Bilim
Görünmezlik Mümkün mü? « Genel
H.G.Wells, 'Görünmeyen Adam' adlı romanında, bir fizikçinin insan vücudunun görünmez oluşunu sağlamasını anlatır. Sinemaya da çeşitli kereler uygulanan bu romanın dayandığı fiziksel tez doğrudur ama pratikte olması mümkün olmayan bazı detaylar vardır.
Aslında insan vücudunu oluşturan her şey başta su olmak üzere renksiz ve saydamdır. İnsanda renkli olarak sadece kana rengini veren hemoglobin ile deriye, saçlara ve göze rengini veren melanin isimli pigment bulunur. Bir ilaçla bunlar da renksiz hale getirilebilseler insanın saydam yani görünmez olması mümkündür.
Bir cismi görebilmemiz için, onun üzerine gelen ışığı ya yansıtması, ya emmesi ya da kırması gerekir. Bunların üçünü de yapamazsa o cisme bakılınca görülemez.
Kağıdı oluşturan selüloz lifleri saydamdırlar ama kağıt saydam değildir. Aynı şekilde, tuz da her biri saydam olan küçük kristallerden oluşur ama bir kaba konulunca gözümüze beyaz görünür, yani bir cismi oluşturan elemanların her biri saydamlaştırılsalar bile o cismin tümünün saydam olması mümkün olmayabilir.
Ölmüş insan ve hayvanların bazı iç organlarını temizledikten sonra metil salisilat içine koyan bilim insanları onları kavanoz içinde görünmez hale getirebilmişlerdir. Burada bütün numara, kırılma endeksinin büyüklüğünden dolayı metil salisattadır. Ne var kî bu işlemi canlı bir insanın tüm vücuduna uygulamak mümkün değildir.
Akvaryumu olanlar bilirler, bazı minik balıkların vücutları renksiz ve saydamdır. Dışardan bakılınca iç organları bile görülür. Tabiattaki yaşadıkları ortamda savunma amacıyla kamuflaj olarak kullandıkları bu saydam vücutlarında saklayamadıkları bir organları vardır. Hemen dikkati çeken minik, siyah gözleri.
Görünmez adamın görünmezliğindeki küçük fakat gerçeklere aykırı en önemli nokta da gözleridir. Görünmez adam görülmemeli ama kendisi etrafını görebilmelidir. Baktığı şeyi görmesi, görüntünün gözünün retinası üzerinde oluşabilmesi için ışığın göz tabakalarından kırılarak da olsa geçmesi, retinaya ulaşması gerekir.
Ancak o zaman da görünmez adamın, gelen ışığın bir kısmını emen, bir kısmını da yansıtan gözleri görünür. Romanda ise gözleri görür ama dışardan görünmez. Görünmez adam görünmeyen gözleri belli olmasın diye giyinikken onları kara gözlükler takarak saklar.
Ormanın karanlıklarında saklanan ve görülmesi mümkün olmayan bir hayvanı bile parıldayan gözleri ele verir. Tam bir görünmezlik olması için gözlerin olmaması gerekir.
Neden Yumurtlamıyoruz? « Genel
Kuşlar, yumurtalarını yuvalarına bırakır ve sonra onlar üzerinde kuluçkaya yatarlar. Memelilerse, yavrularını bedenleri içinde büyütürler, ister inanın, ister inanmayın, bu ayrıcalığımızı bir virüse borçlu olabiliriz.
Zamanda geriye doğru gittiğinizi ve annenizin dölyatağında el ve ayak parmaklarınızın oluşmaya başladığı bir döneme döndüğünüzü hayal edin. Etrafınıza şöyle bir baktığınızda gördüğünüz şeylerden korkabilirdiniz. Siz orada dış dünyanın binbir kirinden korunduğunuzu düşünürken bir iribaşı andıran vücudunuz etrafında AİDS virüsünü andıran çirkin suratlı virüslerin dans ettiğini görürdünüz.
