Yerküre’nin Büyüklüğü
Gökcisimlerinin Ölçümü Halley, nev'i şahsına münhasır bir kişiydi. Uzun ve üretken kariyeri süresince, gemi kaptanı, kartograf, Oxford Üniversitesi'nde geometri profesörü, Kraliyet Darphanesi'nde kontrolör yardımcısı, kraliyet astronomu ve derin-deniz dalgıç hücresinin mucidi oldu. Manyetizma, gelgitler, gezegenlerin hareketleri ve afyonun etkileri hakkında itibarlı yazılar yazdı. Meteoroloji haritasını ve ölüm oranı tablosunu hazırladı, Yerküre'nin yaşını ve Güneş'e olan uzaklığını hesaplama yöntemleri önerdi ve hatta, balıkları avlandıktan sonra dört mevsim taze tutmaya yarayan pratik bir metot bile geliştirdi. Yapmadığı tek şey, ilginçtir ki, kendi adını taşıyan kuyruklu yıldızı keşfetmek oldu. 1682'de gördüğü kuyruklu yıldızın 1456, 1531 ve 1607 yıllarında başkaları tarafından görülmüş olan kuyruklu yıldızla aynı olduğunu anladığıyla kaldı. Bu kuyruklu yıldız, 1758'e, yani, Halley'nin ölümünden on altı yıl sonrasına kadar Halley kuyruklu yıldızı olarak anılmadı.
Newton şüphesiz tuhaf bir adamdı. Cin gibi zekiydi elbette, ama aynı zamanda yalnız, neşesiz, paranoyak sayılabilecek kadar pimpirikli, dalgınlığıyla ünlü biriydi. (Bazı sabahlar uyandığı zaman, daha yataktan ayağını bile çıkaramadan, ansızın aklına üşüşen düşünceler yüzünden donakalıp saatlerce yerinden kalkmadığı söylenirdi.) Ayrıca akıl almaz işler yapardı. Cambridge'de kendi laboratuarını kurmuş, ama sonrasında kendini birbirinden acayip deneylere vermişti. Bir keresinde, sırf ne olacağını merak ettiği için, deri dikmeye yarayan türden bir çuvaldızı “gözle kemik arasında kalan bölgeye, gözün arkasına mümkün olduğunca yanaştırarak” gözyuvasına sokmuş ve evire çevire gözünü kurcalamıştı. Mucize eseri hiçbir şey olmamıştı. Gözüne kalıcı bir hasar vermemişti en azından. Başka bir deneyinde, görüşü üzerinde nasıl bir etkisi olacağını anlamak için, dayanabildiğince Güneş'e bakmıştı. Gözlerinin onu affetmesi için birkaç gününü karanlık bir odada geçirmek zorunda kalmakla birlikte, kalıcı hasardan yine ucuz kurtulmuştu.
Daha öğrenciyken, diferansiyel ve integral hesabı bulmuş… spektroskopi biliminin temellerini atmış… Çalışma hayatının en az yarısını simyaya ve çeşitli dinsel uğraşlara ayırdı. … Ariusçuluk denilen, tehlikeli derecede heretik (sapkın) bir mezhebin gizli yandaşıydı. … kendi kendine İbranice öğrenmişti … 1936'da ekonomist John Maynard Keynes, Newton’ın notlarıyla dolu bir sandığı açık artırmayla satın aldığı zaman… 1970'lerde Newton'ın bir saç teli üzerinde yapılan analiz, saç telinin doğal düzeyin kırk misli yoğunlukta cıva içerdiğini bulguladı. ... Ve nihayet, başyapıtını üretti: Doğa Felsefesinin Matematik İlkeleri, en bilinen adıyla Principia. ... Alman matematikçi Leibniz bile … onun matematiğe olan katkılarının daha önceki tüm katkıların toplamına eş olduğu görüşündeydi.
Gökcisimlerinin yörüngelerini matematiksel olarak açıklamakla kalmıyor, onları ilk harekete geçiren çekim kuvvetini de teşhis ediyordu: kütle çekimi. Ansızın evrendeki her harekete anlam kazandırmıştı.
