Biraz kuantumdan zarar gelmez

Aşağıdakilerden biri doğrudur:
• Aldığınız her nefes Marilyn Monroe’nun verdiği nefesten bir atom içerir.
• Yukarı doğru akabilecek bir sıvı türü vardır.
• Bir binanın en üst katında, en alt katına kıyasla daha hızlı yaşlanırsınız.
• Bir atom aynı anda birçok farklı yerde bulunabilir; tıpkı sizin aynı anda hem New York hem de Londra’da bulunmanız gibi.
• Tüm insan ırkı, bir küp şekerin sahip olduğu hacme sığdırılabilir.
• Herhangi bir kanala ayarlanmamış televizyondaki karlanmanın yüzde biri, Büyük Patlama’nın neden olduğu elektromanyetik gürültüdür.
• Zamanda yolculuk fizik kurallarına aykırı değildir.
• Bir fincan sıcak kahvenin ağırlığı, soğuk halinden daha fazladır.
• Ne kadar hızlanırsanız, o kadar incelirsiniz.

Hayır, şaka yapıyorum. Bunların hepsi de doğru!

Bir bilim yazarı olarak, bilimin bilim kurgudan çok daha tuhaf bilgiler içermesi ve evrenin icat edip edebileceğimiz her şeyden çok daha etkileyici oluşu karşısında her zaman hayrete düşmüşümdür. Buna rağmen, 20. yüzyılın sıradışı keşiflerinden pek azı kamuoyunun dikkatini çekebilmiştir. Geçtiğimiz yüzyılın en önemli iki başarısı, atomlar ve bileşenlerini resmeden kuantum teorisi ile uzay, zaman ve kütle çekimini resmeden Einstein’ın genel görelilik teorisidir.

Bu iki teori, dünya ve bizim hakkımızda neredeyse her şeyi açıklamaktadır. Aslına bakılacak olursa, kuantum teorisinin, ayaklarımızın altındaki zeminin neden katı olduğu ve güneşin neden ışıldadığını açıklamanın ötesinde, bilgisayarların, lazer teknolojilerinin ve nükleer santrallerin inşasını mümkün kılarak, bildiğimiz anlamda modern dünyayı yarattığı söylenebilir.

Göreliliğin gündelik yaşam üzerindeki etkileri bu denli aşikar değildir belki. Ne var ki, bu teori bize, hiçbir şeyin, ışığın bile kaçamadığı kara deliklerin varlığını, ezelden beri var olduğu düşünülen evrenimizin aslında Büyük Patlama denilen devasa bir patlamayla oluştuğunu ve zaman makinelerinin -buraya dikkat- mümkün olabileceğini göstermiştir.Bu konular üzerine yazılan önemli kaynakların pek çoğunu okumama ve sahip olduğum bilimsel geçmişe rağmen,getirdikleri açıklamalar beni çoğu zaman şaşkınlığa sürüklemiştir.

Durum böyleyken, bilimle alakası olmayanlar için konunun nasıl görüneceğini düşünemiyorum bile. Edindiğim tecrübelerin tümü, “Temel bilimsel düşüncelerin çoğu özünde basittir ve dolayısıyla herkes tarafından kolaylıkla anlaşılabilecek bir dille ifade edilebilir,”diyen Einstein’ın haklı olduğunu gösteriyor. Bu kitabı yazarken aklımdaki fikir, sıradan insanların 21. yüzyıl fiziğinin temel prensiplerini anlamasına yardımcı olmaktı.Yapmam gereken yalnızca, kuantum teorisi ve genel göreliliğin temel fikirlerini ortaya koymak (ki bu işin aldatıcı derecede basit olduğu ortaya çıktı) ve geriye kalan her şeyin,mantıksal ve kaçınılmaz olarak, nasıl bu fikirlerden türediğini göstermekti.Söylemesi kolay. Kuantum teorisi, geçtiğimiz 80 yıl içerisinde biriken ve kimsenin tam bir elbiseye dönüştüremediği parçalardan oluşmuş bir yamalı bohçaya benzetilebilir.

