Bilim her yerde. Dalından düşen bir elmada, bir kelebeğin kanadında, okyanusta bir su molekülünde, borsada bir hisse senedinde… Evrenin akışını yönlendirir ve dünyaya dair anlayışımızı sayısız yolla şekillendirir.
Tarihin en parlak zihinleri, evreni ölçmek ve anlamak için bilimin dilini kullandı. Yüzlerce yetenekli bilim insanı, dünyamızın soyut gizemini, okunabilir bir forma dönüştürdü. Newton olmasaydı Ay’a gidilemez, Shannon olmasaydı dijital iletişim mümkün olmazdı. Kuantum bilgisayarlar, Schrödinger’siz hayal edilemezdi.
İnsanlık tarihini biçimlendiren yüzlerce denklem ve teori var. Gelin tarihe damga vuran teorilerden bazılarına göz atalım:
BÜYÜK PATLAMA
Yüzyıllar boyunca bilim insanları, evrenin sabit olduğunu düşündü. Ancak Belçikalı astronom George Lemaitre’nin başka bir fikri vardı. Zamanı geriye alırsak Evren’in gittikçe küçüleceğini ve her şeyin tek bir noktaya sığabileceğini söyledi. Bu noktaya da ilk atom adını verdi. Ancak Lemaitre’nin fikri üzerinde pek durulmadı.
İki yıl sonra astronom Edwin Hubble, diğer galaksilerin bizden uzaklaştığını fark etti. Üstelik en uzaktaki galaksiler bize yakın olanlardan daha hızlı uzaklaşıyordu. Yani Lematire’nin düşündüğü gibi evren hâlâ genişliyordu. Sürekli bir uzaklaşma varsa, demek ki her şey birbirine yakındı.
Evrenin başlangıcında, ışık ve enerji karışımı sıcak minik toz parçaları vardı. Her şey genişleyip, büyüdükçe, soğudu. Minik toz parçaları bir araya geldi. Atomlar birleşti, yıldızları ve galaksileri oluşturdu. Yeni yıldızlar doğdukça ve yok oldukça asteroidler, kuyruklu yıldızlar, gezegenler ve kara delikler oluştu.
Tüm bunlar ne zaman başladı? Çok çok uzun zaman önce. Bildiğimiz kadarıyla evren 13,8 milyar yaşında.
Evren 13,8 milyar yaşında
YERÇEKİMİ
Dalından kopan bir elma niçin yukarıya doğru değil de, yere doğru düşer? Daldan kopan elma, pencereden atılan bir şey yere düşüyor ama ay ve gökyüzündeki yıldızlar niçin düşmüyor? Rivayete göre fizikçi Isaac Newton, yere düşen bir elmaya bakarak yerçekimi kuvvetini keşfetmesini sağlayan aydınlanma anını yaşadı.
Dalından kopan bir elma niçin yukarıya doğru değil de, yere doğru düşer?
Yüzyıllardır ayaklarımızın yerde durduğunu ve gezegenlerin güneş yörüngesinde durduğu biliniyordu. Ama Newton’un bu kuvvetin davranışını açıklaması bir devrim niteliğindeydi. Yasaya göre, tüm nesneler birbirine bir çekim gücü uyguluyor. Bir nesnenin kütlesi ne kadar büyükse, çekim gücü de o kadar büyük. Bununla beraber, nesneler birbirinden ne kadar uzaksa, çekim gücü de o kadar düşük. Newton’un elmasından yola çıkarsak, Dünya elmayı kendisine çekerken, elma da Dünyayı kendisine çeker ama Dünya’nın kültesi çok daha büyük olduğu için elma yere düşerken, Dünya hareketsiz kalır.
Daha geniş bir perspektiften bakacak olursak, evrendeki her nesne de diğer nesnelere çekim gücü uygular. Daha yakın ve daha büyük nesnenin çekim gücü daha fazladır. Güneş Dünyayı, Dünya ayı yörüngesinde bu sayede tutar. Dünya’nın çekim kuvveti bizleri, uçabilen canlıları, atmosfer içinde yer alan cisimleri ve hatta atmosferi uzay boşluğunda kaybolmaktan alıkoyar. Ayın da dünyaya uyguladığı bir çekim kuvveti bulunur. Ancak kütlesi ve enerjisi Dünya’dan az olduğu için Dünya’nın çekim gücünün etkisindedir. Ama yine de çekim gücünü yaşanan denizlerde yaşanan gel-gitlerde görürüz.
GÖRECELİLİK
Einstein’in görecelilik kuramı 20. yüzyılın en meşhur bilimsel teorilerinden biri. Einstein yeryüzünün geçmişini, bugününü ve geleceğini anlamamıza yardımcı oldu. Zamanın bile farklı referans noktaları için farklı değerlere sahip olabileceğini, hiçbir şeyin mutlak olarak ölçülemeyeceğini ispatladı.
