Zamanın Kısa Tarihi (Stephen Hawking): konusu, bilimi ve okuma rehberi

Zamanın Kısa Tarihi (A Brief History of Time), İngiliz kuramsal fizikçi Stephen Hawking'in uzman olmayan okurlar için yazdığı kozmoloji kitabıdır. İlk kez 1 Nisan 1988'de Bantam tarafından yayımlandı. Evrenin nasıl başladığı, kara deliklerin ne olduğu, zamanın neden yalnız ileri aktığı gibi soruları denklemsiz anlatmaya çalışan kitap, beklenmedik bir başarı kazandı: İngiltere'de Sunday Times çok satanlar listesinde 237 hafta kaldı, 40 dile çevrildi ve Time dergisinin, derginin kuruluşundan bu yana yayımlanan en iyi 100 kurgu dışı kitap listesine girdi. Satış tahminleri, 2009 için verilen yaklaşık 9 milyondan bugün 25 milyonu aşan rakamlara kadar uzanıyor.

Kitap ne anlatıyor?

Hawking, kitabın konusunu insanlığın çok eski iki sorusuna bağlar: Evren nereden geldi ve nereye gidiyor? Bu sorulara verilen cevapları Aristoteles'in ve Ptolemaios'un evren modelinden başlayıp Newton'a, Einstein'ın görelilik kuramlarına ve kuantum mekaniğine uzanan bir çizgide anlatır. Ardından kendi araştırma alanına, yani kara deliklere, evrenin başlangıcına ve bu iki büyük kuramın, genel görelilik ile kuantum mekaniğinin, nasıl birleştirilebileceğine geçer.

Kitabın en bilinen özelliklerinden biri neredeyse hiç denklem içermemesidir. Hawking, her denklemin okur sayısını yarıya indireceği yönünde bir uyarı aldığını, bu yüzden metne yalnızca Einstein'ın ünlü E=mc² denklemini koyduğunu anlatır. Bunun yerine benzetmelere, düşünce deneylerine ve şemalara başvurur. Kitap kısa olsa da kolay değildir; özellikle son bölümleri dikkatli bir okuma ister.

Kitabın özeti

Bu bölüm kitabın sonunu da anlatır. İlk baskı 11 bölümden ve kısa bir sonuç bölümünden oluşur; ana fikirleri şöyle özetlenebilir:

• Evren resmimiz: Dünya merkezli evren modelinden Kopernik'in Güneş merkezli modeline ve Newton'un kütleçekimine geçiş anlatılır. Hawking bir bilimsel kuramın neyi yapması gerektiğini de tanımlar: gözlemleri az sayıda öğeyle açıklamak ve sınanabilir öngörüler üretmek.
• Uzay ve zaman: Mutlak zaman fikrinin çöküşü, ışık hızının herkes için aynı olması ve Einstein'ın özel ve genel görelilik kuramları. Kütleçekimi, uzay-zamanın kütle tarafından bükülmesi olarak açıklanır.
• Genişleyen evren: Galaksilerin birbirinden uzaklaştığının keşfi ve bunun evrenin geçmişte çok yoğun bir başlangıç noktasından doğduğunu göstermesi. Bkz. Evrenin genişlemesi ve Hubble-Lemaître yasası.
• Belirsizlik ilkesi: Kuantum mekaniğinin, bir parçacığın konumunu ve hızını aynı anda kesin bilemeyeceğimizi söyleyen belirsizlik ilkesi ve bunun doğanın öngörülebilirliğine getirdiği sınır.
• Temel parçacıklar ve doğanın kuvvetleri: Maddeyi oluşturan parçacıklar ve dört temel kuvvet: kütleçekimi, elektromanyetizma, zayıf ve güçlü çekirdek kuvvetleri.
• Kara delikler: Büyük yıldızların çökerek ışığın bile kaçamadığı bölgeler oluşturması, olay ufku kavramı ve kara deliklerin gözlemsel izleri. Ayrıntısı Kara delikler sayfamızda.
• Kara delikler o kadar da kara değil: Hawking'in en ünlü buluşu: kuantum etkileri nedeniyle kara deliklerin çok zayıf bir ışıma yaymaları ve sonunda buharlaşabilmeleri. Bugün bu olguya Hawking ışıması deniyor.
• Evrenin kökeni ve geleceği: Büyük Patlama'nın ilk anları ve Hawking'in James Hartle ile önerdiği "sınırsız evren" fikri: evrenin zaman içinde bir kenarı ya da başlangıç sınırı olmayabileceği düşüncesi.
• Zamanın oku: Geçmişi hatırlayıp geleceği hatırlamamamızın, düzensizliğin (entropinin) artmasıyla ve evrenin genişlemesiyle nasıl ilişkili olduğu.
• Solucan delikleri ve zaman yolculuğu: Kuramın zaman yolculuğuna izin verip vermediği ve bunun doğurduğu paradokslar. Konunun güncel fiziği Zaman yolculuğu sayfamızda.
• Fiziğin birleştirilmesi: Genel görelilik ile kuantum mekaniğini tek bir "her şeyin kuramı"nda birleştirme çabası; sicim kuramı gibi adaylar.
• Sonuç: Hawking, eksiksiz bir birleşik kuram bulunursa bunun yalnız bilim insanlarının değil herkesin anlayabileceği bir hâle gelmesi gerektiğini, o zaman insanın evrenin neden var olduğunu sorabileceğini söyler. Kitabı, böyle bir başarıyı insan aklının nihai zaferi ve "Tanrı'nın zihnini bilmek" olarak niteleyen ünlü bir cümleyle bitirir.