Dahası, teorinin evre uyumsuzluğu gibi, neden insanların değil, ancak atomların aynı anda iki yerde olabileceğini açıklayan çok önemli parçalarını anlaşılır şekilde aktarmak fizikçilerin gücünün ötesinde görünmektedir.Birçok “uzmanla” konu üzerine görüştükten sonra,onların da bu kavramı tam olarak anlamamış olabileceğini fark ettim. Bu, bir anlamda, beni özgür kılıyordu.

Ortaya konmuş tutarlı bir açıklama olmadığından ötürü, farklı kişilerden aldığım görüşleri bir araya getirerek kendi görüşlerimi oluşturmam gerektiğini anladım. Bu yüzden,burada yapılan açıklamaların birçoğunu başka hiçbir yerde bulamayacaksınız. Okuyacağınız sayfaların, modern fiziğin temel fikirlerini sarmış olan sisin bir kısmını dağıtacağını ve böylece ne denli büyüleyici bir evrende bulunduğumuzu görerek bunun değerini vermeye başlayacağınızı temenni ediyorum .

Marcus Chown

Yorum Durumu: Yorum yok --- Kategori: Bilim, Denemeler, Felsefe --- Etiketler: , , ---

Fotoelektrik Etki

Bakır bir levhaya morötesi ışık düştüğünde elektrik üretilir. Bu “fotoelektrik” etki Albert Einstein’a kadar gizemini korumuştu. Max Planck’ın enerji kuantalarından esinlenen Einstein, ışık parçacıkları, yani foton fikrini geliştirdi. Einstein ışığın dalga gibi davranmasının yanında foton parçacıkları gibi davranabildiğini de gösterdi.

Fotonlar 1905 yılında Albert Einstein fotoelektrik etkiyi açıklayan radikal bir fikir ortaya attı. 1921’de ona Nobel Ödülü’nü kazandıran da görelilik kuramı değil, bu çalışmasıdır. Einstein’ın ışık kuantası sonradan foton adını aldı. Fotonların kütlesi yoktur ve ışık hızında hareket ederler. Einstein metalin dalgalar halindeki ışık tarafından değil, tek tek fotonlarca bombardımana uğratıldığını ileri sürdü. Fotonlar metalteki elektronlara bir mermi gibi çarparak onları harekete geçirip fotoelektrik etkiye yol açıyordu.

Eintein’ın ortaya attığı düşünce, tartışmalı olmasının yanında dalga-parçacık ikiliği denen ve ışığın aynı anda hem dalga hem de parçacık olması gibi rahatsız edici bir düşünceyi de gündeme getirdi.

Yorum Durumu: Yorum yok --- Kategori: Bilim --- Etiketler: , , , , ---

Maxwell Denklemleri

Modern fiziğin dönüm noktalarından biri olan Maxwell’in dört denklemi, evrensel kütleçekim kuramından sonraki en önemli gelişme kabul edilir. Bu denklemler elektrik ve manyetik alanların aslında bir paranın iki yüzü gibi olduklarını ortaya koyar. Her iki alan da gerçekte aynı olgunun -elektromanyetik dalganın- farklı dışavurumlarıdır.

Ondokuzuncu yüzyılın başlarında deneyciler elektrik ile manyetizmanın birbirine dönüştürülebildiğini görmüşlerdi. Ama bütün elektromanyetizma konusu dört denklemle ifade ederek modern fizikteki en önemli başarılardan birini gerçekleştiren kişi James Clerk Maxwell oldu.

