Saul Perlmutter

Saul Perlmutter (22 Eylül 1959), evrenin genişlemesinin yavaşlamadığını, tersine hızlandığını gösteren ölçümlerin öncü isimlerinden biri olan Amerikalı astrofizikçidir. Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı'nda yürüttüğü Supernova Cosmology Project'in (Süpernova Kozmoloji Projesi) başındaydı. Aynı soruyu bağımsız biçimde inceleyen High-Z Supernova Search Team ile birlikte vardığı sonuç, 2011 Nobel Fizik Ödülü'nü getirdi. Ödülün yarısı Perlmutter'e verildi; diğer yarıyı Adam Riess ile Brian P. Schmidt paylaştı.

Kısa özgeçmiş ve eğitim

Perlmutter, Illinois'in Champaign-Urbana kentinde doğdu. Lisans eğitimini 1981'de Harvard Üniversitesi'nde fizik alanında, magna cum laude derecesiyle tamamladı. Doktorasını 1986'da Kaliforniya Üniversitesi, Berkeley'de yaptı; danışmanı Richard A. Muller'dı. Doktora tezinin başlığı "Güneş'in bir yıldız eşini bulmaya yönelik astrometrik arama" anlamına gelen "An Astrometric Search for a Stellar Companion to the Sun" idi. Yani kariyerine, bugün ünlü olduğu uzak süpernovalardan çok farklı bir soruyla, yakın çevremizde görünmeyen bir yıldız aramakla başladı.

Bugün Berkeley'de fizik profesörüdür ve Franklin W. ve Karen Weber Dabby Kürsüsü'nü taşır; aynı zamanda Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı'nda kıdemli bilim insanı olarak görev yapar. Berkeley Veri Bilimi Enstitüsü'nü yönetir ve Berkeley Kozmolojik Fizik Merkezi'nin icra direktörlüğünü yürütür.

Uzak süpernovalarla evrenin ölçülmesi

Perlmutter'in adı en çok Ia türü süpernovalarla anılır. Bu patlamalar, yaklaşık aynı iç ışıma gücüne sahip oldukları için "standart mum" olarak kullanılır: Bir süpernovanın görünen parlaklığı ne kadar sönükse, o kadar uzaktadır. Gökbilimciler bu uzaklığı, süpernovanın bulunduğu galaksinin kırmızıya kaymasıyla karşılaştırır. Böylece evrenin farklı çağlarda ne kadar hızla genişlediği ölçülebilir.

O güne kadar beklenti, madde ve kütleçekimin genişlemeyi zamanla yavaşlatacağı yönündeydi. Soru, yavaşlamanın ne kadar olduğuydu. Supernova Cosmology Project bu soruyu uzak süpernovaları sistemli biçimde bularak yanıtlamaya çalıştı. Ekip, gökyüzünü yaklaşık üç haftalık gözlem dönemleri boyunca tarayan bir yöntem kullandı. Bu yaklaşım, eski teleskop ve yöntemlerle zor olan bir şeyi mümkün kıldı: Bir oturumda yaklaşık iki düzine süpernova bulunabiliyordu.

Perlmutter'in ekibi Ocak 1998'de genişlemenin yavaşlamadığına, hatta hızlandığına işaret eden kanıtı sundu. Ekibin bu dönemdeki yayınları arasında Aralık 1997 tarihli "Discovery of a Supernova Explosion at Half the Age of the Universe" başlıklı makale de yer alır. Ana sonuçların ayrıntılı hali ise "Measurements of Omega and Lambda from 42 High-Redshift Supernovae" başlığıyla, Astrophysical Journal'ın 517. cildinde, 565-586. sayfalarda 1999'da yayımlandı. Makale 8 Aralık 1998'de gönderilmişti ve 32 yazarlıydı.

42 süpernovanın söylediği

Bu makalede ekibin keşfettiği 42 Ia türü süpernova kullanıldı. Süpernovaların kırmızıya kayması 0,18 ile 0,83 arasındaydı; bunlar kırmızıya kayması 0,1'in altında olan yakın süpernovalarla karşılaştırıldı. Özetteki sonuca göre, düz bir evren modeli varsayıldığında madde yoğunluğu parametresi (Omega_M) yaklaşık 0,28 çıkıyordu. Yazarlar kozmolojik sabitin sıfırdan farklı ve pozitif olduğunu %99 güvenle belirtti, yani Lambda'sız bir model veriyle uyuşmuyordu. Kozmolojik sabit, Einstein'ın denklemlerine eklediği terimdir; bugün karanlık enerji diye adlandırılan şeyin en yalın biçimi olarak görülür.

Rakip değil, birbirini doğrulayan iki ekip

Hikâyenin en önemli yanı, keşfin tek bir ekibe ait olmamasıdır. High-Z Supernova Search Team 1994'te Brian P. Schmidt ve Nicholas B. Suntzeff tarafından kuruldu ve zamanla ABD, Avrupa, Avustralya ve Şili'deki yaklaşık 20 gökbilimciyi bir araya getirdi. Ekibin Adam Riess'in başında olduğu Mayıs 1998 tarihli çalışması, The Astronomical Journal'ın 116. cildinin 3. sayısında yayımlandı ve hızlanan genişlemeye dair kanıtı ilk yayımlayan çalışma oldu. High-Z ekibi, uzak Ia türü süpernovaların uzaklıklarının, düşük madde yoğunluklu bir evrene göre beklenenden ortalama yüzde 10 ila 15 daha fazla olduğunu bildirdi.

