FRED HOYLE

Sir Fred Hoyle

Elementlerin üstadı...

Bağımsız astrofizikçi ve evrenbilim gurusu Sir Fred Hoyle, yaşayan bir efsane...Hayata, evrene, dahası her şeye dair ürettiği fikirler ve mihenk taşı sayılacak buluşlarıyla milenyuma damgasını vuran bir bilim savaşçısı... Karbonla insan hayatının kökeni arasındaki ilişkiyi keşfeden bir dahi…

Bilimin çözmekle yükümlü olduğu onca soru, maddenin kökenine ilişkin en derin kaygılar... Yaşam nasıl doğdu? Atomlar nereden geldi? Evren nasıl oluştu? Bu soruları yanıtlamak için, bilimin çok farklı alanlarında hummalı çalışmalar, araştırmalar yürütüldü. Kimyadan matematiğe, subatomik fizikten evrenbilime... İşleri çok zordu, başarı şanslarıysa çok az. Hatta birçok bilim adamı, bu konular üzerine kafa yormanın bile anlamsızlığını savundu. Ancak bir bilim adamı, kolay başarılara imza atmaktansa, bilinmeyene meydan okumayı yarım yüzyılı aşkın bir süredir kendisine görev biliyor: Sir Fred Hoyle...
O, çağdaşı olan meslektaşlarından farklı şekilde, özgünlüğün ve katıksız entelektüel gücün neler başarabileceğini gözler önüne serdi. Bunun so-nucunda da, kimyasal elementlerin kozmik kökenini ortaya çıkarmakla ödüllendirildi.
Dehası, Hoyle'ı hep daha ileriye götürdü. Kendisini uzun yıllar evrenin gizemini çözmeye adadı ve ulaştığı sonuç en sağlam teorilerden birine dönüştü. Yerküre üzerindeki yaşamın köklerinin uçsuz bucaksız uzayda yattığını ileri sürdü.

Büyük Patlama gerçekleşti mi?

Lafını esirgemeyen aykırı kişiliğiyle de ön plana çıkmıştı. Bilim dünyasının önde gelen isimlerinin sürekli aleyhinde konuşması nedeniyle Nobel Ödülü'nden bile olmuştu. Ama onun entelektüel huysuzluğu, kısa pantolonlu dönemlerine uzanıyor. Bir öğretmen ve ihracatçı babanın oğlu olan Hoyle, 1915'te Bingley, Yorkshire'da doğdu. Bağımsız düşünceden yana olduğunun sinyallerini çok küçük yaşlarda veriyordu. Henüz dört yaşın-dayken, kendi geliştirdiği bir yöntemle çarpım tablosunu ezberlemişti. Okul sıralarında oturmanın dayanılmaz olduğunu düşündüğünden okula gitmiyordu. Ailesi onu okulda biliyor, öğretmenleri ve arkadaşları ise evde hasta yattığını sanıyorlardı. Halbuki o, yerel sinema salonlarına gitmeyi tercih ediyordu. Neden bunu yaptığı sorulduğunda, altyazılar yardımıyla okuma yazmanın daha kolay öğrenildiğini ileri sürecekti.

