Ana Sayfa

Işık Hızına Yakın Hızda Dönen Bir Eşeğe Ne Olur?

Kimilerimiz gece yatmadan önce günün özetini kafasından geçirir, kimi gelecekle ilgili hayaller kurar. Bazıları da uzayda ışık hızında dönen bir eşeğe ne olur diye düşünür. İşte bu yazımızda ışık hızında dönen bir eşeğe ne olur, onu ele alacağız. Newton'un aksine çoğumuz sayın Albert Einstein'ı severiz. Einstein'ı üzmemek adına bu düşünce deneyinde eşeğimiz ışık hızına yüzde 99.99 kadar yakın olsun. Eh, az buçuk buralarda geziniyorsanız ışık hızına tam olarak neden ulaşamayacağımızı biliyorsunuz. Bir eşek olduğunuzu düşünün. O kadar mükemmel bir eşeksiniz ki neredeyse ışık hızında koşabiliyorsunuz, hemide uzayda! Bildiğin üzere cağnım dünyamızın aksine uzayda yön yoktur. Aşağı, yukarı, sağ, sol gibi terimler geçersizdir. (Daha fazla bilgi için Ilgın Hanım'ın "Einstein'ın Eşdeğerlik İlkesi" yazısına bakınız.) Yönler geçersiz ama kendi referans sistemimizi oluşturabiliriz. Eşeğimiz, yani siz, tam dünyanın karşısındasınız. Önünüzdeki dünya sizin için kuzey yönünü ifade etsin. Koşuya hazırlandınız ve dört nala, dümdüz size göre olan kuzeye doğru sabit, ışık hızına çok yakın bir hızda koşmaya başladınız. Ne olur? Yani ne hissedersiniz? Peki şimdi ışık hızına çok yakın hızda koşarken gözlerinizi kapattığınızı düşünün. Bu sefer ne hissetmeyi beklersiniz? Hiçbir şey hissetmezsiniz. Az önce duruyorken nasıl hissediyorsanız, öyle hissedersiniz. Halbuki ışık hızına çok yakın hızla hareket ediyorsunuz. Sanılanın aksine canlıların hissettiği şey hız değil, ivmedir. Arabaya bindiğinizde arabanın gittiğini hissetmenizin nedeni ivmedir. İvmeyi amiyane tabir ile açıklamak gerekirse, hızınızın değişimidir. Birim zamanda hızınız ne kadar değişiyorsa o kadar hissedersiniz. Işık hızına çok yakın sabit bir hızla gittiğinizden, yani sürekli aynı sabit hızda ilerlediğinizden doğrusal ivmeniz sıfırdır. Tamamdır, güzel. Şimdi düşünce deneyimizi başka bir boyuta taşıyalım. Siz yine eşeksiniz (kusura bakmayın) ve boynunuza acıtmayan bir ip geçiriyoruz. İpi de evrendeki hiçbir şeyin oynatamayacağı bir kazığa bağlıyoruz. Yavaş yavaş hızlanarak dairesel dönme hareketi yapıyorsunuz ve en sonunda ışık hızına neredeyse yaklaşıyorsunuz. Peki eşeğe, yani size ne olur bu durumda? Cevaplamadan önce deneyi inceleyelim. Deneyimizde ışık hızına yakın dönme hareketi yapan bir eşek var. Liseden hatırlayacağınız üzere dairesel hareket yapan cisimlerin hızları sabit olsa bile, hızlarının yönü sürekli değiştiğinden ivmeli hareket yaparlar. Bu ivmeye merkezcil ivme diyoruz. Klasik merkezcil ivmenin formülü ise: hızın karesi bölü yarıçap. Hadi size işlem kolaylığı olsun diye ipin uzunluğunu 1 metre alalım. Merkezcil ivmemiz bu sayede doğrudan hızımızın karesi ile orantılı oldu. Ee süper, hızımızı biliyoruz. Işık hızının 99.99'unun karesi. Hadi yine işlem kolaylığı olsun ve hızımıza kabaca 300.000.000 m/s diyelim. Bunun karesini alırsak şu abidik gübidik sayıyı elde ederiz: 90.000.000.000.000.000. İşte merkezcil ivmeniz sizi kazığa doğru çeken muazzam büyüklükteki bir kuvvete, katrilyonlarca Newton'a dönüşür. Gözünüze bu sayı küçük gibi gözükebilir ama bu kuvvet o kadar muhteşem bir büyüklüktedir ki, atomlarınızı bir arada tutan elektromanyetik bağları kopartır. Devasa bir G kuvvetine maruz kalırsınız. Tüm atomlarınız plazmaya dönüşür. Eğer şanslıysanız kara deliğe dönüşebilirsiniz. İyi tarafından bakın, en azından Adana'da sokak arasında satılan herhangi bir döner olmadınız. ## Peki ışık hızında dönen eşeğimiz nasıl kara deliğe dönüşür? İşte burada karşımıza canımız ciğerimiz sayın Albert Einstein'ın o meşhur formülü çıkıyor. Ama lisede bize ezberletilen bu formül aslında biraz eksik. İşin içine rölativistik hızlar girince o tatlı formüle bir de Lorentz faktörü ekleniyor. Fizikçiler bu garip çarpana gama ($\gamma$) derler. Asıl formülümüz şu hali alıyor:$E = \gamma mc^2$ Gama dediğimiz şeyin formülü de şöyledir:$ \gamma = \frac{1}{\sqrt{1 - \frac{v^2}{c^2}}}$ Buradaki $v$ senin hızın, $c$ de evrenin hız sınırı olan ışık hızı. Şimdi bu formüle bir bakalım. Sen eşek halinle ışık hızına yaklaştıkça, yani$ v$değeri $c$'ye yaklaştıkça o karekökün içindeki işlem sıfıra doğru küçülür. Matematikte bir sayıyı sıfıra yaklaştırırsan ne olur? Sonuç sonsuza doğru gider. İşte gama faktörü sen hızlandıkça deli dana gibi olur. Eşeğimizin hızı ışık hızının yüzde 99.99'u olunca gama faktörünü hesaplarsak yaklaşık 70 civarı bir şey çıkar. Yani eşeğin toplam enerjisi ve momentumu normalin tam 70 katına ulaşıyor. Ama dur, daha yeni başlıyoruz hocam.. Sen inatçı bir eşeksin ve hızlanmaya devam ediyorsun. Yüzde 99.99999... diye gidiyorsun o kazığın etrafında. Gama faktörü binlere, milyonlara, trilyonlara ulaşıyor. Kazandığın o muazzam kinetik enerji sayesinde uzay-zamanı bükme katsayın akıl almaz seviyelere çıkıyor. Başlangıçta yüz kiloluk sıradan şirin mi şirin eşeğimizin şimdi sahip olduğun toplam enerji, milyarlarca güneşin kütlesine bedel bir kütleçekim etkisi yaratıyor. Şirin gözüken her kişinin içinde milyarlarca güneşin kütlesine bedel kütleçekimi vardır hipotezimi doğrulamış oluyoruz. Bu arada o boynuna bağladığımız 1 metrelik kazık ve ip normal şartlarda evrendeki hiçbir materyal bu kuvvete dayanamaz. Çünkü ipi bir arada tutan şey atomlar arasındaki elektromanyetik bağlardır. Sen o kadar hızlı dönüyorsun ki, oluşan merkezcil kuvvet karşısında elektromanyetik kuvvet dayanamıyor. İpin atomları paramparça olmalı. Ama dedik ya bu bir düşünce deneyi, ipimizin koptuğunu varsaymıyoruz; o evrenin en sağlam ipi. Hangi nalburdan aldığımı söylemem. Eşeğimiz o 1 metrelik yarıçapta tırırım tırırm tırrrrıırrrımm dönerken o daracık alanda o kadar devasa bir enerji birikiyor ki, uzay-zaman dokusu artık ne yapsın garibim. Genel görelilik der ki; sadece kütle değil, enerji de uzay-zamanı büker. Eşeğin dönüşünden doğan bu saf ve muazzam enerji, uzay-zamanı bir trambolinin ortasına konmuş devasa bir bowling topu gibi büküyor da büküyor. Ve işte o son olarak ismini telaffuz etmekde zorlandığım, bir içeçek markasının adına benzeyen o meşhur eşiğe geliyoruz: Schwarzschild yarıçapı. Alman fizikçi Karl Schwarzschild'in bulduğu bu förmüle göre her kütle-enerji birikiminin kara delik olma sınırı vardır. Formülü de şöyledir: ``` ``` $r_s = \frac{2GM}{c^2}$ $G$ kütleçekim sabiti, $M$ senin o fır dönerek kazandığın enerjinin devasa kütle eşdeğeri, $c$ de yine o malum ışık hızımız. Senin o artan eşdeğer kütlen Schwarzschild formülündeki sınırı aştığı an, yani senin dönme yarıçapın olan o 1 metre senin yeni kütlenin Schwarzschild yarıçapının içinde kaldığı an işler geri dönülemez şekilde kopuyor. Uzay-zaman dokusu bu yükü taşıyamayıp yırtılıyor, adeta kendi içine çöküyor. ### Velhasılkelam... ### Az önce boncuk gözlü, dört nala koşan sevimli bir eşektin. Önce atomların o korkunç merkezcil ivmeden dolayı parçalanıp plazmaya döndü. Sonra da o plazma çorbası taşıdığı akıl almaz enerji yüzünden kendi kütleçekiminin altında ezilip sonsuz yoğunlukta küçücük bir tekilliğe (singularity) hapsoldu. Etrafında artık ışığın bile kaçamayacağı olay ufku (event horizon) oluştu. Aferin çılgın eşek. Bilim uğruna feda ettiğin toynaklarına kurban.

Baran Bozkurt16 gün önce

Modern Fizik

Einstein Newton'ı Nasıl Dövdü?

Bilgili biri olsak da olmasak da ortaokulda fen dersini sevsek de sevmesek de bilim insanı olsak da olmasak da doğanın yasalarının olduğunu ve bu yasaların çiğnenemeyeceği sezgisi hepimizde var. Örneğin bir karpuzu yere atarsak yere düşer veya 0+0 2 etmez. Bunların tamamı insanların keşifleri değil sezgileridir.Bizi diğer canlılardan ayıran belki de en önemli yanımız evrensel yasaların bazılarını direkt olarak hissetmemiz. Yüksekten düşersen uff olursun vb. İşte evrenin yasalarını inceleyen canım alana teorik fizik denir. Kimileri bu yenmez kokuyor der ama asıl yenilecek alan budur. Seneler 1700 civarlarında İngiliz beyefendilerimiz güzelim peruklarını takıp entel entel çay içtikleri dönemde ortaya kızlarla arası pek iyi olmasa da matematik ve fizikle arası oldukça iyi olan sevgili Isaac Newton çıkıyor. Sevgili Newtoncuğumuz günün birinde yine hülyalı hülyalı kızıl saçlı kızları düşünürken beyninde ampul yanıyor ve ne hikmetse Evrensel Kütleçekim Yasası'nı buluyor. Sonra düşünüyor abicim ben bu formüle ne koysam doğru çıkıyor. Sürtünmeyi ihmal edip nasıl attığımızı bildiğimiz sürece bir karpuzun nereye hangi hızla çarpacağını söylüyor. Ayın Dünya etrafında turunu 28 günde tamamladığını Dünya'nın Güneş etrafında 1 yılda döndüğünü... Abooo kızıl saçlı hanımefendilerden daha iyi bir şey bulmuş Newtoncuğum. Annesi onunla gurur duymuştur kesin. Ama işin ilginç tarafı Newton böyle güzel bir formül bulduğu için partileyip eğlenmemiş aksine yanılmadığını kanıtlamak için formülünü uzun zaman yanlışlamış. Günün sonunda hatalı olmadığını anlamış ve demişti bu formül evrensel. Yaklaşık 200 yıl sonra hafif bonus kafalı ve dil çıkartmayı seven bir adam evrensel formülünü çöpe atacaktı ama durun daha gelmedik oraya. Newton'ın zamanında nadide formülünü hatalı çıkartacak hiçbir deney yoktu. Newton'ın zamanında olduğumuzu Kraliyet Bilim Cemiyeti'nde petibööğğ bisküvi yediğimizi hayal edelim. Gezegenlerin hareketi uyduların hareketi bu adamın yasasına göre uyuyor sorun yoktu. Güneş sistemimizde 8 gezegen var. Neptün Uranüs Satürn Jüpiter Mars Dünya ve Venüs. Tüm bu gezegenler Newton'ın yasasına göre hareket ediyordu. Eşek ve kartal gözü karışımı bir göze sahip olanlarınız yukarıda bir gezegeni eksik saydığımı fark etmiş olabilir. Güneş'e en yakın olan Güneş'in kütleçekimini en fazla hisseden Merkür. Merkür nezdinde ufacık bir sorun var. O kadar ufacık ki Newton'ın çalışmasını izleyen 200 yıl içinde bu ufacık uyuşmazlık insanlığın uzay ve zaman hakkındaki bildiği her şeyi değiştirdi. Merkür aslında pek ilginç bir gezegen değil. Aydan biraz büyük geceleri -180 gündüzleri 450 derece atmosferi hak getire kayalık başıboş bir gezegendir. Yukarıda dediğim gibi Newton'ın hesapları tüm gezegenlerle Merkür hariç uyum içindeydi kusursuzdu halen öyle. Arkalarında iz bıraksalar gezegenlerin her biri uzayda elips çizerdi ve tıpkı Newton'ın hesapladığı gibi her yıl bu elipsi takip ederlerdi. Ama Merkür öyle değil. Merkür'ün yörüngesi bir ucundan diğer ucuna devrilen yumurta misali kendi etrafında döner yani Merkür üst üste iki defa aynı yörüngeyi kullanmaz. Vaktinde sevgili Newton bunu fark etti ama pek şeyine takmadı. Ona göre bunun nedeni diğer gezegenler yüzünden kaynaklanıyordu. Aslında Merkür'ün bu uyuşmazlığını şöyle ifade edebiliriz yelkovan ve akrebi düşünün. Saat 13.05 olsun. Akrep ve yelkovan arasındaki alanı 100 milyar küçük parçaya böldüğünüzü düşünün işte bu uyuşmazlık o 100 milyar küçücük alandaki tek bir kadardı. Newton'ın denklemi cisimlerin birbirini nasıl çektiğini ölçüyordu ama kütleçekimin gerçekte ne olduğunu söylemiyordu. Aslında gariban Newton kütleçekiminin nereden geldiğini anlamaya çok uğraştı. Cisimlerin birbirlerini çekmesine neden olan şey maddenin kendine has özelliği miydi? Evrende tüm cisimler arasında bir bağ mı vardı? Ayaklarımız ile Dünya arasında ip olmadığına göre bu bağ manyetik olabilir miydi? Ayağımıza mıknatıs tuttuğumuzda yapışmıyor çünkü vücudumuz nötr o zaman bu bağ manyetik olamaz. Newton maalesef bu soruların cevabını bulamadan tahtalı köyü boyladı ama ondan 200 sene sonra kimilerine göre otistik benim için otistik ile deha karışımında olan bir adam çıktı ve bu soruları Genel Görelilik adında bir teori ile açıkladı. Onun adı Albert Einstein'dı. Newton evreni dümdüz cetvelle çizilmiş kağıt gibi görüyordu. Einstein ise evreni yatak çarşafı olarak görüyordu. Biz buna genel görelilik diyoruz. Gergin bir trambolin veya yatağa gerilmiş bir çarşaf hayal edin. Bu çarşaf uzay zaman dokusu olsun. Newton sanıyordu ki çarşaf kaskatı esnemez bükülmez. Yanılıyordu. Bu çarşafın ortasına bir karpuz koyduğunu düşün. Ne olurdu? Çarşafın ortası göçer çukur olurdu. Olay bu işte. Einstein'a göre kütleçekim diye bir kuvvet yok. Newton boşu boşuna kafa patlatmış bu kuvveti bulmak için. Yani Güneş Dünya’yı görünmez bir iple kendine çekmiyor. Güneş o kadar ağır ki uzay zaman çarşafını büküyor orada bir çukur oluşturuyor. Dünya da garibim düz gitmeye çalışıyor aslında. Düz gitmeye çalışıyorsun da kör müsün arkadaşım yol yamuk. Yol büküldüğü için Dünya Güneş’in oluşturduğu o çukurun etrafında dönüp duruyor. Tıpkı bir huninin içine attığınız bozuk paranın dönmesi gibi. Para düşmek istemiyor sadece bükülmüş zemini takip ediyor. Yani düşerken uff olmamızın sebebi yerin bizi çekmesi değil yerin kütlesinin uzayı bükmesi ve bizim o bükülen yokuştan aşağı kaymamız. Bunu anladığımıza göre gelelim Merkür efendiye. Merkür Güneş’e o kadar yakın ki Güneş’in o devasa kütlesiyle büktüğü uzay zaman çukurunun en dibinde en dik yokuşunda dolanıyor. Newton’ın formülleri düz veya hafif eğimli yerlerde Dünya Mars Jüpiter gibi harika çalışıyor. Ama Merkür gibi uzayın hamur gibi yoğrulduğu zamanın bile kütleçekimden dolayı yamulduğu o ekstrem bölgeye gelince Newton’ın cetveli yetmiyor. Einstein kendi yamuk geometri denklemlerini ki bunlara hiç bulaşmayalım beynimi yakar tensör hesabı falan hiç girmeyelim Merkür’e uyguladığında o 100 milyar parçalık küçücük hatayı şak diye buldu. Merkür sarhoş değildi sadece Güneş’in dibindeki o aşırı bükülmüş yerinde düz gitmeye çalışıyordu. Bilim dünyası şokta tabii. İngilizler şaşkın Bizim Isaac nasıl yanılır diye peruklarını çıkartıp kafalarına vuruyorlar. Ama Einstein sadece Merkür’ü açıklamakla kalmadı dedi ki eğer ben haklıysam kütle uzayı büküyorsa ışık da bükülmeli. Allah Allah. Ben inanmıyorum çıkart göster diyenlere ise çıkartıp masaya Güneş tutulmasını koydu. Çünkü normalde Güneş varken arkasındaki yıldızları göremezsin Güneş far gibi parlar. Sadece Ay Güneş’i tam kapattığında Tam Güneş Tutulması hava kararır ve Güneş’in hemen yanındaki yıldızlar görünür olur. Eğer bu yıldızlar olmaları gereken yerde değil de sanki biraz kaymış gibi görünürlerse ışık bükülmüş demektir. Ve beklenen gün geldi 1919 yılı. Arthur Eddington adında bir İngiliz astronom kendisi tam bir bilim aşığıdır çok severim savaş mavaş dinlemedi kalktı Afrika’ya gitti. Tutulma sırasında fotoğrafları çekti. Sonuç? Yıldızlar tam da Einstein’ın bükülmesi lazım dediği kadar sapmıştı. Velhasılıkelam O petibör bisküvili çay saatlerinde konuşulan kuvvet aslında bir illüzyonmuş. Elinizdeki bardağı bıraktığınızda yere düşmesinin sebebi Dünya'nın uzayda yarattığı çukura doğru kaymasıymış. Bizler kütleli cisimlerin büktüğü bir sahnede dans eden figüranlarız. Ama işin en güzel yanı ne biliyor musunuz? Einstein da son sözü söylemedi. Onun teorisi de karadeliklerin merkezinde veya atomaltı parçacıkların o kuantum dünyasında (ki Einstein kuantumdan haz almayıp tanrı zar atmaz diye trip atardı) sorunlı. Belki şu an bir yerlerde üniversite kantininde peynirli sigara böreğini yiyip çayını yudumlayan, Einstein amca iyi hoş da eksik söylemiş diyen 20 yaşında bir genç yarın öbür gün çıkıp bize uzay aslında çarşaf değil hatay üsülü soslu döner sosu falan diyecek. Bilim dediğin de zaten bu bitmeyen dedikodu değil mi?

Baran Bozkurtyaklaşık 1 ay önce

Astrofizik

Ay Olmasaydı Mangolu Soğuk Çay İçebilir miydik?