Principia'nın özünde, Newton'ın üç hareket yasası yatıyordu. Bu yasalar, özetle, bir cismin itildiği istikamette hareket ettiğini, başka bir kuvvet tarafından yavaşlatılana ya da yönünden saptırılana dek aynı istikamette düz bir hat boyunca hareket etmeyi sürdüreceğini ve her etkinin eşit ve zıt yönde bir tepkisi olduğunu ifade eder. Bu ilkeye göre, evrendeki her cisim tüm diğer cisimlere çekim uygular. Şu anda, size öyle gelmese de, yerinizde otururken etrafımızdaki her şeyi (duvarları, tavanı, lambayı, kedinizi) kendi küçük, hatta çok küçük kütle çekimsel alanınızla kendinize doğru çekmektesiniz. Onlar da sizi kendilerine doğru çekmekte. Herhangi iki cisim arasındaki çekim kuvvetinin, yine Feynman'ın sözleriyle, “her birinin kütlesiyle doğru orantılı olduğunu ve aralarındaki uzaklığın karesiyle ters orantılı olarak değişkenlik gösterdiğini” anlayan, Newton olmuştu. Başka bir deyişle, iki cisim arasındaki uzaklığı iki misli artırırsanız, aralarındaki çekim dört misli zayıflar. İnsan aklı tarafından ortaya atılmış, tam anlamıyla evrensel ilk doğa kanunuydu bu.
Newton'ın yasaları pek çok problemi çözdü: Okyanustaki gelgit olaylarını, gezegenlerin hareketlerini, fırlatılan güllelerin tekrar Yerküre'ye düşmeden evvel neden belli bir yol izlediğini, gezegen altımızda saatte yüzlerce kilometre hızla, topaç gibi dönerken neden uzaya fırlamadığımızı açıklığa kavuşturdu.
Principia'da Newton tarafından tahmin edilen bir şey daha vardı: Bir dağ yakınına asılmış bir çekül, dağın çekimsel kütlesinin yanı sıra Yerküre'nin çekimsel kütlesinin de etkisiyle, dağa doğru hafifçe meylederdi. Bu sadece tuhaf bir gerçekten ibaret değildi. Sapmayı hatasızca ölçerseniz, evrensel kütle çekimi sabitini, yani kütle çekiminin G olarak bilinen temel değerini ve dolayısıyla Yerküre'nin kütlesini hesaplayabilirdiniz.
Hutton, eşyükselti eğrilerini icat etmişti. … Hutton, Sehiehallion'daki ölçümlerine dayanarak, Yerküre'nin 5.000 milyon milyon ton ağırlığında olduğunu hesapladı. Güneş dahil, güneş sistemindeki tüm diğer önemli cisimlerin kütleleri, Yerküre'nin kütlesinden hareketle hesaplanabilirdi. Böylece, yapılan tek bir deney sayesinde, Yerküre'nin, Güneş'in, Ay'ın, öteki gezegenlerin ve onların uydularının kütlelerini öğrenmiş ve cabadan, eşyükselti eğrilerini kazanmış olduk. Dört aylık bir çalışmanın semeresi olarak hiç fena değildi doğrusu.
Cavendish, kimselere duyurmadan yürüttüğü çalışmalarında, enerjinin korunumu ilkesini, Ohm yasasını, Dalton'un Kısmi Basınç Yasası’nı, Richter'in Eşdeğer Oranlar Yasası'nı, Charles'ın Gazlar Yasası'nı ve elektriksel iletkenlik ilkelerini keşfetti ya da öngördü. Bu kadarla kalsa iyi. Bilim tarihçisi J.G.Crowther’a göre, “Kelvin ile G. H. Darwin'in gelgit olayları sonucunda ortaya çıkan sürtünmenin yerkürenin dönüş hızını yavaşlatıcı etkisi üzerindeki çalışmalarının, Larmor'ın lokal atmosferik soğuma konusunda 1915’te yayınlanan keşfinin, ... Pickering'in donan karışımlara ilişkin çalışmalarının ve Rooseboom'un heterojen dengelerle ilgili çalışmalarından bazılarının” habercisi de oldu. Son olarak, soy gazlar diye bilinen bir grup elementin keşfini doğuran ipuçları bıraktı. Bu gazlardan bazılarını ele geçirmek o kadar zordur ki, sonuncusu 1962'ye dek bulunamamıştır.