Hücrelerinizden milyarlarcası, başkaldırmış gibi, durmadan bu asalakları sentezleyip dışarı pompalarlardı. Plasenta içine bir bakınca korkunuz daha da artardı. Plasentanın içinde virüslerin kaynaştığını ve bu minik askerlerden oluşmuş alayların çevrelerini istila ettiklerini görürdünüz.
Böyle bir enfeksiyondan nasıl olup da sağ kurtulduğunuza herhalde şaşıp kalırdınız. Oysa herhangi bir embriyolog, size bunun bir hastalık değil, her gebelikte görülen normal bir durum olduğunu açıklardı. Bu HIV (AİDS virüsü) taklitçilerine ERV (endojenretrovirüs) deniyor.
ERV'ler her memelinin DNA'sınca kodlanırlar. ERV'ler milyonlarca yıl önce memeli hücrelerini istila ettiler ve bu çevre o kadar hoşlarına gitti ki kalmaya karar verdiler. Daha da şaşırtıcı olan nokta şudur: Bazı araştırıcılara göre ERV'ler memelilerin evriminde ve özellikle bu evrimin en önemli aşaması olan canlı yavru doğurulmasında, rol oynamışlardır.
ERV'lerin memelilere özgü bir organ olan plasentanın oluşmasında ve dölütün hastalık mikroplarından ve annenin bağışıklık sisteminden korunmasında rol oynadıkları düşünülüyor. Her ne kadar araştırmacıların bazıları kabul etmiyorsa da diğer araştırmacılara göre ERV'ler olmasaydı kadınlar halâ yumurtluyor olacaklardı.
Yavrularınızı yumurta yerine vücudunuzun içinde olgunlaştırmanızın üstünlüğü, memelilerin Yeryüzü'ndeki baş döndürücü başarısından bellidir. Memeliler kutuplardan tropiklere, denizde ve havada her ekolojik yuvayı işgal etmiş bulunuyor. Bir grup memeli, yarasalar, havayı seçmiş. Keseli memeliler (kanguru vb.) yavrularını karınlarının önündeki bir kese içinde büyütüyorlar. Ördek gagalı platipus ve dikenli karıncayiyen, memeli olmalarına rağmen yumurtluyorlar. Fakat memelilerin hemen hepsi gelişmesini tamamlamış canlı yavru doğuruyor.
Evrim sırasında memelilerin kuşlara, sürüngenlere ve balıklara üstünlüğünü iki öğe sağladı: canlı yavru doğurmak ve sıcak kanlı oluş. Böylece dinozorların yokoluşundan doğan ekolojik boşluğu memeliler doldurdu.
Bir yumurta yerine dölyatağı içinde büyüyen memeli yavrusu şu bakımlardan üstündür: Her memeli yavrusunun, diğer sınıflara göre büyük olan beyni bol enerji ve oksijen ister ve yavru o oranda fazla atık oluşturur; annenin kan dolaşımı yavrunun bütün bu gereksinimlerini, yumurtadan çok daha iyi karşılar.
Dölyatağı içindeki dölütün büyük sorunlarından biri, annenin bağışıklık sisteminin dölütü reddetmeye (öldürmeye) çalışmasıdır. Bu nasıl olabilir diyeceksiniz belki. Çok basit: Dölütün kromozomlarının yarısı anadan, yarısı da babadan gelir; annenin bağışıklık sistemi doğal olarak dölüte babadan geçmiş antijenleri yabancı ilan eder, onlarla savaşır ve onları yoketmeye uğraşır.
Plasenta, anneye yarı yarıya yabancı oluşu yetmiyormuş gibi, dölyatağı çeperini bir tümör gibi istila eder ve hatta anne vücudunun uzak noktalarına genetik açıdan yabancı hücrelerden oluşmuş kümeler gönderir. Ne harika bir doğa olayıdır ki yine de dölüt, bu kendisine yarı yarıya düşman çevre içerisinde hayatta kalmayı başarır.
Ateşli Tulumbalar « İcatlar ve Keşifler
İngiltere'deki kömür madenlerinde durum gittikçe daha tehlikeli bir hal alıyordu. Sürekli artan kömür talebi, kuyuların daha çok derinleştirilmesini gerektiriyor, dolan suları boşaltmak gittikçe güçleşiyordu. Britanya ekonomisinin en önemli sorunu durumuna gelen suları boşaltma işi için bütün mühendisler seferber olmuşlardı.
