Dün Sinema Salısı’nda Christopher Nolan klasiklerinin arasına giren “İnterstellar – Yıldızlararası” filmini izledik. Film baştan sona bilimsel kuramlara dayanmakta. Bende filmi yorumlamak için bir bilim insanının, fizik alanında çalışmalar yapan Doç. Dr. Kerem Cankoçak’ın yorumlarından faydalandım. Elbette mümkün olduğunca anlaşılabilir olması için bir hayli kısalttım.
Filmde fantezi öğeleri yok. Filme de danışmanlık yapan, solucan deliği kavramının yaratıcısı Kip Thorne “Yıldızlararası'nın Bilimi” kitabında bilimsel kuramları üçe ayırıyor: İlki, kanıtlanmış bilimsel gerçekler (görelilik kuramı, kuantum kuramı vb gibi). İkincisi ise henüz kanıtlanmasa bile kanıtlanacağına kesin gözüyle bakılanlar (örneğin henüz Mars'a insan gönderemediysek de yakın bir zamanda göndereceğimiz kesin). Üçüncü tür bilimsel kuramlarsa, diğer bilimsel kuramlarla çelişmeyen ancak henüz kanıtlanmamış kuramlar (sicim kuramları, 5 veya 11 boyutlu uzay-zaman vb gibi). Bu kuramların doğrulanacağına dair bir kanıt yok elimizde. Ancak diğer kuramlarla uyum içinde olduklarından bunlara fantezi veya hayal ürünü olarak bakamayız.
Özel görelilik kuramı: Einstein'ın 1905'te ortaya koyduğu özel görelilik kuramı, fizik yasalarının serbest hareket eden tüm gözlemciler için hızları ne olursa olsun aynı olması gerektiğini söyler. Bu basit fikir, kütle ile enerjinin denkliği (E=mc2) gibi çığır açıcı sonuçlara yol açmıştır. Işık hızının yüzde 90'ıyla yol alan cisim durgun kütlesinin iki katına ulaşır. Cisim asla ışık hızına ulaşamaz, çünkü ulaştığında kütlesinin de sonsuz olması gerekir.
Göreliliğin bir diğer önemli sonucu da uzay ve zaman hakkında tamamen yeni bir yaklaşım getirmiş olmasıdır. Eşzamanlılık diye bir kavram artık yoktur. Görelilik kuramı mutlak zaman fikrine son verir. Örneğin aynı yaştaki ikizlerden biri bir uzay gemisine binip, ışık hızına yakın bir hızda başka bir gezegene gitse, dünyadaki ikizinden daha genç olarak geri gelir.
"Şimdiki zaman sadece gelecekteki olayları etkileyebilir, çünkü hiçbir şey ışıktan daha hızlı hareket edemez."
Genel Görelilik Kuramı: Einstein kütle çekimin diğer kuvvetler gibi bir kuvvet olmadığını, uzay zaman bükülmesinin sonucu olduğunu gösterdi. Gezegenlerin güneş etrafında dönmelerinin nedeni, uzay zamanın içerisindeki kütle ve enerjinin dağılımı nedeniyle bükülmüş olmasıdır.
Genel görelilik kuramı ayrıca zamanın kütle çekime göre faklı aktığını da ortaya koyar. Tıpkı birbirine göre farklı hızlarda hareket eden sistemlerde zamanın farklı akması gibi, farklı kütle çekim etkilerine maruz kalan sistemlerde de zaman farklı akar.
"Uzay yolculuğundaki mürettebat, çok büyük kütleli bir kara deliğin (Gargantua) yakınında bulunan bir gezegene iniş yaptıklarında, tıpkı uzay gemisiyle ışık hızına yakın bir hızda seyrediyorlarmış gibi zaman yavaşlamasına maruz kalıyorlar. Ancak filmin senaryosu gereği gereken dakikada 7 yıllık zaman farkını yaratmak için Kip Thorne - Gargantua'yı neredeyse ışık hızında döndürmek zorunda kalıyor."
1900-1930 yılları arası dünyayı algılayışımızı kökten değiştirecek üç kuram ortaya çıktı: Özel görelilik (1905), genel görelilik (1915) ve kuantum mekaniği (1900-1926). Kuantum fiziği, cep telefonlarından DNA'ya her şeyin nasıl çalıştığını açıklayabilir. Çok küçük boyutlarda geçerli olan kuantum mekaniği yasalarına göre, atom altı parçacıkların konumları ne kadar yüksek hassasiyetle ölçülürse, hızları o kadar az hassasiyetle bilinebilir (Heisenberg belirsizlik ilkesi); hem dalga hem parçacık özellikleri gösterirler; devinim sırasında belli bir yörünge izlemezler; verilen bir durumdan diğerine geçerken gözlenemeyen ara durumlar geçirirler. Özetle, mikro kozmosa uyguladığımız doğa yasalarıyla, makro kozmosu değerlendirirken ortaya attığımız doğa yasaları arasında ontolojik bir kopuş söz konusu. Çünkü beynimiz makro kozmosta evrimleşti. Çevremizdeki olaylara tepki vermeye yönelik olarak evrimleşen zihnimiz, atom altı dünyasındaki günlük hayatta alışkın olmadığımız olguları yorumlamakta yetersiz kalıyor.
Evrenimiz aslında temelinde kuantize olmuş durumda. Evrendeki her şey (biz dahil) az ya da çok, rastgele dalgalanmakta. Küçük nesnelerdeki dalgalanmaları hassas aletlerle tespit edebiliyoruz. Ama büyük cisimlerde dalgalanma çok çok az olduğundan tespiti mümkün değil.