Velhasıl, on sekizinci yüzyılın sonlarına gelindiğinde bilim adamları Yerküre'nin biçimini, boyutlarını, Güneş'e ve gezegenlere olan uzaklığını kesinkes biliyorlardı. Şimdi de Cavendish, evinden dışarı burnunu bile çıkarmadan, onlara Yerküre'nin ağırlığını temin etmişti. Bu durumda Yerküre'nin yaşını belirlemenin nispeten basit olacağını düşünebilirsiniz. Ne de olsa, gereken malzemeler hani neredeyse ayaklarına gelmişti. Ama hayır. İnsanoğlu önce atomu parçalayacak, televizyonu, naylonu ve hazır kahveyi icat edecek, kendi gezegeninin yaşını hesaplamaya daha sonra sıra gelecekti.
TAŞ KIRICILAR
Bir de Dr. James Parkinson vardı. Parkinson aynı zamanda sosyalizmin ilk yandaşlarından biriydi ve “Kansız-Devrim” gibi başlıklar taşıyan kışkırtıcı kitapçıklardan pek çoğunun yazarıydı… Gerçi biz bugün onu, o zamanlar “titremeli felç” diye anılan, ama o gün bu gündür Parkinson hastalığı olarak bilinen rahatsızlık konusunda yaptığı çığır açan çalışmalarla hatırlıyoruz.
Kelvin on dokuzuncu yüzyılın, hatta her yüzyılın en olağanüstü şahsiyetlerinden biriydi. … Kelvin gerçekten de Viktorya döneminin bir nevi süpermen’iydi. 1824'te Kraliyet Belfast Akademik Enstitüsü'nde ders veren ve kısa süre soma Glasgow'a transfer olan bir matematik profesörünün oğlu olarak dünyaya geldi. Glasgow'da Kelvin öyle ayrıcalıklı bir harika çocuk olduğunu kanıtladı ki, 10 gibi gencecik bir yaşta Glasgow Üniversitesi'ne kabul edildi. Yirmili yaşlarına girdiğinde, Londra ve Paris'teki kurumlarda öğrenim görmüş, Cambridge'den (kürekçilik ve matematik dallarında en yüksek ödülleri kazanarak ve her nasılsa bir müzik kulübü kurmaya da vakit bularak) mezun olmuş, Peterhouse üyeliğine seçilmişti. Kuramsal ve uygulamalı matematik alanlarında (Fransızca ve İngilizce olarak) öyle göz kamaştırıcı özgünlükte makaleler yazdı ki, hocalarını mahcup etmemek için onları imzasız yayınlamak zorunda kaldı. Yirmi iki yaşındayken Glasgow Üniversitesi'ne dönüp, doğa felsefesi kürsüsünün profesörlüğüne atandı. Bu pozisyonu elli üç sene terk etmeyecekti. 1907'ye, yani seksen üçüne kadar yaşayan Kelvin, uzun kariyeri süresince 661 makale yazdı, 69 patent biriktirdi (bunlar sayesinde hayli zengin oldu) ve fiziksel bilimlerin hemen her dalında nam saldı. … Dondurucuların icadını mümkün kılan yöntemi önerdi, hala adını taşıyan mutlak sıcaklık ölçeğini icat etti, okyanus ötesine telgraf çekilmesini sağlayan gelişmiş aygıtlar tasarladı. Bildiğimiz gemi pusulasının icadından tutun, ilk derinlik ölçerin (iskandilin) yaratımına kadar, gemi taşımacılığının ve deniz yolculuğunun gelişimine sayısız katkıda bulundu. Ve bunlar sadece pratikteki başarılarıydı.
Termodinamiğin İkinci Yasası'na olan katkıları bilhassa önemlidir. Bu yasaları irdelemek için başlı başına bir kitap yazmak gerekir, ama ben sırf size biraz fikir vermek için burada kimyacı P. W. Atkins'in şu basit özetini aktaracağım: “Dört Yasa vardır: Sıfırıncı, Birinci, İkinci ve Üçüncü. Bunlardan ilk tasdik edileni üçüncü sırada yer alan İkinci Yasa olmuştur; yasalardan ilki olan Sıfırıncı Yasa en son, Birinci Yasa ise ikinci formüle edilendir; Üçüncü Yasa diğerleriyle ayni anlamda yasa bile sayılmaz.” Özetle, İkinci Yasa her zaman biraz enerjinin israf edildiğini söyler. Hiçbir aygıt sürekli hareket halinde olamaz, çünkü ne kadar etkili olursa olsun mutlaka enerji kaybedecek ve sonunda boşalacaktır. Birinci Yasa enerji yaratmanın mümkün olmadığını, Üçüncü Yasa ise sıcaklıkları mutlak sıfıra indiremeyeceğinizi söyler; her zaman bir miktar artık sıcaklık kalacaktır. Dennis Overbye'ın vurguladığı gibi; üç ana yasaya kimi zaman şu şaka yollu ifadeyle değinilir: (1) kazanamazsın, (2) mutlaka zarar edersin ve (3) oyundan çıkamazsın.