18 yaşında Cambridge, Emmanuel Koleji'nde matematik üzerine yoğunlaştı; çünkü bu alanda kendisini eksik görüyordu. Zayıf olduğu alanda bile, okulunu en iyi dereceyle bitirdi. 1930'lu yılların sonunda bilimsel araştırmalarına başladı. Çok geçmeden de, dünya çapında bir bilim adamı unvanına kavuştu.O dönemde, yıldızların güç kaynaklarının keşfedilmesi, bilim dünyasında büyük ilgi uyandırmıştı. Nükleer füzyon diye adlandırılan ve hidrojen çekirdeğinin yıldızın içindeki sıcaklıkla erimesiyle açığa çıkan yüksek miktardaki enerji, güç kaynağını oluşturuyordu.
Hoyle ve kendi gibi genç meslektaşı Raymond Lyttleton bu teoriyi kullanarak şu sonuca vardılar: "Bir yıldızın parlaklığı, kütlesi biliniyorsa kolayca hesaplanabilir." Bu, birbirini izleyecek birçok keşfin de habercisiydi.
1944'teki iki şans buluşması, 29 yaşındaki Hoyle'ı en önemli çalışmasına yöneltti. California yolculuğu sırasında, Alman astronom Walter Baade ona, süpernova adı verilen, yıldızlarda meydana gelen inanılmaz şiddetli patlamalardan söz etti. Birkaç gün sonra da Cambridge'ten eski arkadaşlarının araştırmalarını izlemek üzere Kanada'ya gitti. Arkadaşları bir atom silahı üzerinde çalışıyorlardı. Denemelerden birinde, nükleer patlamanın etkisiyle çok yüksek değerlerde enerji açığa çıktı. Baade'yle diyalogunu hatırlayan Hoyle'ın kafasında bir soru işareti oluşmuştu. Acaba, benzer bir patlama, süpernovayla açığa çıkan muazzam enerjiyi açıklayabilir miydi?
Hoyle, Cambridge'e geri döndüğünde topladığı bilgilerin ayrıntılarını araştırmaya koyuldu. İşlemler sırasında, süpernova içindeki sıcaklığın milyarca dereceye ulaşabildiğini ortaya çıkardı. Bu çok önemli bir adımdı; çünkü, yıldızları kimyasal elementlerin eridiği kızgın bir fırına dönüştürüyordu.

İşin özünde, argondan bakıra kadar her kimyasal element aynı yapı bloğundan oluşuyordu: elektron yörüngesi etrafındaki proton ve nötron çekirdekleri.Hidrojendeki tek proton ve elektrondan, her uranyum atomunda bulunan 92 bileşene kadar farklılık, bu bileşenlerin sayılarında yatıyordu. Dolayısıyla teoride, sadece basit olanları birleştirmek suretiyle her elementi yaratmak mümkün olabilirdi.Bu harika bir fikirdi. Ancak atom çekirdeklerinin artı yük taşıması ve yüklerin uyuşmaması gerçeği bu iddiayı çürütüyordu. Bunun üstesinden gelebilmek için, çekirdeğin olağanüstü bir sıcaklıkta parçalanması gerekliydi. Hoyle, gerekli sıcaklığın var olduğu bu yıldız fırınını artık keşfetmişti.
Araştırmasını yaptığı sırada, ABD'de yaşayan bir Rus fizikçi, bu fırın için başka bir alternatif sundu: evrenin kendisi. George Gamow'a göre, evrenin doğumuna neden olan patlama, bütün kimyasal elementlerin oluşumunu sağlayacak her şeye sahipti.
Gamow'un uygun teklifi birtakım sorunlarla karşı karşıyaydı. Fizikçiler, ağır elementlerin oluşmasını sağlayan zincir içindeki bazı olumsuz etkenlere işaret ettiler. Onlara göre, evren soğumadan önce bu köprünün kurulması mümkün değildi. Ancak Hoyle, elementleri yıldızlar içinde ısıtmanın bu sorunları ortadan kaldıracağını gösterdi. Çünkü yıldızlar, yeterli sıcaklığı milyarlarca yıl koruyorlardı ve bu da gerekli nükleer tepkimelerin oluşmasına imkân tanıyordu. Bu tepkimelerin karbon elementiyle doğrudan bağlantılı olduğunu buldu. Karbonun C-12 izotopunun rezonansı, sadece çok düzenli bir enerjide açığa çıkıyordu. Bu gerçekleşmezse, yıldızlar karbon üretemezdi. Teorinin kilit noktası da buydu: Karbon yoksa, insan yaşamı da olamazdı.

Keşfini gerçekleştirdiğinde C-12 rezonansına ilişkin henüz bir kanıt yoktu. Hoyle'a göre, bilim otoritelerinin gözden kaçırdığı bir nokta vardı. Çünkü, yaşam belirtisinin var olduğu her alanda C-12'nin rezonansı gerçekleşiyordu. Bu fikri sağlamlaştırmak için, nükleer tepkimeler konusunda uzman William Fowler'a danıştı. Fowler, önceleri Hoyle'ın delirdiğini düşündü. Çünkü atomun yeni bir özelliğini, sadece yaşamın varlığına bağlamak çok da akıllıca değildi. Yoğun ısrarlar üstüne yapılan araştırma Hoyle'ı bir kez daha haklı çıkarmıştı: C-12'nin rezonansı, onun öngördüğü enerjide gerçekleşiyordu.
Bu, Hoyle'ın özgün düşünceleri ve bilimsel inadıyla ortaya çıkmış hayret uyandıran bir keşifti.

