Bilim
Michael Faraday « Bilim Adamları
(1791-1867) Bilimin öncüleri arasında, modern yaşam koşulları üzerindeki etkisi bakımından, Faraday ile boy ölçüşebilecek bir başka ad kolayca gösterilemez. "Deneysel Bilimin Prensi" Faraday, bir ömüre sığmayacak sayıda önemli pek çok çalışma ortaya koydu: Kimya, elektro-kimya, metalürji alanlarında pratik sonuçlarından bugün de yararlandığımız deneyler yaptı. Maden ocaklarında kullanılan Davy lambasını geliştirmede katkıları oldu. Elektro-kimyadaki deneyleriyle kendi adıyla bilinen elektroliz yasalarına ulaştı.
Deneysel olarak, bir maddeden geçen belli miktarda elektrik akımının, o maddenin bileşenlerinde belli miktarda bir çözülüme yol açtığını gösterdi. Bu sonuç ilk elektrik sayaçlarının üretimine olanak verir. Faraday'ın bir başka önemli katkısı da "amper" denilen akım biriminin kesin tanımım vermiş olmasıdır. Elektrolizde geçen "elektrot", "anot", "katot", "elektrolit", "iyon" vb. terimleri de ona borçluyuz.
Faraday'ın yetişme koşullarına baktığımızda başarıları gözümüzde daha da büyümektedir.
Michael Faraday, Londra'da yoksul bir ailenin çocuğu olarak dünyaya gelmişti. Babası demirci, annesi ev hizmetçisiydi. Kısa süren öğreniminde okuma, yazma, bir miktar aritmetik öğrenmekle kalmıştı.
Henüz onüç yaşında iken bir kitapçının yanında çırak olarak çalışmaya başlamıştı. Ancak çok geçmeden kitap ciltleme becerisini kazanır. Bu iş ona yaşamının büyük fırsatını sağlar. Boş bulduğu zamanlarım kitap okumakla, ilgilendiği konularda not almakla dolduran Michael, ustasının sempati ve anlayışından da yararlanarak, eksik kalan eğitimini kendi kendine tamamlama çabası içine girer.
Daha sonra yazdığı anılarında, "O sıra okuduklarım arasında ilgimi en çok iki kitap çekmişti," der. "Bunlardan biri elektrik konusunda bana ilk bilgileri sağlayan Britannica Ansiklopedisi, diğeri Jane Marcet'in Kimya Üzerine Söyleşiler adlı kitabıydı". Bu kaynakların, onun düşünce yapısının kurulmasındaki önemi kesin, çünkü kimya ile elektrik yaşamı boyunca ilgilendiği başlıca iki konu olmuştur.
Faraday ondokuz yaşına geldiğinde, bilim merakı bir tutkuya dönüşmüş, kendi olanakları içinde ciddi deneylere bile koyulmuştu. 1812'de bir müşterinin sağladığı biletle, dönemin seçkin bilim adamı Sir Humphrey Davy'nin Kraliyet Enstitüsünde düzenlenen konferanslarına katılma olanağı bulur. Burada dinledikleriyle öğrenme tutkusu daha derinleşen Faraday'ın bilimden kopması olanaksızdı artık.
Konferansta tuttuğu notlarla deneyleri ilişkin şekilleri bir kitapta toplayarak asistanlık için Davy'ye başvurur. Davy'den beklediği yanıtı hemen alamazsa da ciltçilik işinde de daha fazla kalamazdı, artık! Kısa bir süre için de olsa Faraday işsiz kalmıştı, ama umutsuz değildi. Bir süre sonra şans yüzüne güler: Kraliyet Enstitüsü'nden uzaklaştırılan bir asistanın yerine bir başkası alınacaktır. Davy, daha önceki başvurusunu hatırlayarak, Faraday'ı göreve çağırır.
