John Michell: 1783'te kara delikleri öngören unutulmuş rahip
Yaklaşık 200 yıl önce bilim insanları kara deliklerin varlığını kabul etmeden önce, İngiliz bir din adamı olan John Michell bu tuhaf kozmik nesneler hakkında şaşırtıcı derecede öncü fikirler yayınladı. Çalışması neden daha fazla bilinmiyor?
Kara deliklerin varlığı, özellikle bunlardan milyarlarcasının kozmosa yayılabileceği fikri ışığında, şaşırtıcı bir düşünce. 20. yüzyılda onlarca yıl, önde gelen fizikçiler, matematiğin öngördüklerini görmezden gelerek, bunların gerçek olabileceğine inanmayı reddettiler. Bu şüphecilerin arasında, genel görelilik teorisinin kara delikleri mümkün kılan Albert Einstein de vardı ("Neden Einstein ve çağdaşları kara deliklere 'mantıksızca direnmişlerdi'?" yazısına bakın).
Ancak, kara delikler hakkında çarpıcı bir öngörü gösteren ve Einstein'ın doğduğu çok daha öncesinde bunu yapan bir kişi vardı: 18. yüzyılda, yalnızca Newton yasalarını kullanarak, az bilinen İngiliz bir din adamı olan John Michell, bu astronomik olarak tuhaf nesneleri önemli ve şaşırtıcı şekillerde öngörmüştü. Michell kimdi, neyi öngördü ve fikirleri neden çoğunlukla unutuldu?
Michell, 1724 yılında İngiltere'nin Eakring köyünde doğdu. Gilbert Michell (kilise rektörü) ve karısı Obedience Gerrard'ın oğluydu. Küçük erkek kardeşi ve kız kardeşiyle birlikte evde eğitim gören John, erken yaşta hızlı öğrenme ve kavrayış yeteneğiyle ün salmıştı. Tarihçi Russell McCormmach'a göre, babası Gilbert, John'ı "görüş açısından bugüne kadar karşılaştığı en açık kafalı" kişi olarak tanımlayan bir aile arkadaşıyla sık sık alıntı yapardı. Gilbert, "dünyada hiçbir topluluk ya da mezhebe bağlı olmayan" biri olduğunu söyleyerek düşünce özgürlüğünü önemsiyordu. Aile, aşırı doktrin yerine aklı yücelten, Cambridge Üniversitesi'nde Isaac Newton döneminde ortaya çıkan, geniş görüşlü Hristiyanlık geleneğini benimserdi. Bu nedenle, John üniversiteye gitmeye hazırlandığında, tercih ettiği yer Cambridge oldu.
Çok sayıda kahvehanesi ve yalnızca 400 öğrencisiyle, üniversite, entelektüel tartışmalar için ideal bir ortam oluşturuyordu. Michell, üniversitede çeşitli görevlerde yirmi yıldan fazla kaldı ve İbranice, Yunanca, aritmetik, teoloji ve jeoloji dahil olmak üzere çeşitli disiplinlerde çalıştı ve ders verdi. Sorumlu bir deneyciydi ve bir başka biyografi yazarı Archibald Geikie'nin de belirttiği gibi, "kendi aletlerini inşa etmeyi severdi... Queens' [kolejindeki] odaları, tüm araç gereçleri ve makineleriyle bazen bir atölye görünümünde olurdu." Cambridge döneminde bilimsel öngörü yeteneğini göstermeye başladı.
1750'de magnetizma üzerine bir makale yayınladı ve en azından tamamen yeni bir yasayı, pusulanın uygulamasını geliştiren "ters kare yasasını" tanıttı. 1760'ta depremlerin mekaniği üzerine bir makale yayınlayarak, bugün "kabuk" olarak bilinen Dünya'nın katmanlı katmanlarını tanımladı ve depremlerin bu katmanlar boyunca dalgalar şeklinde nasıl hareket ettiğini gösterdi. Ayrıca 1755'teki yıkıcı Lizbon depreminin merkez üssünü ve odak noktasını tahmin etme yöntemini gösterdi ve denizaltı depremlerinin tsunamiye neden olabileceği fikrini araştırdı.