Sene M.Ö. yaklaşık 4 milyar. Günlerden perşembe. Galaktik İmparatorluk, otoban yapmak için Dünya'yı yok etmek adına Mars büyüklüğünde bir gezegeni üzerimize fırlattı. Bu gezegen dünyayı yalayıp geçti ve bizden büyük bir parça kopardı. 10 derecelik açıyla atış yapması gereken gezegen atıcıbaşısı, yanlış hesaplamayla 45 derecelik bir atış yaptı ve işten kovuldu. Ve işte o beceriksiz atıcıbaşı yüzünden Ay oluştu. *Otostopçunun Galaksi Rehberi* metaforumuz bittiğine göre, şimdi ciddili bir şekilde Ay'ın nasıl oluştuğuna, neden oluştuğuna, olmasaydı ne olacağına ve oldu da ne olduğuna değinelim. Hepinizin bildiği gibi yaklaşık 4 milyar yıl önce **Theia** adlı bir gezegen Dünya'ya çarptı. Theia'ya "gezegen" demek, sevgili Uranüs ve Neptün'e büyük saygısızlık olurdu. O daha çok bir "gezegen zigotuydu". Güneş sistemi oluşurken toz ve kayalar birleşerek önce küçük gezegenimsileri, sonra onlar da birleşerek gezegen zigotlarını oluştururdu. Zigot dediysek de öyle küçük kıytırık bir şey sanmayın; o küçümsediğiniz gezegen yaklaşık Mars boyutundaydı. Theia, tam teşekküllü bir gezegen olma yolunda emin adımlarla ilerliyordu... Hatta ilkel de olsa bir atmosferi bile vardı. Elimizde bu gezegenle ilgili sayılı bilgiler var ama bilim insanlarının en güçlü teorisine göre Theia ve Dünya aynı yörüngeyi paylaşıyordu. Aranızda *Spaceflight Simulator* oynayanlarınız bilecektir ki, aynı yörüngeye aldığınız iki roketin "zamanı ilerlet" tuşuna bastıktan sonra çarpışması kaçınılmazdır. Theia ve Dünya da aynı yörüngede bulunduklarından ve Theia bir bebek gezegen olup büyümeye başladığından aralarındaki denge bozuldu. Theia yalpalamaya başladı ve gümbürlop Dünya'ya çarptı. İyi ki de çarptı. Theia açısından kötü ama insanlar ve Dünya için bu çarpışma mükemmel oldu. Pastanın üstündeki çilek misali... Sevgili Theia mükemmel bir **45 derecelik** açıyla çarptı. Bakın, 45 derece çok önemli. Dünyayı yalayıp geçti diyebiliriz. Gezegeni tamamen parçalamadı ama yüzeyini güzelce bir tıraşladı. Bir bilardo masası düşünün; elinizde ıstaka ve önünüzde top var. Topa en sağ tarafından vurduğunuzu hayal edin. Topa ne olur? Döner, değil mi? İşte Theia'nın çarpma etkisiyle Dünya daha hızlı dönmeye başladı. Hem de çarpışmadan öncekine kıyasla tam 4 kat daha hızlı. ![](https://yqokiiobwqkuznemzmvq.supabase.co/storage/v1/object/public/article-images/cd8341b2-228f-4981-ac3a-5a84c9adca5e/1770175724794.blob) Peki, daha hızlı dönmesi ne işe yaradı? Dünya o kadar hızlı dönmeye başladı ki, o meşhur ekvatorlardan şişkin, kutuplardan basık şekli olan "geoit" halini aldı. Geoit şeklinin bizim için ne kadar önemli olduğunu ortaokuldan biliyorsunuzdur. Theia, 45 derecelik o mükemmel açıyla Dünya'yı sıyırdığında kendisi parçalanıp yok oldu. Ama Theia'nın demir çekirdeği Dünya'nın içine battı, gereksiz kaya parçaları da uzaya savruldu. Bu, arabaya nitro takmak gibiydi. Dünya'nın çekirdeği Theia'nınki ile birleşti; çok daha büyük ve sıcak hale geldi. **Peki, Theia'dan gelen bu "demir takviyesinin" Dünya'ya yararları nedir?** Ek sıvı demir ile birlikte Dünya'nın çekirdeğinin daha uzun süre canlı, sıvı ve hareketli kalması sağlandı. Ekstra gelen demir, devasa ve güçlü bir manyetik alan yarattı. Bu manyetik alan, Güneş'ten gelen ölümcül radyasyonu ve yüklü parçacıkları bir nevi "yağmurluk" gibi saptırdı. Ama öyle Galatasaray'ın dağıttığı yağmurluklar gibi değil, daha çok Fenerbahçe'nin dağıttığı yağmurluk etkisi gösterdi; sağlam korudu yani. Eğer Theia 45 derecelik bir açıyla değil de mesela 60 derecelik bir açıyla gelseydi ve çekirdeğindeki ekstra demiri Dünya'ya aktarmasaydı, bugün Dünya'da hiçbir canlı yaşayamazdı. Çünkü Güneş radyasyonu DNA'mızı paramparça ederdi. ![](https://yqokiiobwqkuznemzmvq.supabase.co/storage/v1/object/public/article-images/cd8341b2-228f-4981-ac3a-5a84c9adca5e/1770175758400.blob) **Eğer Theia Dünya'ya tam karşıdan, dümdüz çarpsaydı ne olurdu?** İki top oyun hamuru düşünün. Bunları birbirlerine fırlattığımızda ne olur? Birleşirler. İşte Theia Dünya'ya dümdüz çarpsaydı tam olarak bu olurdu. İki gezegen birleşirdi ve "Mega-Dünya"mız olurdu. Kulağa havalı geliyor biliyorum ama Mega Dünya o kadar da havalı olmazdı. Çarpışma sonrası fırlayan kayalar ve maddelerin yatay bir hızı olmadığından, yerçekimi onları yakalar ve yağmur gibi tekrar Dünya'ya yağdırırdı. Ve en önemlisi: **Ay oluşmazdı.** Theia'nın 45 derecelik çarpmasının Dünya'yı hızlandırdığından bahsetmiştik. Eğer kafa kafaya çarpsalardı, Dünya'nın dönüşünü çok yavaşlatır, hatta durdurabilirdi. Bir günün 200 saat sürdüğünü düşünün. Gündüzleri 100 saat süren kavurucu sıcaklar ve geceleri 100 saat süren dondurucu soğuklar... Ayrıca bu iki gezegenin birleşmesi sonucunda Theia'nın çekirdeği doğrudan Dünya'nın merkezine inerdi. Bu yüzden Dünya'nın çekirdeği orantısız şekilde büyük olurdu. Büyük çekirdek demek, daha güçlü yerçekimi demektir. Bu kadar yoğun yerçekiminde ağaçlar uzayamazdı. İnsanlar daha kısa, tıknaz ve bodur olurdu. Hobbitler gibi. Basit bir düşme bile kemiklerinizi kırardı. Yüksek yerçekimi yüzünden atmosfer yeryüzüne iyice yapışır ve deniz kenarında sakin sakin güneşlenirken sanki suyun 50 metre altındaymışsınız gibi bir basınç hissederdiniz. ![](https://yqokiiobwqkuznemzmvq.supabase.co/storage/v1/object/public/article-images/cd8341b2-228f-4981-ac3a-5a84c9adca5e/1770175789347.blob) **Çarpma sonucunda Ay nasıl oluştu?** Theia nedir ne değildir, sonracığıma Dünya'ya neden ve nasıl çarptığına, çarpmasaydı ne olacağına dair uzun uzun konuştuk. Asıl meselemiz olan "Ay nasıl oluştu?" kısmına gelelim. Theia Dünya'ya çarptıktan sonra muhteşem bir sıcaklık ve patlama oldu. Theia'nın dış katmanları paramparça oldu. Dünya'dan kopanlar ve Theia'nın parçalanmış yüzeyi uzaya saçıldı. Dünya tıpkı Satürn gibi bir halkaya sahip oldu ama bu halka buzdan değil; erimiş, hatta buharlaşmış kayalardan, lavlardan ve tozlardan oluşuyordu. Dünya, etrafında dönen devasa, simit şeklinde bir kaya buharı bulutuna dönüştü. Bu bulutun içindeki basınç o kadar yüksekti ki, gaz halindeki kaya, sıvı gibi davranıyordu. Uzaydan bakılsaydı, ortada belirgin bir Dünya göremezdiniz; devasa, parlayan, dönen bir ateş topu görürdünüz. Şahsen o dönemlerde yaşamış bir uzaylı olsaydım, bacak bacak üstüne atıp klasik Lays cipsi ve mangolu soğuk çay eşliğinde, rafine bir zevk olarak Dünya'nın o sıcak, kasvetli ve alev alev durumunu izlerdim. Şimdi, elimizde ne var tekrar sayalım: Theia biricik dünyamıza mükemmel bir açıyla çarptı. Çarptıktan sonra kendisi parçalandı, Dünya'yı da bir güzel tıraşladı. Yüksek sıcaklıktan dolayı bu parçalar buharlaştı ve Dünya'nın etrafında dolanmaya başladı. Tamamdır, güzel. Adım adım Ay'ımızı oluşturuyoruz. ![](https://yqokiiobwqkuznemzmvq.supabase.co/storage/v1/object/public/article-images/cd8341b2-228f-4981-ac3a-5a84c9adca5e/1770175824648.blob)**Roche Limiti** Hiç düşündünüz mü; Satürn'ün etrafında milyonlarca kayaçtan oluşan bir halka var ama bu halkadaki kayaçlar birleşip bir uydu olmuyorlar? Sanki birbirinden nefret eden milyonlarca insanı zorla bir odaya tıkmaya benzer bu. Ama buradaki asıl olay şu: Kayaçlar birleşmek istiyorlar, can atıyorlar ama birleşemiyorlar. Neden? Çünkü **Roche Limiti** yüzünden hocam. Hemencicik bir düşünce deneyi yapalım. Elimizde bir adet, ne bileyim, Aldebaran yıldızı olsun. Diğer elimizde ise küçük bir uydumuz olsun. Bu uyduyu yıldıza çok yaklaştırırsanız ne olur? Yıldızın yerçekimi o kadar güçlüdür ki, uyduyu bir arada tutan kendi kütleçekimini yener ve zavallı uyduyu parçalar. İşte o parçalandığı sınıra "Roche Limiti" denir. Bu sınırın içinde asla bir uydu oluşamaz, sadece halka olarak kalır. Peki bizim hikayede ne oldu? Theia'nın çarpmasıyla uzaya fırlayan o devasa kaya ve lav yığını, şans eseri Roche Limiti'nin dışına savruldu. İşte burası "safe place"ti. Artık Dünya'nın o parçalayıcı gelgit etkisi üzerlerinde yoktu. Ortalık biraz soğumaya başlayınca, uzaydaki bu lav damlacıkları ve kayalar birbirlerine öpüşüp koklaşıp sarıldılar. Önce küçük taşlar birleşti, sonra kayalar... Derken -bir sabah erken (Kramp)- yerçekiminin o karşı konulamaz cazibesiyle devasa bir "kartopu etkisi" başladı. İşin ilginç yanı ne biliyor musunuz? Bilgisayar simülasyonları, Ay'ın bu enkaz yığınından toparlanıp oluşmasının yüzyıllar değil, sadece birkaç saat sürdüğünü gösteriyor. Yani sabah kahvenizi içerken gökyüzünde dağınık bir halka varken, akşam yemeğinde kereviz yerken tepenizde kıpkırmızı, bütün halde bir Ay görebilirdiniz. Tabii ilk oluştuğunda Ay, şimdiki gibi gri değildi. Ergenlik dönemindeki bir genç gibi yüzü sivilce (krater) doluydu ve ateş gibiydi. Tamamen erimiş magmadan oluşan dev bir lav topuydu ve Dünya'ya bugünkünden 15-20 kat daha yakındı. Zamanla Ay soğudu, kabuk bağladı. Sonra üzerine yağan meteorlar o kabuğu delip içerideki lavları dışarı akıttı ve bugün Ay dediğimiz o karanlık lekeleri oluşturdu. --- **Ay Olmasaydı Ne Olurdu?** Diyelim ki Gezegen Atıcıbaşı o gün uykusuzdu ve Theia'yı Dünya'ya fırlatırken tamamen ıskaladı. Theia bizi teğet geçti ve uzayın derinliklerinde kayboldu. Yani **Ay hiç oluşmadı.** Olası bir kaç senaryo var. **1. Hiperaktif Dünya** Hatırlarsanız Ay, bizi frenleyip günü 24 saate uzatmıştı. Ay olmasaydı, Dünya freni patlamış bir kamyon gibi dönmeye devam edecekti. Bir gün sadece **6 ile 8 saat** sürerdi. Düşünün; sabah uyanıyorsunuz, kahvaltı yapıyorsunuz, okula gitmek için kapıdan çıkıyorsunuz ve... Güneş batıyor. Nerde benim Pazartesi sendromum? **2. Rüzgarlar** Dünya bu kadar hızlı (6 saatte bir tur) dönünce ne olur? Atmosfer buna ayak uydurmakta zorlanır. Sonuç: **Süper Rüzgarlar.** Jüpiter'i düşünün sürekli fırtınalar kopan çizgili gezegen. İşte Ay'sız Dünya da ona benzerdi. Rüzgarlar o kadar şiddetli eserdi ki, değil şemsiye kullanmak, ayakta durmak bile imkansız olurdu. Yüksek binalar bu rüzgarlara dayanamayacağından Hobittler gibi oyuklarda yaşardık. **3.Eksen Kayması** Ay, Dünya için sadece bir gece lambası değil, aynı zamanda bir **"kütleçekimsel çapa**"dır. Ay, Dünya'yı tutar ve eksen eğikliğimizi (o meşhur 23.5 dereceyi) sabitler. Ay olmasaydı, Jüpiter ve Güneş'in çekiştirmesiyle Dünya'nın ekseni Kadıköydeki sarhoş dayılar gibi yalpalamaya başlardı. Bir bakmışsınız Kuzey Kutbu, Ekvator'un olduğu yere kaymış.. İstanbul'da bir gün tropikal sıcak yaşanırken, ertesi yıl kilometrelerce kalınlığında buzullar oluşabilirdi. İklim o kadar kaotik ve öngörülemez olurdu ki, karmaşık yaşamın (yani bizlerin) evrimleşmesi imkansız hale gelirdi. --- **Velhasıl kelam** O perşembe günü beceriksiz bir galaktik işçinin hatası, bizim varoluş sebebimiz oldu. Theia kendini feda etti, bize demir kalbini verdi, bizi radyasyondan korudu, mevsimlerimizi düzenledi ve gecelerimizi aydınlattı. Aslında gezegen atıcıbaşısına rüşvet verip yamuk atmasını sağlayıp Dünyayı kurtaran site **FizikHub**'dır. Bu yazıyı yazmadan önce, insanların neden "bir şeyler olmasaydı" veya "olsaydı" diye sorduklarını düşündüm. Sonuç olarak bir şeyin olmamasını bilmek veya olduğunu hayal etmek hayatımızı değiştirmez; ama o şeye değer kazandırabilir. İnsanların hayal edebilme ve diğer canlılardan daha farklı keşfetme mekanizmaları, onları dünyada yaşamış olan tüm yaşam formlarından farklı kılıyor. Bu da önemli bir şey, çünkü diğer yaşam formlarının çoğu yok oldu. Dinozorlar dünyada 200 milyon yıl kadar uzun bir zaman geçirdi, biz ise aynısını sadece birkaç yüz bin yıldır yapıyoruz. Dinozorların çevreyi sorgulamak, keşfetmek, neden-sonuç ilişkisi kurmak, hatta "Ay olmasaydı dünyaya ne olurdu?" gibi sorular üzerine kafa yoracak çok zamanı oldu. Ama bunu yapmadılar. Ve öldüler. Eh, en azından biz insanların, tehlikeli bir asteroidi yörüngeden saptırmayı deneyecek kadar gelişmiş erken tespit sistemlerimiz var. Biraz saçma gelebilir ama dinozorların yok oluşunu, teorik fizikten bihaber olmalarıyla ilişkilendirebiliriz.

