Albert Einstein, genel görelilik teorisini yayınladığında yıl 1915’ti.

Aradan 110 yıl geçti; insanlık bu teorinin yerine yenisini, daha iyisini koyamadı.

Evet, özel ve genel görelilik teorileri aradan geçen 110 yılda onbinlerce kez doğrulandı. Bununla da kalmadı, teori onu içermediği halde teorinin doğal veya matematiksel uzantısı (veya sonucu) olması gereken şeyler de kanıtlandı.

Einstein’ın teorisi, bize evreni en iyi açıklayan teori. Ama mükemmel değil. Çünkü teorinin açıklamadığı, açıklayamadığı şeyler de var.

Temelde Einstein’ın teorisi kütle çekim kuvveti hakkında. Bu konuda daha önce bir başka teorimiz vardı, yüzyıllar önce Sir Isaac Newton tarafından geliştirilmiş. Einstein’ın kütle çekim teorisi, Newton’un teorisinin eksiklerini giderdi.

Aslına bakacak olursanız Newton’un kütle çekim gücü için ortaya attığı matematik veya mekanik ile Einstein’ın matematiği arasındaki farklar çok miniskül. O yüzden bugün hala Newton’un ‘kanunları’ kullanım alanı buluyor.

Ama iki teori arasında devasa farklar da var. Bu farkların en önemlisi, Einstein’ın kütle çekimin neden ve nasıl gerçekleştiğini Newton’a göre çok daha iyi izah etmiş olması. Newton, büyük kütlenin küçük kütleyi kendine doğru çekmesini bir ‘güç’ olarak tanımlıyordu; Einstein ise bunu bir ‘sonuç’ olarak tanımlıyor. Bu fark çok önemli.

Einstein’a göre ‘uzay-zaman’ adı verilen bir ‘doku’ vardı ve kütlesi olan her cisim bu ‘doku’yu büküyordu. Gözünüzün önüne gelebilmesi için hep verilen örneği ben de vereyim: Bu ‘doku’yu gerili bir çarşaf gibi düşünün, bu çarşafın üstüne koyacağınız her ağırlık o çarşafı siz ne kadar geriyor olursanız olun bir ölçüde bükecek, yani aşağıya doğru çökertecektir.

Elbette büyük kütleli cisimler ‘uzay-zaman’ı daha fazla bükecek, daha küçük kütleliler daha az bükecekti. Ve evrendeki hareketi belirleyen şey de bu bükülmelerdi. Ünlü söyleyişle: ‘Kütle uzay-zamana nasıl büküleceğini söyler, uzay-zaman da kütleye nasıl hareket edeceğini…’

Uzay-zaman denen şeyin ne olduğunu bilmiyoruz ama büküldüğünü biliyoruz; bunu onbinlerce kez kanıtladık ve gördük. Işık bile bu bükülmeden etkileniyor, büyük kütlelerin yakınından geçerken eğriliyor, yolunu uzatmak zorunda kalıyordu.

Aynı şekilde uzay-zamandaki bükülmeler bir anlamda zamanı da büküyordu; çünkü büyük bir kütlenin yakınından geçen ışığın kat ettiği mesafe artıyor, böylece o ışığın bize ulaşma zamanı da uzuyordu. ‘Gravitational lensing’ denen bu etki Einstein’ın teorisinde yer almıyor ama onun matematiğinin bir doğal uzantısı/sonucu. Bugün gökyüzüne baktığınızda gördüğünüz yıldızların hiçbiri sizin baktığınız yerde değiller aslında; çünkü hepsinin ışığının bize gelene kadar yolu uzuyor, biz onları olmaları gereken yerde görmüyoruz. Bir de tabii ışığın kat ettiği toplam mesafeye göre biz onların on yıllar, yüzyıllar, binyıllar önceki hallerini görüyoruz.

Bir de kara delikler var, teorinin ‘uzak ve çok uç bir ihtimal’ olarak gördüğü ama meğer çok yaygın olan bir fenomen. Bazen öyle büyük bir kütle bir araya geliyor ki, uzay-zamanı sonsuz derecede büküyor, bu bükülme yüzünden de dışarıya ışık bile çıkamıyor. Bugün biliyoruz ki bütün galaksilerin tam merkezinde böyle devasa, bazıları milyonlarca güneş kütlesi ağırlığında kara delikler var.

Einstein’ın genel göreliliği yayınlamasından kısa süre sonra Amerikalı gökbilimci Edwin Hubble, evrenin sabit olmadığını, galaksilerin bizden ve birbirlerinden hızla uzaklaştığını saptadı. Hubble’a göre bizden uzaktaki galaksiler daha da hızlı uzaklaşıyordu. Bu da evrenin genişlemekte olduğu sonucuna yol açtı.

Madem evren genişliyordu ve madem evrendeki bütün hareketin sebebi kütle çekimiydi, bazı gök bilimciler ‘O zaman evreni tartarsak, bu genişlemenin ne kadar olacağını bulabiliriz, hatta zamanı terse çevirerek evrenin en başta nasıl olduğunu da görebiliriz’ dediler ve evrenin kaç kilo olduğunu hesaplamaya başladılar.

Einstein’ın teorisine göre evrenin bir başlangıcı olması gerektiğini ilk söyleyen kişi, aynı zamanda katolik bir rahip de olan Belçikalı fizikçi Georges Lamaitre oldu. Einstein başlangıçta onu tersledi ama sonra rahip haklı çıktı. (Einstein adama ‘Matematiğiniz iyi ama fiziğiniz kötü’ demişti, sonra binbir özür diledi.) Bugün evrenin bir ‘Büyük Patlama’ ile başladığı genel kabul gören bir teori. Hatta çoğu fizikçiye göre kanıtlanmış bir teori. (Buraya geri döneceğim).

