‘Mütevazı, alçak gönüllü ve eşine az rastlanır bir akıl’: Bir Sovyet matematikçisi gezegen oluşumunun gizemini sessiz sedasız nasıl çözdü?

“Yıllarca, kendi yarattığı gezegen oluşumu alanında neredeyse yalnızdı. Sovyet meslektaşlarının çoğu şüpheci ve ilgisizdi; araştırması oldukça spekülatif görünüyordu ve herhangi bir kanıttan da çok uzaktı.”

Şekil 1. 1950’lere kadar gezegen oluşumuyla ilgili fikirler, çoğunlukla hayal ürünü olduğu gerekçesiyle reddedildi ve çok az gökbilimci bu soruyu ciddiye aldı. (Kaynak: Andrzej Wojcicki/Getty Images)

Güneş sistemimizdeki gezegenlerin nasıl oluştuğunu ancak son 100 yılda kavrayabildik. Aşağıdaki “What’s Gotten Into You” (Sana ne oldu?) (HarperCollins, 2023) kitabından alıntıda Dan Levitt, çoğu gökbilimcinin vazgeçtiği bir problem üzerinde on yıl boyunca çalışan ve sonunda sorunu çözdüğünde ilgisizlik ve şüpheyle karşılanan Sovyet matematikçisini ele alıyor.

4,8 milyar yıl önce, bizi oluşturacak atomlar büyük gaz ve toz bulutları içinde hiçliğe doğru yelken açtılar. Güneş sistemi yoktu, gezegen yoktu, Yer yoktu. Aslında bilim insanları, yaşamın bu kadar misafirperver olması bir yana, katı gezegenimizin nasıl ortaya çıktığını uzun süre açıklayamadılar. Artık kayalık bir gezegen haline gelen gezegenimiz nasıl sihirli bir şekilde göksel bir gaz ve toz bulutundan oluştu? Yer nasıl ve ne zaman hayata bu kadar kucak açtı ve yaşam gelişene kadar bizi oluşturan moleküllerimiz hangi zorluklara katlanmak zorunda kaldı?

Bilim insanları, atomlarımızın ancak zorlu çarpışmalara, erimelere ve bombardımanlara (insanlığın tanık olduğu her türlü yıkımı gölgede bırakan felaketlere) dayandıktan sonra nihayet yaşamı ortaya çıkartabileceğini öğreneceklerdi.

Gezegenlerimizin nasıl oluştuğunu açıklamak o kadar zor görünüyordu ki, 1950’lere gelindiğinde çoğu gökbilimci pes etmişti. Teorileri hiçbir yere varmıyor gibi görünüyordu. İki yüzyıl önce, Alman filozof Immanuel Kant ve Fransız bilim adamı Pierre-Simon Laplace, umut verici bir şekilde, yerçekiminin devasa bir gaz ve toz bulutunu oldukça sıkı bir şekilde döndürdüğünü ve şiddetli sıcaklık ve basınçların onu bir yıldıza dönüştürdüğünü doğru bir şekilde teorileştirmeye başlamışlardı (Bu Güneşimizin nasıl oluştuğunun bir açıklamasıydı aynı zamanda). Peki gezegenler nasıl oluştu? Başıboş toz ve gazlardan oluşan bir diskin hâlâ Güneş’in etrafında dönmeye devam ettiğini ve bunun gezegenleri oluşturan daha küçük bulutlara bölündüğünü öne sürdüler. Ancak hiç kimse diskin nasıl parçalandığını veya gezegenlerin bu küçük bulutlardan nasıl oluştuğunu ikna edici bir biçimde açıklayamadı.

1917’de İngiliz James Jeans, Cecilia Payne’in çağdaşlarının da onayladığı yaratıcı ve yeni bir yaklaşım benimsedi. Jeans, geçmekte olan bir yıldızın çekim kuvvetinin çok güçlü olduğunu ve Güneş’in yüzeyinden büyük gaz parçalarının çekildiğini ve bunların gezegenler haline geldiğini tahmin etti. Diğerleri gezegenlerimizin yıldızların çarpışmasından arta kalan kalıntılar olduğunu düşünüyordu. Ancak böyle bir çarpışma sonucu dokuz uzak gezegenin nasıl oluştuğu sadece tahminden ibaretti. Sanki ıslak çamaşırları kurutucuya koymuşsunuz ve sonra kurutucuyu açtığınızda kıyafetlerinizin sadece kuru değil aynı zamanda düzgünce katlanmış bir halde çıkması gibi nasıl olduğu bilinmeyen bir ek sonuç vardı. Sadece birkaç gökbilimci bu soruyu ciddiye almaya devam etti. Astronom George Wetherill’in gözlemine göre bu, yalnızca “masum bir eğlenceye” ya da “aşırı bir spekülasyona” uygun bir konuydu. Zamanın bu kadar gerisini nasıl görebileceğimizin açık olmadığı düşünülüyordu.