Yazar ve yazıldığı dönem

Stephen Hawking 8 Ocak 1942'de Oxford'da doğdu, 14 Mart 2018'de 76 yaşında Cambridge'de öldü. 1963'te, 21 yaşındayken motor nöron hastalığı tanısı aldı ve bu tanıdan sonra elli yılı aşkın süre yaşadı. 1979-2009 arasında Cambridge Üniversitesi'nde Lucasian Matematik Profesörü olarak görev yaptı. Roger Penrose ile birlikte genel görelilikteki tekillik teoremleri üzerinde çalıştı, 1974'te kara deliklerin ışıma yayması gerektiğini gösterdi ve aynı yıl Kraliyet Derneği'ne üye seçildi. 1983'te James Hartle ile "sınırsız evren" önerisini geliştirdi. Konuşma yeteneğini kaybettikten sonra yanağındaki bir kasla kumanda ettiği konuşma cihazıyla iletişim kurdu; bu sentetik ses dünyanın en tanınan seslerinden biri hâline geldi.

Kitap, Hawking'in bilim dünyasında saygın ama halk arasında henüz bu kadar tanınmadığı bir dönemde yazıldı. İlk baskının girişini Carl Sagan yazmıştı; telif hakkı Sagan'a ait olduğu için bu giriş sonraki baskılardan çıkarıldı. Hawking sonraki yıllarda bu alandaki anlatısını sürdürdü: 1996'da renkli resimlerle genişletilmiş bir baskı, 2001'de The Universe in a Nutshell, 2005'te Leonard Mlodinow ile yazdığı kısaltılmış ve sadeleştirilmiş A Briefer History of Time, 2010'da The Grand Design ve ölümünden sonra 2018'de Brief Answers to the Big Questions yayımlandı.

Kitaptaki bilim: 1988'den bugüne

Zamanın Kısa Tarihi'nin anlattığı temel fizik, yani görelilik, kuantum mekaniği ve Büyük Patlama kozmolojisi bugün de geçerli. Ancak kitap yayımlandıktan sonra gelen bazı büyük keşifler tabloyu zenginleştirdi:

