oldu. 12 Ağustos 2007'de Teksas'ın Austin kentinde 86 yaşında öldü.

Uzay ve astronomiye etkisi

Alpher'in iki öngörüsü, yani hafif elementlerin ilk dakikalarda oluşması ve geriye kalan arka plan ışıması, bugün Büyük Patlama kuramının en sağlam gözlemsel dayanaklarıdır. Evrendeki helyum bolluğunun ölçümü ile arka plan ışımasının ayrıntılı haritaları, onun ilk kez kâğıda döktüğü fikirlerin modern ve çok daha hassas sürümleridir. Evrenin ilk anları üzerine bugün anlatılan zaman çizelgesinin önemli bir bölümü bu çalışmaların üzerine kuruludur.

Mirası

Penzias ve Wilson 1978'de Nobel Fizik Ödülü'nü aldığında, ışınımı önceden öngören Alpher ve Herman ödülün dışında kaldı. Alpher'in emeği ise zamanla tanındı: 1975'te Herman'la birlikte Amerikan Felsefe Topluluğu'nun Magellan Ödülü'nü, 1993'te yine Herman'la birlikte ABD Ulusal Bilimler Akademisi'nin Henry Draper Madalyası'nı aldı. 1986'da Amerikan Sanat ve Bilimler Akademisi üyeliğine seçildi. 2005 yılı için verilen ABD Ulusal Bilim Madalyası, “nükleosentez alanındaki eşsiz çalışmaları” için ona layık görüldü; madalyayı 2007'de oğlu teslim aldı.

Alpher, bilim insanlarını harekete geçiren şeyin hem bilgiye katkı yapma isteği hem de meslektaşlarının takdirini kazanma arzusu olduğunu söylerdi. Kendi hikâyesi, bu ikisinin her zaman aynı anda gelmediğini gösteren bir örnek olarak bilim tarihinde yerini aldı: hesapları doğru çıktı, ama tanınması on yıllar sürdü.

Bilmeye değer

• Ünlü Alpher-Bethe-Gamow makalesi 1 Nisan 1948'de yayımlandı; Hans Bethe'nin adı büyük ölçüde kelime oyunu için eklenmişti.
• Gamow, Herman'ın adını “Delter” (delta'ya benzesin diye) yapmayı “inatla reddettiğini” yazarak şakayı sürdürmüştü.
• Doktora savunmasını 300'ü aşkın kişi izledi.
• Fizik eğitimini çoğunlukla gece dersleriyle tamamladı.
• Arka plan ışımasının sıcaklığını ilk tahmininde yaklaşık 5 kelvin bulmuştu.