Zamanın Daha Kısa Tarihi (Hawking, Mlodinow): özeti ve okuma rehberi

Zamanın Daha Kısa Tarihi (A Briefer History of Time), Stephen Hawking ile fizikçi Leonard Mlodinow'un birlikte yazdığı, 2005'te Bantam tarafından yayımlanan bir kitaptır. Hawking'in 1988 tarihli Zamanın Kısa Tarihi kitabının sadeleştirilmiş ve güncellenmiş bir yeniden yazımıdır. Amaç, aynı fikirleri daha az teknik ve daha akıcı biçimde anlatmak, bu arada araya giren on yedi yılın bilimsel gelişmelerini eklemektir.

Kitap ne anlatıyor?

Kitap, evrenin nereden geldiği ve nereye gittiği sorusunu ele alır. Publishers Weekly'nin değerlendirmesine göre kitap, orijinalin 17 yıl sonrasında parçacık fiziği ve gözlemsel astronomiden gelen yeni verileri içerir. Aynı değerlendirmede, sicim kuramı üzerine son yirmi yılda yapılan çalışmaların patlama yaptığı ve kitabın bu karmaşık konuyu genel okur için çok anlaşılır biçimde ele aldığı belirtilir; orijinaldeki esprili ve canlı üslubun korunduğu, zaman yolculuğuna ayrılan bölümde de yazarların okuru iyimser olmamaya uyardığı da eklenir. Kuantum mekaniği, sicim kuramı ve Büyük Patlama kuramı, kitabın erişilebilir biçimde sunmaya çalıştığı başlıca konulardır.

Kitap, adının da dediği gibi kısadır: ilk baskısı 162 sayfadır.

Kitabın özeti

Bu bölüm kitabın sonunu da anlatır. Bilim kitaplarında özet, bölüm bölüm ana fikirlerdir. Aşağıda kitabın işlediği ana temaları, kendi cümlelerimle ve konu sırasıyla topladım. Kitap, aynı soruyu (evren nereden geldi, nereye gidiyor?) önce gözlemlerle, sonra kuramlarla yanıtlamaya çalışan bir akış izler; aşağıdaki sıra bu akışı yansıtır.

• Evrenin kökeni. Kitabın temel sorusu evrenin nereden geldiği ve nereye gittiğidir; yanıtın omurgasını Büyük Patlama kuramı oluşturur. Bu kuramın dayandığı iki gözlem, uzak gökadaların bizden uzaklaşması ve kozmik mikrodalga arka plan ışımasıdır; ikisi de evrenin geçmişte daha sıcak ve yoğun olduğunu gösterir. Konunun ayrıntısı evrenin genişlemesi ve Büyük Patlama sayfalarında.
• Karanlık madde ve karanlık enerji. Güncellenen kısımlarda bu iki bileşen de ele alınır. Ana fikir şudur: Evrenin büyük bölümü, bildiğimiz sıradan maddeden oluşmaz; görünmeyen bir kütle gökadaları bir arada tutar, görünmeyen bir enerji ise genişlemeyi hızlandırır. Bunlar için karanlık madde ve karanlık enerji sayfalarına bakılabilir.
• Kuantum mekaniği ve birleşik kuram. Kitap kuantum mekaniğini tanıtır ve onu büyük ölçekleri açıklayan genel görelilikle birleştirme arayışına bağlar. Bu iki kuram ayrı ayrı çok başarılıdır ama henüz tek bir çerçevede buluşmamıştır; kara deliklerin içi ve evrenin ilk anları, ikisinin birden gerektiği yerlerdir.
• Sicim kuramı. Son yirmi yılda hızla gelişen sicim teorisi, bu arayışın başlıca adayı olarak tanıtılır: Parçacıklar nokta değil, titreşen çok küçük sicimler olarak düşünülür. Bu kuramın bir sonucu, gördüğümüz dört boyuttan fazlasının varlığıdır; ancak fazladan boyutlar henüz gözlenmemiştir.
• Zaman yolculuğu. Ayrı bir bölüm zaman yolculuğuna ayrılmıştır. Yazarlar, geçmişe gitmenin fizik yasalarıyla bağdaşıp bağdaşmadığını tartışır ve okuru bu konuda aşırı iyimser olmamaya uyarır.
• Fizik ve felsefe. Publishers Weekly'ye göre yazarlar kitabı, fiziğin felsefeyle buluştuğu sorulara değinerek bitirir.