İki ekip birbirinden bağımsız çalışıyordu ve sonuçlar birbirini destekliyordu; iki ekibin raporları birkaç hafta arayla yayımlandı. Bu yüzden keşif çoğunlukla "iki bağımsız ekibin ortak keşfi" diye anlatılır. Science dergisi de Supernova Cosmology Project'in çalışmasını "1998 Yılın Atılımı" (Breakthrough of the Year) olarak andı.

2011 Nobel Fizik Ödülü

Nobel Komitesi 2011 Fizik Ödülü'nü "evrenin hızlanan genişlemesinin keşfi" nedeniyle üç kişiye verdi: Saul Perlmutter, Brian P. Schmidt ve Adam Riess. Ödül 10 milyon İsveç kronu (yaklaşık 1,5 milyon ABD doları) tutarındaydı. Perlmutter nakit ödülün yarısını aldı; Riess ve Schmidt diğer yarıyı paylaştı. Üç isim iki ayrı ekibin temsilcisiydi: Perlmutter Supernova Cosmology Project'i, Schmidt ve Riess ise High-Z ekibini temsil ediyordu. Bu dağılım, keşfin iki ekibin ortak emeği olduğunu da yansıtıyor.

Diğer ödüller ve çalışmalar

Perlmutter'in aldığı başlıca ödüllerden bazıları şunlardır:

• E. O. Lawrence Fizik Ödülü (2002)
• Padua Ödülü ve John Scott Ödülü (2005)
• Shaw Astronomi Ödülü (2006; Riess ve Schmidt ile paylaşıldı) ve Antonio Feltrinelli Uluslararası Ödülü (2006)
• Gruber Kozmoloji Ödülü (2007)
• Albert Einstein Madalyası (2011; Riess ile birlikte)
• Temel Fizik Alanında Breakthrough Ödülü (2015; ekiplerle paylaşıldı, toplam 3 milyon dolar)

Ulusal Bilimler Akademisi (ABD) üyesidir. 2020'de ABD Enerji Bakanlığı'nın bir süper bilgisayarına "Perlmutter" adı verilmiştir. Ayrıca Supernova/Acceleration Probe (SNAP) projesinin, yani daha fazla süpernovayı bulup incelemek üzere özel bir uydu yapmayı amaçlayan girişimin baş araştırmacısıdır; küresel ısınmayı daha iyi anlamayı hedefleyen Berkeley Earth Surface Temperature projesine de katılmıştır. 2021'den beri ABD Başkanı'nın Bilim ve Teknoloji Danışma Konseyi (PCAST) üyesidir.

Berkeley'de verdiği "Sense and Sensibility and Science" (Duyu, Sağduyu ve Bilim) ile "Physics & Music" gibi derslerle de tanınır; popüler bilim yazıları yazmış, PBS, Discovery Channel ve BBC belgesellerinde yer almıştır.

Verileri göster

1959	Illinois'te doğdu
1981	Harvard'dan mezun oldu
1986	Berkeley'de doktorasını aldı
1998	Hızlanan evren kanıtını sundu
1999	42 süpernovalı makale yayımlandı
2006	Shaw Astronomi Ödülü
2011	Nobel Fizik Ödülü

Neden önemli?

Perlmutter ve çalışma arkadaşlarının ölçümleri, kozmolojinin temel varsayımlarından birini değiştirdi. Evrenin genişlemesinin yavaşlayacağı düşünülürken, uzak süpernovalar bunun tersini gösterdi ve bu bulgu karanlık enerji kavramının standart kozmolojik modelin (Lambda-CDM) merkezine yerleşmesine yol açtı. Karanlık enerjinin gerçek doğası bugün de çözülmüş değil. Gözlemciler yeni süpernova örnekleriyle ve başka yöntemlerle bu soruyu sınamayı sürdürüyor. Perlmutter'in öyküsü, aynı soruyu farklı yoldan inceleyen iki ekibin birbirini doğrulayarak nasıl sağlam bir sonuca vardığının da iyi bir örneğidir.

Kısaca

• Perlmutter, Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı'nda Supernova Cosmology Project'i yönetti.
• Ekibi 42 uzak Ia türü süpernovaya dayanan 1999 tarihli makalesinde kozmolojik sabitin sıfırdan farklı olduğunu %99 güvenle bildirdi.
• Keşif, Riess ve Schmidt'in High-Z ekibiyle bağımsız ve aşağı yukarı eş zamanlı yapıldı; High-Z'nin çalışması Mayıs 1998'de yayımlandı.
• 2011 Nobel Fizik Ödülü'nün yarısı Perlmutter'e, diğer yarısı Riess ve Schmidt'e verildi.
• Ödül, hızlanan genişlemenin keşfi için verildi; karanlık enerji kavramı bu keşifle öne çıktı.
• Berkeley'de fizik profesörü olarak ders veriyor ve veri bilimi ile kozmoloji merkezlerinde görev yapıyor.