Ancak bu, asıl amacı olan tüm kimyasal elementlerin kökenini açıklama çabasında sadece bir atlama taşıydı. 1954'te, helyumdan karbona kadar tüm hafif elementlerin, kızıllaşmış yıldız içinde 100 milyon santigrat derece sıcaklıkta oluşabileceğini kanıtladı. Ağır elementler için, daha yüksek sıcaklık ve süpernova patlamalarını da içeren birtakım farklı etkenler gerekiyordu. İngiliz Geoffrey ve Margaret Burbidge çifti, Fowler ve Hoyle'dan oluşan araştırma ekibi, yedi ayrı elementin, yıldızlarda meydana gelen tepkimelerle nasıl oluştuğunu tanımladılar. Bunları kullanarak, sadece kimyasal elementlerin oluşma nedenlerini hesaplamakla kalmayıp, evrende ne kadar çok olduklarını da kanıtladılar. 1957'de bu araştırmalarının sonucunu anlatan "B2FH Tezi", o güne kadar yazılmış en önemli bilimsel makale niteliğinde. Makale adını yazarlarının baş harflerinden alıyor.
B2FH Tezi, lityum, helyum gibi çok hafif olanlarından başlayarak, bütün kimyasal elementlerin kökenini anlatıyor. Öteki ağır elementler için daha sıcak fırınlar gerekiyordu. 1960'lı yılların başında, Hoyle Cambridge'li astrofizikçi Roger Tayler'la bir takım kurarak, bu konunun gizemini bulmaya çalıştı. Bunu gerçekleştirmek için de, ilk önce George Gamow'un elementleri "Büyük Patlama" ile gerçekleştirme fikrini yeniden gözden geçirdi. Hesaplamalarını son verilerle yeniden yaparken, Büyük Patlama'nın başlangıç dönemlerindeki 10 milyar santigrat derece sıcaklığın, dünyaya yüzde 75 oranında hidrojen ve yüzde 25 oranında helyum bırakacağını buldular; tıpkı bugün ileri sürüldüğü gibi.

1967'de, Fowler ve ABD'li astrofizikçi Robert Wagoner'la yürüttüğü çalışmalar sonucunda, büyük projesinin boşta kalan tüm noktalarını da doldurdu. "Büyük Patlama"yı, diğer hafif elementlerin kökenini açıklamakta kullandı. Hidrojenden uranyuma ve ötekilere kadar tüm kimyasal elementlerin doğumunu açıklığa kavuşturdu. Bir bardak su içindeki basit hidrojen ve oksijen karışımının anatomisini çizdi. Bir bardak su içindeki hidrojenin "Büyük Patlama" sırasında; oksijenin ise, ondan milyarlarca yıl sonra, bir kızıllaşmış yıldız ya da süpernovada doğduğunu biliyor muydunuz?

Hoyle'ın çalışması Nobel Ödülü'nü çoktan hak etmişti. 1983'te Nobel Komitesi fizik dalında ödülü bu çalışmaya verdi; ancak, inanılmaz bir şekilde sadece William Fowler'a...
Ödülün neden Hoyle'a verilmediği konusu, tam bir dedikodu malzemesi haline geldi. Bu konuda birçok görüş ileri sürüldü. Ama, bunlar arasında en ilginç olanı, komitenin dokuz yıl önceki bir olaydan dolayı bilim adamından intikam aldığı iddiasıydı. Hoyle, genç bir Cambridge öğrencisine, sırf kadın olduğu gerekçesiyle Nobel Ödülü'nün verilmediğini söylemiş, bu konuda çok şiddetli eleştirilerde bulunmuştu.

Gerçek ne olursa olsun, o zaten gönüllerde ödüllendirilmişti. Bağımsız düşüncesi ve inatçılığıyla istediği sonuca gitmeyi başarmıştı. Onun için Nobel Ödülü'nü almak ya da almamak pek bir şey ifade etmiyordu. Çünkü o, bilim tarihi boyunca zihinleri en çok kurcalayan soru için ilk ipucunu vermişti: "Nereden geliyoruz?"