Genç araştırmacı çok geçmeden giriştiği deneyleriyle yeteneğini ispatlar. Daha işe başladığı ilk yıl içinde deney sonuçlarım yayımlamaya, Enstitü'de ders vermeye başlar. Bu arada yeni evlendiği eşine hazırladığı sürpriz de ilginçtir: Bir Noel sabahı Faraday eşini Kraliyet Enstitüsü'ne götürür.
Bayan Faraday kendisini bekleyen Noel armağanının merak ve heyecanı içindedir. Ama bulduğu yalnız kendisine değil tüm dünyaya verilen bir armağandır: elektrik akımıyla sürekli mekanik devinim sağlayan basit bir düzenek! Oyuncak trenlerden büyük elektrik lokomotiflerindeki makinalara değin bildiğimiz elektrik motorlarının ortaya konmuş ilk örneği.
Bilim çevrelerinde pek rastlanmayan bir hızla ün kazanan Faraday, 1823'te Kraliyet Bilim Akademisi üyeliğine seçilir; bir yıl sonra da çalıştığı enstitüde laboratuvar direktörlüğüne atanır.
Faraday enstitünün başına geçtikten sonra da deneylerini sürdürmekten geri kalmaz; "Faraday yasaları" diye bilinen ilişkileri ortaya koyar. Bunlardan en önemlisi, bir maddeden geçen elektrik miktarıyla o maddeden ayrılan bileşenlerin miktarı arasındaki ilişkidir. Bunun ortaya koyduğu bir sonuç atomların yalnızca belli miktarlarda elektrikle bağıntılı olduğu olayıdır ki, bilimsel açıklaması ancak yüzyılımızın başında Rutherford'un atomun yapısını belirlemesiyle verilebilmiştir.
Faraday elektro-kimya alanındaki çalışmasıyla yetinseydi bile bilim tarihinde önemli bir yeri olacaktı. Ama onu bilimin öncüleri arasına sokan asıl başarısı elektromanyetik konusundaki buluşlarıdır.
19. yüzyılın başlarına gelinceye dek elektriğe gizemli bir olay gözüyle bakılıyordu. Elektrik Benjamin Franklin için bir tür akışkandı. Kimisine göre ise, elektrik pozitif ve negatif olmak üzere iki değişik akışkandı. İlk kez Faraday elektriği bir "kuvvet" diye niteler. Elektrik gibi manyetizma da ilgi çeken, tartışılan bir konuydu; ama ikisi arasındaki ilişki henüz bilinmiyordu.
1820'de Danimarkalı bilim adamı Hans Oersted, elektrik akımı taşıyan bir telin yakınındaki bir pusula ibresini devindirdiğini saptamıştı. Bu gözlem pek çok deneylere, bu arada elektrik akımının manyetik etkilerine ilişkin Amper kuramına yol açar. Ancak bu konudaki asıl açıklama Faraday'ın mıknatısın elektriksel etkisini sezinlemesiyle gerçekleşir. Buna göre, bir tel bobinde oluşan manyetik etki, ikinci bir bobinde elektriksel etki olarak ortaya çıkmalıdır. "Elektromanyetik indüksiyon" denen bu olayı Faraday deneysel olarak 1831'de belirler.
Şekilde de görüldüğü üzere, ip ya da kumaş parçasıyla yalıtılmış demir bir halkanın karşıt yanlarına bakır telden iki bobin yerleştirilmiş olsun. Bobinlerden birinin uçları bir batarya ve şaltere, diğerinin uçları ise altında mıknatıslı bir ibre olan kuzey - güney doğrultusundaki bir tele bağlandığında, birinci bobinden elektrik akımının geçmesiyle mıknatıslı ibrenin devindiği görülür.
Bu, bir anlık olan akımın ikinci telde mıknatısın etkisiyle oluştuğu demektir. Oysa akım sürekli olursa ikinci telde öyle bir akım oluşmaz, ancak akım kesildiğinde mıknatıslı ibrenin bu kez ters yönde devindiği görülür. Bu da ikinci bobinde bir anlık ama tersine bir akımın oluştuğu demektir. Birinci bobinden geçen akım demir halkayı mıknatıslamakta, bu ise ikinci bobinde elektrik akımına yol açmaktadır.