1764'te Cambridge'i terk ettikten sonra Sarah Williamson ile evlendi ve Yorkshire'daki Thornhill'e, babasının izinden giderek kilise rektörü olarak yerleşti. Sarah bir yıl sonra öldü ve Michell 1773'te Ann Brecknock ile yeniden evlendi. Kilisedeki çalışmasının yanı sıra, dönemin çeşitli doğal filozofları ve entelektüelleriyle, bunlar arasında Amerikalı çok yönlü yetenekli bilim insanı Benjamin Franklin ile yazışmaya devam etti.
21. yüzyıl perspektifinden bakıldığında, Hristiyan kilisesinin bir çalışanı olmanın bilimsel yaşamın merkezinde yer alması şaşırtıcı görünebilir. Ancak, 18. yüzyılın entelektüelleri gibi Michell de din ile bilim arasında bir ayrım yapmayacaktı. Erken 1600'lerde teleskopların tanıtımı, Avrupa çapında büyük bir felsefi karışıklık yaratmıştı. Tanrı'nın yaratılışının sabit, gözlemlenebilir hiyerarşisi – Dünya ve gökler – bilim tarihçisi Alexandre Koyré'nin "belirsiz ve hatta sonsuz bir Evren" olarak tanımladığı şey tarafından devrilmişti ve bu, "temel bileşenleri ve yasaları" aracılığıyla anlaşılacaktı. Ancak Michell gibi düşünürler için bu devrim Tanrı'yı ortadan kaldırmadı, sadece sırrını yeniledi: araştırılan doğal yasalar hala Tanrı'nın yasalarıydı.
Newton 1704'te yazdığı gibi, "[Tanrı] ile ilgili görevimiz, tıpkı birbirlerimizle ilgili görevimiz gibi, doğanın ışığıyla ortaya çıkacaktır." Michell, bu Newtoncu Hristiyanlığı benimsedi. McCormmach'ın dediği gibi, "dindarlığının doğruları, doğanın doğrularıyla uyumluydu". Dolayısıyla, kilise görevlerinin yanı sıra Michell, özellikle de yerçekimi doğası üzerinde giderek daha fazla odaklanmaya başladı. Bu, hem devrimci hem de kehanet niteliğinde çalışmalar üreteceği alandı.
Michell kendi 3 metrelik (10 fitlik) yansıtıcı teleskobunu inşa etti ve 1767'de görünen yıldızların çalışmasına istatistiksel yeni matematiksel yöntemleri ilk uygulayan kişi oldu, böylece Pleiadeler gibi kümelerin rastgele dağılımdan açıklanamayacağını ve yerçekimi çekiminin bir sonucu olduğunu gösterdi.
1783'te Michell'in arkadaşı Henry Cavendish ona, Michell'in yeni, daha büyük bir teleskop inşa etmekle ilgili zorluklar yaşadığını yazdı. "Eğer sağlığınız bunu sürdürmenize izin vermiyorsa," diye yazdı, "en azından dünyayı tartmanın daha kolay ve yorucu olmayan bir yolunu bulmayı umarım". Bu bir şaka gibi görünüyor ve belki de öyleydi ama Cavendish gerçek bir çabadan bahsediyordu.
Michell, kurşun ağırlıklar arasındaki yerçekimi çekimini ölçerek Dünya gezegeninin yoğunluğunu tahmin etmeyi sağlayacak bir burulma terazi üzerinde çalışıyordu. Michell, cihazı kullanmadan önce öldü, ancak ölümünden sonra cihaz Cavendish'e geçti ve o da 1797'de deneyi gerçekleştirdi. Dünyanın yoğunluğunu şimdi kabul edilen değerine %1'lik bir hatayla hesapladı. Cavendish'in bulgusunun doğruluğu 1895'e kadar aşılamadı ve Michell'in cihazının bir benzeri bugün hala evren boyunca hareket eden yerçekimi sabitinin ölçümünde kullanılıyor.