Şekil 2. Safronov’un Otto Schmidt tarafından Sovyet Bilimler Akademisi’ne alınmadan önce eğitim gördüğü Moskova Devlet Üniversitesi (Kaynak: ironstuff/Getty Images)

Hal böyleyken, 1950’lerin sonlarında, Soğuk Savaş’ın zirvesinde olan Sovyetler Birliği’nde genç bir fizikçi, sorunu doğrudan matematikle çözmeye karar verdi. Adı Viktor Safronov’du. Safronov kısa ve zayıf biriydi ve II. Dünya Savaşı sırasında Azerbaycan’da aldığı askeri eğitimin mirası olan sıtmayla mücadele ediyordu. Mütevazı, alçak gönüllü ve eşine az rastlanır bir aklı vardı. Moskova Üniversitesi’nde fizik ve matematik alanlarında ileri derecelere sahip olması ile öne çıkıyordu. Yeteneğinin farkına varan matematikçi, jeofizikçi ve kutup araştırmacısı Otto Schmidt, onu Sovyet Bilimler Akademisi’ne aldı.

Schmidt, kendisinden önceki Kant ve Laplace gibi, gezegenlerimizin Güneş’in etrafında dönen bir gaz ve toz diskinden oluştuğuna emindi. Teknik beceriye sahip birinin nasıl olduğunu çözmesine yardımcı olmasını istiyordu ve tatlı dilli Safronov parlak bir matematikçiydi.

Safronov, Bilimler Akademisi’ndeki bir ofiste işe başladı. Trilyonlarca ve trilyonlarca gaz ve toz parçacığının nasıl bir güneş sistemi oluşturabileceğini açıklamaya çalışmak gibi göz korkutucu bir görevi üstlendi. Bunu matematikle, özellikle de gazların ve sıvıların akışını tanımlayan akışkanlar dinamiği istatistikleri ve denklemleriyle yapmaya çalışacaktı. Bütün bunların bilgisayar olmadan yapılması gerekiyordu. Aslına bakılırsa, bir bilgisayarın olmaması onu zaten güçlü olan sezgilerini keskinleştirmeye zorlayarak yardımcı olmuş bile olabilirdi.

Şekil 3. Safronov önünde sonunda parçacıkların birbirine çarpıp birbirine yapışacağını, nihayetinde gezegenlere kadar giderek büyüyeceğini fark etti. (Kaynak: rbkomar/Getty Images)

Hızlı matematiksel tahminler yapma yeteneğiyle meslektaşlarının gözlerini kamaştıran Safronov, diskin içindeki küçük parçacıkların önce birbirine, sonra da komşularına çarpmasıyla ne olduğunu hesaplamaya çalıştı. Sovyet bilim insanlarının büyük ortak ofislerin gürültüsünden sık sık uzaklaştığı bir kütüphanenin sessizliğinde, kalem, kağıt ve hesap cetveliyle, trilyonların trilyonlarla çarpışma üzerindeki etkilerini inatla tahmin etmeye çalıştı. Bu, bilgisayar olsun veya olmasın, inanılmaz derecede göz korkutucu bir çabaydı. Bir karşılaştırma yaparsak, bulutlarda oluşan ilk su damlacıklarından yola çıkarak, yeryüzünde oluşan bir kasırganın rotasını hesaplamayı düşünün.

Safronov, güneşin etrafında dönen kozmik toz ve gaz yığınının yaklaşık olarak aynı hız ve yönde hareket edeceğini fark etti. Ara sıra parçacıklar komşularına çarptığında kar taneleri gibi birbirine yapışıyorlardı. Daha fazla çarpışma, kayalar, dağ sıraları ve sonunda mini gezegenler giderek daha büyük yığınlara yol açtı. Safronov, sezgilerine dayanarak, gezegenlerimizin kökenini açıklamak için bilim insanlarının çözmesi gereken başlıca sorunların birçoğunun kendi başına özetledi ve matematiksel cesaretiyle gezegenlerle ilgili bir çok problemin çözümlemesini yaptı.

Yıllarca kendi yarattığı gezegen oluşum alanında neredeyse tek başınaydı. Sovyet meslektaşlarının çoğu şüpheci ve ilgisizdi; araştırması oldukça spekülatif görünüyordu ve herhangi bir kanıttan da çok uzaktı. Daha sonra, 1969’da Safronov, geriye dönük olan on yıllık yalnız çalışması içeren ince karton kapaklı bir kitap yayınladı. Bir kopyayı, Bilimler Akademi’sini ziyaret eden Amerikalı bir yüksek lisans öğrencisine sundu ve o da bunu yayınlamaları tavsiyesiyle NASA’ya iletti. Üç yıl sonra Batı’da İngilizce versiyonu çıktı.

Bu kitap, Yer’in ve tüm gezegenlerin nasıl oluştuğuna dair anlayışımızda devrim yaratacaktı.

 

Kaynak:

https://www.space.com/soviet-mathematician-solves-planet-formation-mystery

Çev.: Dr. Tuncay DOĞAN