Aynı ilişkiyi değişik deneylerle de ortaya koyan Faraday, bir başka deneyinde çok büyük bir mıknatısın kutupları arasında bir bakır disk döndürür. Diskin kenarlarıyla dingili arasındaki akımın sürekli olduğu görülür. Bu sonuçta da ilk basit dinamo örneğini bulmaktayız.
Faraday'a bilimde üstün konum sağlayan bir diğer önemli katkısı da bilime alan kavramını kazandırmış olmasıdır. Bu kavram yalnız elektromanyetik kuramın değil, Einstein'ın genel görecelik kuramının da içerdiği bir kavramdır.
Faraday'ı kavramı belirlemeye yönelten basit deneye bakalım: üzerinde demir kırıntıları olan bir kartı mıknatıs üstünde tutup hafifçe fiskelediğimizde kırıntıların mıknatısın kuzey -güney kutuplarını birleştiren birtakım çizgiler oluşturduğu görülür.
Faraday bu çizgilere, "manyetik güç çizgileri" demişti. Bu şekilde oluşan çizgiler, mıknatısı çevreleyen manyetik alanı temsil etmekte, çizgilerin yönü ise manyetik alanın yönünü göstermektedir. Ayrıca, çizgilerin biribirine yakınlığı manyetik alanın güçlü, çizgilerin biribirine uzaklığı manyetik alanın zayıf olduğu demektir.
Manyetik güç çizgilerinin bir devre tarafından kesilmesiyle elektrik akımının indükleneceğini belirten Faraday, uzayda da elektrik yüklü bir nesneyi çevreleyen manyetik güç çizgilerine benzer elektrik güç çizgilerinin olduğu kanısındaydı. Üstelik, elektrik güç çizgisinin bir pozitif yükten ona denk bir negatif yüke uzandığını düşünüyordu. Deneysel olarak da, bir tür elektrik indüklenirken, ona denk bir başka tür elektrik indüklenmesinin kaçınılmaz olduğunu göstermişti.
Örneğin, ipekle ovulan kuru bir cam parçası pozitif yük kazanır, elektrik güç çizgileri de camdan eşit negatif yük taşıyan çevresine uzanır.
Faraday bir atılım daha yaparak mıknatısın ışık üzerinde etki oluşturabileceği hipotezini ortaya koymuş, uzun deneylerden sonra ışığın gerçekten etkilendiğini kanıtlamıştı. Bilindiği gibi polarize ışık bir manyetik alan aracılığıyla döndürülebilmektedir. Ancak Faraday'ın belirlediği bu olguyu dönemin fizikçileri bir tür görmezlikten gelmişlerdi.
Faraday buluşlarının pratik sonuçlarıyla pek ilgilenmiyordu. Ama bu onun o sonuçların önemini kavramaktan uzak kaldığı demek değildi. Nitekim dönemin, başbakanı ona dinamonun ne işe yarayabileceğini sorduğunda, "Bilmiyorum, ama hükümetinizin bir gün ondan vergi sağlayabileceğini söyleyebilirim," demişti.
Faraday'ın övgüye değer bir özelliği de bilimi halkın anlayacağı dil ve düzeyde yayma çabasıdır. Kraliyet Enstitüsü'nde halk için düzenlediği yıllık konferans ve dersler bugüne dek sürüp gelmektedir. Faraday büyük ilgi toplayan konferanslarından bir bölümünü yaşamının son yıllarında Mumun Kimyasal Tarihi adı altında bir kitapta toplayarak çocuklar için yayımlama yoluna bile gider.