XVII. yüzyılın sonlarında bu mühendislerden biri, Thomas Savery (1650-1715), bilim yayınlarına göz gezdirirken Hook'un, Papin'in makinesinden söz eden bir yazısına rastladı. Savery, Hook'un eleştirmelerine rağmen, icadın işe yarar olabileceğini tahmin etti. Bunun için de, ne gibi yenilikler getirilmesi gerektiğini tasarlayarak hemen işe koyuldu.
Savery, pratik bir buhar makinesinin ihtira beratını, (patent) 1698'de aldıktan sonra makineyi önce kralın, ertesi yıl da Royal Society önünde denedi. Papin'in makinesine, musluğa bağlı boruyla, istenildiği anda eksilen suyun yenilenebileceği büyük bir kazan eklemişti. Burada kaynatılan su, ani bir soğuk su akımıyla sıvılaştırılıyor, böylece borunun içinde boşluk meydana geliyor, sonra dışarı atılacak su bu boşluğa doğru akıyordu. Bundan sonra kazan yeniden ısıtılıyor ve işlem tekrarlanıyordu.
Papin'in makinesindeki gibi piston yoktu ve mekanizması da daha sadeydi. Ağır işlemekle birlikte (dakikada dört darbe), hiç değilse düzgün çalışıyordu. Ancak, iki büyük sakıncası vardı. Önce çok masraflıydı (75 lire suyu bir metre kaldırmak için 16 kilo kömür yakmak gerekiyordu), sonra, tulumba ne kadar yüksekse, buhar basıncının da o oranda yüksek olması gerekiyordu. Oysa basınç 8-10 atmosferi bulduğunda ısı öylesine yükseliyordu ki, lehimler eriyor, yarattığı gücün etkisiyle kazan patlıyordu.
Savery, patlamayı güven altına almak ve kazandaki basıncı kontrol edebilmek için Denis Papin'in 17 yıl önce Londra'dayken icat ettiği aygıtı kullanmayı düşünememişti. Fransız bilgini 1681'de, en sert etleri bile kısa zamanda pişirmeye yarayacak bir tencere icat etmişti. Bu, aslında, bugün kullandığımız "düdüklü tencere"nin ta kendisiydi. İçindeki basıncı bilmek için bir supap yerleştirmiş, basıncı bir ağırlıkla dengelemişti. Bu gerçek bir "güvenlik supabı"ydı ve kapsamı tencerenin yararını çok aşıyordu.
Burada Papin ve Savery'nin amaçlarının ayrı olduğuna işaret etmemiz yerinde olur. Savery bir teknisyendi ve maden ocaklarındaki suların boşaltılması gibi somut bir soruna eğilmişti. Bunu çözümleyince, daha öteye gitmek aklından geçmiyordu. Papin, onun tersine, bir bilgindi. Huygens'in kendisine aktardığı pratik sorun, (Seine'in sularını Versay sarayının parklarına kadar yükseltmek) onun için bir hareket noktası olmuş, dehası gittikçe genişleyen bir alanda icatlara yönelmişti. Kısacası, Savery ile Papin arasında, yarar gözeten bir uygulamacıyla bir anda dünyayı sarsabilecek bir bilim adamının bütün özellikleri vardı.
1707'de altmışına varmış, hayal kırıklığına uğramış, bezgin ve kırgın bir insan olan Denis Papin, eski sorunu, Savery'nin eserinin ışığında çözümlemeye koyuldu. O sırada Savery'nin makinesi madenlerdeki suları boşaltmakta kullanılıyordu; ama suyu dışarı atacağına hidrolik bir çarkın kanatlarının üstüne akıtıyordu. Papin'in meydana getirdiği gülünç makine karmaşık ruhunun bir aynasıydı sanki Bir tek güç kullanacağına (sözgelişi bir buhar), buhar, hava basıncı ve ağırlıktan yararlanıyordu.
