Einstein’ın Görelilik Teorisi’ni 103 yıl sonra ispatladık

103 yıl önce Einstein’ın ortaya attığı fikri ispatlamak için kendisi gibi 200’den fazla bilim insanıyla bir araya geldi. Üzerinde tam 20 yıl çalıştı. Sonunda geçen hafta devasa kara deliği görüntülemeyi başardı. Feryal Özel, ‘çığır açan’ bu projedeki tek Türk bilim insanı. Özel’i, Arizona Tuscon’daki evinde yakaladık. O, şu anda bilim dünyasının en ilgi gören insanlarından biri. Ama sadece astrofizik konuşmadık; bilim insanı olmak dışında, özel hayatını ve başka nelerle uğraştığını öğrendik: İki kız çocuğu annesi. Aynı zamanda 42 kilometre koşan bir maratoncu, Ironman’de derece alan bir triatlet...

Astrofiziğe olan ilginiz nasıl başladı?
- Matematiğe ve fiziğe olan ilgim çok erken yaştan beri var. Toplum olarak zekâya fazla önem veriyoruz. Olay, zekâdan çok insanların ilgilerini yönlendirebilmek ve de küçük yaştan itibaren emek vermek. Bir çocuğun matematiğe, müziğe veya farklı bir konuya ilgisi varsa onu yönlendirmek lazım. Daha doğrusu o ilgisini hayata geçirebilecek olanaklar tanımak lazım. Benim de öyle bir şansım oldu.
 Peki diğer çocuklardan farkınız neydi? Ödevlerinize mi çok çalışırdınız ya da çok mu kitap mı okurdunuz?
- İlkokulda annem ve babamın aldığı üç ciltlik bir bilim ansiklopedim vardı. Onu okumayı çok severdim. Özellikle de atomlarla ve maddenin yapısıyla ilgili kısımlarını... O dönemden beri, “Maddenin özelliklerini anlayacağım, evrenin kanunlarıyla ilgileneceğim” gibi laflar ederdim. Evrenin gizemlerini çözmek bana hep haz veriyordu.
Kaçıncı sınıfta oluyor bu?
- Üç ya da dördüncü sınıfta. Bunlardan bahsettiğim zaman kimse benim hevesimi kırmadı. “Çocuğum ne diyorsun?” demedi. Dolayısıyla zekânın bir rolü var ama çocuklara sağladığımız imkânların da rolü çok büyük. Üsküdar Amerikan Lisesi’ni bitirdiğimde temel bilim yapmak istediğimden emindim. Fizik ve moleküler biyolojiye çok ilgi duyuyordum. ABD’ye geldim. Columbia Üniversitesi’nde üç anadal yaptım; birincilikle bitirdim. Sonra Harvard’dan doktora için kabul aldım ama arada bir yıl master için Danimarka’da Niels Bohr Enstitüsü’ne gittim. CERN’de (Avrupa Nükleer Araştırma Merkezi) çalıştım.

 CERN’de ne kadar kaldınız?
- O yıl Danimarka ve Cern arasında gidip geldim. Okulum Kopenhag’daydı ama yaptığım çalışmalar CERN’deydi.
Hangi yıl?
- 1997. Sonra Harvard’da doktora. Harvard’da astrofiziğe yönelmeye karar verdim. Temel fizik çalışmalarımı evrenden edindiğimiz gözlemlerimizden gelen datalar üzerine kurmaya karar verdim: Kara delikler, nötron yıldızlar...
 Biraz Harvard’dan bahsedebilir misiniz? Herkesin rüyası ancak siz kabul edilince önce erteliyorsunuz, sonra devam ediyorsunuz...
- Bir sene erteledim çünkü Avrupa’daki imkânlardan yararlanmak istedim. Harvard’a 1997’de döndüm. Dört yıl doktoramı yaptım. 2001’de Princeton’a taşındım. Princeton’daki İleri Araştırmalar Enstitüsü’ne kabul edildim. Aynı zamanda NASA’nın kadrosuna da kabul edildim. Bu, doktoradan sonra NASA’nın verdiği bir imkân. En son Arizona Üniversitesi’nde öğretim üyeliğine başladım.