Üç temel ilkeye dayanan teori aldatıcı bir şekilde basit görünüyor. Birincisi, “mutlak” bir referans çerçevesinden söz edemeyiz. Bir nesnenin ivmesini, hızını veya zamanı nasıl deneyimlediğini ölçtüğünüzde bu daima başka bir şeye göre gerçekleşir. İkincisi, kim ölçerse ölçsün, ölçümü yapan kişi ne kadar hızlı olursa olsun, ışık hızı aynıdır. Üçüncüsü hiçbir şey ışıktan hızlı olamaz.
Günlük yaşamımızda elektromanyetikten GPS sistemlerine kullandığımız birçok teknolojide görecelilik teorisi ve hesaplamaları kullanılıyor. Bir örnek vermek gerekirse, ışık hızı her zaman aynı ise, Dünyaya göre çok hızlı giden bir astronot, dünyadaki bir gözlemciye göre saniyeleri çok daha yavaş geçecektir. Yakın bir yıldıza ışık hızında gidip Dünya’ya dönerseniz, ne kadar hızlı gittiğinize ve yıldızın ne kadar uzakta olduğuna bağlı olarak, Dünya’da birkaç yıl geçerken, sizin için birkaç hafta veya ay geçmiş olacaktır.
KUANTUM
1900’lerin başında bir top ya da insanın hareketini anlamak için kullanılan Newton yasalarının, bir elektron ya da atomun nasıl çalıştığını açıklamaya yetmediği ortaya çıktı. Einstein’in genel görecelilik teorisi ve Newton’ın yasaları gezegenlerin yörüngede kalması, galaksilerin çarpışması ve genişleyen evrenin dinamikleri gibi gözlemleyebildiğiniz büyük çaplı olguları yerçekimiyle açıklayabilse de çok ufak ölçekli atom ve fotonlar, elektronlar gibi atomdan küçük parçacıkların davranışlarını açıklayamıyordu. Bu ufak parçacıkların çok farklı ve “garip” olarak nitelenen davranışlarını kuantum teorisi açıklamaya çalışır.
Ufak ölçekli atom ve fotonlar, elektronlar gibi atomdan küçük parçacıkların davranışlarını kuantum teorisi açıklamaya çalışır.
Nobel ödüllü fizikçi Max Plank’ın fikirlerinden ortaya çıkan kuantum teorisi, enerjinin aynı anda hem dalga hem de parçacık olarak davrandığını gösterir. Kuantum teorisini anlamanın akıllara ziyan bir zorluğu olsa da geliştirilmiş en doğru bilimsel teorilerden biridir. Bilim insanları kuantum teorisi sayesinde atomların, moleküllerin ve malzemelerin özelliklerini tam isabetli hesaplayabiliyor. Kuantum teorisi elektronik bileşenler, yeni malzemeler, ilaçlar tasarlamak için kullanıldı. Teori olmasaydı bilgisayarlarımız, cep telefonlarımız ve diğer pek çok modern çağ buluşu olmayacaktı. Borsayı ve GPS sistemlerini sürdürülebilir kılan ultra hassas saatler, ultra güvenli kırılmaz kodlar, süper güçlü bilgisayarlar ve gelişmiş mikroskoplar da kuantum teorisiyle mümkün oluyor.
EVRİM
Darwin, 150 yıl önce bilimsel tarihin en çığır açan teorilerinden birini ortaya çıkardı. Doğal Seleksiyonla Evrim teorisi ilk olarak Darwin’in Türlerin Kökeni kitabında öne sürüldü. Kitapta evrim, organizmaların zamanla kalıtsal fiziksel veya davranış özelliklerinin değişmesiyle, onların da modifikasyon süreci olarak tanımlanıyor. Bu değişimler organizmanın çevresine uyum sağlamasını, dolayısıyla hayatta kalmasını ve üremesini sağlıyor.
Teorinin başlıca iki noktası bulunuyor. Birincisi dünyadaki tüm yaşamlar birbiriyle bağlantılı. İkincisi canlı çeşitliliği, doğal seleksiyon sonucu çevrenin bazı özellikleri diğerlerine oranla daha fazla tercih etmesi sayesinde popülasyonların değişime uğramasının bir ürünü. Evrim teorisine göre tüm farklı türler, 3 milyar yıldan uzun zaman önce daha basit yaşam formlarından evrildi.
Tüm farklı türler, 3 milyar yıldan uzun zaman önce daha basit yaşam formlarından evrildi.
Doğal seleksiyon ve evrim teorisi bilim tarihinde en iyi kanıtlanan teorilerden biridir. Paleontoloji, jeoloji, genetik, gelişimsel biyolojinin de dahil olduğu çok çeşitli bilimsel disiplinlerden elde edilen kanıtlar da evrimi destekliyor.
Darwin, yaşamın ve yaşam formları arasındaki karmaşık ilişkilerin, bir tasarımcıya ya da onları dünyaya getiren bir taşıyıcıya ihtiyaç duymadan; doğal süreçlerden ortaya çıkabileceğini gösterdi. Doğa ve genetik biliminin önünü açtı.