Faraday'ın matematik bilgisi buluşlarını matematiksel olarak dile getirmek için yeterli değildi; ama nitel de olsa deney sonuçlarını açıklayan bir kuramı vardı. Bu kuramın matematiksel olarak işlenmesi geçen yüzyılın büyük fizik bilgini James Clerk Maxwell'i bekleyecektir.
Europa'da Yaşam « Uzay Araştırmaları
Son araştırmalardan anlaşıldığı gibi, astronomlar aslında aramalarını Güneş Sistemi'nin yanlış bir bölgesinde sürdürmüşlerdi. Uzay sondası "Galileo", Dünya'dan 800 milyon km uzaklıktaki olası bir vaha ile karşı karşıya: Jupiter uydusu Europa.
Gözlem Robotu üç yıldan beri, bu dev Gezegen'i ve uydusunu gözlemekte. Geçen aylarda elde edilen görüntülerden, Jüpiter'in uydusunun, en az Dünya'nın uydusu Ay büyüklüğünde olduğu saptandı.
Peş peşe elde edilen görüntülerden sonra, Berlin Uzay Enstitüsü'ndeki bilim adamları, Europa Uydusu'nda, dev bir okyanusun bulunduğunu tahmin ediyorlar. "Ancak okyanusun derinliğini şimdilik bilmiyoruz" diyor, Gerhard Neukum.
"Galileo" verilerini değerlendiren Amerikalı jeologlar, 15 km kalınlığındaki buz tabakasının altında 100 km derinliğinde bir denizin bulunduğunu hesaplamışlar. Pasifik Okyanusu'nun derinliği ise sadece 11 km. Eğer Amerikalı araştırmacıların hesapları doğruysa, Europa'da Dünya'dakinden iki misli daha fazla su bulunmakta.
İnanılır gibi değil, ama Europa'nın yüzeyinden alınan fotoğraflarda, tıpkı Arktik'tekine benzer hareketli buzul tabakaları görülmekte. Asteroidlere ait düşme izleri, Ay'dakine oranla çok daha az. Kraterlerin sayıları ve biçimleri, aslında buz tabakasının sadece birkaç milyon yıldan beri geliştiğini gösteriyor, yani sonuçta Europa tamamen donmuş olamaz.
Peki ama böyle bir şey mümkün olabilir mi? Neredeyse hiç Güneş ışını almayan Jüpiter uydularında, en yüksek sıcaklık -130 derecedeyken, hâlâ donmamış su bulunabilir mi?
"Bu durum ilk başlarda bizi de çok şaşırtmıştı" diyor, Neukum. "Fakat daha sonra Jüpiter'in Dünya'dan 300 misli daha ağır olduğunu hatırladık. Yoğun gaz içerikli Gezegen, uydularını muazzam bir gelgit gücüyle yoğurduğundan, bunların içlerinde kinetik ısı oluşur."
Jüpiter uydusundaki buz tabakası kilometrelerce derinliğinde, böylece pekala Güney Denizi'nin sıcaklığında bir deniz olduğu düşünülebilir. Ne var ki, Europa uydusunun tümü karanlık. Fakat basit organizmalar Güneş ışığı görmeden de yaşayabiliyorlar.
Örneğin, Yeryüzü'ndeki okyanusların hiç ışık almayan derinliklerinde, metrelerce uzunlukta spirografisler, yengeçler ve dev midyeler dolaşmakta. Bu yüzden bazı bilim adamları, Europa'da canlıların varlığına inanıyorlar. Araştırmacılar 2003 yılında Europa'nın yörüngesine, radarlarla, uydunun her yanını aydınlatacak bir aygıt yerleştirmeyi düşünüyorlar.
Pasadena (Kaliforniya) NASA Gezegen Araştırma Merkezi'ndeki bilim adamlarının Europa ile ilgili projeleri daha ilginç. Uydu'nun yüzeyine gönderilecek bir uzay sondası, adeta bir torpido görevini yerine getirecek. Nükleer enerjiyle çalışan sondanın ucunda bulunan "Cryobot" (delici kapsül), kilometrelerce karanlıktaki buz tabakasını eritecek.
