Roger Penrose

Sir Roger Penrose, kara deliklerin yalnızca matematiksel bir merak olmadığını, Einstein'ın genel görelilik kuramının kaçınılmaz bir sonucu olduğunu gösteren İngiliz matematikçi ve fizikçidir. 1965'te yayımladığı makale, yeterince büyük bir kütle çöktüğünde uzay-zamanda bir tekilliğin oluşmasının engellenemeyeceğini kanıtladı. Bu çalışma, yarım asırdan uzun bir süre sonra, 2020'de Nobel Fizik Ödülü'yle taçlandı. Penrose, geometri ile fizik arasında kurduğu köprülerle hem gökbilimde hem de matematikte iz bıraktı.

Erken yaşamı ve eğitimi

Penrose, 8 Ağustos 1931'de İngiltere'nin Colchester kentinde doğdu. Babası Lionel Penrose psikiyatrist ve genetikçi, annesi Margaret ise hekimdi. Ağabeyi Oliver Penrose fizikçi, kardeşi Jonathan Penrose satranç büyükustası oldu; ressam Roland Penrose de amcasıydı.

University College London'da matematik okudu ve 1952'de birincilikle mezun oldu. Cambridge'deki St John's Koleji'nde cebirsel geometri üzerine çalıştı; 1957'de John A. Todd'un danışmanlığında doktorasını tamamladı.

İkinci Dünya Savaşı yıllarını, babasının çalıştığı Kanada'nın London, Ontario kentinde geçirdi. Dennis Sciama, onun ilgisini matematikten fiziğe çekti; Penrose sonraki yıllarda Sciama'nın öğrencisi Stephen Hawking'le birlikte Büyük Patlama'daki tekillik sorunu üzerinde çalışacaktı.

Bilime katkıları

Londra'daki King's College ve Birkbeck Koleji'nde çalıştığı yıllarda, 1965'te Physical Review Letters'ta "Kütleçekimsel Çöküş ve Uzay-Zaman Tekillikleri" makalesini yayımladı. Bu makalenin yöntemleri, Stephen Hawking'le birlikte geliştirilen Penrose-Hawking tekillik teoremlerine yol açtı. Teoremler, belirli koşullar altında hem çöken yıldızların merkezinde hem de evrenin başlangıcında tekilliklerin kaçınılmaz olduğunu gösterir.

1969'da, tekilliklerin her zaman bir olay ufkunun arkasına gizlendiğini öne süren "kozmik sansür" varsayımını ortaya attı. Aynı dönemde, dönen bir kara deliğin çevresindeki ergosfer denilen bölgeden enerji çekilebileceğini gösteren ve bugün Penrose süreci adıyla anılan mekanizmayı önerdi; ayrıntılı çalışma 1971'de R. M. Floyd'la birlikte yayımlandı. Uzay-zamanın nedensellik yapısını tek bakışta gösteren Penrose diyagramları da görelilik çalışmalarının vazgeçilmez aracı oldu.

1967'de twistor kuramını geliştirdi; 1971'de sonradan döngü kuantum kütleçekimi çalışmalarında kullanılacak spin ağlarını buldu. 1979'da evrenin başlangıcındaki düşük entropiyi açıklamaya yönelik Weyl eğriliği varsayımını önerdi.

Ocak 1965'teki makalenin özü şuydu: Ölmekte olan bir yıldız belirli bir noktanın ötesine çökerse, bir tekilliğin oluşmasını hiçbir şey engelleyemez. Hawking'le ortak çalışmaları, sonradan birlikte yazdıkları "Uzay ve Zamanın Doğası" (1996) kitabına da yansıdı.

Uzay ve astronomiye etkisi

Penrose'un çalışmaları, kara deliklerin gerçekliği üzerine kuramsal tartışmayı kökten değiştirdi. 2020 Nobel Fizik Ödülü'nün yarısı, kara delik oluşumunun genel göreliliğin sağlam bir öngörüsü olduğunu keşfettiği için Penrose'a verildi. Ödülün diğer yarısını, Samanyolu'nun merkezindeki süper kütleli yoğun cismi keşfeden Reinhard Genzel ve Andrea Ghez paylaştı. Kuramsal öngörü ile gözlemsel kanıtın aynı ödülde buluşması, kara delik araştırmalarının geldiği noktayı simgeliyordu.

2010'da, evrenin sonsuz bir döngüler dizisinden oluştuğunu öne süren "konformal döngüsel kozmoloji" modelini geniş kitlelere tanıttı ve WMAP uydusunun verilerinde önceki bir evrene ait izler bulunabileceğini ileri sürdü. Bu fikirlerini "Zamanın Döngüleri" kitabında anlattı.

Matematik, sanat ve bilinç

Penrose 1974'te düzlemi tekrarsız biçimde kaplayan ve beşli dönme simetrisi gösteren Penrose döşemelerini buldu. Babasıyla birlikte tasarladığı "imkânsız üçgen", ressam M. C. Escher'in ünlü eserlerine ilham verdi.

1989'da yayımlanan "Kralın Yeni Aklı" kitabında bilincin bilinen fizikle açıklanamayacağını savundu; kitap Royal Society Bilim Kitabı Ödülü'nü aldı. Stuart Hameroff'la birlikte, bilinci beyin hücrelerindeki mikrotübüllerde gerçekleşen kuantum kütleçekimi etkilerine bağlayan tartışmalı "Orch-OR" kuramını öne sürdü.

Mirası

Oxford Üniversitesi'nde Rouse Ball Matematik Profesörlüğü'nden emekli olan Penrose, 1972'de Royal Society üyesi seçildi. 1975'te Hawking'le birlikte Kraliyet Astronomi Derneği'nin Eddington Madalyası'nı, 1988'de yine Hawking'le Wolf Fizik Ödülü'nü paylaştı. 1994'te bilime hizmetlerinden dolayı şövalye unvanı aldı, 2000'de Liyakat Nişanı'na layık görüldü.

Genel okura yönelik diğer kitapları arasında "Aklın Gölgeleri" (1994), fizik yasalarını kapsamlı biçimde anlattığı "Gerçeğe Giden Yol" (2004) ve "Evrenin Yeni Fiziğinde Moda, İnanç ve Fantezi" (2016) bulunur. 1959'da Joan Isabel Wedge'le evlendi, bu evlilikten üç oğlu oldu; 1988'de Vanessa Thomas'la evlendi ve bir oğlu daha oldu. Kendini agnostik olarak tanımlar.

Bilmeye değer

• Doktorasını fizik değil, cebirsel geometri alanında yaptı.
• 1971'de Dannie Heineman Astrofizik Ödülü'nü, 2008'de Copley Madalyası'nı aldı.
• 1983-1987 arasında ABD'deki Rice Üniversitesi'nde ders verdi.
• Penrose döşemeleri, beşli dönme simetrisi gösteren ilk döşemeler olarak bilinir.

Kaynak: Wikipedia (İngilizce): Roger Penrose

Fotoğraf: Cirone-Musi, Festival della Scienza · CC BY-SA 2.0 · Wikimedia Commons