Yazarlar ve yazıldığı dönem

Stephen Hawking (1942-2018), Cambridge'de 1979-2009 arasında Lucasian Matematik Profesörlüğü yapmış, kara delik ışıması ve sınırsız evren önerisiyle tanınan bir kuramsal fizikçidir. Zamanın Kısa Tarihi 1988'de çıktı, 237 hafta Sunday Times çok satanlar listesinde kaldı ve 2009'a kadar yaklaşık 9 milyon adet sattı.

Leonard Mlodinow, 26 Kasım 1954'te Chicago'da doğan bir kuramsal fizikçi ve yazardır; 1986'da akademiden bilim yazarlığına geçmiş, Star Trek: The Next Generation gibi televizyon dizileri için de yazmıştır. Hawking ile ikinci ortak kitapları 2010 tarihli The Grand Design'dır.

Kitaptaki bilim

Kitabın bilimsel zemini, Hawking'in kendi çalışmalarıyla örtüşür: Penrose ile birlikte geliştirdiği tekillik teoremleri evrenin bir tekillikten doğmuş olabileceğini düşündürür; 1983'te Hartle ile önerilen sınırsız evren modeli ise başlangıcın tekillik gerektirmeyebileceğini savunur. Bu bir önerme olarak kalır, kesinleşmiş bir sonuç değildir. Kara deliklerin kuantum etkileriyle ışıma yaptığı bulgusu (Hawking ışıması) da ona aittir.

Evrenin yaşı. Kitaptaki sayılar yazıldığı döneme aittir. Planck'ın 2018 verilerine dayanan güncel tahmin evrenin yaşını yaklaşık 13,8 milyar yıl olarak verir. Bununla birlikte, evrenin genişleme hızını erken evren ve yakın evren yöntemleriyle ölçmek biraz farklı sonuçlar vermektedir; bu, Hubble gerilimi olarak bilinir.

Sicim kuramı. Kitap bu kuramı ayrıntılı biçimde tanıtır; yine de kuramın gözlemle sınanabilmesi hâlâ büyük bir sorundur.

Zaman yolculuğu. Hawking'in 1992'deki kronoloji koruma varsayımı, geçmişe yolculuğu mümkün kılan yapıların kuantum etkileriyle kararsızlaşabileceğini öne sürer; bu varsayım bugün de kanıtlanmamıştır. Zaman yolculuğu fiziği sayfası konuyu ayrıntılandırır.

Genişleyen evren. Evrenin genişlediği fikri iki adımda yerleşti: Georges Lemaître 1927'de galaksilerin uzaklıkla orantılı bir hızla bizden uzaklaştığını kuramsal olarak türetti, Edwin Hubble ise 1929'da gözlemle bunu ortaya koydu. Kozmik mikrodalga arka plan ışıması, 1964'te Arno Penzias ile Robert Wilson tarafından New Jersey'deki Bell laboratuvarlarında tesadüfen ölçüldü ve ikili bunun için 1978 Nobel Fizik Ödülü'nü aldı. Bu ışımanın sıcaklığı yaklaşık 2,725 kelvindir ve evren yaklaşık 380.000 yaşındayken, elektronlarla protonların nötr hidrojen atomlarını oluşturup ışığın serbestçe yayılmasına izin verdiği dönemden kalmadır. Bu ışımayı COBE, WMAP ve Planck uyduları giderek artan hassasiyetle ölçtü; COBE ekibi 2006 Nobel Fizik Ödülü'nü kazandı.

Hubble gerilimi. Kitaptan sonraki dönemin en dikkat çekici açık sorusu, genişleme hızının ölçümlerinde ortaya çıkan uyuşmazlıktır. Mesafe merdiveni yöntemi yaklaşık 73 km/s/Mpc verirken, kozmik mikrodalga arka plan ölçümleri yaklaşık 67,7 km/s/Mpc verir. Fark, 5 sigmayı aşan istatistiksel anlamlılıktadır; bilim insanları bunun bilinmeyen bir ölçüm hatasından mı, kozmolojik varsayımların bozulmasından mı, yoksa yeni fizikten mi kaynaklandığını tartışıyor. Ayrıntısı Hubble gerilimi sayfasında.