Kara delik öngörüsü
Cavendish'in mektubu yazıldığı aynı yıl, Michell, bilimsel olarak daha az dayanıklı olmaya mahkûm olsa da, belki de en parlak kavrayış gücüne sahip hipotezi içeren bir makale yayınladı. Newton prensiplerini kullanarak, yıldızların yoğunluğunun, yerçekimlerinin komşu gök cisimleri üzerindeki etkilerini, örneğin diğer yıldızların veya kuyruklu yıldızların yörüngelerini gözlemleyerek nasıl belirlenebileceğini açıkladı. Daha sonra, ışığın davranışının benzer amaçlar için nasıl kullanılabileceğini tartışmaya devam etti:
"Şimdi, ışığın parçacıklarının da, tanıdığımız diğer tüm cisimler gibi çekildiğini varsayalım... bunun hakkında mantıklı bir şüphe olamaz, yerçekiminin, bildiğimiz veya inanmamız için nedeni olan her şeyde evrensel bir doğa yasası olması nedeniyle."
Işık bu tür bir yıldızdan kaçabilirdi ama Michell'in belirttiği gibi, "kendi öz yerçekimleriyle geriye doğru çekilebilirdi."
Işığın parçacıklardan (korpusküler) oluşan teorisi, yaklaşık 80 yıl önce Isaac Newton tarafından öne sürülmüştü ve kimse bunu kanıtlayamamıştı, ancak Michell'in döneminde en yaygın inanıştı. Michell, yerçekimi altındaki ışığın davranışının yıldızların yoğunluğunu hesaplama yolunu, en azından varsayımsal olarak, özellikle yıldız "çıkan ışığın hızını etkileyecek kadar büyük" ise nasıl ortaya koyduğunu anlattı. Günümüz anlayışına göre yerçekiminin ışık hızını yavaşlatmadığı doğru ama akıl yürütmesi sağlamdı.
Aynı prensiplerle Michell –bu sefer doğru bir şekilde– en büyük gök cisimlerinin yerçekiminin kendi ışık ışınlarını tamamen bastırabilmesi ihtimalini de çıkardı. Bir yıldızın bunu başarmak için, Güneş'in yoğunluğunda ve yaklaşık 500 katı büyüklüğünde olması gerekirdi. Işık, başlangıçta bu tür bir yıldızdan kaçabilir ve belki de çevresindeki yörüngedeki gezegenlere ulaşabilirdi ancak Michell'in belirttiği gibi, "kendi yerçekimi ile geriye doğru çekilebilirdi".
Bu yıldızın ışığı bize ulaşamazdı, "görme yoluyla bilgi edinemezdik" ancak gizli yıldızın yerçekimi nedeniyle çevresindeki diğer gök cisimlerinin yörüngelerindeki düzensizliklerden hala tespit edebilirdik, "bu başka bir hipotezle kolayca açıklanamazdı."
Michell, bu spekülasyonların "şu anki amacımın biraz dışında" olduğunu belirtmiş ancak, Newton fiziği altında kara delik fikrine mümkün olan en yakın yaklaşımı ve bunları belirlemek için bir çalışma yöntemi çizgisini içerdiğini savunmuştur. Birçok kara delik, Michell'in önerdiği gibi, komşu yıldızların yörüngeleri aracılığıyla tespit edildi. Sadece son birkaç yıldır teleskopik görüntüler dolaylı kanıtı doğruladı.
Kara delikler vs. bilim insanları
Einstein ve diğer önde gelen fizikçiler kara delik olasılığına neden o kadar uzun süre direndiler? BBC.com'da bu özel resimli yazıda, bu tuhaf ve yüce kozmik varlıkların neden bu kadar kabul edilmesi zor olduğu araştırılıyor.
McCormmach'a göre, görünmez yıldızların varlığı, dönemin bilim insanları arasında nispeten yaygın bir fikirdi. Michell'in makalesini yayınladığı yıl, birçok başka gökbilimci, nesilleri tükenmiş yıldızlar hakkında yazışıyordu. 1805'te gökbilimci Edward Pigott, "hiçbir zaman parlaklık göstermemiş" yıldızların olasılığı konusunda bir makale yayınladı. Gerçek sayıları asla bilinmez olsa da, "sayıları ışıkla donatılmış olanlar kadar çok olabileceğini varsaymak o kadar cesaret kırıcı veya hayali mi?" diye sordu. Fransa'da, çok yönlü Pierre-Simon Laplace, 1790'ların sonlarında Michell'den bağımsız olarak karanlık yıldızlar fikrini savundu.