Kariyerinizde ‘ilk Türk kadın olmak’ gibi bir hayal var mıydı?
- Bildiğim başka Türk yoktu ama ben olaya böyle yaklaşmadım. “İlk Türk benim, ilk şu benim bu benim” gibi bir yaklaşımım olmadı. Benim yolum oraya düştüğü için oralarda bulundum.
20 yıldır çalışıyor
Kaç yıldır kara delik üzerine çalışıyorsunuz? NASA ile ortak bir proje miydi?
- Paralel olarak yürüttüğümüz farklı çalışmalar oluyor ama belli bir noktaya varması uzun yıllar alıyor. Yaklaşık 20 yıldır kara deliklerin farklı özellikleri üzerinde, olay ufku teleskopunun farklı aşamaları üzerinde duruyorum. Ama “Sırf onun üzerine mi çalışıyorsun” derseniz; hayır. Aynı zamanda nötron yıldızları üzerine ve bununla hiç ilgisi olmayan iki NASA projem oldu. Birinin hâlâ başındayım, birinin de üyesiyim.
 Kara deliğin görüntülenmesi bir çığır açtı. Peki bugüne kadar fizikçiler, astrofizikçiler tüm bildiklerini unutacak mı? Nedir bu görüntünün önemi?
- Hayır; öyle değil. Kara deliklerin kendilerinden belirli bir mesafe uzaklıkta olan ışığı ve maddeleri yuttuğunu biliyoruz. Ama ondan biraz daha dışarıda olan madde ışıma yapabiliyor ve o ışık bize ulaşabiliyor. Yani biz aslında beklediğimizi bulduk. Hatta fiziksel teorilerimize, bilgisayardaki modellemelerimize ne kadar yakın çıktığı konusunda şaşırdık. Kara delikler çevrelerindeki yıldızlardan gaz kütleleri emiyor. Yani yerçekimi çok fazla olduğu için fazla yaklaşan yıldızlardan bir kısmını kendilerine doğru çekiyor. Kara deliğin çevresinde dolaşan bir disk gibi bir şey oluşuyor. Ve yavaş yavaş dönerek kara deliğe doğru yaklaşıyorlar.
Peki sonra ne oluyor?
- Kara delikten uzaktayken yine onun yerçekiminin etkisindeler ama ışıma yaptıkları zaman bu ışık bize ulaşabiliyor. Ancak kara deliğe çok yaklaşırlarsa, geri dönüşü olmayan noktaya geliyorlar. Kara delik ışığı bile yutuyor. Çektiğimiz görüntüde dışarısının parlak olması, ortasının karanlık olması tam beklediğimiz şey aslında. Tam yuvarlak da değil, ama tam bir simit de değil... Kara deliğin çevresindeki gazların döner bir hareketi... Bu hareket nedeniyle bize doğru dönen tarafı daha parlak, bizden uzaklaşan tarafınsa parlaklığı daha az. Tam simetrik değil...
Bilim dünyası açısından bundan sonra ne olacak? Kara delikten sonrası daha bilinir olacak mı?
- Bizim bir amacımız kara deliklerin çevresindeki ortamı anlamaktı. Diğer bir amacımız da Einstein’ın Görelilik Teorisi’nin var olabileceğini göstermesiydi. Bir teori bir şey öngörüyorsa onu gidip görmeniz lazım. Doğruluğunu ispatladık ama bundan sonrası nereye gidecek, test etmeye devam edeceğiz. Teori sadece “Kara delik var” demiyor. Çektiğimiz resimde, ışığın olmadığı merkezdeki karanlığın ne kadar büyük olacağını, şeklinin ne olacağını da söylüyor. Bütün bunların testini yapmaya devam edeceğiz.