Karanlık bileşenler. Karanlık madde ve karanlık enerjinin gerçek ağırlığı büyüktür: Planck 2018 verilerine dayanan standart modelde enerji içeriğinin yaklaşık yüzde 68,5'i karanlık enerji, yaklaşık yüzde 26,5'i soğuk karanlık madde, yalnızca yaklaşık yüzde 4,9'u bizim bildiğimiz sıradan maddedir. Karanlık enerji de evrenin genişlemesinin hızlandığı gözleminden çıkarıldı; NASA'nın aktardığı gibi bu hızlanma 1998'de süpernova gözlemleriyle keşfedildi. Yine de ikisinin de ne olduğu bilinmiyor.

Kitaptan sonra gelenler. 2005'ten sonra kozmolojinin veri tabanı yeniden genişledi. ESA'nın Planck uydusu 2009'da fırlatıldı ve Ekim 2013'e kadar kozmik mikrodalga arka planı o zamana dek görülmemiş ayrıntıyla ölçtü; 2013 çözümlemesi kozmik sicimlere dair bir kanıt bulamadı. 2019'da Event Horizon Telescope ilk kara delik görüntüsünü yayımladı. Hubble geriliminin 5 sigmayı aşan düzeye gelmesi de bu dönemin bulgusudur. Bunların hiçbiri bu kitapta yer almaz; okur, güncel değerler için daha yeni kaynaklara bakmalıdır. Örneğin Kozmos ve Evrenin Zarafeti konuya başka açılardan yaklaşır, sitemizdeki evrenin sonu sayfası ise olası senaryoları toplar.

Zar evrenleri. Sicim kuramının ürettiği fikirlerden biri, evrenimizin daha yüksek boyutlu bir uzayda yüzen bir zar olduğudur. Bu çerçevede kütleçekimin zayıflığı, onun ekstra boyutlara sızmasıyla açıklanır. Ancak bu modellerin öngördüğü büyük ekstra boyutlar için bugüne kadar bir deneysel kanıt bulunamadı; Büyük Hadron Çarpıştırıcısı verileri ve kütleçekim dalgası gözlemleri bu fikirleri daralttı ama ortadan kaldırmadı. Yani kitabın tanıttığı kuramlar sağlam kanıtlara değil, matematiksel güzelliğe ve tutarlılığa dayanır.

Kara delik ışımasının akıbeti. Hawking'in Nature dergisinde 1974'te yayımlanan makalesi, kara deliklerin kuantum etkileriyle ışıma yapıp zamanla buharlaşabileceğini gösterdi; küçük kara deliklerin daha sıcak olması bu sonucun bir parçasıdır. Işıma doğrudan gözlenmemiştir. Sonraki yıllarda asıl tartışma, içeri düşen maddenin bilgisine ne olduğu sorusunda yoğunlaştı: Hawking önce bilginin yok olabileceğini savundu, 2004'te ise bu görüşünden döndü. Bugün fizikçilerin çoğu bilginin korunduğunu düşünüyor; mekanizma hâlâ tartışmalıdır. Ayrıntısı kara delik bilgi paradoksu sayfasında.

Etkisi ve ödülleri

Kitap belli başlı bir ödülle anılmaz. Değeri, Hawking'in ana fikirlerini yeni verilerle gözden geçirilmiş ve daha okunabilir biçimde sunmasıdır; Publishers Weekly özellikle sicim kuramı anlatımını genel okur için çok anlaşılır bulmuştur.

Uyarlamaları

Kitabın doğrudan bir film ya da dizi uyarlaması yoktur. Hawking'in yazıp yarattığı Stephen Hawking ile Evrene Yolculuk (2010, Discovery Channel) benzer konulara belgesel diliyle yaklaşır.

Kimlere uygun, nereden başlanır?

• Uygun: Hawking'e ilk kez başlayacaklar ve "Zamanın Kısa Tarihi'ni zor buldum" diyenler. Kitap daha kısadır ve güncel konuları da içerir.
• Uygun değil: Orijinal kitabı sevmiş ve daha derine inmek isteyenler; onlar için Hawking'in 2001 tarihli Ceviz Kabuğundaki Evren kitabı daha geniş bir devamdır.
• Sonrasında: Büyük Sorulara Kısa Yanıtlar ve Kara Delikler ve Bebek Evrenler.