Bilgin, yine de bunu bir gemiye monte edip küreklerini çektirmeyi başardı. Gemi, Fulda üzerinde Cassel'de gerçekten işledi, ama bir defaya mahsus, göstermelikti bu. Papin, kararsız kişiliğine kapılıp Londra'ya yerleşmek üzere Almanya'dan ayrıldı. Weser'deki takacılar, kendi kendine giden bu gemiyi öfkelerinden paramparça ettiler. Parasız kalan zavallı Fransız da yoksulluk ve unutmuşluk içinde yaşlanmaya boyun eğmek zorunda kaldı. Ne zaman öldüğü bile tam olarak bilinmeyecek kadar unutuldu...
Savery'nin makinesi suyu 17.50 metre yüksekliğe çıkardığı ve son derece ekonomik işlediği halde, maden işletmecileri tarafından beğenilmemişti. Çünkü madenler çok derin kazıldığından her 17.50 metreye bir makine yerleştirmek gerekiyordu. Ayrıca bunların işletilmesi göze alınamayacak kadar büyük masraflara yol açacaktı.
Dartmouth'da (Devonshire) işleyen bu tür bir makine Thomas Newcomen (1663-1729) adlı bir çilingirin dikkatini çekti. Tasarılarını kendisine yakınlık gösteren büyük fizikçi Robert Hook'a açarak ondan kendisine öğüt vermesini diledi.
Günümüzde, basit bir çilingirin ünlü fizikçilerden birine baş vurması ve onun tarafından da ciddiye alınması pek olağan değildir. O zamanlarda böyle şeylere hiç kimse şaşmazdı. Bir icadın, bilginden çok, usta ve zeki bir işçinin eseri olabileceği akla yakın görülüyordu. Bilim ve tekniğin işbirliği yeni yeni kurulmaktaydı ve Kolomb'un yumurtası hikâyesi her gün tekrarlanıp duruyordu. Öte yandan, bilim adamları da kendilerine fazlaca güvenen bilgiçler olmasa gerekti; hatta tarihçilerin, kişiliğini alabildiğine kötüledikleri Hook bile...
Böylece Newcomen, Newton'un eşiti büyük bilgine danışmaktan çekinmedi. Sonra da arkadaşı camcı John Cawley ile birlikte, Savery'nin ateşli tulumbasının neden bunca güçsüz ve masraflı işlediği konusunda kafa patlatmaya başladılar. İlk kusuru, buhar basıncının yetersiz olmasındandı. Basıncı artırmak için ısıyı yükseltmek, kazanın patlamasını önlemek için de daha kalın imal etmek gerekiyordu. Ancak, bu kalın kazan daha geç soğuyacak, yani tulumba daha ağır işleyecek dolayısıyla verim düşecekti. Makine de bu yüzden masraflıydı zaten. Isıtmak için bir yığın kömür yaktıktan sonra soğutmak için çırpınmak, olur iş değildi doğrusu.
Newcomen, Papin'in ve Savery'nin makinelerini inceledikten sonra, ikisi ortasını buldu. İkincinin kazanını, .birincinin de pistonlu silindirini aldı. Hem kazan, hem de tulumba gövdesi olarak tek bir kap kullanacağına, iki ayrı kaptan yararlanmayı düşündü. Böylece, soğutmaya ihtiyaç kalmayacağından kazanı gereğince kalın imal edilebilecek; doğrudan doğruya ısıtılmayacağına göre silindirin de soğutulması kolay olacaktı.
Newcomen'in projesi 1705'te gün ışığına çıktı. Makine şöyle işliyordu: Kazanda oluşan buhar, bir silindire giderek pistonu kaldırıyor; piston dibine kadar iyice itildikten sonra soğuk su veriliyor; buhar sıvılaşınca silindirde hava boşluğu elde ediliyor; o zaman hava basıncı bütün gücüyle etki yaparak pistonu aşağıya itiyordu. Sonra silindire yeniden buhar gönderiliyor işlem böylece sürüp gidiyordu. Piston sürekli olarak inip kalkacağından, bunu bir çubukla, işletilecek tulumbaya bağlamak yeterliydi.