Kalın buz tabakasının delinmesiyle birlikte, delici kapsül, "Hydrobot" olarak adlandırılan denizaltı robotunu, buz tabakasının altındaki "denize" fırlatacak; ve proje başarıya ulaşırsa, "Hydrobot" kilometrelerce derinlikte gözlemlerini sürdürebilecek.
NASA araştırmacıları, projeyi önce Antarktik'te deneyecekler. Güney Kutup İstasyonu Wostok'un 4 km altında, yüz bin yıldır dış dünyadan kopmuş olarak varlığını sürdüren dev bir göl keşfetmişler. Rus bilim adamları, ilk denemede buzun içinde yabancı mikroplara rastlamışlardı.
Biyolog Karl Stetter, yaptığı uzun incelemeler sonucunda, organizmaların yalnızca dondurucu sıcaklıklarda değil, kaynaçlarda, çok sıcak petrol kaynaklarında ve yanardağ ağızlarında da, tamamen havasız ve ışıksız yaşayabildiklerini tespit etti. "Böylece, yavaş yavaş, yaşamın düşündüğümüzden çok daha çeşitli ortamlara uyum sağlayabileceğini anlamaya başladık" diyor, astrobiyolog Frank Drake.
Depremler ve Astronomi « Evren ve Dünya
Anadolu bilginlerinden Thales, astronomi hesaplarına dayanan Güneş tutulmalarını hesaplayan ve bunların depremlerle olan bağlantısını bulan ilk kişi sanılmaktadır. Aristo'nun adı da Mezopotamya'da bulunan yeğeninden buradaki rasathanelerde saptanan Güneş ve Ay tutulmalarının kayıtlarını istemesi şeklinde geçmektedir.
Bu konuda Thales'in tutulma olayına bağladığı kehanetlerinin önemli bir rol oynadığı düşünülebilir. Thales, tutulan kayıtları ve yaşadığı zamanın astronomi olaylarını incelemiş ve Anadolu'da meydana gelecek büyük bir depremi önceden haber vermiştir.
Hesaplara göre bir tam Ay tutulmasının ardından 23.5 ay sonra bir tam Güneş tutulması meydana gelmektedir. Aynı bölge üzerinde tam Güneş tutulmasının tekrar meydana gelmesi için yaklaşık 54 sene geçmesi gerekmektedir. Bu nedenle her üçüncü tutulma, yani aralarında 54 yıllık bir zaman süresi bulunan iki Güneş tutulması genellikle az farklı enlem ve boylamlara rastlayacaktır.
Kuzey yarım kürede başlayan bir tutulma devresi, Güney yarımkürede kısmi tutulmalar ile sona erer. Tutulmanın etkili olduğu bölgelerde büyük çekim gücünün oluşması ve yer katmanlarının zayıf olan yerlerinde depremlerin oluşması kaçınılmazdır.
Önemli zarar oluşturacak bir depremin meydana çıkması için Ay'ın gerçek bir tetikleme yapması gerekir. Bunun için Ay, öncelikle Zodyak'ın enerji yoğunlaşma noktaları veya "Kozmik Güç Noktaları" adı verilen sabit burçlardan birinde olması gerekir. Sabit burçlar Boğa, Aslan, Akrep ve Kova'dır.
Tetikleme burçlarından geçen Ay'ın, diğer burçlardaki gezegenler ile "Görünüm Rotasyonu" adı verilen 30 derecelik yolculukta yapacağı açılar çok önemlidir. Eğer tüm gezegenler ile sert açılar yapıyorsa ortaya büyük tahribat yapacak bir deprem çıkacaktır. Örneğin, sabit burçlardan Boğa'ya giren Ay, 30 derece süren kuşaktaki rotasyonunda bazı gezegenler ile olumlu açılar, bazıları ile sert açılar yaparsa tetikleme görevi gerçekleşemez.