Baran Bozkurtyaklaşık 1 ay önce

Bilim Tarihi

Azteklerden Günümüze Tütün: Tarihçesi, Kimyası ve Etkileri

Tütünün tarihçesine baktığımız zaman ilk Aztek ve Mayaların tütün bitkisini kullandığını görebiliriz. Pek ilginç değildir çünkü tütün bitkisi Amerika kıtasına özgü bir bitkidir. Günümüz ergenlerine nazaran Aztek ve Mayalılar tütün bitkisini Tanrı ile iletişim kurmak için içerdi. Nasıl içtiklerine gelmeden önce hangi tür tütün bitkisini kullandıklarından bahsedelim. Aztekler *Nicotiana rustica* adındaki tütün bitkisini kullanırlardı. Günümüz sigara endüstrisinde genel olarak *Nicotiana tabacum* tütün bitkisi kullanılır. Azteklerin kullandıkları *Nicotiana rustica* tütün bitkisindeki nikotin miktarı, günümüzde kullanılan tütün bitkisinden yaklaşık 10 kat daha fazla nikotin değerine sahipti. Azteklerin kullandıkları *Nicotiana rustica* bitkisi Türkiye'de "yabani tütün" olarak da bilinir. Yaprakları kalındır ve görünüşü ıspanağı anımsatır. Özellikle Kahramanmaraş civarlarında bu yabani tütün, Maraş otu adındaki tütün ürünü yapımında kullanılır. Toplanan yabani tütünler belli başlı proseslerden geçirilir ve yeşil toz haline gelir. Bu tütünün diğer tütünlerden daha fazla nikotin içermesinden dolayı klasik şekilde kağıda sarılıp yakılıp içilemez. Bunun yerine toz haldeki tütün bir kağıda sarılır ve alt dudak altına koyulur. Alt dudakla tütün emilir ve hızlıca kana karışır. ![Nicotiana rustica ](https://yqokiiobwqkuznemzmvq.supabase.co/storage/v1/object/public/article-images/cd8341b2-228f-4981-ac3a-5a84c9adca5e/1769017050289.blob)Aztekler bizim Maraşlılara nazaran bu tütünü bir kamış aracılığı ile yakıp tüketirdi. Mayalar ise tütün yapraklarını kurutur ve bu yaprakların içine tütün sarıp içerlerdi. Günümüz purosunun ilk atası denilebilir. Azteklerin tütün bitkisini Tanrı ile iletişime geçmek için kullandıklarından bahsetmiştim. İçtikleri tütün günümüz tütününden katbekat fazla nikotin değerine sahip olduğundan çok kısa zamanda uyuşukluk ve transa geçiyorlardı. Daha çabuk transa geçmek için tütün bitkisini rektal yolla da almayı tercih etmiş sevgili Aztekli şaman abi ablalarımız. Keza tütün bitkisinin çayını yapıp içmişler. Maya yağmur tanrısı olan Chaac'ın pipoda tütün içtiğine dair resimleri de mevcut. ![](https://yqokiiobwqkuznemzmvq.supabase.co/storage/v1/object/public/article-images/cd8341b2-228f-4981-ac3a-5a84c9adca5e/1769017114018.blob)Aztek ve Mayalı abi ablalarımızın kafa bulmak için içtiği tütünün dünyaya yayılma hikayesi de pek ilginçtir. Seyir defterinde dünyanın armut şeklinde olduğunu yazan, gittiği yerin yeni bir kıta olduğunu anlayamadığından ben bu bitkileri ve hayvanları şimdiye kadar nasıl göremedim diye hayıflanan meşhur kaşif Kristof Kolomb sayesinde Avrupa'ya tütün bitkisi taşınmıştır. Sene 1492 ve aklı bir karış havada olup Hindistan'a gitmeyi amaçlayan ama dünyanın geoit şeklinin azizliğine uğrayıp Bahamalar'a çıkan Kolomb, oradaki yerliler tarafından götünde yaprak ile yanlarında mızrak, meyve ve kurutulmuş tütün yaprakları ile karşılandı. Sevgili Kolomb seyir defterine dünyanın armut şeklinde olabileceği ifadesinin yanında, bu yerlilerin yanlarında getirdikleri kurutulmuş yaprakların çok keskin kokuya sahip olduğunu ve yenilmeyen değersiz bir şey olduğunu yazdı. Hatta götü yapraklı yerlilerin kalleş Kolomb'a hediye olarak verdikleri kurutulmuş tütün yapraklarının bir kısmını denize döktü Kolomb. Daha sonra Bahamalar'dan ayrılıp puronun memleketi olan Küba'ya yaklaştığında, Kolomb'un mürettebatı yerlilerin ucu tüten bir sopadan bu bitkiyi içtiklerini ve keyif aldıklarını gördüler. Keyfine düşkün Avrupalılar Kübalı yerlilerimizin elindeki tütünü alıp ver hele gardaşım bi bakayım diyerek bu pipo varimsi aleti dızlayıp geminin deposuna sakladılar. Keşifleri, daha doğrusu medeniyet adı altında sömürü yapma keşiflerinden dönüp İspanya'ya dönen bu vizyoner sahibi arkadaşlarımız, depodan pipoyu ulu orta yerde yakıp tüttürdükten sonra halk bunları gittikleri yerde şeytana dönüşmüşler, burunlarından duman geliyor diyerek hooop hapse atmışlar. Daha sonra tütün bitkisindeki etken madde olan nikotinin isim babası olan Jean Nicot isimli abimiz "Durun ulan bu bitki mucizevi bir ilaç, baş ağrısını falan filan şıp diye kesiyor" diyerek arkadaşlarımızı hapisten kurtarmıştır. ![Aztek seramik figürlü pipo](https://yqokiiobwqkuznemzmvq.supabase.co/storage/v1/object/public/article-images/cd8341b2-228f-4981-ac3a-5a84c9adca5e/1769017326625.blob) İlginçtir ki yılda milyonlarca insanın dolaylı veyahut direkt sigara yüzünden öldüğünü düşündüğümüzde, belki de Kolomb ve mürettebatı Kübalı yerlilerin içtikleri şeyi merak etmeselerdi milyonlarca insan yaşıyor olabilirdi. **Nikotin Nedir?** Tütün bitkisi içerisinde bulunan nikotin maddesini insanlar keyif alsın, stres atsın diye geliştirmedi; tamamen böceklere karşı bir zehir olarak geliştirdiler. Kimine zehir kimine keyif… Nikotinin yapısında 10 karbon, 14 hidrojen ve 2 azot bulunur, ahanda formülü şu şekildedir: $C_{10}H_{14}N_{2}$ Özünde renksiz ve yağlı bir yapısı vardır nikotinin, sonuç olarak o bir alkaloiddir. Havayla temas ettiğinde pis ve iğrenç kahverengi haline dönüyor. Ha bu arada, nikotin denen nane sadece tütün bitkisinin tekelinde sanmayın. Mutfaktaki patlıcan, patates, domates, karnabahar gibi sebzelerde de bu arkadaş mevcut. Bir dal sigaradaki nikotini alabilmek için oturup yaklaşık 10 kilo patlıcan yemeniz gerekir. O kadar patlıcanı yerseniz nikotin komasına girmeden mide fesadından gideriniz. Ha çok patlıcan yemek istiyorsanız domates soslu patlıcan kızartması yiyerek 10 kilo baremini aşabilirsin. **Beyinde Nasıl Çalışır?** Nikotini beyindeki reseptörleri ele geçiren bir hacker'a benzetebiliriz. Beyinde odaklanma ve öğrenmeden sorumlu Asetilkolin adlı nörotransmitter vardır ve bunların şekli nikotin ile tıpatıp aynıdır. Sigara içtikten sonra vücuda giren nikotin beyinde odaklanma ve öğrenmeden sorumlu asetilkolin reseptörlerine bağlanır. Beynimizde adam olsa dur kardeş sen kimsin de benim asetilkolinime bağlanıyorsun diye sorar ama sormuyor. Beyin, asetilkolin reseptörlerine bağlanan nikotini asetilkolin sanır ve kapıları açıl susam açıl diyip açar. Kapıların açılmasının iki sonucu olur: 1. **Dopamin artar;** ödül ve haz mekanizması çalışır. 2. **Adrenalin salgılanımı artar;** kalp atışı ve glikoz salgılanımı artar. **Nikotin Yararları** Nikotin beynin hızını “geçici” olarak arttırır. Geçici artırmasına ve bunun zararlarına birazdan değineceğiz. Sevgili beynimiz sürekli dışarıdan uyarılara maruz kalır. Bunu son ses müzik çalınan bir pubda arkadaşınıza bir şeyler anlatmaya çalıştığınız gibi düşünebilirsin. Etrafta çok ses vardır ve arkadaşınız dediğiniz şeyi duyamaz. İşte nikotin sayesinde beynin içinde çalan son ses müzik filtrelenebiliyor. Nikotin beyindeki çalışma belleği olarak ifade edebileceğimiz prefrontal korteksteki aktiviteyi arttırır. Burası kısa süreli bilgiyi işlediğimiz yerdir. Örneğin şuan kahve içiyorum veya şu anda bu metni yazıyorum gibi ne çok önemli ne de çok önemsiz bilgileri tutarız bu bölgede. Nikotin bu bölgedeki aktiviteyi yüzde 10 civarı arttırabilir. Yukarıda nikotinin asetilkolin reseptörlerine çakallık yapıp bağlandığından ve uyardığından bahsetmiştik. Asetilkolin reseptörleri uyarıldığından sinir iletim hızı artar, bunun sonucunda tepki hızımız artabilir. **Psikiyatride Nikotinin Yeri** Eğer şizofreni veya depresyon tanısı konmuş biriyseniz toplumun geri kalanına göre sigara içme eğiliminiz çok daha yüksektir. Bu sizin suçunuz değil veya bir alışkanlık değildir. Bilinçdışı tedavidir. Yukarıda nikotinin dış uyarılara karşı filtreleme yaptığından bahsetmiştik. Şizofreni hastaları dış ortamından gelen uyarıları filtrelemek için nikotine ihtiyaç duyar. Bu nedenle şizofreni hastalarına tedavi sırasında sigarayı bırakmaları önerilmez. **Nikotinin Zararları** Nikotinin en belirgin zararı damar büzülmesidir. Fizikten aşina olduğunuz gibi bir borudaki akış direnci, yarıçapının dördüncü kuvveti ile ters orantılıdır ($R \propto \frac{1}{r^4}$). Anlayacağınız damar çapındaki en ufak daralma kan akışında büyük bir direnç yaratır. Bu direnç direkt olarak kalbi etkiler. Kan akışındaki direnç yüzünden kalp daha yüksek basınçla ve daha hızlı çalışmak zorunda kalır. Bu da kalbi kısa ve uzun sürede ciddi rahatsızlıklara iter. Sürekli nikotin alındığında, yani asetilkolin taklidi yapıldığında beyin bir mekanizma geliştirir ve buna Nöroadaptasyon denir. Örneğin elimizde bir nöron olsun. 1 birimlik asetilkolin 1 birimlik nöronu uyarır. Ama sen gidip sürekli sahte asetilkolin (nikotin) yüklersen, örneğin 100 birimlik yüklersen, sevgili nöroncuğumuz panikler ve bu kadarı fazla abicim der ve şalterleri kapatır. Yani hücre yüzeyindeki reseptörlerin sayısını azaltır. Buradaki amaç o aşırı nikotini kısıp normal seviyeye getirmek. İlk başta 1 sigara ile aldığın keyfi reseptör sayısı azaldığı için alamazsın ve daha fazla sigara içmeye başlarsın. Bir sayı doğrusu düşünelim; normalde 0 noktasında iyi olma halin varsa reseptörün azalması nedeni ile bu artık -10'a düşer. Nikotin aldığında tekrar 0'a çıkarsın. Yani nikotin sana ekstra bir keyif vermez, sadece kendi yarattığı yoksunluğu geçici olarak tatmin eder. Bir fizikçi olarak düşünürsek termodinamik açıdan çok verimsiz bir döngüdür bu. Nikotin sanılanın aksine doğrudan kanser yapmaz. Ama sigaranın içinde bulunan katran direkt olarak DNA'yı kırıp kanser başlatır. Nikotin doğrudan kanser yapmasa da DNA'nın kırılmasını çok güçlü şekilde destekler. Nikotin dokularda yeni damarlar oluşmasını teşvik eder; eğer vücutta mikroskobik bir kanser hücresi oluşmuşsa nikotin sayesinde yeni damarlar oluşturur. Bir nevi nikotin kanser hücresinin sırtını sıvazlar. Yaklaşık olarak 24-25 yaşına kadar insan beyni inşaat halindedir. Kepçeler, beton mikserleri cirit atar. Bu dönemde beyne yüksek nikotin girmesi kepçelerin ve beton mikserlerinin tekerleklerini patlatır ve beynin inşaatını kalıcı olarak sekteye uğratır. Ergen arkadaşlarımızın beyinleri onlar daha verimli, daha çalışkan olsun diye kullanılmayan nöronları keser atar. Mantık basittir: Bu yolu kullanıyorsan yolu genişlet, birkaç şerit ekle; kullanmıyorsan yolu yok et. Nikotin kullanmayan örnek ergen arkadaşlarımızın beyni normal süreçte problem çözme, sabretme gibi yolları güçlendirir. Ama nikotin kullanan ergen arkadaşlarımızın beyni nikotin alma yolunu güçlendirir ve problem çözme, sabretme gibi yolları yok eder. Sonuç olarak ergenliğinde bolca sigara kullananlar daha az sabırlı olup bankada sıra beklemek onlar için işkence haline gelir. **VELHASILIKELAM** Nikotinin tarihinden, nasıl kullanıldığından, yararlarından ve zararlarından bahsettik. Önümüze bi kağıt alırsak ve sigara içmenin yararlarını ve zararlarını rasyonel şekilde yazarsak zarar kısmının çok daha ağır bastığını açıkça görebiliriz. Bu nedenle sağlığınız ve çevrenizdeki kişiler için sigara içmeyin.

Baran Bozkurtyaklaşık 2 ay önce

Popüler Bilim

Matematik İle Her Şeyi Kusursuzca Kanıtlayabilir miyiz?

1900’lerin başında vizyoner matematikçiler bir araya toplanıp "Her şeyi açıklayan bir formül elde edebilir miyiz acaba?" diye düşündüler. Bu formül o kadar mükemmel olmalıydı ki; 2+2’nin cevabını 4 verebilir, Ay ile Dünya arasına kaç tane ülker çikolatalı gofretin sığabileceğini söyleyebilir, keza aşkın cevabını da bulabilmeliydi. Eh, böyle bir formül bulsalardı süper olurdu. Ama bulamadılar. Yüksek ihtimalle hiçbir zaman da bulamayacaklar. Neden? 1900’lerin başında bu vizyoner matematikçilerin yüzüne şlak diye "Eksiklik Teoremini” yapıştıran genç Kurt Gödel yüzünden tabii ki. Gödel’in teorisi şuydu: **Doğru olan her şey kanıtlanamaz.** İlginç. Ne yani, bir çikolatalı gofretin 33 gram olduğu doğru ama kanıtlayamaz mıyız? Yok yavrum, o öyle değil işte. # **Eksiklik Teoremi** 1900’lerdeki o vizyoner abilerimizin hayalindeki formül veyahut sistem şöyleydi: 1\. **Tutarlı Olmalı:** Sistem içinde asla çelişki olmamalı. Hem 5+5=10 hem de 5+5=11 diyemeyiz. 2\. **Tam Olmalı:** Doğru olan her matematiksel ifadenin mutlak ve değişmez bir kanıtı olmalı. Örneğin 2+2=4 gibi, bu mutlak ve değişmezdir. Gödel masadaki soğana vurup cücüğünü çıkardı tuzlayıp yedikten sonra şunu dedi: "Hocam diyelim ki 'Bu cümle yalandır' yazılı bir kağıt olsun. Sonracığıma diyelim ki sizin bu mükemmel, her şeyi açıklayan sisteminiz bir kitap olsun. Bu kitaba bakarak **'Bu cümle bu sistem içinde kanıtlanamaz'** ifadesini inceleyelim." Eğer bu cümle kanıtlanırsa, cümlenin kendisi "kanıtlanamaz" diyordu; demek ki sistem çelişti (Tutarlı değil). Eğer kanıtlanamıyorsa, cümlenin dediği şey doğru çıktı ama sistem bunu kanıtlayamıyor (Tam değil). Yani bu cümle kanıtlansa da kanıtlanmasa da sistem yukarıda bahsettiğimiz o mükemmelliğe erişemez. Gödel soğanın üstüne çay içip ikinci şlapı vurdu:**"Sevgili birtanecik matematikçiler, kurduğunuz sistem aritmetik yapabilecek kadar karmaşıksa, ya içinde çelişkiler barındırır (yani yalan söyler) ya da eksik kalmaya mahkumdur."** İşte bu noktada matematik 404 hatası aldı. Çünkü bu vizyoner matematikçi abilerimiz matematiği, her sorunun cevabını "Evet" ya da "Hayır" diye net bir şekilde veren bir makineye benzetmek istiyorlardı. Gödel ise makinenin içine, makinenin kendi kendine asla çözemeyeceği bir soru attı. Bununla da kalmadı, Gödel hızını alamayıp **İkinci Eksiklik Teoremi** ile masadaki diğer soğanada vurdu. Dedi ki: "Bir sistemin tutarlı olduğunu (yani saçmalamadığını), sadece o sistemin kurallarını kullanarak ispatlayamazsınız." Örneğin bir adam sana geliyor ve "Ben asla yalan söylemem" diyor (erkekler her zaman yalan söyler mal erkekler). Bu adama inanmak için onun sözünden başka bir kanıta (belki bir şahide, belki bir kamera kaydına) ihtiyacın var. Matematik de böyle işte. Matematiğin kendi kendine "Ben sağlamım, bana güvenin" demesi yetmiyor. Bunu kanıtlamak için matematiğin dışına çıkman, daha üst bir sisteme geçmen lazım. Ama o üst sistemin sağlamlığını kanıtlamak için daha da üste... Sonsuz bir döngü. Hoppaaa… Peki, bu ne anlama geliyor? Kepenkleri falan mı kapatalım? Mühendisler fizikçilerin emrettiği şeyleri yapmayı mı bıraksın? Biz marketten para üstü almayı bırakalım mı? Hayır. Gödel matematiğin işe yaramaz olduğunu söylemedi; sadece **sınırları olduğunu**söyledi. Evrenin bütün sırlarını tek bir kitaba, tek bir formüle sığdıramazsın dedi. Belki de bizi yapay zekadan ve hesap makinelerinden ayıran şey budur. Biz "Gödel Cümlesi"ne baktığımızda onun doğru olduğunu sezgilerimizle anlıyoruz ama sistem (matematik) bunu ispatlayamıyor. O her şeyi açıklayan, aşkın formülünü bile veren "Mükemmel Teori" maalesef yok. Ama en azından artık neyi bilemeyeceğimizi biliyoruz. Hiç yoktan iyidir.

Baran Bozkurt2 ay önce

Mekanik

Fizikte Ritmi Yakalamak: Basit Harmonik Hareket Nedir?

# Basit Harmonik Hareket: Fiziksel Temelleri ve Matematiksel Temsili Doğadaki pek çok fiziksel sistem, bir denge noktasının etrafında geriye ve ileriye periyodik olarak salınan davranışlar sergiler. Böyle bir düzenli salınımın en basit modeli, basit harmonik hareket (BHH) olarak adlandırılır. Bu model, ideal koşullar altında sürtünme ve enerji kaybı gibi etkileri ihmal ederek, titreşim ve dalga hareketlerinin temel mekanik davranışlarını açıklar. BHH, sadece mekanik sistemler için değil; elektrik devreleri, moleküler titreşimler ve daha birçok alanda da geçerli soyut bir modeldir. # Kuvvet ve Hareket Arasındaki Bağlantı Basit harmonik hareketi tanımlayan temel özellik, sistem üzerinde uygulanan geri çağırıcı kuvvetin cismin denge noktasından uzaklaşmasıyla doğrusal olarak artmasıdır. Bu kuvvet, cismin konumuna ters yönde etki eder ve dengeye doğru çeker. Bu davranış matematiksel olarak: $\vec{F} = -k \vec{x}$ şeklinde tanımlanır; burada sabit bir katsayıdır ve “yay sabiti” olarak adlandırılır. Bu ifade Hooke yasası ile doğrudan ilişkilidir ve sistemin lineer elastik bir tepki verdiğini gösterir. Förmülün nerden geldiğini değinlim. yayların doğası gereği hep dengede kalmak ister. sıkışmak veyahut uzamak istemez. örneğin elinizde bir yay var ve biracık çekip uzattınız yani x değerini arttırdınız. yayı strese soktunuz kısacası. yay bu strese gelemez bu nedenle eski haline dönmek için sizin uyguladığınız tarafın tam tersi yönüne geri kuvvet uygular. Yayın size uyguladığı kuvveti F olarak gösteririz. tüm bunları uyguladığımızda karşımıza $\vec{F} = -k \vec{x}$ förmülü çıkar. Newton’un ikinci yasasını kullandığımızda, bu kuvvetin cismin ivmesi ile bağlantısı aşağıdaki gibi olur: $m \frac{d^2 x}{dt^2} = -k x$Bu, cismin salınım davranışını belirleyen bir diferansiyel denklemdir. Bu denklemin nereden geldiğine de değinelim; İlk başta karmaşık görünen bu diferansiyel denklemi anlamamız için sadece iki formül bilmemiz yeterli. [1)](http://1.si)$F = m a$ [2.si](http://2.si) ise yukarıda konuştuğumuz:$F = -k x$Bildiğiniz üzere x’i konum olarak alıp bu x’in zamana bağlı türevini alırsak karşımıza:$\frac{dx}{dt}$çıkar. $\frac{dx}{dt}$bize hızı ifade eder. Fizikçiler havalı gözükmek için v yerine$\frac{dx}{dt}$yazabilir. Hızın, yani $\frac{dx}{dt}$’nin tekrar türevini alırsak karşımıza:$\frac{d^2 x}{dt^2}$çıkar ve ivmeyi ifade eder. Formülde gördüğünüz o korkutucu ifade aslında ivmedir. Şimdi F = m.a demiştik, ayrıca F = -k.x demiştik. F = m.a formülünde F yerine -k.x yazalım: $-kx = m a$ a, yani ivme yerine de$ \frac{d^2 x}{dt^2} $yazalım. Tatataaatam, karşımıza o korkunç gözüken formül çıktı: $m \frac{d^2 x}{dt^2} = -k x$ # Matematiksel Çözüm ve Harmonik Fonksiyonlar ### Bu ikinci dereceden diferansiyel denklemin çözümü, genellikle trigonometrik fonksiyonlar kullanılarak ifade edilir. Pozisyonun zamanla değişimi: $x(t) = A \cos!\bigl(\omega t + \varphi\bigr)$ şeklinde yazılır. Burada, *A: salınımın maksimum uzaklığı (amplitüd),* *ω: açısal frekans,* *φ: başlangıç faz açısıdır.* Açısal frekans, sistemin dinamik özelliklerini belirleyen bir parametredir: $\omega = \sqrt{\frac{k}{m}}$ Bu ifade, kütle ile yay sabiti arasındaki ilişkiyi nicelendirir: sistemin sertliği arttıkça salınım daha hızlı olur; kütle arttıkça salınım daha yavaş olur. # Periyot ve Frekans Kavramları Bir sistemin bir tam salınımını tamamlaması için geçen süre periyot (T) olarak tanımlanır. Açısal frekans ile periyot arasında: $T = \frac{2\pi}{\omega}$bağıntısı bulunur. Ayrıca frekans (f) periyodun tersidir: $f = \frac{1}{T}$Bu iki nicelik, sistemin zaman ölçeğinde nasıl davrandığını açıklar ve özellikle salınımın hızını karşılaştırmak için kullanılır. # Hız ve İvme İfadeleri Daha ileri bir matematiksel yaklaşımla, konumun türevini alarak cismin hız ve ivme fonksiyonları bulunabilir: $v(t) = -A \omega \sin(\omega t + \varphi)$ $a(t) = -\omega^2 A \cos(\omega t + \varphi)$ Bu ifadeler BHH’nin karakteristik özelliğini gösterir: ivme her zaman denge noktasına doğru ve konumla ters işaretlidir. Bu nedenle sistem sürekli olarak dengeye dönmeye çalışır. # Enerji Yaklaşımı Basit harmonik hareket, enerji dönüşümleri üzerinden de yorumlanabilir. Potansiyel enerji salınımın maksimum uzaklığında en yüksektir ve kinetik enerji denge noktasında maksimumdur. İdeal koşullarda sürtünme olmadığından, toplam mekanik enerji sabittir. $E = \frac{1}{2} k A^2$Bu, sistemin salınımının zamanla enerji kaybetmediğini, yalnızca potansiyel ve kinetik enerji arasında sürekli dönüşüm olduğunu gösterir. # Basit Harmonik Hareketin Uygulamaları ve Yaklaşımlar Basit harmonik hareket modeli gerçek hayatta tam ideal halleriyle görülmese de pek çok fiziksel olayı açıklamak için kullanılır: *●Yay ile bağlı bir kütlenin sürtünmesiz ortamda salınımı,* *●Küçük açıyla salınan bir sarkaç,* *●Moleküler titreşimler ve dalga hareketleri.* Ayrıca bu temel model, daha karmaşık salınım türlerinin Fourier analizi gibi yöntemlerle incelenmesinin altyapısını oluşturur. 1. *KAYNAKÇA* 2. *1. Encyclopaedia Britannica. (2024). Simple harmonic motion.* 3. *2.Georgia Institute of Technology. (t.y.). Simple harmonic motion.* 4. *Physics Book, School of Physics.* 5. *3.Cartwright, J. H. E. (2000). Simple harmonic motion examined.* 6. *The Mathematical Gazette, 84(500), 321–329.* 7. *4.Kumar, A., & Singh, R. (2019). Mathematical formulation of simple harmonic motion.* 8. *International Journal of Scientific Development and Research, 4(2), 312–316.* 9. *5.Anchordoqui, L. (t.y.). Oscillations and waves: Simple harmonic motion.* 10. *Lehman College, City University of New York.*

Ilgın2 ay önce

Kuantum Fiziği

Tanrı Zar Atar Mı?