Karadelikleri anlamak için fizikte yeni bir kurama, genel görelilikle kuantumu birleştiren bir kurama ihtiyaç vardır. Roger Penrose ve Stephen Hawking'in çalışmaları, genel görelilik uyarınca bir kara deliğin içerisinde sonsuz bir yoğunluğa ve uzay zaman bükülmesine sahip bir tekilliğin olmak zorunda olduğunu gösterdi.
Kara delikler doğrudan gözlemlenemezler ama çevresindeki yıldızları içine çekerken oluşturdukları görüntüler saptanabilir. Kütle çekimsel mercek etkisi adı verilen bu durum da filmde isabetli bir şekilde veriliyor.
"Einstein'ın Görelilik kuramının ortaya koyduğu kara delik yapısının, gerçeğe en yakın gösterimi bu filmde yapılmış."
Bir kara deliğin nasıl oluştuğunu anlayabilmek için öncelikle bir yıldızın yaşam döngüsüne bakmamız gerekir.
Güneş'in kütlesinin 5-10 katı kadar kütlesi olan bir yıldız düşünün. Birkaç milyar yıllık yaşam süresi boyunca hidrojeni helyuma dönüştüren yıldızın merkezinde üretilen ısı yıldızı kendi kütle çekimine karşı desteklemeye yeterli basınç yaratacaktır. Ancak yıldız nükleer yakıtını bitirdiğinde, dışa doğru basıncı koruyacak hiçbir şey olmayacak ve yıldız kendi kütle çekimi nedeniyle çökmeye başlayacak, büzüldükçe yüzeydeki kütle çekim alanı güçlenecek ve kaçıp kurtulma hızı artacaktır. Yıldızın yarıçapı otuz kilometrenin altına inene kadar kaçıp kurtulma hızı saniyede 300.000 kilometreye, ışığın hızına kadar artmış olacaktır ve sonra yıldızdan yayılan herhangi bir ışık sonsuzluğa kaçamayacak, kütle çekim alanı tarafından çekilecektir. Böylelikle yıldız kara deliğe dönüşmüş olur. Kara deliğin sınırına olay ufku denir ki, yaklaşık on Güneş kütlesi kadar kütlesi olan bir yıldız için bu sınır yaklaşık otuz kilometredir.
Filmin ana teması da aslında kara deliğin içinde neler olup bittiğini bilmememize dayanmakta. Kara deliklere ilişkin alternatif fizik modelleri vardır. Bu modellerden bazıları kuantum kuramıyla kütle çekimi birleştiren, kuantum kütle çekim kuramlarıdır ki, en popülerleri arasında sicim kuramları yer alır.
Sicim kuramına göre madde, titreşen sicim benzeri nesnelerden ve uzay da ekstra gizli boyutlardan oluşur; bilinen her parçacık aslında salınan küçük bir sicimdir ve sicimler farklı şekillerde salınarak farklı parçacıkları meydana getirirler. Sicim kuramı kütle çekimi de açıklayabildiği için çok başarılı bir kuramdır ama henüz spekülasyon düzeyindedir, kanıtlanamamıştır.
Bütün bu bilgilerin ışığında filmin en zor anlaşılan kısmına gelebiliriz. Kara deliğin içinde ne var? Nasıl oluyor da filmin kahramanı başka bir boyuta (ve zamana) geçebiliyor ve bizim yaşadığımız boyutu (ve zamanı) etkileyebiliyor? Şüphesiz işin bu kısmı spekülatif bilime giriyor. Ancak bunun bilimsel bir spekülasyon olduğunu ve her ne kadar kanıtlanmasa da diğer bütün kanıtlanmış bilimsel kuramlarla uyum içinde olduğunu hatırlatalım.
Uzay zamanın bükülebildiğini anlatmıştık. Bu konuda kimsenin bir şüphesi yok. Ancak bu bükülme iki şekilde gerçekleşebilir.
1-) İçinde yaşadığımız 4-boyutlu uzay zamandan başka bir boyut yok ve bükülme uzay zamanın kendisinin bükülmesidir. Büyük Patlamadan bu yana genişleyen evren de, bütün uzay zamanın genişlemesi şeklinde gerçekleşiyor.
2-) Ancak bir açıklama daha var ki, özellikle 1980'lerden sonra kuantum kütle çekim kuramlarının çeşitlenmesiyle birlikte, sicim kuramları, M-kuramı gibi popüler kuramlar tarafından benimsenmekte. O da şu: içinde yaşadığımız uzay zaman, yığın [bulk] adı verilen bir beşinci boyut (diğer tüm boyutları 5. boyut gibi düşünelim) içinde bükülmekte. Dolayısıyla bu açıklamaya göre, "evrenimiz neyin içinde genişliyor?" sorusuna verilecek yanıt "yığının içinde ya da 5. boyutun içinde genişliyor" olacaktır.
Sonuç olarak, filmin kahramanı Cooper yarattığı "dışarı doğru tekillik" tipindeki bir tekillik içine düşerek dört boyutlu küp olan teserakt’a girer ve kütle çekim anomalileri yaratarak geçmişe haber gönderir. Bütün bunlar fantezi değil, şu anki bilimsel bilgilerimizle olası senaryolar. Ama şüphesiz kanıtlanmış bilgiler değil bunlar.
Sonuç olarak bilimsel olan ve birbiriyle zıtlaşmayan bazı önermelerin yine çok zekice sunulduğu, izledikten sonra kafamızın içinde bir sürü sorgulamanın olduğu harika bir film deneyimiydi.
christopher nolan einstein görelilik interstellar karadelikler kip thorne kuantum m-kuramı sicim teorisi stephen hawking yıldızlar arası zaman yolculuğu
Aynur Güleçal 5 Nisan 2017 22:00
Kartal hocam, sizi okuyunca dün akşam bu filmi ve öncesindeki anlatımınızı kaçırdığım için üzüldüm bak şimdi.