Sonra 1930 yılında İsviçreli bir gök bilimci olan Fritz Zwicky ortaya çıktı ve galaksilerin mevcut kütlesinin (ağırlığının) evrendeki bu hareketi açıklamaya yetmediğini söyledi. Mevcut kütleyle Einstein denklemlerine bakıp hesap yaptığında bu sonuca ulaşıyordu, gözle görünen kütle bu kadar kütle çekimi yaratacak büyüklükte değildi.

Peki Einstein’ın denklemleri mi yanlıştı, yoksa yapılan gözlemler mi? Başka pek çok gözlem Einstein’ı desteklediğine göre denklemler doğru olmalıydı. O zaman bizim gözümüzle göremediğimiz başka bir ‘kütle’ olmalıydı ki bu büyüklükte bir kütle çekimini izah etsin.

‘Karanlık madde’ ve ‘Karanlık enerji’ kavramları böyle doğdu. Einstein’ın denklemlerindeki matematiği doğrulamak için denkleme eklenen büyüklükler olarak.

Hatta sonradan hesabı yapıldı; evrende gözümüzle gördüğümüz kütle orada olması gereken kütlenin sadece yüzde 5’i kadardı. Kalan yüzde 95’in 27’si fizikçilerin uydurduğu ‘Karanlık madde’ kalanı ise daha da beter bir uydurmasyon olan ‘karanlık enerji’ydi.

Ben bunlara ‘uydurmasyon’ diyorum, gerçekten de öyleler ama fizik öyle bir bilim ki, böyle şeyleri uydurmadan, kafadan atmadan bir yere varamıyorsunuz. Çünkü en nihayetinde matematiğe güvenmelisiniz.

‘Büyük patlama’ öyle bir başka uydurmasyon mesela. Evren bugün genişliyorsa başlangıçta minicik bir şeydi ve bir büyük patlamayla bu genişlemesi başlamış olmalı diye düşünüldü.

Sonra o büyük patlama hali hayal edildi, nasıl şeyler yaşanabileceği mevcut fizik bilgileriyle teorize edildi. Derken 1968’de iki fizikçi, yapılan teorilerde ön görülen ve Büyük Patlama’nın kalıntısı olması gereken kozmik arka plan ışımasını gözlemleyince, ‘Büyük Patlama’ da kanıtlanmış sayıldı.

Bu dediğim ‘olsa olsa’ metoduna dayalı kafadan atmaları küçümsememek gerek. Kara deliklerin varlığı da öyle kafadan atmaydı ama onların varlıkları, hatta sandığımızdan çok ama çok daha yaygın oldukları da kanıtlandı.

Neyse konudan kopmayalım, biz evrenimizin kayıp kütlesine geri dönelim.

Buna ‘Karanlık madde’ adı verilmesinin sebebi, onu göremememiz. Evrende böyle göremediğimiz başka şeyler de var. Mesela kara delikler. Ama onları biz görebildiğimiz maddeyle etkileşime geçtiğinde ‘görebildik.’ Hatta fotoğrafını bile çektik.

Acaba ‘karanlık madde’ ve ‘karanlık enerji’ de bizim görebildiğimiz maddeyle etkileşime geçiyor olabilir miydi?

Karanlık madde ve enerji için başladı fizikçiler teoriler geliştirmeye. Bunların hepsi ‘Olsa olsa’ metoduyla yapılan şeyler ama unutmayın.

Karanlık madde ile ilgili en yaygın, en çok kabul gören teori, bu maddenin ‘WIMP’ adı verilen parçacıklardan oluştuğu. WIMP, yani ‘weakly interacting massive particles.’ Türkçesi herhalde ‘Zayıf ilişkiye giren sert parçacıklar’ diye söylenebilir.

Yani bu bir kütlesi olan parçacık ama etrafıyla hiç ilişkiye girmiyor, ışığı yansıtmıyor, kendisi herhangi bir ışıma yapmıyor.

Peki onu nasıl göreceksiniz? Bir teori, başka maddeyle ilişkiye geçmeyen bu WIMP’lerin birbirleriyle çarpıştıklarında birbirlerini yok ettiklerini ve ortaya gama ışınları çıktığını söylüyor.

Gerçekte var olup olmadığını bilmediğiniz, hiç görmediğiniz, neyden oluştuğunu bilmediğiniz bir şeyin birbiriyle çarpışmasını ve o çarpışmanın sonuçlarını hayal etmek kolay olmasa gerek…

Ama bu hayale dayalı gözlem cihazlarımız var. Örneğin NASA’nın Fermi Gamma-ray Space Telescope’u. (Fermi Gamma Işınları Uzay Teleskopu)

Tokyo Üniversitesinden gök bilimci Tomonori Totani bu teleskopun verilerinin içine dalmış ve şimdi karanlık maddenin birbiriyle çarpışmasından doğan gamma ışınlarını gördüğünü söylüyor. Bu konda yazdığı makale Journal of Cosmology and Astroparticle Physics adlı dergide yayınlandı, iki gündür dünya bilim basını ondan söz ediyor. Prof. Totani hiç olmaması gereken bir yerde muazzam bir enerji seviyesindeki (20 GeV) gama ışınlarını saptamış.

Bu sahiden karanlık maddeye dair ilk kanıt mı? Totami’nin yaptığı gözlemleri şimdi başkaları da yapacak ve onun gördüğü şeyi izaha çalışacak.

Eğer gerçekse, yani sahiden karanlık madde diye bir şey varsa, fizik bilimi 100 yıldır yaşadığı çıkmaz sokaklardan birinden çıkacak ve Einstein’ın genel görelilik kuramı bir devasa zafer daha elde etmiş olacak.

Ama fiziğin içinde olduğu yegane çıkmaz sokak bu değil.