Bazen alacağım önemli kararları okey salonundan çaldığım zarı atarak karar veriyorum. Çift sayı gelirse o kararı uyguluyorum, tek sayı gelirse o kararı uygulamıyorum. Zar atarak karar verme sürecimi kısaltıyorum. Peki eğer Tanrı varsa ve evreni oluştururken karar verme sürecini kısaltmak için zar atmış veya atıyor olabilir mi? Bu konuyu ele alırken saygıdeğer Einstein’ın düşüncelerinden bahsederek başlayacağız. Söz gelimi kendisi Tanrı’nın zar atmayacağını iddia etmiştir. Bilimsel bir yaklaşım sergilersek, Tanrı’nın zar atabileceğini kanıtlarsak saygıdeğer Einstein’ı yanlışlayabiliriz. Einstein'ı yanlışlayabilmek hoşuma gider. ### **EINSTEIN’IN TANRISI** Einstein’ın ailesi pek de dindar olmayan Aşkenaz Yahudileriydi. Anne ve babasının sekülerliğine rağmen genç yaşta Albert, Yahudiliği büyük bir tutkuyla benimsedi ve ona emredilen görevleri yerine getiren dindar bir Yahudi oldu. Yahudi geleneğine göre her hafta yoksul ve bilgili bir kişi yemeğe çağrılırdı. Einstein ailesi de genç yaştaki Einstein’ın fikirlerinin olgunlaşmasında büyük emeği geçen tıp öğrencisi Max Talmud’u davet ederdi. Max Talmud genel olarak Einstein’ın öğretmeni olarak bilinir ama kendisi son derece başarılı bir doktordur. Talmud, genç yaştaki Einstein’ı doğa bilimleri ile tanıştırdı; metafiziğin tamamen reddedilmesi gerektiğini savunan Avusturyalı fizikçi Ernst Mach’ın “görmek inanmaktır” felsefesini benimsetti. Ancak Einstein’ın bu entelektüel yolculuğunda, genç yaşta benimsediği kutsal metinler ile bilim arasındaki çatışma şlap diye acımasızca yüzüne vurdu. Ergen Einstein’ımız ise isyan etti ve dogmatik dinlere karşı büyük bir nefret geliştirdi. Genç yaşta acımasızca karşılaştığı ampirist felsefe ona ileride çok fayda sağlayacaktı. Sene 1905’e gelindiğinde KPSS’den güzel bir puan alarak İsviçre Patent Ofisine atandı ve çalışmaya başladı. Her memur gibi o da kaytarmayı sevdiğinden, “Bari kaytarıyorsak faydalı bir iş için kaytaralım” mantalitesi ile genç yaşta tanıştığı Mach’ın mutlak uzay ve zamanı reddetmesi üzerine düşünmeye başladı. Bu kaytarma, ileride büyük yankı uyandıracak olan özel görelilik teorisinin temelini attı. Ama memurluktan emekli olduktan sonra, her ne kadar ünlenmesine yardımcı olan bu düşüncenin temelini atan Mach’ın dogmatik, asi ampirizmini reddetmeye başladı. Hatta bir keresinde “Mach, mekanikte ne kadar iyiyse felsefede o kadar ucubedir” dedi. Tamam, “ucube” kısmını ben uydurdum ama anladınız işte siz. Zamanla Einstein çok daha rasyonel bir bakış açısı geliştirdi. Yani ona göre bilimsel teoriler işe yarayan ıvır zıvırlar değil; gerçekten var olan evrenin araçlarıdır. Kısacası Einstein, insan aklının bu araçları bir ölçüde anlayabildiğini savundu. Eh yani pek de haksız sayılmaz. Bu savunmayı “dindar bir duyguya” benzetirdi ama din anlamında değil; dine duyulan saygı gibi evrene duyduğu saygı ve hayranlık duygusu gibi. Anlayacağınız üzere Einstein’ın Tanrısı dini değil, felsefiydi. Yaşlı Einstein’a yıllar sonra Tanrı’ya inanıp inanmadığı sorulduğunda: > “Ben Spinoza’nın Tanrısı’na inanıyorum; O, var olan her şeyin yasal uyumunda kendini gösterir ancak insanlığın kaderi ve işleriyle ilgilenen bir Tanrı’ya inanmıyorum.” dedi. İlginç. Bu cevabı biraz inceleyelim. Spinoza’ya göre Tanrı eşittir doğadır. Yani Tanrı bir kişi değildir; dualarımıza karşılık vermez ya da mucize falan yapmaz. Tanrı evreni yaratmamıştır; evren zaten Tanrı’dır. İnsanlar, gezegenler, galaksiler, kolalı jelibonlar aslında hepsi Tanrı’nın kendisidir. Einstein’ın Spinoza’nın Tanrısı’na inandığını söylemesi ile şunu anlarız: Einstein evrene büyük bir saygı duyuyordu. Kısacası bu sözü ile — Amsterdam’daki Yahudi cemiyetinden aforoz edilse bile — Einstein şunu da söylemek istiyor: Evrenin akılla anlaşılabilir olduğuna güvenmek, dindarlığa yakın bir şey. Einstein evrenin akılla anlaşılabilir olduğuna inanıyordu. Kuantum fiziği ise evrenin akılla anlaşılamayacak kadar karmaşık ve olasılığa dayalı bir yapıda olduğunu söylüyordu. Bu nedenle Einstein kuantum fiziğine hep biraz ön yargılıydı. Ona göre evren düzenli ve anlaşılabilirdi. Ama kuantum fiziği tam tersini söylüyordu. Einstein’ın o meşhur sözüne tekrar değinelim: **“Tanrı zar atmaz.”** Einstein burada dini bir Tanrı’dan bahsetmemiştir. Spinoza’nın Tanrısı olan evrenden bahsetmiştir. Evrenin zar atmayacağını, çünkü evrenin gayet düzenli bir yapıda olduğunu söylemek istemiştir. Ama Einstein efendi yanılıyordu. Tanrı bal gibide zar atar. Hatta bazen hile yapıp zarı bile tutar. ### **TANRI NASIL ZAR ATAR?** Aslında bu yazıda Tanrı’nın nasıl zar attığına değinmek planımda yoktu. Bunu başka bir yazıda detaylı ele almak istiyordum ama madem bu kadar Tanrı’nın zar attığını iddia ettik, nasıl attığına değinmemek yazıyı yarım bırakmak olurdu. Ucundan değinelim. Kuantum dünyası temelde belirsiz ve olasılık tabanlıdır. Niels Bohr şöyle demiştir: > **“Kuantum dünyası diye somut bir şey yok; sadece onu tanımlamak için yaptığımız model var.”** Yani adamcağız diyor ki: Örneğin dalga fonksiyonu gerçek bir şey olmak zorunda değil; sadece ölçümlerimizi hesaplamaya yarayan bir araçtır. Kuantumun kurucularından Bohr, fiziğin aslında doğanın gerçekten ne olduğu değil; doğa hakkında ne söyleyebileceğimizi incelediğini söyler. Yani bilemiyorum, Bohr kendi içinde fiziğin tanımını yapmış ama günümüzde bu tanımın pek doğru olduğunu söylemek doğru değil. Einstein evrenin gayet anlaşılabilir olduğunu savunuyordu. Bohr ve diğerleri ise “Hayır kardeşim, in mikro boyuta gör ananın ebesini” mantalitesi ile Einstein’a karşı çıktılar. Mikro evren ile makro evren birbiriyle iç içedir. Amiyane tabirle atom altı parçacıkların rastlantısal hareketleri, atomun kararlılığını ve davranışını etkiler ve sonuç olarak makro evrendeki projeksiyonlarda olasılıklar ortaya çıkar. Tüm parametrelere sahip olsan bile %100 bilemeyeceğin olasılıklar… Evet, hava durumunu tahmin edebilirsin; yumurtanın kaç dakikada kayısı kıvamına geldiğini tahmin edebilirsin; 100 metre yükseklikten bir top serbest düşüşe geçtiğinde 50. metredeki hızını hesaplayabilirsin. Ancak karmaşık ve çok daha uzun vadede oluşacak olaylarda, denklemdeki tüm parametreleri bilsen bile kuantum fiziğine göre %100 kesinlikte tahminde bulunamazsın. Çünkü o sistemde bazı parçacıkların mikro rastgele hareketleri yüzünden küçük sapmalar oluşacak ve 1–2 saniye sonrasını kesin öngörebildiğin bu denklemle, 1–2 milyar yıllık süreci çok daha düşük kesinlikle tahmin edebilir hale geleceksin. Süre arttıkça sapma artacak. Kuantum dolanıklılık, belirsizlik ilkesi eğer parçacık fiziğinde modasını yitirir; parçacıkların konumu, hızı vb. farklı parametrelerin aynı anda tespit edilebileceği formüller, teknik ve teknoloji gelişir ve yepyeni bir teori ileri sürülürse bilim tekrar determinist bakış açısına döner. Ancak böyle bir vakte kadar bilinmezlik/tesadüf bilimsel açıdan en sağlam argüman olmaya devam edecektir. (Belki de sonsuza dek bu durum Einstein’ın canını çok sıkmış olsa da.)

Baran Bozkurt2 ay önce

Haftanın Sorusu

Bilim Tarihi

TAŞIN İÇİNDEKİ ANATOMİ ''DAVUD HEYKELİ''

Rönesans’ta Bilimsel Düşüncenin Yükselişi Rönesans dönemi, Orta Çağ’ın skolastik bilgi anlayışından kopuşu ve doğrudan gözleme dayalı bilginin yükselişini temsil eder. 15. ve 16. yüzyıllarda anatomi, astronomi ve mekanik gibi alanlarda yapılan çalışmalar, insanın doğayı anlama biçimini köklü şekilde değiştirmiştir. Andreas Vesalius’un anatomi çalışmaları, Leonardo da Vinci’nin insan bedeni eskizleri ve Michelangelo’nun heykelleri, bu dönüşümün farklı alanlardaki yansımalarıdır. Davud, bu bilimsel zihniyetin sanatsal bir ürünü olarak okunabilir. Anatominin Deneysel Bir Bilim Hâline Gelişi Antik Yunan’da Hipokrat ve Galen ile temelleri atılan anatomi bilgisi, Orta Çağ boyunca büyük ölçüde teorik metinlere dayalı kalmıştır. Rönesans’ta ise kadavra diseksiyonlarıyla birlikte anatomi deneysel bir bilim niteliği kazanmıştır. Michelangelo, gençliğinde kadavralar üzerinde çalışarak kas, kemik ve damar sistemini doğrudan gözlemlemiştir. Davud heykelinde kasların ne tamamen gevşek ne de tam kasılı olması, hareketin hemen öncesindeki fizyolojik gerilimi doğru biçimde yansıtır. İnsan Bedeni: Organik ve Mekanik Bir Sistem ![Leonardo da Vinci anatomik eskiz](https://yqokiiobwqkuznemzmvq.supabase.co/storage/v1/object/public/article-images/7f8b9ac1-5b22-4117-bd8e-18c92826633f/1767616405765.blob)Bilim tarihinde Rönesans, insan bedeninin yalnızca ruhun taşıyıcısı değil, kendi içinde işleyen bir sistem olarak kavranmaya başlandığı bir dönemdir. Davud’un kontrapost duruşu, ağırlık dağılımı ve kas-iskelet dengesi, bedenin statik değil dinamik bir yapı olarak anlaşıldığını gösterir. Sağ bacağın yük taşıması ve sol bacağın serbest kalması, biyomekanik açıdan tutarlı bir duruş sunar. Ölçü, Oran ve Optik Bilgi Heykelde baş ve ellerin bilinçli olarak orantısız biçimde büyük yapılması, estetikten ziyade optik ve geometrik bilgiye dayalı bilimsel bir tercihtir. Heykelin yüksek bir noktadan görüleceği hesaba katılarak yapılan bu oranlama, Rönesans sanatçılarının matematik ve perspektif bilgilerini sanata uyguladıklarını gösterir. Böylece Davud, görsel algı ile fiziksel gerçeklik arasındaki ilişkinin üç boyutlu bir örneği hâline gelir. Zihnin Bedendeki İzleri: Erken Psikolojik Gözlem ![Karar anının bedensel ifadesi](https://yqokiiobwqkuznemzmvq.supabase.co/storage/v1/object/public/article-images/7f8b9ac1-5b22-4117-bd8e-18c92826633f/1767618727867.blob)Modern psikoloji bilimi henüz ortaya çıkmamış olsa da, Rönesans düşüncesi zihinsel durumların bedensel belirtilerle okunabileceğini varsaymıştır. Davud’un yüz ifadesindeki kararlılık, kaşlardaki gerginlik ve dudakların sıkılığı, zihinsel odaklanmanın bedensel yansımalarıdır. Ellerde bulunan belirgin bulunan tendonlar yalnızca anatomik bir ayrıntı değil zihinsel bir sürecin, karar anının bedende aldığı bir biçim olarak okunabilir. Bu yaklaşım, bilim tarihinde zihnin bedenden ayrı değil, onunla bütünleşik bir yapı olarak ele alınmaya başlandığını gösterir. Michelangelo’nun Davud heykeli, sanat ile bilimin henüz birbirinden kopmadığı bir çağın sessiz ama güçlü tanığıdır. Bu heykelde anatomi, oran, hareket ve zihinsel durum bir arada düşünülür. Davud, yalnızca doğru çizilmiş bir beden değildir; düşünen, karar veren ve harekete geçmek üzere olan bir insandır. Bilim tarihi açısından bakıldığında eser, doğayı anlamaya çalışan insanın, gözlem ve sezgiyi birleştirerek ulaştığı idealin mermerdeki ifadesi olarak okunabilir

Gül 2 ay önce

Termodinamik

Entropi Nedir? Evrenin Sonu Nasıl Gelecek?

Sarısı patlamış sahanda yumurtanın sarısını neden eski haline döndüremeyiz? Kırılmış bir kalbi neden tek bir sözle onaramayız? Tüm bu soruların merkezinde o meşhur kavram yatıyor: **Entropi.** **Entropi Nedir?** Entropi, amiyane tabirle evrendeki her şeyin düzenden düzensizliğe doğru akmasıdır. Bu tanım biraz eksik ama şimdilik genel çerçeveyi kavramanız için yeterli. Evrendeki her şey; karmaşık, düzensiz ve "yayılmış" bir hale dönüşmek ister. Nedeni basit: Olasılık. Düzenli olmak enerji ve çaba ister. Odanı düşün; yüksek ihtimalle şu an dağınıktır. Enerji harcayıp odanı jilet gibi yapabilirsin. Ama sen prensip sahibi ve "önemli" bir kişi olduğundan, o değerli enerjini odayı toplamak için harcamazsın. İşte evren de tam olarak bu mantaliteyle çalışıyor. **Big Bang ve Düzen** Evrenin bu mantalitesini daha iyi anlamak için onun doğum anına, yani **Big Bang**'e (Büyük Patlama) gidelim. Bildiğiniz gibi yaklaşık 13.8 milyar yıl önce, nedeni pek bilinmeyen bir sebepten dolayı evren bir anda ortaya çıktı. Adına "Büyük Patlama" desek de, aslında orada klasik anlamda bir bomba patlaması falan olmadı. Olay, muazzam bir genişlemeydi. Detayları başka bir yazıda konuşuruz, biz konumuz olan entropiye dönelim. Büyük Patlama olduktan sonraki o akıl almaz kısalıktaki süre (10 üzeri eksi 43 saniye) boyunca "Planck Dönemi" yaşandı. Bu dönemi şöyle hayal edelim: Şu anki gözlemlenebilir evrendeki tüm galaksiler, gezegenler ve yıldızlar, bir toplu iğne başından bile küçük bir alana sıkışmıştı. O kadar yoğun, sıcak ve en önemlisi **düzenliydi** ki... Mükemmel bir "düşük entropi" durumu. Karmaşa yoktu, her şey derli topluydu. Ama evren, derli toplu kalmak için uğraşmak istemedi. Bu doyumsuz hızla genişledi. O minicik alana sığdırdığı maddeyi milyarlarca ışık yılı uzaklıklara saçtı. Bu saçılan maddeler zamanla büyüyüp adam oldular koca koca yıldızlara, galaksilere dönüştüler. Tıpkı ebeveynleri olan evren gibi onlar da tek bir yerde durmaya karşıydılar ve birbirlerinden gittikçe uzaklaştılar. **Peki Bu Gidiş Nereye? Isıl Ölüm** Evrenin ve onun çocuklarının düzene olan bu nefretleri nereye kadar sürecek? **Isıl Ölüm**'e kadar. Isıl ölüm; evrenin entropisinin maksimum seviyeye ulaşması demektir. Termodinamiğin ikinci yasası gereği entropi sürekli artmak zorundadır. Sonunda evren, mükemmel bir "termodinamik dengeye" erişecektir. Kafan karışmasın, "denge" iyi bir şey gibi tınlasa da burada durum vahim. Hemen bir makarna örneğiyle açıklayalım. Canın makarna çekti. Tencereye su, tuz, makarna ve yağ koydun. Ocağın altını açtın. Aslında yaptığın şey şu: Doğalgazdaki kimyasal enerjiyi ısıya çevirip tencereye aktarmak. Tencere ısınır, o ısıyı makarnaya verir ve makarna pişer. Bu transferin olabilmesi için ocağın tencereden daha sıcak olması gerekir. Yani bir **sıcaklık farkı** vardır. İşte evrenin ısıl ölümü, artık o tencereyi ısıtamayacağınız ana verilen addır. Çünkü evrenin her noktası, istisnasız bir şekilde **aynı sıcaklığa** erişmiştir. Enerjiyi bir yerden bir yere aktaracak, ısıtacak ya da soğutacak hiçbir potansiyel fark kalmamıştır. Sıcaklık farkı yoksa, enerji akışı yoktur. Enerji akışı yoksa, iş yoktur. İş yoksa, canlılık da yoktur. Siz de yoksunuz makarna da yok. Aşkda yok. Aşk yoksa yansın bu dünya. İnsan şunu düşünebilir: *"Yaw her yerde sıcaklık aynıysa, her şey eşit dağılmışsa bu 'düzenli' demek değil midir? Maksimum düzene ulaşmışız, sen ucube gibi neden buna maksimum düzensizlik diyorsun?"* Güzel soru ama cevap hayır. Termodinamik açıdan bu durum maksimum düzensizliktir. Bunu şöyle düşünün: Kütüphanedeki kitapların türlerine göre raflara dizilmesi "düzendir" (Düşük Entropi). Ancak bir bombanın patlayıp o kitapların sayfalarını kütüphanenin her santimetrekaresine eşit şekilde, homojen olarak dağıtması "düzensizliktir" (Yüksek Entropi). Isıl ölümde enerji o kadar eşit ve homojen yayılmıştır ki, artık onu kullanıp bir "yapı" oluşturmak imkansızdır. Evren kapalı bir sistem olduğundan, bu sona doğru kaçınılmaz bir şekilde sürüklenmektedir.