Bunun hemen ardından, ışık, kütleli parçacıklardan ziyade dalgalardan oluştuğu fikrine yeni deneyler destek verdi ve yerçekimi tarafından deforme edilmesi veya yakalanması önerisi modası dışı kalmaya başladı. Michell'in astronomik çalışması önemsizleşti ve yalnızca 20. yüzyılın ikinci yarısında yeniden keşfedildi.
1994 tarihli "Kara Delikler ve Zaman Eğrileri" kitabında fizikçi Kip Thorne, Michell ve çağdaşlarının çekimsel olarak görünmez yıldızlar fikrine karşı gösterdikleri coşku ile 20. yüzyılda kara deliklere karşı "yaygın ve neredeyse evrensel" direnç arasında "çarpıcı bir karşıtlık" olduğunu anlatıyor. Sonuç olarak, belirttiği gibi, Michell'in karanlık yıldızları, egzotik olmalarına rağmen, "doğa hakkındaki sevilen inançlara bir tehdit değildi" ve "madde kalıcılığına ve istikrarına" bir meydan okuma değildi. McCormmach'ın belirttiği gibi, modern kara delikler tam tersi: "uzay-zamanın deliği, hiçbir şeyin kaçamayacağı sonsuz bir kuyudur". Buna rağmen, McCormmach, "yaratılışın eserlerinde bulduğumuz sonsuz çeşitliliği kabul eden" Michell'in modern kara deliklerimizle herhangi bir sorun yaşamayacağını tahmin ediyor. Bu iddianın test edilme yolu yok ama Michell'in olağanüstü bilimsel hayal gücü ve Newton geleneği olan akılcılığa olan bağlılığı göz önüne alındığında, oldukça cazip bir düşünce.
Michell, 21 Nisan 1793'te 68 yaşında Thornhill'deki rektörlüğünde yaşamını sonlandırmıştır. Döneminin diğer entelektüelleri –ve bugünkü entelektüeller– çok daha iyi bilinmektedirler. Daha sık ve daha popüler konular hakkında yayınlar yaptılar. Michell ise, kendi yolunu takip etti. McCormmach'ın sözleriyle, bilimsel problemleri ilgisini çektiği her alanda ele aldı ve istediği kadar ve daha fazlası olmadan takip etti; çalışmasını ne zaman ve ne zaman istiyorsa yayınladı ve yalnızca tamamen memnun kaldığı zaman yayınladı. Bu, ölümünden sonraki bilinmezliğini kısmen açıklıyor –entelektüel özgürlüğün adına etki ve üne feda etti.
Newton'dan 700 yıl önce İskenderiyeli astronom İbnü'l-Heysem'in gözlediği gibi, "hakikati arayan" otoritelere güvenmeyen kişi değil, onlara olan inancıyla şüphe duyan, tartışmalara ve kanıtlara boyun eğen kişidir". Bu geleneği izleyerek, Michell, tıpkı babası gibi, herhangi bir "cemaat veya grup"a bağlı kalarak bilimsel bütünlüğünü koruyan kendi kendine yetişmiş bir kişiydi.
Michell'in bağımsızlığı, özgün düşünce için temel olan bir başka özgürlüğü de sağladı: hayal gücü. McCormmach'a göre, astronomiyi, teoriler için yeni ufuklar sunduğu için özel olarak seçmişti. Bilimsel hayal gücü tutkusuyla Michell, günümüzün kuramsal fizikçilerinin yaratıcılığını öngörmüştü. Einstein'ın 1929'da söylediği gibi, "hayal güçleri dünyayı kuşatır".
Ben Platts-Mills, gücü, akıl yürütmeyi ve savunmasızlığı, ve bilimin popüler kültürde nasıl temsil edildiğini araştıran bir yazar ve sanatçı. Anıları "Tell Me The Planets" 2018'de yayınlandı. Instagram hesabı @benplattsmills'dır.
--
Bu hikayeyi beğendiyseniz, haftalık iki kez gelen seçilmiş haberler, videolar ve kaçırılmaması gereken özel haberlerden oluşan "Essential List" bültenine üye olun.