• Hızlanan evren: 1998'de uzak süpernovaların beklenenden sönük görünmesi, evrenin genişlemesinin hızlandığını gösterdi. Kitabın evrenin geleceği üzerine tartıştığı senaryolar bugün "karanlık enerji" ile birlikte ele alınıyor. Bkz. Evrenin sonu.
• Kütleçekim dalgaları: Kitapta kuramsal olarak anılan uzay-zaman dalgaları ilk kez 14 Eylül 2015'te LIGO dedektörleriyle doğrudan yakalandı; keşif 11 Şubat 2016'da duyuruldu ve 2017 Nobel Fizik Ödülü Rainer Weiss, Barry Barish ve Kip Thorne'a verildi.
• Kara deliğin görüntüsü: Olay Ufku Teleskobu, M87 galaksisinin merkezindeki kara deliğin ilk görüntüsünü 10 Nisan 2019'da, Samanyolu'nun merkezindeki Sagittarius A*'nınkini ise 12 Mayıs 2022'de yayımladı.
• Hawking ışıması hâlâ gözlenmedi: Kara deliklerin ışıması kuramsal olarak çok güçlü bir sonuç olsa da yıldız kütleli kara delikler için son derece zayıf olduğundan doğrudan gözlenebilmiş değil.
• Bilgi paradoksu: Hawking 1976'da kara deliğe düşen bilginin sonsuza dek kaybolabileceğini öne sürmüştü. Bu fikir uzun bir tartışma başlattı ve Hawking 2004'te fizikçi John Preskill ile yaptığı bahsi kaybettiğini kabul etti. Tartışmanın bugünkü durumu Kara delik bilgi paradoksu sayfamızda.
• Birleşik kuram hâlâ yok: Kitabın son bölümünün umduğu "her şeyin kuramı" bulunamadı; sicim kuramı ve döngü kuantum kütleçekimi gibi yaklaşımlar hâlâ deneysel doğrulama bekliyor. Bkz. Kuantum kütleçekimi sorunu.

Etkisi ve ödülleri

Kitabın Sunday Times listesinde 237 hafta kalması, bir bilim kitabı için olağanüstü uzun bir süredir. Carl Sagan'ın Kozmos'unun yıllarca sürdürdüğü "en çok satan bilim kitabı" unvanı da 1980'lerin sonunda bu kitaba geçti. Kitap, karmaşık fizik konularını geniş kitlelere ulaştırma çabasının simgesi oldu ve Hawking'i bilimin en tanınan yüzlerinden biri yaptı. Kitabın etkisi yeni baskılarla da sürdü: 1996'daki resimli baskı ve 2005'teki kısaltılmış sürüm, aynı konuları daha geniş bir okur kitlesine ulaştırmayı amaçladı.

Uyarlamaları

Kitabın adını taşıyan, Errol Morris'in yönettiği 1991 tarihli belgesel film, kitabın doğrudan bir uyarlamasından çok Hawking'in yaşamını ve çalışmalarını, kendisi ve meslektaşlarıyla yapılan görüşmeler üzerinden anlatan bir biyografik belgeseldir. Hawking'in yaşamını anlatan en tanınan yapım ise James Marsh'ın yönettiği 2014 tarihli Her Şeyin Teorisi filmidir; film, Jane Hawking'in anılarından uyarlandı ve Eddie Redmayne bu rolle En İyi Erkek Oyuncu Oscar'ını kazandı. Hawking'in sunduğu belgeseller arasında Stephen Hawking's Universe ve Stephen Hawking ile Evrene Yolculuk da kitaptaki konuları görsel olarak ele alır.

Kimlere uygun, nereden başlanır?

Zamanın Kısa Tarihi matematik bilmeyen ama sabırlı okurlar için yazıldı. Lise son sınıf ve üniversite düzeyindeki meraklı okur kitabın büyük kısmını rahatça izleyebilir; ancak kuantum ve birleşik kuram bölümleri birkaç kez okunmayı gerektirebilir. Fiziğe yeni başlıyorsanız önce resimli baskıyı ya da Mlodinow ile yazılan kısaltılmış sürümü (A Briefer History of Time) okuyup ardından asıl kitaba geçmek iyi bir yoldur. Kara delikler ve Büyük Patlama konularında temel kavramları önceden Büyük Patlama teorisi ve Hawking ışıması sayfalarımızdan okumak da kitabı kolaylaştırır. Kitap Türkçede Zamanın Kısa Tarihi adıyla Alfa Yayıncılık tarafından yayımlanıyor; aynı yayınevi resimli baskıyı ve kısaltılmış sürümü de basıyor.