Baran Bozkurt2 ay önce

Parçacık Fiziği

Parçacık Fiziğine Giriş: Evrenin Perde Arkası

Şu an elinizin altındaki masaya hafifçe vurun. Sert, değil mi? Ya da, başınızı kaldırıp yanan lambaya bakın. Gözünüzü kamaştıran bir ışık… Hatta şu an bu satırları okurken, zihninizde dönüp duran düşünceler… İlk bakışta birbirlerinden ne kadar farklı görünseler de aslında hepsi tek ve muazzam bir sorunun cevabında buluşturulabilir; "Bu evren, en temelde, gerçekten neyden yapılmıştır?" İnsanlık olarak binlerce yıldır bu sorunun peşindeyiz. Çocuksu bir merakla başladığımız böl ve keşfet oyununda önce taşı toprağı, sonra molekülleri, ardından atomları keşfettik. 20. yüzyıla girdiğimizde, "bölünemez" dediğimiz atomun bile aslında bir güneş sistemi gibi merkezde bir çekirdek ve etrafında dönen elektronlardan oluştuğunu fark ettik. Ama hikâye biter mi orada hiç? Merakımız bizi o çekirdeğin de içine, proton ve nötronların kalbine indirdi. Parçacık Fiziği, tam olarak bu noktada devreye giren, maddenin kalbine yapılan yolculuğun disiplinidir.Sadece formüllerden ibaret bir bilim dalı değilde, varoluşumuzun yapıtaşlarını anlama çabasıdır. ## Maddenin Hamuru Fizikte "temel parçacık" dediğimizde, gündelik hayattaki "temel" kavramından biraz daha fazlasını kastederiz. Bunu devasa bir Lego seti gibi düşünelim. Elinizde bazı hazır birleştirilmiş parçalar (protonlar ve nötronlar) vardır bir de artık daha küçük parçaya ayrılamayan setin en küçük, en saf yapıtaşları vardır. Bizim aradığımız da o en küçük parçalardır. Bilim insanları atomun derinliklerine indiklerinde, kuantum dünyasının garip kurallarıyla karşılaştılar. Burada parçacıklar bildiğimiz minik bilyeler gibi davranmıyor; bazen dalga oluyorlar, bazen ise parçacık. "Spin" dediğimiz, onların karakterini belirleyen kuantum kimlikleri bile var. ![](https://yqokiiobwqkuznemzmvq.supabase.co/storage/v1/object/public/article-images/cd8341b2-228f-4981-ac3a-5a84c9adca5e/1767430982641.blob)Maddenin yani "bizi biz yapan şeyin" özünde Fermiyonlar dediğimiz bir aile oturur. Bu ailenin en meşhur iki üyesiyle tanışalım: Kuarklar ve Leptonlar. 1. Kuarklar: Proton ve nötronların içindeki "bölünemez" asıl çocuklardır. Altı farklı türü (veya tatlı tabiriyle "çeşnisi") vardır ama evreni inşa etmek için doğa genelde sadece ikisini kullanır: "Up" (yukarı) ve "Down" (aşağı) kuarklar. Diğerleri (tılsım, garip, üst ve alt kuarklar) sadece çok yüksek enerjili ortamlarda anlık olarak belirip kaybolurlar. Kuarkların en ilginç yanı asla yalnız gezmemeleridir. "Renk yükü" denilen bir özellikle birbirlerine o kadar sıkı tutunurlar ki, onları tek başına görmek neredeyse imkânsızdır. ![](https://yqokiiobwqkuznemzmvq.supabase.co/storage/v1/object/public/article-images/cd8341b2-228f-4981-ac3a-5a84c9adca5e/1767431015187.blob) 2. Leptonlar: Bu ailenin en ünlü üyesi, elektriğin ve kimyanın başrol oyuncusu Elektron’dur. Elektronlar, kuarkların aksine yalnızlığı sever, atom çekirdeğinin etrafında özgürce dolaşırlar. Bir de ailenin hayalet üyesi Nötrino vardır. Evrenin en utangaç parçacıklarıdır ve neredeyse kütlesizdirler, hiçbir şeye çarpmadan yıldızların içinden geçebilirler. ## Evrenin Görünmez İletişim Ağı Peki, bu parçacıklar nasıl bir arada duruyor? Neden hepsi dağılıp gitmiyor? Burada sahneye evrenin görünmez iletişimcileri olan Bozonlar çıkıyor. Evren dört temel kuvvetle çalışır ve bu kuvvetler bozonlar aracılığıyla taşınır. Bunu iki kişinin birbirine sürekli top atarak iletişim kurması gibi düşünebiliriz. 1. Güçlü Nükleer Kuvvet: Atomun çekirdeğini bir arada tutan evrenin en güçlü yapıştırıcısıdır. Taşıyıcısı Gluon’dur (İngilizce 'glue' yani yapıştırıcıdan gelir). Olmasaydı atom çekirdekleri anında dağılırdı. 2. Elektromanyetik Kuvvet: Işığı, elektriği, mıknatısları ve atomların birbirine tutunarak molekülleri oluşturmasını sağlayan kuvvettir. Taşıyıcısı, hepimizin bildiği ışık parçacığı Foton’dur. 3. Zayıf Nükleer Kuvvet: Güneşin parlamasını sağlayan nükleer füzyon süreçlerinden sorumludur. W ve Z bozonları bu işi üstlenir. 4. Kütleçekim: Hepimizin en iyi bildiği ama parçacık fiziği dünyasında en zor açıklanan kuvvet. Henüz taşıyıcı parçacığı (teorik olarak Graviton) bulunamadı. Ve tabii ki son yılların süperstarı, Higgs Bozonu. Higgs bozonunu anlamak için evreni görünmez ve yoğun bir kar tabakasıyla (Higgs alanı) kaplı düşünün. Bazı parçacıklar (foton gibi) bu karın üzerinden kayıp gider, yani kütlesizdir. Bazıları ise (elektron veya kuark gibi) kara batarak ilerler, zorlanır. Bu "zorlanma" aslında parçacığa kütlesini kazandıran şeydir. Higgs olmasaydı, parçacıklar ışık hızında savrulur ve yıldızlar, gezegenler ve hatta biz oluşamazdık. ![](https://yqokiiobwqkuznemzmvq.supabase.co/storage/v1/object/public/article-images/cd8341b2-228f-4981-ac3a-5a84c9adca5e/1767431064338.blob)\## Standart Model ve Ötesi Tüm bu parçacıkları ve kuvvetleri (kütleçekim hariç) bir araya getiren muazzam tabloya Standart Model diyoruz. Bu model insanlık tarihinin yazdığı en başarılı teorilerden biridir. Deneylerle defalarca sınandı ve her seferinde haklı çıktı. Ancak bilim insanları bu modelin her şeyin sonu olmadığını biliyor. Çünkü özünde eksik kıtalar olan bir harita gibi: 1. Kütleçekim: Einstein’ın teorisiyle kuantum dünyası hâlâ tam olarak anlaşamadı. 2. Karanlık Madde ve Enerji: Evrenin %95’ini oluşturduğunu bildiğimiz ama ne olduğunu asla göremediğimiz gizemli yapı, Standart Model’de bulunmaz. 3. Nötrinoların Kütlesi: Model onların kütlesiz olması gerektiğini söylüyor ama deneyler inatla "yok be abi, çok az da olsa kütleleri olmalı" diyor. Tam olarak bu yüzden, İsviçre-Fransa sınırında yerin metrelerce altında devasa bir makine çalışıyor; CERN (Büyük Hadron Çarpıştırıcısı). Burada protonları ışık hızına yakın hızlarda çarpıştırarak, evrenin doğduğu ilk anı, Büyük Patlamadan saniyeler sonrasını simüle ediyoruz. Amaç, Standart Model'in çatlaklarından sızan yeni fiziği, karanlık maddeyi veya belki de bambaşka boyutların izlerini yakalamak. ![Büyük Hadron Çarpıştırıcısı (LHC) ](https://yqokiiobwqkuznemzmvq.supabase.co/storage/v1/object/public/article-images/e70ae00e-0d14-4916-bdc4-116335b88bb6/1767186525064.blob)## Neden Umrumuzda Olmalı? ## Belki de aklınıza şu soru geliyor: "Tamam, kuarklar ve bozonlar havalı ama benim günlük hayatımda ne işime yarayacak veya yarıyor mu?" Cevap tahmin ettiğinizden daha yakın aslında. Bugün hastanelerde kanser teşhisi için kullanılan PET taramaları doğrudan anti-madde ve parçacık fiziği prensipleriyle çalışır. Kanser tedavisindeki radyoterapi cihazları aslında minyatür parçacık hızlandırıcılarıdır. Hatta şu an bu yazıyı okumanızı sağlayan World Wide Web (www), CERN'deki bilim insanlarının verileri daha hızlı paylaşmak için icat ettiği bir sistemdir. Ama işin teknolojik yanını bir kenara bırakırsak parçacık fiziği en saf haliyle insanın "bilme arzusudur." Gökyüzüne bakıp "Biz nereden geldik be usta?" diye soran o ilk atamızdan, yerin altında proton çarpıştıran modern fizikçiye kadar değişmeyen tek şey bu tutkudur. Aslında, masaya vurduğunuzda hissettiğiniz o sertlik, milyarlarca yıl yaşındaki atomların, görünmez kuvvetlerin ve kuantumun size garip bir yolla, "Merhabalar efenim." deme şeklidir.

Klaus 3 ay önce

Kuantum Fiziği

Klasik Fiziğe Vurulan İkinci Darbe: Fotoelektrik Olay

**Fotoelektrik olay**, "uygun" frekansa sahip ışığın bir metal yüzeyine çarptıktan sonra o metalden elektron koparması olayıdır. Peki, nedir bu "uygun" frekans meselesi? Neden her ışık bu işi beceremez? ## Hertz’in Can Sıkıntısı Yıl 1887. **Heinrich Rudolf Hertz**, laboratuvarında elektromanyetik dalgalar üzerine çalışırken muhtemelen canı biraz sıkılmıştı. Bir metalin üzerine yüksek frekanslı ultraviyole (UV) ışık gönderdiğinde ilginç bir şey fark etti: Işık tutulan metalde elektrik kıvılcımları daha kolay oluşuyordu. Metale dışarıdan bir elektrik vermemişti, sadece ışık tutmuştu ve metal bir şekilde elektrik yüklenmişti. Hertz bu durumu not etti ama üzerinde çok durmadı. İşte o an, modern fiziğin kurucu babalarından biri olma şansını belki de biraz elinin tersiyle itmiş oldu. ## Işık Bir Dalga Mıdır? Klasik fizikçiler —kimine göre ucubeler— ışığın sadece bir **su dalgası** gibi davrandığını düşünüyorlardı. Onların mantığına göre: Işığın parlaklığını (şiddetini) artırırsan, metalin üzerine binen enerji artar. Enerji artınca da metalden daha fazla ve daha hızlı elektron kopması gerekir. Ancak deneyler öyle demiyordu. Işığın parlaklığını ne kadar artırırsan artır, eğer ışığın rengi (frekansı) "uygun" değilse metalden tek bir elektron bile kopmuyordu. Klasik fizikçiler bu durumu bir türlü anlamlandıramadılar çünkü eşek gibi ışığın sadece dalga yapısında olduğunu düşünüyorlardı. ![](https://yqokiiobwqkuznemzmvq.supabase.co/storage/v1/object/public/article-images/cd8341b2-228f-4981-ac3a-5a84c9adca5e/1766624086263.blob)## Planck'ın Uydurduğu Einstein'ın Kurtardığı O Teori Kara cisim ışıması yazımızda bahsettiğimiz o meşhur "kel fizikçimiz" **Max Planck**, fiziğin tıkandığı bir noktada enerjinin paketler halinde (kuantize) olduğunu öne sürmüştü. Aslında Planck, bu "paket" olayını tamamen matematiksel bir kolaylık olsun diye, tabiri caizse "bir yerlerinden atarak" formüle etmişti. Kendi buluşunun ne kadar devrimsel olduğunun o bile farkında değildi. Şanslı adam ki, o dönemde İsviçre’de bir patent ofisinde memur olarak çalışan yakın dostu **Einstein**, bu "atmasyon" fikrin gerçekte evrenin en temel kuralı olduğunu kanıtladı. Einstein dedi ki: *" Bu ucube klasik fizikçiler ışığı dalga olarak varsayıyor ama ben değüşük bir adamım o yüzden ışığı parçacık olarak ele alayım. Her bir ışık parçasınada foton diyeyim. Hem zaten kel arkadaşım enerjinin paketler halinde olduğunu söylemişti"* Einstein bu varsayıma ulaşırken **Philipp Lenard**'ın 1902'deki deney verilerinden güç aldı. Lenard; kopan elektronların enerjisinin ışığın şiddetine (parlaklığına) değil, sadece **rengine (frekansına)** bağlı olduğunu kanıtlamıştı. Einstein, Planck’ın hipotezi ile Lenard'ın verilerini harmanladı. Artık elinde nur topu gibi bir model vardı: Işık, her biri $E_{foton} = h \cdot f$enerjisine sahip fotonlardan oluşuyordu. (Burada$h$Planck sabiti, $f$ise frekanstır). ## Fotoelektriğin Kilit Noktası: 1 Foton = 1 Elektron Fotoelektrik olayın en can alıcı noktası şudur: **Bir foton, yalnızca bir elektronla etkileşime girer.** Eğer fotonun enerjisi, elektronun metalden kurtulması için gereken "Eşik Enerjisi"nden küçükse, elektron o fotona dönüp bakmaz bile. Eğer enerji tam yetiyorsa ($E_{foton} \ge \Phi$), etkileşim gerçekleşir ve elektron kopar. Foton, tüm enerjisini bir kerede elektrona verir ve kendisi yok olur. Elektron, bu enerjinin bir kısmını metalden ayrılmak için kullanır. Geri kalan enerjiyle de metalden olabildiğince hızlı bir şekilde kaçar (Kinetik Enerji). ![](https://yqokiiobwqkuznemzmvq.supabase.co/storage/v1/object/public/article-images/cd8341b2-228f-4981-ac3a-5a84c9adca5e/1766621569646.blob)## Genel Denklem ve Matematiksel Gösterim Einstein’ın Nobel ödüllü o meşhur denklemini detaylıca inceleyelim: Genel Mantık: $\text{Gelen Fotonun Enerjisi} = \text{Elektronu Koparmak İçin Gereken Enerji} + \text{Elektronun Kinetik Enerjisi}$ Matematiksel olarak: $E_{foton} = \Phi + E_{k,max}$ Kel fizikçi Planck, enerjinin $E_{\text{foton}} = h \cdot f$ olduğunu bulmuştu. Einstein ise formülde frekans için "nu" ($\nu$) harfini kullanmayı tercih etmiştir. Nedenini kimse tam bilmez ama maksat gelenek yerini bulsun, biz de öyle yazalım:$h \cdot \nu = \Phi + E_{k,max}$ Buradan elektronun kaçma hızını (kinetik enerjisini) bulmak istersek: $E_{k,max} = h \cdot \nu - \Phi$ ## Velhasıl kelam Einstein bu buluşu yaptığında henüz genç bir memurdu ve bu çalışması ona yıllar sonra (1921) **Nobel Fizik Ödülü**'nü kazandırdı. Sanılanın aksine Einstein, Nobel'i İzafiyet Teorisi ile değil, bu "fotonlar elektronları koparır" dediği Fotoelektrik Olay ile almıştır. Artık biliyoruz ki: Işık hem bir dalga gibi davranır hem de Einstein’ın dediği gibi birer enerji (parçacık) gibi metalin tepesine iner. Eğer frekans uygunsa elektronlar kaçar, frekans yetersizse fotonlar metal üzerinden elektron kopartamaz.