Görüntüler 2018’de elimizdeydi ama emin olmak istedik
Şu hep bahsedilen ‘olay ufku’ tam olarak nedir?
- Olay ufku dediğimiz şey, aslında kara deliğin tanımı. Yani, kara deliğin çekme gücünün neredeyse sonsuza gittiği nokta. Onun dışında da tabii ki bir yerçekimi var. Dışarıdan gelenleri, kendine doğru çekiyor. Ama bu aşılamayacak bir çekim değil. ‘Dönüşü olmayan nokta’ dediğimiz yerde, yani olay ufkunda bu, aşılamayacak bir hale geliyor. Akıntısı olan bir nehir düşünün. Bir insan bu nehrin akıntısına karşı yüzebilir. Ama şelaleye yaklaşınca artık ona karşı yüzemez. Kara delik de çevresindeki uzayı ve zamanı böyle büküyor. Uzay, zamanın kendine doğru aktığı bir nokta yaratıyor.
Kara delikler oluştuktan sonra hep olduğu yerde mi kalıyor yoksa bir zaman sonra yok mu oluyor?
- Hep orada kalıyor. Kara delikler Hawking’in, ‘Hawking ışıması’ olayında çok az miktarda kütle kaybedebiliyor ama genelde oluştuğunda sonsuza kadar orada kalıyor.
Sayıları biliniyor mu?
- Kara delikler çevreleriyle etkileşmezlerse doğrudan göremiyoruz. Yani ancak çevrelerinde bir yıldız olacak, gaz kümesi olacak... Yoksa galaksinin herhangi bir yerinde, son derece karanlık şeyler. Bizim galaksimizde emin olduğumuz, “Bunlar kara delik” diyebildiğimiz aşağı yukarı 40 tane kara delik var. Ama tahmin ettiğimiz sayı milyonlarca. Ayrıca yıldızlara baktığımızda da bunların kaçının ileride kara deliğe dönüşebileceğini hesaplayabiliyoruz.
Peki nasıl başardınız kara deliği görüntülemeyi? Dünyanın farklı yerlerinde teleskoplar vardı. Bu sefer farklı ne yaptınız da başarabildiniz?
- Birçok yeni teknolojik gelişme oldu. Dünyanın bazı yerlerinde bu teleskoplar vardı ama gözleme uygun değildi. Bu gözlemi yapabilmek için teleskopların üzerine özel dedektörler koyduk. Son yedi-sekiz yılda Dünya’nın çevresindeki teleskoplarda denemeler yapıp hazır hale getirdik. Gelen verileri takip ederken bu verinin teleskopa tam ne zaman ulaştığını da bilmemiz gerekti. Bunun için atomik saatler kullandık. ‘Saniyenin milyarda birini’ kaydedebilen saatler... Bunları hazırladık ve teleskopları birbirine bağladık.
Bu görüntünün oluşması ve o teleskopların bunu yakalaması çok hızlı bir şekilde oldu ve bitti mi?
- Hayır, aslında bir hafta süren bir gözlem yaptık. Bütün bu teleskopları kara deliğe çevirip uzun süre veri kaydettik. Ve o verileri birleştirip görüntüleri oluşturduk.
Teleskopların aldığı görüntüleri üst üste birleştirerek mi oluşturdunuz?
- Evet. Sekiz tane. 2017’de sekiz taneydi. 2017’den sonra iki teleskop daha eklendi. Bundan sonra gözlemleri 10 teleskopla yapacağız. 2017’den aldığımız verilerin sonucu bu görüntüler.
 Medya ve halka açıklanan kara delik görüntüsünü siz ilk ne zaman gördünüz?
- 2017’de bitmemişti analizler. 2018’in temmuz ayında ilk defa gördük.
Neden bu kadar beklediniz kamuoyuyla paylaşmayı?