Elektrik ve manyetik kuvvetler, elektrik yüklü parçacıkları ve mıknatıslar etkiler. Değişen elektrik alanı bir manyetik alan, değişen manyetik alan da bir elektrik alanı yaratır. Maxwell her ikisinin de aslında tek bir olgudan, hem elektriksel hem de manyetik özellikleri olan elektromanyetik dalgadan çıktığını açıklamıştır. Maxwell elektromanyetik dalgaların boşluktaki hızını hesaplamış ve ışığın hızıyla aynı olduğunu göstermiştir. Başka çalışmalarla birleştiğinde bu bulgu, ışığın da aslında ilerleyen bir elektromanyetik çalkalanma olduğunu doğrulamıştır. Elektromanyetik alanların uyguladığı elektromanyetik kuvvet, Evren’deki dört temel kuvvetten biridir.

Maxwell dönemin tüm biliminsanlarını şaşırtarak, elektromanyetik olguların hepsini hepi topu dört temel denklemle betimlemeyi başardı. Bu denklemler günümüzde öylesine ünlüdür ki artık tişörtlerde bile yer alıyorlar. Altlarında da “ve Tanrı ışığı yarattı” yazıyor. Bugün elektromanyetizmayı tek bir olgu olarak düşünebiliyoruz ama ortaya atıldığı dönemde bu radikal bir fikirdi ve tıpkı bugün kuantum fiziğiyle kütleçekiminin birleştirilmesinin önemi kadar önem taşıyordu.

Einstein, Maxwell’in fikirlerini alıp kendi görelilik kuramına dahil etmiştir. Einstein’ın denklemlerinde manyetizma ile elektrik, aynı olgunun farklı referans çerçevelerinden bakan gözlemciler tarafından görünüşleridir. Bu açıdan, elektrik ve manyetik alanların bir ve aynı şey olduğunu nihai olarak gösteren kişi Einstein’dır denebilir.

Yorum Durumu: Yorum yok --- Kategori: Bilim --- Etiketler: , , , , , , , ---

Brown Hareketi

Brown hareketi, bir sıvının veya gazın içindeki çok küçük parçacıkların dört bir yana yaptığı gelişigüzel hareketlerdir. İlk olarak mikroskobunun ıslak lamında hareket eden polenleri gören botanikçi Robert Brown tarafından gözlenmiştir. Hareketi matematiksel olarak açıklayan kişiyse Albert Einstein olmuştur. Brown hareketi, durgun suda veya havada kirliliğin nasıl yayıldığını açıkladığı gibi, su taşkınları veya borsa hareketleri gibi birçok rassal süreci de açıklar. Aynı zamanda fraktalların oluşumunda devreye girer.

Einstein, Brown’ın gözlemlediği hareketleri başarılı bir şekilde açıklamak için moleküllerin çarpışmasına dayanan ısı kuramından yararlanmıştır.

Yorum Durumu: Yorum yok --- Kategori: Bilim --- Etiketler: , , , ---

Tarihin Akışını Etkileyen Rüyalar

Uyanıkken bir türlü içinden çıkamadığımız soruların cevaplarını rüyada bulmak mümkün mü? Ya da rüyadan zihnimizde yaratıcı bir fikirle uyanmak? Her ne kadar kanıtlanması zor olsa da, tarihin akışını etkileyen kimi keşiflerin ardında rüyaların payı varmış gibi görünüyor:

Niels Bohr – Atomun Yapısı: Kuantum mekaniğinin babası olan Bohr, 1911’de doktorasını tamamladıktan sonra atomun yapısı üzerinde çalışmaya başlamış, ama uzun bir süre arayışı sonuçsuz kalmıştı. Derken bir gece rüyasında atomlar gördü: Elektronlar, güneşin etrafında dönen gezegenler gibi çekirdeğin etrafında dönüyordu. Bu rüyadan sonra laboratuvar çalışmalarıyla bu modelin doğruluğunu kanıtlayan Bohr, 1922 yılında bu buluşu için Nobel Ödülü aldı.