ELLERİ KANLI BİLİM Madem ki sonradan köklerini kurutacaktı, Tanrı canlı türlerini ne diye yaratmıştı ?
Smith katmanların gizemini çözünce, nesil tükenişlerine ilişkin kuramların yarattığı ahlaki sıkıntı daha da büyüdü. Her şeyden önce, Tanrının yaratıkları arada sırada değil, tekrar tekrar yeryüzünden sildiği doğrulanmış oluyordu.
TEMEL MADDELER
1750’lerde Karl Scheele adında İsveçli bir kimyacı, sekiz element keşfetti: klor, flüor, manganez, baryum, molibden, tungsten, nitrojen ve oksijen. … Amonyak, gliserin ve tanen gibi birçok yararlı bileşimi de o keşfetti ve klorun bir beyazlatıcı olarak taşıdığı ticari değeri gören ilk kişi oldu.
… esrarengiz bir elan vital'in, yani cansız nesnelere can veren gücün saklı olduğu da düşünülüyordu. Bu semavi özün nerede saklı olduğunu bilen yoktu, ama olası görünen iki şey vardı: Onu elektrik şokuyla canlandırabilirdiniz. Kimyanın iki kola ayrılmasının sebebi de buydu: organik kimya (elan vital'e sahip olduğu düşünülen maddeler için) ve inorganik kimya (elan vital'e sahip olmayanlar için).
Lavoisier'nin hiç yapmadığı bir şey varsa, o da bir element keşfetmektir. … Ama o kendi keşiflerini yapmak yerine, başkalarınınkileri inceleyip anlamlandırmaya çalıştı. … Oksijeni ve hidrojeni gerçeğe uygun biçimde teşhis edip, ikisine modern isimlerini kazandırdı. Kısacası, kimyaya sağlamlık, açıklık ve yöntemsellik getirilmesine yardımcı oldu. … maddenin dönüştürülebileceğini, ama ortadan kaldırılamayacağını ilk fark eden onlar (karı koca Lavoisier’ler) oldu. … Fransız Devrimi'yle aynı döneme denk geldi ve bu defa Lavoisier kesinlikle yanlış taraftaydı.
1800'lerin erken dönemlerinde İngiltere'de, güldürücü gaz diye bilinen diazot monoksit kullanımına “son derece keyifli bir sarhoşluk duygusunun” eşlik ettiği keşfedildikten sonra, bu gazı solumak moda halini aldı. … Diazot monoksitin anestezik olarak kullanılmaya elverişli olduğu, 1846'ya kadar keşfedilemedi.
Rumford kontu, 1753 yılında Massachusetts'in Woburn kentinde, şatafatsız bir adla, Benjamin Thompson olarak dünyaya geldi. 1791'de Kutsal Roma İmparatorluğu'nun Rumford Kontu unvanını aldı. … akışkanların konveksiyonu (taşınımı) ve okyanus akıntılarının dolaşımı ilkelerini ilk kez açıklığa kavuşturdu. Ayrıca, filtre kahve makinesi, termal çamaşır ve halen Rumford'un adıyla anılan bir tür mutfak ocağı dahil olmak üzere, yararlı birkaç buluşa imzasını attı.
Humphry Davy, peş peşe yeni elementler keşfetmeye başladı: potasyum, sodyum, magnezyum, kalsiyum, stronsiyum ve alüminyum. … elektroliz diye bilinen dahiyane bir teknik geliştirmiş olmasıydı. Toplam on iki element keşfetti: o zamanlar bilinen element toplamının beşte biri.
1808'de John Dalton, atomun doğasını anlamaya başlayan ilk kişi oldu. … 1811'de Carlo Avogadro değeri ilerde anlaşılacak bir keşifte bulundu: Aynı sıcaklık ve basınç koşulları altında, eşit hacimdeki değişik gazların, türleri ne olursa olsun, aynı sayıda molekül içereceğini keşfetti.