Baran Bozkurt3 ay önce

Kuantum Fiziği

Kuantum'dan Kozmik Yapılara: Evrenin Anatomisi

Evreni anlamaya çalışmak, antik sembolizmdeki meşhur yılanı, kendi kuyruğunu yiyen Ouroboros'u anlamak gibidir. Bir yanda insan zihninin sınırlarını zorlayan devasa yapılar durur; Milyarlarca ışık yılına yayılan galaksi süper kümeleri, zamanın ve mekânın bükülüp düğümlendiği kara delikler ve evrenin kendisinin durdurulamaz ve görkemli genişlemesi. Diğer yanda ise gerçekliğin yoğunlaştığı neden sonuç ilişkilerinin bir zar atımına dönüştüğü ve "burada" ile "orada" kavramlarının anlamını yitirdiği atom altı dünya, kuantum alemi. Yüzyıllar boyunca fizikçiler bu iki alanı birbirine karşıt iki komşu krallık gibi yönettiler. Einstein'ın Genel Göreliliği yerçekiminin görkemli operasıydı; gezegenlerin yörüngelerini ve yıldızların çöküşünü yöneten, pürüzsüz, deterministik bir geometriydi. Kuantum Mekaniği ise atomların ve parçacıkların kaotik piyano bestesiydi, belirsiz, olasılıklı, biraz sarhoş ve kesinlikle aykırı. Ancak son yüzyılda öğrendiğimiz en sarsıcı en şiirsel ve belki de en komik gerçek şudur: Bu iki krallık aslında hiç ayrı değildi... Makroskobik evrenin devasa, ağır yapısı, geceleri gökyüzünde gördüğümüz yıldızlar, tenimizde hissettiğimiz zamanın akışı, galaksileri bir arada tutan, görünmez yapıştırıcı, özünde mikroskobik kuantum yasalarının devasa bir sinema perdesine yansıtılmış projeksiyonu gibidir. Büyük Patlama dediğimiz ilkel çığlık, aslında bir kuantum dalgalanmasının kozmik ölçeklere taşınmış yankısıdır. Kara delikler, sadece maddeyi yutan yerçekimi canavarları değil, aynı zamanda kuantum bilgisinin test edildiği, kozmosun en acımasız kütüphaneleridir. Ve zaman... o bizi yaşlandıran, anılarımızı biriktiren ve bizi yavaşça sona sürükleyen nehir, belki de sadece kuantum parçacıklarının birbirine "dolanmasının" yarattığı, kolektif bir illüzyondur. Hiçlik Aslında "Hiç" Değildir Evrenin başlangıcı denilince aklımıza hemen aksiyon filmlerindeki gişe garantili sahneler gelir, Zifiri karanlık bir odada pimi çekilmiş bir el bombası ve… GÜM! Her yer ışık, her yer aksiyon. Ama modern kozmoloji, yönetmen koltuğuna oturduğunda bize çok daha tuhaf, çok daha ince işlenmiş bir senaryo uzatır. Başlangıçta madde yoktu, zaman yoktu, uzay bile yoktu. Sadece, saf potansiyel vardı.. Kuantum alan teorisine göre "boşluk" ya da havalı adıyla "vakum", sandığımız gibi kiralık boş daire sessizliğinde değildir. Deney yapalım; Gözlerinizi kapatıp mutlak bir sessizlik hayal etmeye çalışın. Sessiz mi? Hayır... Kuantum dünyası buna sadece güler. O "boş" dediğimiz uzay, aslında fokur fokur kaynayan bir enerji çekirdeği gibidir. Sanal parçacıklar, sanki mesaisi biten işçiler gibi sürekli bir var olup bir yok olurlar. Bu kozmik karmaşa, meşhur Heisenberg Belirsizlik İlkesi’nin bir sonucudur. Evren, kulağımıza eğilip şöyle fısıldar: "Bak, yoktan enerji (yani kütle) yaratmana izin veririm ama bir şartım var, geri ödeyeceksin." Belkide evrenimiz, kozmik kredi kartı limitlerinin sonuna kadar zorlandığı, o borcun birazcık geciktiği, ilk andan doğmuştur. İlkel Nefes: Şişme (Enflasyon) Dönemi Evrenin doğum günü, günümüzden 13.8 milyar yıl önce, Kozmik Enflasyon adı verilen ve inanılmaz kısa süren bir olayla başladı. Ama "kısa" derken, banka sırasındaki bekleme süresinden bahsetmiyoruz. Bu olay, 10 üzeri -36 saniye gibi, bırakın hayal etmeyi, beynimizin algılamayı reddettiği bir sürede gerçekleşti. Enflasyon teorisi şöyle söyler; Evren, doğumundan hemen sonra bir çılgınlık yaptı ve ışıktan katbekat hızlı genişledi. Bir atom çekirdeği boyutundaki minicik bir bölge, göz kırpmanızdan trilyonlarca kat daha kısa sürede bir greyfurt büyüklüğüne (ve oradan da bugünkü haline) şişti. Peki bu "kozmik şişme" neden bu kadar önemli? Ne bu kardeşim? Normalde kuantum dünyasındaki o minik titremeler, o kararsız dalgalanmalar çok kısa ömürlüdür; bir belirir, bir kaybolurlar. Kozmik ölçekte esameleri okunmaz. Ama enflasyon sırasında uzay o kadar vahşi bir hızla genişledi ki, bu mikroskobik dalgalanmalar dondu ve devasa boyutlara gerildi. Bunu şöyle hayal edebiliriz; Elinizde sönük, buruşuk bir balon var. Üzerine tükenmez kalemle rastgele minik noktalar koydunuz (bunlar kuantum dalgalanmaları). Sonra ciğerlerinize kuvvet, balonu bir stadyum boyutuna şişirdiniz. O minik noktalar ne oldu? Artık devasa lekelere, dağlara ve vadilere dönüştü. Enflasyon, kuantum dünyasının belirsiz, titrek "hata"larını aldı ve onları bugünün galaksilerine, yıldızlarına ve nihayetinde bize dönüştürdü. Bugün gece gökyüzüne bakıp Samanyolu'nu izlediğinizde, aslında milyarlarca yıl önce uzay-zaman dokusuna kazınmış ve donmuş kuantum fosillerine bakıyorsunuz... Eğer kuantum fiziğinin "belirsiz" ve "titrek" yapısı olmasaydı, evren pürüzsüz, sıkıcı bir gaz bulutu olarak kalacaktı. Ne yıldızlar parlayacak ne de bu yazıyı okuyabilecektiktiniz. (Biliyorum üzücü) Güvercin Pisliğinden Nobel Ödülüne Bütün bu anlattıklarımız kulağa hoş geliyor ama kanıt nerede? Kanıt, evrenin her köşesine sinmiş soluk ışıltılarda gizli. Büyük Patlama'dan 380.000 yıl sonra çekilmiş, evrenin vesikalık fotoğrafı gibi bir şeydir bu. Ancak bu muazzam keşfin hikayesi laboratuvarların soğuk, kesif ortamında değil; bildiğiniz güvercin pislikleri arasında geçer. Yıl 1964. Arno Penzias ve Robert Wilson adında iki radyo astronomu, New Jersey'de devasa bir işitme cihazına benzeyen Holmdel Horn Anteni ile Samanyolu'nu dinlemeye çalışıyorlar. Amaçları galaksinin gaz haritasını çıkarmak. Ama kulaklıklarında inatçı, sinir bozucu, her yerden eşit gelen bir tıslama (statik gürültü) var. Penzias ve Wilson titiz adamlar. "kozmik bir mesajdır ya" demeden önce, dünyevi bütün saçmalıkları elemeleri gerekiyordu: Şehir Gürültüsü mü? Anteni New York'a çevirdiler. Hayır, değil. Askeri Radar mı? Yakındaki üsleri kontrol ettiler. Temiz. Biyolojik Sabotaj mı? Antenin içine baktıklarında suçluyu bulduklarını düşündürecek birşey ile karşılaştılar; Bir çift güvercin... Güvercinler antenin içine yuva yapmış ve cihazı, güvercin dışkısı ile sıvamışlardı... Penzias ve Wilson, evrenin sırrını çözmeden önce ellerine fırçayı alıp temizlemek ve güvercinleri (efsaneye göre biraz kaba kuvvetle) tahliye etmek zorunda kaldılar. Düşünün, Nobel'e giden yol, bazen gübre temizlemekten geçebiliyor. Temizlik bittiğinde, ses hâlâ oradaydı.. O ses, ne New York radyolarıydı ne de güvercinlerin hatıratı. O ses, evrenin çığlığıydı. Büyük Patlama'dan kalan ısının, evren genişledikçe soğuyup mikrodalga boyutuna inmiş yankısıydı. Bu sırada Princeton Üniversitesi'ndeki teorisyenler (Robert Dicke ve ekibi) harıl harıl böyle bir ışımayı aramak için cihaz tasarlıyordu. Penzias, Dicke'yi arayıp buldukları gürültüden bahsedince, Dicke telefonu kapatıp ekibine döndü ve, o tarihi cümleyi kurdu: "We've been scooped." Penzias ve Wilson, tamamen şans eseri ve biraz da güvercinlerle boğuşarak kozmolojinin Kutsal topraklarına adım basmışlardı. Bu temizlik işi onlara 1978 Nobel Fizik Ödülü'nü getirdi. Galaksileri Bir Arada Tutan Hayalet Şimdi biraz romantizmi bir kenara bırakalım. Gece şehirden uzaklaşıp gökyüzüne baktığınızda o sonsuz yıldızlar, bulutsular ve galaksiler karşısında büyüleniyorsunuz değil mi? Astrofizik, bu romantik manzaraya soğuk bir şamar atar: Gördüğünüz her şey; yıldızlar, gezegenler, çok sevdiğiniz kediniz, bu yazıyı okuduğunuz ekran ve bizzat siz, evrenin sadece %5'ini oluşturuyorsunuz. Geriye kalan %95 mi? O kısım tamamen karanlık ve gizemli. (%27 Karanlık Madde, %68 Karanlık Enerji). Bu durumu şöyle imgeleyebiliriz; Evinize giriyorsunuz ama eşyaların sadece %5'ini görebiliyorsunuz. Geri kalan %95 orada, biliyorsunuz çünkü sürekli görünmez bir koltuğa serçe parmağınızı çarpıp duruyorsunuz ama eşyaların kendisi yok... Evrende aynen bu şekilde, bir nevi hayaletli bir ev gibidir.. Huysuz İsviçreli ve Hızlı Dönen Galaksiler Bu garipliği ilk fark eden, 1930'larda huysuzluğuyla nam salmış İsviçreli astronom Fritz Zwicky oldu. Zwicky, Coma Galaksi Kümesi'ne baktı ve hesap makinesini yere fırlatacak bir şey gördü: Galaksiler o kadar hızlı dönüyordu ki, mevcut kütleçekimi onları tutmaya yetmemeliydi. 1970'lerde sahneye Vera Rubin çıktı. Galaksilerin sadece merkezinin değil, dış kollarının da merkezdekiler kadar hızlı döndüğünü kanıtladı. Newton fiziğine göre bu imkansızdı; dışardakilerin yavaşlaması gerekirdi. Burada, ünlü karanlık maddemiz işin içine girer; Bu madde bildiğimiz siyah boya gibi karanlık değildir; kelimenin tam anlamıyla hayalet Casper'dır ve ciddi bir sosyal fobisi vardır. Işıkla konuşmaz, ışığı yansıtmaz. Sadece kütleçekimiyle "Merhabaaa, n'aber? Çok ağırımdır ben. " diye bağırır. Peki bu yapıştırıcı nedir? Fizikçilerin elinde iki ana şüpheli var. Fizikçilerin uzun süre favorisi "WIMP"lerdi. İsmindeki ironiye gelince; İngilizce'de Wimp pısırık demektir, fakat açılımı şöyledir: Weakly Interacting Massive Particles (Zayıf Etkileşen Kütleli Parçacıklar). Bu teoriye göre doğadaki her parçacığın bir süper eşi vardır (Super simetri). Elektronun eşi "selektron", fotonun eşi "fotino" gibi (Evet, isim bulma konusunda çok kötüler). Bu eşlerden biri, mesela "nötralino", protondan 1000 kat daha ağır olabilir ve tam bir WIMP profilindedir. Bilim insanları bunları yakalamak için yerin kilometrelerce altına, kozmik ışınların giremediği madenlere devasa laboratuvarlar kurdular (XENON1T gibi). Tonlarca sıvı ksenon dolu tanklar mutlak sessizlikte bekliyor. Plan şu: Milyarlarca WIMP sürekli içimizden geçiyor. Belki yılda bir kez, sakar bir tanesi bir ksenon atomuna kafa atarak bir parıltı yaratır. Peki ya sonuç? Yıllardır tık yok. WIMP'ler ya çok utangaç ya da maalesef orada değiller. 2.Şüphelimiz, Axionlar. WIMP'lerden ses çıkmayınca gözler daha hafif, daha egzotik ve hikayesi çok daha komik bir adaya çevrildi: Axionlar. Bu parçacığın doğuş hikayesi, fiziğin "Güçlü CP Problemi" denen teorik bir lekesini temizlemek içindi. Atom çekirdeğindeki nötronların teoride biraz "yamuk" (bir tarafı pozitif, bir tarafı negatif) olması gerekirken, deneylerde sinir bozucu derecede düzgün çıkması fizikçilerin canını sıkıyordu. 1970'lerde Frank Wilczek bu sorunu çözen yeni bir parçacık öngördü. Peki ismi ne olacaktı? Wilczek ilhamı süpermarkette buldu... O dönemde raflarda Axion adlı bir çamaşır deterjanı vardı ve sloganı lekeleri söküp atar'dı. Wilczek, "Bu parçacık da, fizikteki lekeyi temizler," diyerek parçacığa deterjanın adını verdi. Diğer ünlü fizikçi Steven Weinberg ona "Higglet" demek istiyordu ama deterjan ismi olan kazandı. Bugün evrenin kütlesinin çoğunu oluşturmaya en büyük aday olan parçacığın adının bir bulaşık deterjanından gelmesi, bir garip. Nasıl Aranıyorlar? Axionlar tüyden bile trilyonlarca kat hafiftir. Onlar tek tek parçacık gibi değil de, evreni dolduran titrek bir okyanus gibi davranır. Bilim insanları onları bulmak için Haloskop denen cihazlar (ADMX) kullanır. Mantık şu şekilde: Güçlü bir manyetik alanın içinde aksiyonlar fotonlara (radyo dalgalarına) dönüşebilir. Bilim insanları radyoyu sürekli farklı frekanslara ayarlayarak, evrenin görünmez müzik sesini duymaya çalışıyor. Öze gelirsek evreni ya yerin altında, kafa atacak kekomsu parçacıklarda ya da deterjan isimli görünmez dalgalarda arıyoruz. Bilim, gerçekten de kurgudan daha tuhaf. Evrenin İskelesi: Karanlık Madde İster WIMP'ler olsun, ister Axionlar; evrenin baş mimarı kesinlikle karanlık maddedir. Büyük Patlama'dan hemen sonra, bizim bildiğimiz normal madde ortamdaki yoğun radyasyon yüzünden aşırı sıcak ve hiperaktifti. Yerinde duramıyordu. Bir araya gelip galaksileri oluşturamıyordu. Ama karanlık madde? Onun umrunda değildi. Işıkla etkileşime girmediği için radyasyon basıncına Bana mısın kardeşim? demedi ve erkenden topaklanmaya başladı. Karanlık madde evrenin iskelesini kurdu. Topaklar devasa kütleçekim kuyuları yarattı. Bizim hiperaktif normal madde de yoruldu ve tıpış tıpış bu kuyulara düştü, orada birikti ve ilk yıldızları ateşledi.Bunun aksinin olduğunu hayal edebilir miyiz? Var olan her şey tamamen çökerdi. Varlığımızı, bizi kütleçekimi şefkatiyle (ya da zorbalığıyla) bir araya getiren görünmez annemize borçluyuz. Ufkun Ötesinde: Kara Delikler ve Bilgi Krizi Evrenin en dramatik, en star-boy nesneleri kesinlikle kara deliklerdir. O kadar yoğundurlar ki, kaçış hızı ışık hızını aşar. Olay ufku dediğimiz geri dönüşü olmayan noktadan içeri giren hiçbir şey, ışık bile, bir daha dışarı çıkamaz(en azından şimdilik?). Einstein’a göre kara delikler keldir ('saçsızlık teoremi'); üzerlerinde geçmişe dair iz taşımazlar. Sadece kütleleri, yükleri ve dönüşleri vardır. 1974’te Stephen Hawking kuantum mekaniğini bu canavarlara uygulayınca fizik dünyasını şoka sokan bir şey buldu. Kara delikler bir baca gibi sızdırıyordu. Boş uzayda sürekli sanal parçacık çiftleri (biri madde, biri antimadde) oluşur ve hemen birbirlerini yok ederler. Kuantum vakumunun nefes alışverişidir bu. Ama bu olay tam kara deliğin sınırında olursa, ne olur? Çiftlerden biri (negatif enerjili olan) kara deliğe düşer, diğeri (pozitif olan) kaçar. Kaçan parçacık, dışarıdan bakana radyasyon gibi görünür. İçeri düşen negatif enerji ise kara deliğin kütlesinden çalar. Yani kara delikler diyette gibi yavaş yavaş buharlaşır ve sonunda tamamen yok olur, ve biz buna, Hawking Işıması deriz. Evrenin Hafızası Silinebilir Mi? Paradoks tam da burada başlar. Kuantum fiziğinin üzerine titrediği en kutsal yasa şöyledir: "Bilgi asla ve asla yok edilemez." Elinizdeki bir kitabı yakarsanız, teorik olarak dumanını, külünü ve fotonlarını toplayıp o kitabı kelime kelime geri getirebilirsiniz. Ama eğer elinizdeki FizikHub makalelerini bir kara deliğe atarsanız ve o kara delik Hawking ışımasıyla buharlaşıp geriye sadece rastgele radyasyon bırakırsa, makalelerdeki o kıymetli bilgi nereye gitmiştir? İşte bu soru, fizikçiler arasında (bir köşede Hawking, diğer köşede Susskind ve 't Hooft) adeta bir din savaşına dönüştü. Çünkü eğer bilgi yok oluyorsa bu, fizik yasaları çöküyor demektir. Bu krizi çözmek için ortaya atılan fikirler ise bilim kurguyu bile hayret ettirecek cinsten. Kimisi "Holografik İlke" dedi; yani 3 boyutlu evrenimiz aslında kara deliğin yüzeyindeki 2 boyutlu bir etiketin hologramı olabilir. Kimisi (AMPS) Firewall (Ateş Duvarı) dedi; "Bilgiyi kurtarmak istiyorsanız, olay ufkunda her şeyi yakan bir duvar olmalı. " dedi ve Einstein’ın kemiklerini sızlattı. Sicim teorisyenleri ise olaya dalıp Fuzzballs modelini öne sürdü; onlara göre kara delik diye bir boşluk yok, olay ufku, devasa bir sicim yumağından ibaret. Kara deliklerin bu hafıza sorunu canınızı sıktıysa eğer, durun daha bitmedi; bir de zaman problemimiz var. Zamanı geçmişten geleceğe akan bir nehir gibi hissederiz ama Newton ve Schrödinger’in o meşhur denklemlerine baktığınızda şok edici bir şey görürsünüz; Denklemlerde zamanın yönü YOKTUR. Filmi geriye sarsanız da fizik tıkır tıkır işler, peki, neden gerçek hayatta Zaman Oku hep ileriyi gösterir? Neden kırılan yumurta geri birleşmez? Cevap Entropi ve meşhur Ergen Odası örneğinde gizli. Odanın düzenli olması (çorapların çekmecede olması) çok düşük bir ihtimalken; dağınık olması (çorapların pencerede, yatakta, yerde olması) trilyonlarca ihtimaldir. Evren de tıpkı o ergen odası gibi istatistiksel bir zorunlulukla düzenli halden dağınık hale doğru kayar. Zamanın akışı dediğimiz şey aslında evrenin pasaklılaşma sürecinden başka bir şey değildir özünde. Hatta işi biraz daha ileri götürürsek; Einstein’ın göreliliği sağ olsun, Şimdi kavramının bile evrensel olmadığını biliyoruz. Uzaylı bir gözlemciye göre sizin şimdiniz, onun geçmişi olabilir. Bu bizi Blok Evren modeline götürür. Evren; geçmişin, şimdinin ve geleceğin aynı anda var olduğu, donmuş, devasa bir 4 boyutlu bloktur der bu teori. Tıpkı bir DVD filmi gibi, filmin başı da sonu da diskte kazılıdır. Biz sadece play tuşuna basıp sahneleri sırayla izleyen birer bilinç gibiyiz yani. Parmenides haklı olabilir miydi? Değişim bir illüzyon mudur? Peki zaman temelden yoksa biz bu akışı neden hissediyoruz? Belki de zaman, Page ve Wootters'ın dediği gibi Kuantum Dolanıklığından doğan bir perspektiftir. Evren statik bir DVD Blok olsa da biz, kodu okumaya başladığımızda ekranda akan bir hikaye görürüz. Yani zaman algımız evrenle oynadığımız kozmik bir video oyunu gibidir. Fizikçilerin nihai amacı ise kuantum dünyası ile pürüzsüz görelilik dünyasını nikâhlandıracak, bir nevi kutsal teoriyi, yani Her Şeyin Teorisini bulmaktır. Bir yanda evrenin en temel yapı taşlarının nokta değil de, titreşen minik keman telleri olduğunu söyleyen ve evreni 11 boyutlu devasa bir senfoniye benzeten Sicim Teorisi; diğer yanda uzayın pürüzsüz bir çarşaf değil, birbirine geçmiş ilmekler gibi uzay atomlarından oluştuğunu savunan İlmek Kuantum Kütleçekimi... İkisi de aynı gerçeğin peşinde. Richard Feynman, Los Alamos'ta gizli kasaları açarken kilitleri zorlamıyordu; sistemin açıklarını ve insanların tembelliğini kullanıyordu. Bugün biz de evrenin en büyük kasası olan gerçekliğin şifresini, kara delik paradokslarını ve kuantum boşluklarını kurcalayarak o kilidi maymuncukla açmaya çalışıyoruz. Carl Sagan’ın muhteşem sözüyle, belkide: "Bizler, evrenin kendini tanıması için bir yoluz." Yılan, kendi kuyruğunu ısırdı. Perde kapanır, ama şov, devam eder...