- Emin olmak için. Bilim camiasına sunmak için birçok test yapmamız ve sonra yayınlarımızı hazırlamamız gerekiyordu. “Bütün veriler nasıl alındı, analiz nasıl yapıldı?” Her şeyi, herkesin anlayabileceği biçimde bir yayına dönüştürmemiz gerekiyordu.
 Yani 2018 Temmuz’unda mı “Evet, bir kara delik” dediniz?
- İyice emin olmak istedik. Temkinli yaklaştık. Aralık 2018’de yayınlarımızı hazırlamaya başladık.


Son projesi: Evrenin
yeni gözünü hazırlıyor
NASA’daki projelerinizin detayları nedir? Orada sürdürdüğünüz projeleriniz de çığır açacak mı?
- Umarım. Bundan sonraki, uzay teleskopunun projesini planlama: NASA hangi uzay teleskopunu yapmalı, bununla ne gibi bilim sorularına yanıt bulabiliriz... NASA bir çalışma grubu oluşturdu. Ben de başındayım. Üç yıldır çok emek veriyorum. Adı LYNX. Yani X ışınlarıyla gözlem yapacak bir uzay teleskopu. Projenin bitmesine altı ay kaldı. Böyle bir teleskop bize evrende yeni kapılar, pencereler açacak. Evreni bundan önce görmediğimiz bir şekilde göreceğiz.
 Hayata geçip geçmemesi NASA’nın buna bütçe ayırıp ayırmaması ile mi ilgili?
- Evet.
 Boyutu ne kadar? Mesela gökdelen büyüklüğünde mi?
- Büyük ama o kadar değil. Uzaya fırlatılacak, yörüngede olacak. 10 metre uzunluğunda, 3 metre çaplı bir X ışını teleskopu.
200 kişi arasında benden başka Türk yok
20 yıl uğraştınız, görüntüyü ilk yakaladığınızda ne yaptınız? Çığlık attınız mı?
- Yok atmadım. Birbirimizi tebrik ettik; çok mutlu olduk ama bilim, bu tip şeylere temkinli yaklaşıyor. “Aman emin olalım” dedik. Ekip içinde çok tartışmalarımız oldu. Ben modelleme ve analiz grubunun başındayım. Artık emin olunca da çok mutlu olduk.
Kaç grup var, kaç bilim insanı çalıştı tam olarak?
- Aktif olarak çalışan dört grup vardı. Benim grubumda 30-40 kişi. Görüntüleme grubunda da 30. Verileri birleştiren ve kalibrasyonunu yapan grupta da heralde 20... Dedektörleri geliştirenler, teleskopların operasyonunu sağlayanlar, verileri toplayanlar da var. Dünya çapında 200 kişinin üzerinde. Ama analizin başında az sayıdaydık. Ancak 80 kişi...
 200 kişinin içinde, sizin dışınızda Türk bilim insanı var mı?
- Başka yok.
 Sizi öğrendikleri anda Türkiye’den arayanlar oldu? Tebrikler yağdı mı?
- Bana ulaşmaya çalışan oldu. Bakanlıktan, konsolosluktan, bilim akademisinden... Güzel bir ilgi oldu.
Sağlam kafa
sağlam vücutta bulunur
Aile hayatınızdan bahsedebilir misiniz? Eşiniz, çocuklarınız... Bu yoğunluğunuzu nasıl karşılıyorlar?
- Eşim de astrofizikçi. O yüzden birbirimizin halinden anlıyoruz. Çocuklarımız 15 ve 12 yaşında. Birbirimize destek olarak onları büyütebildik. Eşim de projenin bilim direktörü. 200 insanın bilim direktörü. Günlük yaşamımız ya işimizin ya da çocuklarımızın etrafında dönüyor. İkimizin de temposu son birkaç yıl içinde aşırı yoğundu.
 Bir gününüz nasıl geçiyor?