Mendeleyev 1869'da otuz beş yaşındayken, elementleri düzene sokmanın bir yolunu bulmak için kafa yormaya başladı. O sıralar, elementler ekseriyetle iki şekilde gruplandırılırdı: ya atom ağırlığına göre (Avogadro Yasası kullanılarak), ya da ortak özelliklerine göre (mesela metaller ya da gazlar gibi kategorilere ayrılarak). Mendeleyev'in çığır açan buluşu, bu ikisinin aynı tabloda birleştirilebileceğini görmek oldu.
Özellikler periyodik olarak tekrarlandığı için, icat periyodik tablo adını aldı. … Ortaya çıkan tablo, boyuna okunduğu zaman bir ilişki grubunu, enine okunduğu zaman başka bir ilişki grubunu gösteriyordu. Açıklamak gerekirse, dikey sütunlar benzer özelliklere sahip kimyasalları bir araya getirir. … yatay diziler de kimyasal elementleri atom çekirdeklerindeki proton sayısına, yani atom numarası olarak bilinen değere göre, küçükten büyüğe doğru sıralar. (… atom numarası atom ağırlığı ile karıştırılmamalıdır; atom ağırlığı belli bir elementin proton ve nötron sayılarının toplamıdır.) … Kimyasal Elementlerin Periyodik Tablosu, tarih boyu tasarlanmış en güzel organizasyon şemasıdır…
Günümüzde bilinen yaklaşık 120 element vardır: doğada,bulunan doksan iki element ve laboratuarlarda yaratılan birkaç düzine daha. … Mendeleyev'in zamanında yalnızca altmış üç element biliniyordu; ama Mendeleyev, bu kadarının tablonun tamamını doldurmayacağını, daha pek çok parçanın eksik kaldığını anlayacak kadar zekiydi. İleride bulunacak yeni elementlerin nerelere yerleştirileceklerini, tablosunda tatminkar bir doğrulukla öngörüyordu.
1896’da Paris’te … Marie Curie belli bazı kaya türlerinin sürekli ve olağanüstü miktarlarda enerji saçtığını, üstelik bunu hacim kaybetmeksizin ve fark edilebilir hiçbir değişime uğramaksızın yaptığını bulguladı. … bu etkiyi radyoaktiflik diye adlandırdı. … memleketinin adını verdikleri polonyum ve radyum. … 1903'te Curie'ler Nobel Fizik Ödülü'nü Becquerel'le paylaştılar. (Marie Curie 1911'de kimya dalında ikinci bir ödül kazanacak ve hem kimya hem de fizik dalında ödül alan tek kişi olacaktı.)
Yeni Zelanda doğumlu Ernest Rutherford bu yeni radyoaktif maddelere ilgi duymaya başladı. Frederick Soddy adında bir meslektaşıyla birlikte, bu maddelerin küçük miktarlarında muazzam enerji rezervleri bulunduğunu ve bu rezervlerdeki radyoaktif bozunmanın Yerküre'nin sıcaklığından büyük ölçüde sorumlu olabileceğini keşfetti. Rutherford ile Soddy, radyoaktif elementlerin bozunarak başka elementlere dönüştüğünü de keşfettiler. … Rutherford, her zamanki pragmatist tavrıyla, bunun pratikte değerli bir kullanım bulabileceğini gören ilk kişi oldu. Her radyoaktif madde örneğinin yarısının bozunması için gereken zaman miktarının (meşhur adıyla, yarı-ömrün) her zaman aynı olduğunu ve bu sabit, güvenilir bozunma hızının bir nevi saat vazifesi görebileceğini fark etti. Bir maddenin şu anda ne kadar radyasyonu olduğundan ve hangi süratle bozunmakta olduğundan yola çıkarak geriye doğru hesaplarsanız, maddenin yaşını bulabilirdiniz. Fikrini bir parça uranyumlu maden cevheri üzerinde sınadı ve cevherin yaşını 700 milyon yıl olarak hesapladı: Yerküre'nin yaşı olarak çoğu insanın kabullenmeye hazır olduğundan çok daha büyük bir rakamdı bu.
Tüketim mallarında radyoaktif madde kullanımı 1938'e dek yasaklanmadı. Bu; Madam Curie için artık çok geçti, çünkü 1934’te lösemiden ölmüştü. Radyasyon gerçekten de öyle zararlı ve kalıcıdır ki, şimdi bile Madam Curie'nin 1890’lardan kalma notlarına dokunmak son derece tehlikelidir.
0 Yorumlar