Klaus 3 ay önce

Modern Fizik

Sessiz Bir Varsayım: Yerçekimi

Yerçekimi Gerçekten Var mı, Yoksa Bize mi Öyle Geliyor? Ayağa kalk ve ayaklarına dikkat et. Yere bastığını hissediyorsun. Çoğumuz bu hissi hiç sorgulamayız; buna “ ağırlık ” der geçeriz. Çünkü Newton’dan beri yerçekimi zaten çözülmüş bir konuydu. Ama Einstein’ın sahaya girmesiyle işler biraz garipleşti. Einstein’ın derdi cevap değildi; aynı cevabın neden bu kadar doğal kabul edildiğiydi. Yıl 1905’i gösteriyordu. Albert Einstein, Özel Görelilik Teorisini yayımlamıştı. Yayınladığı teoride zaman ve mekânın sabit (mutlak) olmadığını, gözlemcinin hareketine bağlı olarak değişebileceğini öne sürmüştü. Bu düşüncenin de sınırlarını aşan dâhi adam , ardından 1907’de eşdeğerlilik ilkesini ortaya attı. Ona göre ayaklarımızdaki baskı, evrenin işleyişiyle ilgili büyük bir yanılgının ipucuydu. Çünkü düşündüğünde fark ediyordu ki: Bizi aşağı çeken gizli bir el yoktu; tam tersine, zemin bizi düşmekten alıkoyuyordu. Einstein bu farkındalığı şöyle anlatıyor: Hayatımın en mutlu düşüncesi, serbest düşen bir insanın kendi ağırlığını hissetmeyeceğini fark ettiğim andı. Bu cümle, eşdeğerlik ilkesinin yalnızca başlangıcı değil, aynı zamanda en sade özetidiydi. Düşmek mi Garipti, Yoksa Durmak mı? Bir paraşütçüyü düşünün. Uçaktan atladığında ilk birkaç saniye ne hisseder? Ağırlıksız olduğunu. Oysa yerde duran biri tam tersi olarak sürekli ayaklarında bir baskı hisseder. Sezgilerimiz ise bu durumu şöyle yorumlar: Düşen kişiye “tehlikede”, duran kişiye “güvende” der. İşte Einstein burada tam tersini düşünüyordu. Einstein doğal olanın düşmek olduğunu asıl olağan dışı olanın, düşmenin engellenememesi olduğunu savunuyordu. Yani şu anda hissettiğin ağırlık, yerçekiminin seni çekmesinden değil, Dünya’nın seni durdurmasından kaynaklandığını söylüyordu. Bu fikir ilk duyulduğunda kulağa yanlış gibi geliyor belkide ama fiziksel olarak düşündüğümüzde son derece olanaklı bir sonuç. Evrenin Kandırmacası: Asansör Deneyi Şimdi zihninde küçük bir oyun oynayalım. Penceresiz, kapalı bir odadasın. Elindeki topu bıraktığında yere düşüyor. Sence bu oda Dünya’da mı, yoksa uzayda sabit bir ivmeyle hızlanan bir uzay aracının içinde mi? İçeriden bakarak bunu anlamanın bir yolu var mı? hiçbir yolu yoktur. Top, her iki durumda da aynı şekilde davranır çünkü. Einstein’ın eşdeğerlik ilkesi de tam olarak bunu söyler zaten: Yerel ölçekte, yerçekimi ile sabit ivme ayırt edilemez. Evren, iki farklı sebep sunar ama sonuç aynıdır. Bu da bizi rahatsız eden bir gerçeğe götürür: Fizik her zaman “ hangisi ?” sorusuna cevap vermez. Bazen “ fark yok ” der bize. Einstein bu durumu son derece net bir şekilde ifade ediyor: “Yerçekimi ile ivmeli hareket arasında temel bir fark yoktur.” Ağır Olan Daha mı Hızlı Düşer? Bir kitapla bir anahtarı aynı anda yere bıraktığında hangisi önce düşer? Çoğu insan kitabın önce düşmesini bekler. Ama hava direncini ortadan kaldırdığımızda ikisi de aynı anda yere ulaşır. Bu durum yüzyıllardır biliniyor olsa da Einstein için sıradan bir bilgi değildi. O sınırları zorlamayı seven bi adamdı. Newton'a göre bu bir tesadüftü fakat Einstein içinse bir işaretti. Ona göre doğa, burada çok önemli bir şey söylüyordu bizlere: Yerçekimi, sandığımız gibi sıradan bir kuvvet olmayabilirdi. Yerçekimi Bir Kuvvet Değilse Neydi Peki? Einstein’ın cevabı her zamanki gibi beklenmedikti: Yerçekimi bir kuvvet değildir diyordu. Uzay ve zamanın bükülmesi olduğunu ve cisimlerin “çekilmez”; uzay-zamanda kendileri için en doğal yolu izlediğini söylüyordu. Bir cismin düşmesi, bir çukura doğru çekilmesi değil, eğilmiş bir yüzeyde yol alması gibiydi onun için. Einstein bu yaklaşımın sezgimize aykırı olduğunu kabul ediyordu elbette ve şunu söylemişti: Doğa, sezgilerimize uyma zorunluluğu taşımaz. Bu fikir, yalnızca teorik bir oyun değildi. GPS uydularının çalışmasından kara deliklerin anlaşılmasına kadar modern fiziğin pek çok alanı bu bakış açısına dayanıyordu. Sonuç olarak: Einstein Bizi Neye Zorladı? Eşdeğerlik ilkesi bize tek bir şey öğretmiyor; düşünme biçimimizi de değiştirmişti. Bize şunu söylüyordu: Hissettiklerimiz her zaman gerçeğin kendisi değildir. Bazen bir kuvvet var sanırız ama aslında sadece hareketimizin engellendiğini hissederiz. İşte Einstein’ın asıl başarısı, bu küçük farkı ciddiye alıp evrenin yapısını baştan sona yeniden düşünmesiydi. Belki de bu yüzden Einstein’ın fikirleri hâlâ tartışılıyor, okunuyor ve bizi rahatsız etmeye devam ediyor. Çünkü iyi fikirler rahatlatmaz aksine düşündürür. Beyin yakar. Kaynakça Albert Einstein, Relativity: The Special and the General Theory Albert Einstein, Ideas and Opinions Sean Carroll, Spacetime and Geometry Misner, Thorne, Wheeler, Gravitation

Ilgın3 ay önce

Astrofizik

Güneş Sistemindeki En İlginç Uydular

İlk olarak herkesin bildiği geceleri sokaklarda yürürken bize parlaklığı ile yol gösteren evet tahmin ettiğiniz gibi Dünyamızın uydusu:Ay Gökyüzünün Gümüş Madalyonu:Ay Belki de aklınızda şöyle bir soru var "Ay ilginç değil ki neden ay?" Ancak Ay, bildiğimizden çok daha inanılmaz. "Bir insan için küçük, insanlık için dev bir adım." Neil Armstrong'un aya ilk ayak bastığı an söylediği bu sözler belki de asırlar boyunca unutulmayacak. Biz insanlar, o an Ay'ın bütün sırlarını çözdüğümüzü sanmıştık.Ancak Ay hâlâ gizemlerle ve sürprizlerle dolu. Bu güzel gezegen, Dünyamız'ın tek ve yegâne uydusu olan Ay nasıl oluştu? Bilim insanları tarafından birkaç farklı oluşum teorisi ortaya atılmıştır.Ancak olma olasılığı en yüksek olan oluşum teorisi: Büyük Çarpışma Teorisidir. Günümüzden 4.5 milyar yıl kadar önce Mars boyutlarında Theia adında bir ön-gezegen, Dünya'ya çarparak gezegenimizden çok büyük parçalar kopararak uzaya dağıtmıştır. Kütle çekimi nedeniyle uzaya fırlayan parçalar birbiriyle bütünleşmiş ve bugün "Ay" adını verdiğimiz uydumuzu oluşturmuştur. Bilim insanlarının öne sürdüğü diğer alternatif teoriler şunlardır: Ay Dünya'dan ayrıldı. (Fisyon Teorisi) Ay, Güneş Sistemi'nin başka bir yerinde oluştu ve Dünya'nın yer çekimi tarafından yakalandı. (Yakalama Teorisi) Dünya ve Ay, protoplaneter diskten aynı anda oluştu. (Ortak Oluşum Teorisi) Enlerin Gezegeni:Jüpiter Güneş sistemindeki en büyük gezegendir. Çapı Dünya'nın çapının on bir katıdır. Güneş'in etrafında bir tur atması on iki yılı alır ve Güneş'e Dünya'nın olduğundan beş kat daha uzaktır. Kütleçekimi Dünya'nın kütleçekiminin 2,64 katı kadardır. Jüpiter'in yörüngesinde 79 bilinen uydu vardır. En büyük dört tanesi: lo, Europa, Ganymede ve Callisto'dur. 1610 yılında astronom Galileo Galilei tarafından keşfedildikleri için onun adına bu uydulara "Galilei Uyduları" denir. Jüpiter'in En Kızgın Uydusu:Lo Lo Jüpiter'e en yakın uydudur. Kelimenin tam anlamıyla lo volkanik bir dünyadır. Peki ya lo neden bu kadar aktiftir? Çünkü Jüpiter ve üç Galilei uydusunun kütleçekim güçleri arasında kalmıştır. Bu çekişme lo'nun şeklini bozar, bu da içerde sürtünmeye ve dolayısıyla da ısınmaya sebep olur, volkanik aktiviteleri tetikler. Buna gelgit ısısı denir. Ancak aklınıza Dünya'da gerçekleşen volkanik olayları getirmeyin çünkü lo'daki volkanik patlamalar Dünya'daki volkanik patlamalardan çok daha sert ve kuvvetlidir. Yüksekliği 70-280 km'ye kadar çıkabilir. Bu volkanlar kükürt ve kükürt dioksitten meydana gelir. Yapılan gözlemler sonucunda lav akıntılarına sıcaklıkların 1450-1750°C olduğu bulunmuştur. Devlerin Uydusu: Ganymede Ganymede, güneş sistemindeki en büyük uydudur; hatta Merkür gezegeninden bile büyüktür. Karanlık yüzeyi çıkıntılarla kaplıdır. Yüzeyin bazı yerlerinde beyaz lekeler görülür bunlar güneş sisteminin oluşum aşamasından kalan enkazın parçaları olan göktaşlarının uyduya çarpıp yerkabuğuna gömülerek açtıkları kraterlerden etrafa buz sıçratarak oluşturulmuştur. 7 Ocak 1610 tarihinde Galileo Galilei tarafından bulunmuş ve o dönemde tanımlanan 4 Galilei uydusu arasında gezegene yakınlık açısından üçüncü sırada bulunması nedeniyle Jüpiter'in 'III' numaralı uydusu olarak adlandırılmıştır. Bu açıklama bilimseldi şimdi de Ganymede'nin Yunan mitolojisindeki yerine bir göz atalım. Yunan mitolojisinde Ganymede Zeus'un sakisi idi. Bu isim ve diğer Galilei uydularının isimlerinin kullanılması uzun süre tercih edilmedi ve 20. yüzyılın ortalarına kadar da ortak kullanıma girmedi. Bunun yerine Roma rakamlarıyla "Jüpiter III" veya "Jüpiter'in üçüncü uydusu" olarak da anılır. Ve de bir erkek figürünün adını taşıyan tek Galilei uydusudur. Buzulların Altındaki Derin Okyanus:Europa Europa(veya Jüpiter II), Jüpiter'in yörüngesinde bulunan dört Galilei uydusunun en küçüğüdür. Ve güneş sisteminin en pürüzsüz yüzeyine sahip cisimdir.3100 km'lik bir ekvatoral çapa sahip olan Europa, Ay'dan biraz daha küçüktür(yaklaşık %90'ı kadardır.) Silikatlardan oluşur ve bir su-buz kabuğuna sahiptir. Olasıdır ki içinde demir-nikel bir çekirdek vardır ve dıştan çoğunlukla oksijenden oluşan ince bir atmosfer ile çevrilidir. NASA'nın açıklamasında: Europadan yayılan su buharının, olimpik boyutlu bir yüzme havuzunu dakikalar içinde dolduracak boyutta olduğu belirtilmekteydi. Bu açıklama heyecanlandırdı! Jüpiter'in Karanlık Bekçisi: Callisto Büyüklükte Jüpiter'in uyduları arasında ikincidir. Yüzeyi kraterlerle kaplıdır ve Güneş sisteminin en büyük krateri olan Valhalla krateri burada bulunur. Çapı 4000 km kadardır. Karanlık bir yüzeye sahip olmasının nedeni; Albedosu (bir gök cismin ışığı yansıtma miktarı) oldukça düşük olduğundandır. Peki Callisto neden ilginçtir? Voyager görüntüleri, Callisto'nun jeolojik süreçlerle yenilenmediğini ortaya koydu. İşte bu nedenle bazı bilim insanları Callisto'nun sadece sıkıcı bir uydu olduğunu düşünmüşlerdi. Ancak NASA'nın Galileo uzay aracı sayesinde Callisto'nun da diğer ilginç uydular gibi bir sırrı olduğu anlaşıldı; yüzeyinin altında tuzlu bir okyanus. Aradığımız yaşam formu, Callisto'nun karanlık yüzeyinde bir yerlerde olabilir. Soğuk ve parlak Bir Dünya: Enceladus Enceladus, 28 Ağustos 1789'da William Herschel tarafından keşfedilmitir. Yaşam olasılığı yüksek olduğu kabül ediliyor! Bu düşüncenin sebebi, Enceladus'ta keşfedilen amino asitlerdir. Peki Enceladus'ta amino asitlerin var olduğunu nereden biliyoruz? GAYZERLER. Bu gayzerler ilk olarak uydunun çekirdeğindeki maddeleri püskürten güçlü hidrotermal bacalardan yükseliyor. Suyla karışarak uzaya su buharı ve buz parçacıkları olarak fışkırıyor. 2005 yılında Cassini uzay aracı, buz parçalarının içinde bulunan moleküllerin azot ve oksijen taşıyan bileşikler içerdiği keşfedilmiştir. Halkalı Gezegenin En Büyük Uydusu: Titan Güneş Sistemimizdeki en çok uyduya sahip olan gezegendir. Satürn'ün tam olarak 82 uydusu vardır. Bu uydulardan insanlık için en önemli uydular: Enceladus ve Titan dır. Titan, Satürn'ün en büyük uydusudur. Titan uydusunun özellikleri: Fiziksel Özellikler: Oratalam yarıçapı 2.574,73 km, yüzey alanı 8,3 milyon km kare ve hacmi 7,16 milyar km küp tür. Atmosfer: çoğunlukla azottan oluşan kalın bir atmosfere sahiptir. Yüzey basıncı, Dünya'nınkinden yaklaşık %60 daha fazladır. Sıcaklık: Yüzey sıcaklığı -179°C'dir. Yörünge: Satürn etrafındaki bir turu 15 gün 22 saatte tamamlar. Yüzey: Kayalık bir yapıya sahiptir ve en üst tabakada buz tabakası ile kabuk katmanı arasında bir okyanus bulunduğu düşünülmektedir. Keşif: İlk olarak 25 Mart 1655 tarihinde Hollandalı gökbilimci Christiaan Huygens tarafından keşfedilmitir. Peki ya Titan uydusunun insanlık için önemi nedir? 1. Yaşam Potansiyeli: Titan, güneş sisteminde yoğun bir atmosfere sahip olan tek uydudur ve bu atmosfer, Dünya'nın ilk zamanlarındaki atmosfere benzemektedir. Ayrıca, yüzeyindeki metan ve etan gölleri yaşamın ilkel formları için uygun kimyasal ortamlar sunabilir. 2. Jeolojik Yapı: Titan'ın yüzeyindeki sıvı okyanuslar ve mevsimsel değişimler, Dünya'ya benzeyen bir jeolojik yapı sergilemektedir. Bu, uydunun evrendeki yaşamın kökenini anlamak için mükemmel bir laboratuvar olmasını sağlar. 3. Keşif Misyonları: NASA'nın Dragonfly misyonu, Titan'da mikrobiyal yaşanabilirliği ve peribiyotik kimyayı incelemek üzere planlanmıştır. Bu tür misyonlar, uydunun daha fazla sırrını açığa çıkarmaya ve uzayda yaşam arayışını ilerletmeye yardımcı olacaktır. Görüldüğü gibi Güneş Sistemimiz ilginç gökcisimlerini barındıran ucu bucağı görünmeyen bir okyanus ve hepsi keşfedilmeyi bekliyor. Bu yazıyla amacım Güneş Sistemimizin harikulade olduğunu göstermekti. Ve umarım başarmışımdır. Diğer yazı gelene kadar bilimle kalın! Araştırın! Öğrenin! KAYNAKLAR: https://news.uchicago.edu www.wikipedia.com https://gelecekbilimde.net https://solarsystem.nasa.gov/solar-system/our-solar-system/in-depth

Defne Yorğun3 ay önce

Astrofizik

Saatler Yalan Söyler: Evren Dev Bir Zaman Makinesidir

Zaman… cebimizde bozuk para gibi taşıdığımız ama nereye harcadığımızı asla tam bilemediğimiz görünmez sermayemiz. Duvara baksak akrep kovalar, telefona baksak dijital rakamlar akar. Hepsi ağız birliği etmişçesine aynı yalanı söyler: "Zaman tıkır tıkır, dümdüz akıyor." Ama evren o kadar basit değil. Seneca’nın dediği gibi: "Zamanı harcarken cimri, kaybederken cömertiz." Ancak Einstein sahneye çıktıktan sonra anladık ki, mesele sadece bizim cimriliğimiz değil; zamanın kendisi de sandığımız kadar düzgün bir adam değilmiş. Newton’un Düzenli Dünyası ve "Mutlak" Yanılgısı Eskiden, Newton fiziğinin borusunun öttüğü zamanlarda hayat basitti. Evrenin neresinde olursan ol, ister at sırtında dört nala git, ister divanda yat; zaman herkes için aynı hızda akardı. Newton’a göre zaman, evrenin şaşmaz metronomuydu. "Değişmeyen tek şey değişimdir," derler ama Newton için değişmeyen tek şey saatti. Yiğidi öldür ama hakkını ver; kahvenin soğumasını beklerken, otobüsü kaçırırken ya da şöyle güzel bir aşkı ne zaman yaşayacağım ya derken Newton fiziği hala tıkır tıkır çalışır. Günlük dertlerimizde kral odur. Ama iş ışık hızına, devasa yıldızlara ve evrenin o karanlık derinliklerine gelince… Olayın rengi değişir. Tam burada sahneye, saçları kadar fikirleri de karışık (ama bir o kadar parlak) olan Einstein girer ve masayı devirir. Einstein: Uzay ve Zamanın Evliliği Einstein’ın yaptığı en büyük çılgınlık, zamanı uzaydan ayırmak yerine, bir nikah memuru edasıyla bu ikisini evlendirmek oldu. Ortaya da "Uzay-Zaman" dediğimiz o garip kumaş çıktı. Bu yeni evrende kural şudur: Zaman, kime göre ve neye göre değişir. Einstein, "Şu an" dediğimiz kavramın evrensel bir gerçek değil, tamamen kişisel bir deneyim olduğunu yüzümüze çarptı. Biraz ürkütücü değil mi? Yani sahnenin arkasında duran o sessiz fon perdesi (zaman), artık oyunun başrolüne geçmişti. Hızlı gidenle yavaş gidenin, bir karadeliğin yanında duranla boşlukta süzülenin saati aynı işlemiyordu. Zaman, herkesin bileğindeki ortak bir kelepçe olmaktan çıkıp, kişiye özel bir tecrübeye dönüştü. Bu fikir ilk duyulduğunda insana "Hadi oradan," dedirtiyor. Çünkü biz, "Şimdi" dediğimiz anın, evrenin öbür ucundaki adam için de "Şimdi" olduğunu sanarak yaşarız. Oysa Einstein diyor ki: "Senin şimdinle, benim şimdim aynı olmayabilir." Ve işin en can alıcı kısmı; bu bir felsefi gevezelikten ibâret değil, defalarca kanıtlanmış bir gerçek. Koştukça Gençleşenler: Hız ve Kütle Görelilik teorisi kulağımıza şunu fısıldar: Bir cisim ne kadar hızlı giderse, zaman onun için o kadar yavaşlar. Biz bunu günlük hayatta fark etmeyiz çünkü arabalarımız, uçaklarımız evrensel hız limitine (ışık hızı) kıyasla kaplumbağa gibi kalıyor. Ama atom altı dünyada işler tamamen değişiyor. Işık hızına yakın hareket eden parçacıkların, normalde hemen ölmeleri gerekirken, sanki gençlik iksiri içmiş gibi daha uzun süre "yaşadıkları" laboratuvarlarda görüldü. Çünkü onların saati, bize göre tembel işliyor. Bilimkurgu filmlerindeki "Işık hızında gidip torununun torununu görme" muhabbeti tam da buradan besleniyor. Teoride mümkün, pratikte ise... şimdilik hayal gücümüze emanet. Einstein burada da durmadı, bir koz daha oynadı: Sadece hız değil, kütle de zamanı büker. Büyük kütleler (Güneş gibi, Karadelikler gibi) uzay-zaman kumaşını bir çarşaf gibi eğer. Bu eğrilik sadece gezegenlerin yörüngesini değil, zamanın akışını da belirler. Yerçekiminin güçlü olduğu yerde zaman, sanki yokuş yukarı çıkıyormuş gibi nefes nefese kalır ve yavaşlar. Kısacası, zaman dediğimiz şey düz bir çizgi değil; bazen lastik gibi uzayan, bazen bükülen, tamamen bize oynanan bir algı oyunudur. Zamanın iki yüzü var; iki yüzü de birbirine bakmıyor. Gökyüzü: Evren Dev Bir Zaman Makinesidir Tam bu noktada, o kağıt üzerindeki denklemlerden çıkıp kafamızı yukarı kaldırdığımızda Astrofizik devreye giriyor. Çünkü astrofizikçiler için zaman, sadece bir denklem değil, evreni anlamak için kullandıkları yegâne araçtır. Astrofiziğin bize öğrettiği en sarsıcı gerçek şudur: Gökyüzüne baktığınızda asla "şimdiyi" göremezsiniz. Işık, evrenin hız sınırıdır evet, ama ışınlanmaz; yol alır. Bu yüzden yıldızlara bakmak aslında bir nevi arkeolojidir. Güneş'e baktığında (ki bakma.) aslında onun 8 dakika önceki halini görüyorsun. Gece gökyüzünde sana göz kırpan o parlak yıldız(Electra...), belki de sen daha doğmadan binlerce yıl önce patlayıp yok oldu. Ama ışığı, yani "hayaleti" hala bize ulaşmaya çalışıyor. Biz evrenin canlı yayınını değil, sürekli geriden gelen tekrar yayınlarını izliyoruz... Karadelikler: Zaman'ın Katilleri Astrofiziğin en vahşi çocukları olan karadelikler ise Einstein’ın teorisinin gövde gösterisi yaptığı yerlerdir. Bir karadeliğin olay ufkunda yerçekimi o kadar vahşidir ki, zaman neredeyse durma noktasına gelir. Eğer sevmediğin bir arkadaşın karadeliğe düşüyor olsa ve sen de uzaktan onu çekirdeğinle izlesen, onun giderek hızlandığını görmezsin. Tam tersine; olay ufkuna yaklaştıkça hareketleri ağırlaşır, saati yavaşlar ve tam sınırda sanki bir fotoğraf karesi gibi donup kalır. O, kendi zamanında yok oluşa sürüklenirken, senin gözünde hak ettiğini bulup, sonsuzlukta asılı kalmış bir heykeldir artık. Astrofizik bize gösterir ki; evrenin bazı köşelerinde zaman, akmayı reddeder. Newton’un güvenli, tıkır tıkır işleyen saati sadece bizim küçük dünyamız, gündelik koşturmacalarımız için geçerli bir illüzyondur. Astrofizik penceresinden baktığımızda ise zaman; bükülen, esneyen, bazen donan ve evrenin dokusuna işlenmiş karmaşık bir bilmecedir. Belki de zamanın ne olduğunu tam olarak asla çözemeyeceğiz. Ama bu koca karanlıkta, milyarlarca yıl süren kozmik bir dansın ortasında, kısa bir anlığına da olsa gözlerimizi açıp bu muazzam karmaşayı izleyebilmek bile başlı başına bir mucize değil mi? Carl Sagan'ın o naif deyişiyle, hepimiz yıldız tozuyuz ve zaman, bu tozun evrende savrulurken bıraktığı izden başka bir şey değil. Saatinize baktığınızda sadece rakamları görmek yerine, hayatın zaman içerisinde bir an olduğunu, ve bâzen, kısacık bir anın, bütün zamana bedel olduğunu hatırlayın...