Albert Einstein – Işık Hızı: Görelilik kuramını keşfetmeden çok önce, henüz gençken Einstein rüyasında kızakla kaydığını görmüştü. Kızak giderek hızlanıyor, öyle ki ışık hızına yaklaşıyor ve gökteki yıldızlar da bunun sonucunda birbirine karışmış, biçimsizleşmiş görünüyordu. O an Einstein erişebileceğimiz hızın bir sınırının olması gerektiğini anladı ve uzun yıllar boyunca bu teorisini kanıtlamaya çalıştı. Başardığında, tarihin muhtemelen en ünlü teorisini ortaya koymuştu.
Devamını oku

Yorum Durumu: Yorum yok --- Kategori: İnsan ve Toplum, Psikoloji --- Etiketler: , , , , , ---

Mach İlkesi

Atlıkarıncada dönen bir çocuk uzaktaki yıldızlar tarafından yukarı doğru çekilir. Bu Mach ilkesidir: Oradaki kütle buradaki eylemsizliği etkiler. Kütleçekim etkisiyle, uzaktaki nesneler yakındaki nesnelerin harketini ve dönüşlerini etkiler.

Newton’un uzayı, tıpkı grafik kağıdı gibi ızgara şeklinde bir koordinat sistemi içeriyordu. O da bütün hareketleri bu sabit ızgara sistemine göre ifade ediyordu. Avusturyalı fizikçi ve düşünür Ernst Mach buna katılmıyor, hareketin bir ızgara sistemine göre değil, ancak başka bir nesneye göre ölçülmesinin anlamlı olduğunu ileri sürüyordu. Leibniz’in eski fikirlerinden etkilenen Mach, yalnızca göreli hareketin bir anlamı olduğunu düşünme konusunda Albert Einsten’in öncüsüydü.

Mach ilkesi, belirli bir bölgedeki hareketin başka bir referans noktasına göre hareketin belirlenmesi büyük ölçekteki madde dağılımına dayalı olduğunu belirtir.

Yorum Durumu: Yorum yok --- Kategori: Bilim --- Etiketler: , , , , , ---

Einstein ve Diğer Evren Modelleri

evren-modelleriSon onyıllarda, “saf” bilimin, özellikle de teorik fiziğin, yalnızca soyut düşüncenin ve matematiksel tümdengelimin ürünü olduğu önyargısı derine kök salmıştır. Eric Lerner’in işaret ettiği gibi, bu eğilimden kısmen Einstein sorumluydu. Sıkı sıkıya deneye dayanan ve ardından yüz binlerce bağımsız gözlemle doğrulanan Maxwell’in elektromanyetizma yasaları veya Newton’un kütleçekim yasaları gibi eski teorilerden farklı olarak, Einstein’in teorileri başlangıçta sadece iki gözlem temelinde doğrulanmıştı: güneşin çekim alanının yıldızlardan gelen ışığı saptırması ve Merkür’ün yörüngesindeki küçük bir sapma.

Görelilik teorisinin doğruluğunun sonradan anlaşılması, muhtemelen Einstein kadar dehası olmayan başkalarının da, ilerleme kaydetmenin yolunun bu olduğunu kabul etmelerine yol açtı. Zaman kaybına yol açan deneylerle ve usandırıcı gözlemlerle neden canımızı sıkalım ki? Gerçekten de, saf tümdengelim yöntemi aracılığıyla gerçeğe giden yolu bulabiliyorsak, neden duyularımızın tanıklığına bağımlı olalım? Kozmolojiye, neredeyse her şeyi dışlayan matematiksel hesaplamalara ve görelilik teorisine dayandırılan bütünüyle soyut bir teorik yaklaşım eğiliminin sürekli arttığını görüyoruz. Yayınlanan kozmoloji tez çalışmalarının yıllık sayısı 1965’te altmışken 1980’de beş yüzün üzerine fırladı, ama bu gelişme neredeyse yalnızca salt teorik çalışmalardaydı: 1980’de yaklaşık olarak bu tezlerin yüzde 95’i çeşitli matematiksel modellere hasredilmişti, “Binachi tipi XI evren” gibi.
Devamını oku

Yorum Durumu: Bir yorum --- Kategori: Bilim, Felsefe --- Etiketler: , , , , , , ---