Savery gibi Newcomen de makinesini yalnız tulumbalarda kullanmayı düşünmekte, bunun suyu yükseğe çıkarmaktan başka bir şeye elverişli olabileceğini aklının ucundan geçirmemekteydi. Her ikisinin de tek kaygısı, suyu 10.33 metreden yukarıya çıkarmaktı. Newcomen'in makinesi, tam anlamıyla bir buhar makinesi değildi. Çünkü bunda itici güç buhar değil, hava basıncıydı. Ancak bu nokta kullananları ilgilendirmiyordu. Bu makine Savery'ninkinden daha güçlü, daha az masraflıydı ya, onlar için de önemli olan buydu. Önceleri dakikada altı iniş-çıkış yaparken sonra bu on ikiye yükseltildi ve gücü de 100 beygiri buldu.
Makinenin ilk alıcısı Wolferhamptonlu bir kömür madeninin sahibiydi. Makine büyük bir başarıyla görevinin üstesinden gelince, öteki maden şirketleri de art arda satiri almaya başladılar. Geliştirilmeye son derece elverişli oluşu makinenin satışını artırıyordu.
Gerçekten, 1713'te 'prototipi' son derece ilkel olmakla birlikte hızla gelişti; yüzyılın ortalarına doğru enikonu mükemmel bir araç haline geldi. Bu gelişmelerden ilki musluklarda oldu. Üç musluktan biri silindire buhar yolluyor, ikincisi soğuk su akıtıyor, üçüncüsü de suları boşaltıyordu. Muslukların elle işlemesi bir sakıncaydı elbet, çünkü bir işçinin yalnız bu işle sürekli uğraşması gerekiyordu. Ancak otomatikleştirme işini Newcomen mi, yoksa, Potter adlı bir işçi mi gerçekleştirdi, bilemiyoruz. 1713'te bu musluklar bir sicimle makinenin düzgün hareketini sağlayacak 'denge düzenleyicisi'ne (balansiye) bağlanarak işletilmeye başlandı. 1718'de Beighton adlı bir teknisyen bu ipi söküp yerine, ince bir çubuk yerleştirdi. Böylece makine kendi kendine işler duruma geldi.
Bundan sonra, kazanın geliştirilmesi işi ele alındı. Alman Jacob Leupold (1674-1727), basıncı artırmayı (1725) ve İngiliz James Brindley de (1716-1772), kazanın beslenmesini düzenli hale sokmayı başardılar/İngiliz John Smeaton (1724-1792), buharın kaybolmasını önlemek için silindirin ve pistonun daha iyi perdahlanmasını sağladı. Kısacası, yaratılmasından bu yana yarım yüzyıl geçmeden Newcomen'in makinesi bütün Avrupa'yı fethetti. Fransa'da ilk olarak 1732'de maden ocaklarındaki suların boşaltılmasında kullanıldı. Hollanda'da denizden kazanılan yerlerde aynı amaca hizmet etti. Bazı ülkelerde de şehirlere su verme ya da toprakları sulama işine yarıyordu, İngiltere'de yüzlercesi işlemekteydi. Bunlar, koca bir bina büyüklüğünde dev makinelerdi. Ağır ağır gidip gelen hantal sarkacın çevresine bir yığın seyirci toplanıyordu.
Newcomen'in makinesi son 1934'te hizmetten çekildi. 1787'de yapılmış olan bu saygıdeğer kalıntı halen Barnsley (Yorkshire) adlı İngiliz köyünde bulunmaktadır. Sarkacı 7, silindiri de 3.30 metre yüksekliğindedir.
1951'de, Büyük Britanya festivalinde işletilmesi kolay olmadı. Piston bazen inadı tutup yükselmiyor, bazen inmeyi unutuyor, bazen de yorgunluktan poflaya tıslaya duruveriyordu. Bunu da 147 yıllık hizmetten sonra hoş görmek gerekir. En iyi işlediği günlerde, makine, her iniş-çıkışında 227 'litre suyu 40 metre yükseğe çıkartmaktaydı.