Klaus 3 ay önce

Astrofizik

Kara Deliğe Düşersek Ne Olur?

Malumunuz kara delikler yabancı olduğumuz bir konsept değil(her birimiz ufak einsteinlar olduğumuz için) ; bilim insanları da uzun zamandır bu fenomeni inceliyorlar, hatta yakın zamanda uzay teleskopları ile bir fotoğrafını bile yakalayabilecek seviyeye geldik(biz dediysek elin adamı yani). Kara delikler ise temelinde, maddenin ciddi derecede sıkıştırılmış hâle gelmesiyle oluşan yapılar. Kütle çekim kuvvetleri o kadar güçlü ki, bilinen en hızlı olgu olan ışık fotonları bile bu kuvvetten kurtulmayı başaramıyor. ![İlk kez fotoğrafı çekilen kara delik, Messier 87 galaksisinin merkezindeki süper kütleli kara delik olan M87’dir](https://yqokiiobwqkuznemzmvq.supabase.co/storage/v1/object/public/article-images/cd8341b2-228f-4981-ac3a-5a84c9adca5e/1766106624987.jpg) Uzayda bir cisim başka bir cisim tarafından kütle çekim kuvvetine maruz kalıyorsa, çarpışmadan kurtulmasının temeldeki nedeni merkezcil kuvvet ile birlikte bir hızının olmasıdır. Bu sayede gezegenimiz bodoslama güneşe doğru dümdüz çekilmeyip yörünge çizerek etrafında dolaşıyor. Kara deliklerdeki durumu açıklayabilmek için bir örnek verirsek: Bir uzay aracınız olduğunu varsayın, kara deliğe yaklaştıkça yörüngede durabilmek için gittikçe hızlanmanız gerekecektir. Eğer yeterli hızı sağlamazsanız, kara deliğin içerisine çekilirsiniz; bunu bir ağaç yaprağının girdap akıntısına kapılması gibi düşünebilirsiniz. Eğer yaprak yeterince hız kazanırsa girdaptan kurtulacaktır; aksi takdirde girdap merkezine doğru yol alır. İşte her kara deliğin de belirli bir olay ufku bulunuyor; fiziksel olarak belirlenemeyen bu sınır, artık ışığın bile bu alandan kaçamayacağı bir sınır bütünüdür. ![](https://yqokiiobwqkuznemzmvq.supabase.co/storage/v1/object/public/article-images/cd8341b2-228f-4981-ac3a-5a84c9adca5e/1766107011868.png)Olay ufkuna yaklaştıkça uzay gemimizde başlangıçta neredeyse hiçbir değişiklik fark edemiyoruz. Çevrede görülen fenomenler aynı şekilde görülmeye devam ederken, dışarıdan bizi gözlemleyenler bizde bir gecikme olduğunu fark etmeye başlıyorlar, çünkü bizden yayılan son ışık fotonları artık çok daha yavaşlar. İlerlemeye devam ettiğimizde ise girdap örneğimizdeki kaçamayacağımız noktayı geçmiş bulunuyoruz. Başımıza gelecek ilginç olaylar ise burada başlıyor. Artık olay ufkunun içerisindeyiz. Heyecanla olay ufkunun içerisine girdik ve çok mutluyuz; ilk kez biz bu deneyimi yaşadığımız için.(Belki kara delik içinde kızıl saçlı zeki bir kız bulma umudumuzda var)Arkamıza baktığımızda yaşananları olduğu gibi görebiliyor olacağız. Olay ufku dışarıdan bakıldığında herhangi bir ışığın geçişine izin vermezken, başka fotonları merkeze doğru çekmeye devam edecektir; bu sayede bize bilgi akışının gelmesi belirli bir süre boyunca devam edecek. Önümüzde ise ışığın dahi kurtulamadığı kocaman bir karanlık göreceğiz. Artık geri dönülemez noktayı geçtiğimiz için hızlanarak kara deliğin merkezine yaklaşıyoruz. Dışarıdan bizi izleyen bir gözlemci, soluklaşarak kara delik ile bütünleşmemize çoktan tanık oldu. Onlar için çoktan ölüsünüz; sevenleriniz arkanızdan ağıtlar yakmaya başladılar. Siz ise, kara deliğin boyutuna da bağlı olarak, muhtemelen merkeze çekilmeye devam ediyorsunuz. Bu aşamada vücudunuzu ve uzay geminizi birbirine bağlayan kuvvetler hâlâ kara deliğin çekim kuvvetinden yüksekse, bir bütün halinde durmaya devam edeceksiniz. Merkeze olan uzaklık azaldıkça artık kütle çekim kuvveti daha üstün hâle gelmeye başlayacak ve sizi bir şerit haline gelmeye zorlayacaktır. ![](https://yqokiiobwqkuznemzmvq.supabase.co/storage/v1/object/public/article-images/cd8341b2-228f-4981-ac3a-5a84c9adca5e/1766107138167.png)Bu noktada yaşanan olayın fizik literatüründeki adı **spagettifikasyon**dur. Kara deliğe yaklaştıkça, vücudunuzun ve uzay geminizin kara deliğe daha yakın olan kısmı, daha uzakta kalan kısmına kıyasla çok daha güçlü bir kütle çekim kuvvetine maruz kalır. Bu fark, **gelgit kuvvetleri** olarak adlandırılır. Gelgit kuvvetleri arttıkça, cismin ön kısmı merkeze doğru daha hızlı çekilirken arka kısmı görece geride kalır. Sonuç olarak cisim, önce uzar, sonra incelir ve nihayetinde adeta bir spagetti gibi uzun, ince bir şerit hâline gelir. Bu süreç yalnızca uzay gemisi için değil, içindeki yolcu için de geçerlidir. Kara deliğin kütlesi burada belirleyici bir rol oynar. Küçük kütleli kara deliklerde gelgit kuvvetleri olay ufkuna çok yakın bölgelerde bile son derece güçlüdür; bu durumda spagettifikasyon, olay ufkuna ulaşmadan önce gerçekleşir. Süper kütleli kara deliklerde ise olay ufku çok daha geniştir ve gelgit kuvvetleri görece daha zayıftır. Bu nedenle, teorik olarak, bir gözlemci olay ufkunu geçene kadar ciddi bir şey fark etmeyebilir. Ancak sonuç değişmez. Olay ufkunun içine girildikten sonra, uzay-zamanın geometrisi kaçınılmaz biçimde merkeze, yani **tekilliğe**, doğru yönelir. Bu aşamadan sonra “kaçış” kavramı fiziksel anlamını yitirir. Tüm yollar, tüm olası gelecekler, kara deliğin merkezinde son bulur.

Baran Bozkurt3 ay önce

Kuantum Fiziği

Kuantum Fiziğinin Başlangıcı: Kara Cisim Işıması

**Işıma Nedir?** Bildiğiniz üzere her cisim (mutlak sıfırın üzerinde olan her şey), sıcaklığından dolayı bir ışıma yapar. İlk önce ışıma nedir, ona değinelim. Işıma = radyasyondur efendim. Evet, halis muhlis radyasyon. Peki, ışıma dediğimiz radyasyon nasıl oluşur? Diyelim sevdiceğiniz ile buluşacaksınız. Süslendin püslendin falan filan ama karnında garip bir his var. Kelebekler uçuyormuş gibi. Kelebekler kıpır kıpır karnından dışarı çıkmak istiyor. Bu “hayali kelebekler” sadece kusma ile dışarı çıkabilirler. Kustun ve rahatladın; aynı zamanda kelebekler de dışarı çıktı. İşte sizin bu küçük heyecanınız ile ışıma arasında çok ortak nokta var. Sıcaklığı olan her maddenin atomları hareket halindedir. Titreşirler, yerlerinde durmazlar. Bir o yana bir bu yana zıplarlar. Ortaokulda öğrendiğiniz üzere bu atomların içinde yüklü parçacıklar (proton, elektron) vardır. Sizin karnınızdaki kelebekler gibi uçuşup ivmeli hareket yapan bu yüklü parçacıklar etrafa elektromanyetik dalga yayarlar. Yani cisim, sahip olduğu sıcaklık nedeni ile her saniye etrafa elektromanyetik dalgalar yayar. İşte buna biz ışıma diyoruz. Her madde ışıma yapar. Sevdiceğiniz de sadece sizin gözünüz de değil bilim nezlinde de ışıl ışıldır. İnsan vücüdüda etrafa elektromanyetik dalgalar yayar. daha çok kızılötesi ışıma yaparız. kızıl ötesi kamera ile sevdiceğinize bakarsanız kalp bölümünde yoğun bir kırmızılık görebilirsiniz. ![](https://yqokiiobwqkuznemzmvq.supabase.co/storage/v1/object/public/article-images/cd8341b2-228f-4981-ac3a-5a84c9adca5e/1766097609317.webp)$E=h \cdot f$ Meşhur $E = h \cdot f$ formülüne ufaktan değinelim. Bu formül abimiz bize der ki; frekans ($f$) artarsa senin enerjin ($E$) de artar. Frekans arttıkça ışımanın enerjisi artar. Eee, frekans ile dalga boyu da ters orantılıydı değil mi? Yani frekans arttığında enerji artarsa, dalga boyu azaldığında enerji artar. Velhasıl kelam dalga boyu küçüldükçe ışımanın enerjisi coşar. Anadan doğma bilgimiz ile gama ışınının radyo dalgasından daha yüksek enerjili olduğunu biliriz. Neden? Çünkü gama ışınının dalga boyu çok çok küçük. Bir hanımefendinin boyu ne kadar küçükse o kadar tehlikeli olur gibi bir şey bu.. ![](https://yqokiiobwqkuznemzmvq.supabase.co/storage/v1/object/public/article-images/cd8341b2-228f-4981-ac3a-5a84c9adca5e/1766097855933.webp)**Kara Cisim Nedir?** Bir cisim düşün. Öyle bir cisim ki üzerine gelen tüm elektromanyetik ışınımları (radyo dalgaları, mikrodalgalar, görünür ışık, gama ışınları vs.) %100 soğuruyor, hüp diye içine çekiyor. Hiçbirini yansıtmıyor, kaçırmıyor. İşte bu ideal hayali cisme kara cisim diyoruz. Bu cisim, soğurduğu enerjiyi ayna gibi geri yansıtmaz; sıcaklığına bağlı olarak elektromanyetik ışınım şeklinde geri salar. Yani kara cisim hem aşırı iyi bir soğurucu hem de aşırı iyi bir yayıcıdır. Kara oğlan yani cisim düşük sıcaklıktayken bize kapkara(?) görünür. Bunun sebebi, Stefan–Boltzmann Yasası'na göre bir cismin yaydığı toplam ışıma enerjisinin sıcaklığıyla ($T^4$) ilişkili olmasıdır. **Örneğin cismin sıcaklığı 2 birimse, yaydığı toplam ışıma enerjisi 16 birimdir.** Sıcaklık düştükçe, yayılan enerji de ciddi şekilde azalır. Ayrıca düşük sıcaklıkta dalga boyu o kadar büyüktür ki, görünür bölgenin dışına kayar. Yani cisim aslında ışınım yapıyordur ama bu ışınım insan gözünün göremediği (kızılötesi gibi) dalga boylarındadır. Bu nedenle düşük sıcaklıkta kara oğlanı siyah görürüz. Siyah görmemizin başka bir nedeni ise evrimsel süreçte insan gözünün 380nm-750nm arasındaki dalga boylarını görebilmesidir. Bu da başka bir yazının konusu olsun. ![](https://yqokiiobwqkuznemzmvq.supabase.co/storage/v1/object/public/article-images/cd8341b2-228f-4981-ac3a-5a84c9adca5e/1766098400874.png) Kara cismin düşük sıcaklıkda nasıl davrandığını inceledik. Şimdi ise yüksek sıcaklıklarda ne olduğuna bakalım. Aranızda anne karnında folik asit yağmuruna tutulmuş olanlarınızın tahmin edebileceği gibi, yüksek sıcaklıklarda kara oğlanımız pırıl pırıl parlıyor. Kara oğlana (kara cisme) çok sıcaklık verirsek, yayılan enerji acayip derecede büyür. $E = h \cdot f$ gereği enerji büyükse frekans büyüktür, frekans büyükse dalga boyu küçüldükçe küçülür. Unutmayın; boyu kısa hanımefendiler daha tatlıdır..pardon tehlikelidir. Dalga boyumuz küçükse enerjimiz yüksektir. Dalga boyumuz kısalıp görünür bölgeye girdiğinde kara cisim artık saklanamaz; ışıl ışıl parlamaya başlar. Ama sıcaklığı daha da artırırsak, ışımanın tepe noktası görünür bölgeyi de geçer; morötesine, X-ışınlarına kayar. Bu yüzden aşırı sıcak cisimler sadece "parlak mavi" değil, her renkten ışık yaydığı için genelde beyazımsı görünürler. **Wien Yasası** Bizden milyarlarca kilometre uzaktaki yıldızların sıcaklığını nasıl ölçüyoruz? Elinizde matematik ve fizik varsa, sizden milyarlarca kilometre ötedeki bir cismin sıcaklığını şak diye bulabiliyorsunuz. Bilim mühteşem bir olgu. İşte burada devreye Wien Yasası giriyor: $\lambda_{\text{maks}} \cdot T = b$ Bu bağıntı şunu söylüyor: Bir cismin sıcaklığı ($T$) arttıkça, en şiddetli ışıma yaptığı dalga boyu ($\lambda_{\text{maks}}$) küçülür. Renklerin dalga boyuna göre uzundan kısaya(yani enerjisi azdan çoğa) şöyle sıralanır; **Kırmızı → Turuncu → Sarı → Yeşil → Mavi → Mor.** Yani cisim ısındıkça rengi kırmızıdan maviye doğru kayar. Bu yüzden yıldızların rengine bakarak; kırmızıysa nispeten soğuk, maviyse yanıyorsun fuat abi misali cayır cayır sıcak diyebiliriz. **Morötesi Felaket** Klasik fizik uzun dalga boylarını açıklasa da kısa dalga boylarında (morötesi) yetersiz kaldı. Örneğin elimizde ne olsun? Bir soğuk baklava kutusu olsun. (**Soğuk baklava diye bir şey yoktur. Baklava ve sütlü Nuriye vardır. Soğuk baklava nispeten taşralı isme sahip sütlü Nuriye’yi, nispeten modern isimli “soğuk baklava” olarak kakalama çalışmasının bir ürünüdür.)** Bu kutunun içine dalgaları yerleştirelim. Kutunun boyutu sabit olduğu için radyo dalgalarından sadece bir iki tanesi sığarken, radyo dalgasın göre dalga boyu milyarlarca kat küçük olan morötesi dalgalardan katrilyonlarca sığdırabiliriz. Gama ışınının dalga boyu ise morötesi ışının dalga boyundan yüz binlerce kat daha küçüktür. Yani iki tane radyo dalgası sığdırdığımız kutuya 2.bir katrilyon.yüzbin tane gama dalgası sığdırabiliriz. Dalga boyu ne kadar küçük ışın seçersek o kadar fazla dalga sığdırırız. Başka bir değişle sonsuz tane dalga sığdırabiliriz. Klasik fizikçiler (Rayleigh ve Jeans) her bir dalga moduna eşit miktarda enerji vermemiz gerektiğini sanıyorlardı. Eğer kutuya sonsuz sayıda kısa dalga modu sığıyorsa ve her biri enerji alıyorsa, kutuyu açtığın an içinden sonsuz enerji fışkırması gerekirdi. İşte biz buna "Morötesi Felaket" diyoruz. **Planck Hipotezi** Bereket versin ki keltoş fizikçimiz Planck düşündü ve dedi ki: "Bari ben enerjiyi sürekli değil de kesintili (paket paket) varsayayım, belki formül tutarda kızlara hava atarım" Planck bu paketlere "kuant" adını verdi. Kız mevzusu dışında gerçekten planck enerjinin kesintli olduğunu bir yerlerinden atarak doğru sonuca gitti. Buradaki kilit nokta şu: Bu paketleri bölemezsin. Bakkaldan yumurta alır gibi; ya 1 tane alırsın ya 2 tane, gidip 10 buçuk yumurta isteyemezsin. İşte bu düşünceyle klasik fiziği yıktı. Planck, morötesi gibi yüksek frekanslı paketlerin "giriş ücretinin" çok pahalı olduğunu buldu. Kutudaki enerji bu pahalı paketleri almaya yetmiyordu, böylece sonsuz enerji fışkırması durdu. **Ve Evren Pikselleşti...** Planck aslında evrenin "çözünürlüğünü" ilan etti. Klasik fizik dünyayı pürüzsüz ve analog bir film sanıyordu ama Planck dedi ki: "Hayır, evren aslında pikselleşmiş bir yapıdır." Enerjinin en temelinde bölünemez "pikselleri" vardır. Eğer enerji pikselleşmiş olmasaydı, o baklava kutusundan fırlayan sonsuz radyasyonla hepimiz şu an közlenmiş olurduk. Bugün hayattaysak, bunu evrenin "düşük çözünürlüklü" paket yapısına ve Planck’ın o paketleri bölmemize izin vermemesine borçluyuz.

Baran Bozkurt3 ay önce

BİLİMİ

Tİ'YE ALIYORUZ

Popüler Yazılar