- İkimiz de sabah çok erken işe başlıyoruz. Çocuklar doğduktan sonra onlar uyanmadan güne başlayıp bir şeyleri halledebilmek, benim için daha avantajlı. İş seyahatlerim çok fazla. Üniversitedeki saatlerimi biraz seyahatlerime, biraz da çocukların ihtiyaçlarına göre belirliyorum. Sadece işyerinde çalışıyoruz gibi bir durum yok. Bazen sabah 05.00’te bilgisayarla toplantıya katılıyorum. Başka yerde saat ileride oluyor. Gece de olabiliyor bu. Zaten dünya biraz daha bu yöne doğru gidiyor. Önemli olan verimlilik. Verimli olduktan sonra işten 04.00’te çıkmış, dört saat daha çalışmış, bir fark olmuyor.


 Her sabah 05.00’te mi kalkıyorsunuz?
- Evet ama kimse bana “Beşte kalk” demiyor.
Aksatmadan spor da yapıyorsunuz...
- Sporu çok seviyorum; maraton koşmayı. Sağlam kafa sağlam vücutta bulunur! Son bir yıldır biraz aksadı. Çünkü ruh sağlığımı da verimliliğimi de etkiliyor. Çocuklarla olan etkileşimimi de. Yine de koşuyorum. Yoga yapıyorum, bisiklete biniyorum.
En son hangi maratona katıldınız? 42 kilometre tam maraton mu koşuyorsunuz?
- En meşhuru Boston Maratonu. İki kez koştum. New York’ta da koşmak istiyorum ama kura sistemiyle girmek gerekiyor.
İstanbul Maratonu’nda da koşmak ister miydiniz?
- Çok! Önümüzdeki yıllarda programımı ayarlayabilirsem...
Ironman’lere (Yüzme-bisiklet ve koşudan oluşan triatlon yarışı) de katılıyor musunuz?
- Evet. Koşuyla başladım. Sonra bisiklet geldi. Ama iyi de yüzücüyüm. Half Ironman zamanım 5 saat 30 dakika. Yarış takvimim var ama dediğim gibi, son iki yıldır vakit ayıramıyorum. kara delik projesi sonuçlandı ya, NASA’daki de altı ay sonra bitecek, o zaman anca... Bazen akşam oturuyorum, kendi kendime düşünüyorum: Ne güzel olur tekrar tam bir antrenmana başlasam...Bakalım o 5 saat 30 dakikayı tekrar yapabilirmiyim?

Nerelerde, kaç Ironman bitirdiniz?
- Üç tane. Hepsi Amerika’da.
Çocuklarım neye ilgi duyuyorsa
onu yapsınlar
Çocuklarınız da sizden etkilenip bilim insanı olmak istiyorlar mı?
- Büyük kızım Deniz, okyanus biyolojisine ve çevre bilimine ilgi duyuyor. Sanırım bu yola girdi artık. Yarışmalara da katılıyor okyanuslarla ilgili. Küçük kızım Selin ise şu anda doktor olmak istiyor. Kanserle ilgili bir şeyler yapmak istiyor. İlgisi değişir mi bilmiyorum tabii. Ama neye ilgileri varsa onu yapmalarını istiyorum.
KARA DELİK NEDİR?

Kütlesi büyük olan yıldızlar, hayatının sonunda kara deliğe dönüşüyor. Yani kara delik, evrende doğal olarak karşımıza çıkan bir şey. Bizim galaksimiz Samanyolu’nda da, diğer galaksilerde de birçok kara delik var. Öyle büyük bir çekim kuvveti var ki fiziksel ve matematiksel olarak tüm cisimleri ve zamanı içine çekip büküyor. Bir çarşafı gerin, içine bir cisim koyun,S aşağıya doğru bir eğim oluşturur değil mi? Kara delikler de böyle sonsuz bir eğim oluşturuyor. Her şey ona doğru kayıyor. Yani evrende karşımıza çıkıyor ama “Ne kadar tuhaf” dediğimiz bir şey.