Laplace’in Şeytanı ile Bilimsel Determinizm

Laplace’in Şeytanı ile Bilimsel Determinizm

Modern bilim geliştikçe ve evrenle ilgili yeni bulgular hızla ortaya çıktıkça, bilim insanları evrendeki her şeyin fizik yasalarıyla belirlenmiş olduğu, bu belirlenmiş olayların gerçekleşmesinin zorunlu olduğu ve yeterli bilgiye ulaşılabilirse insanların da olacak olayları kesin bir şekilde öngörebilecekleri düşüncesine kapıldılar. Bu fikir, “Bilimsel Determinizm” adıyla bilinir. Bu yazıda sizlerle Fransız Matematikçisi Pierre Simon Laplace’in bu konuyla ilgili fikirlerinin doğruluğunu tartışacağız ve bilim tarihinde kısa bir yolculuk yapacağız.

Bilimsel Belirlenebilirlik Doktirini (1814)

Fransız matematikçisi Pierre Simon Laplace, 1814’de bir makale yayımladı. Bu makalede deterministik evren görüşünü tartışan dünyaya, bu görüşün haklılığını kanıtlamak için hayali bir kavram sundu. “Evrendeki her şeyin durumunu bilebilen bir beyin”. Gelin şimdi, sizlerle yayınlanan makalenin kendisini okuyalım:

“Evrenin şimdiki halini, geçmişin sonucu ve geleceğin nedeni olarak ele alabiliriz. Bir an için evrenin tüm güçlerinin ve bunu oluşturan tüm varlıkların konumlarını anlayabilen bir canlı olduğunu düşünürsek ve bunun, bu verileri inceleyebileceğini de düşünürsek, aynı anda evrendeki en büyük varlıklardan en küçük atomlara kadar her şeyi hesaba katarak bir hesap yaparsa, hiçbir şey belirsiz değildir ve gelecek de aynı geçmiş gibi, onun gözlerinin önündedir.”

Bilim camiası tarafından Laplace’in Şeytanı olarak adlandırılan bu beyin, gerçekten de geleceği bilebilir miydi? Evren deterministik miydi, yoksa asla öğrenemeyeceğiz veya öngöremeyeceğimiz şeyler var mıydı? Geleceğimiz kesin bir şekilde belirli miydi, yani özgür irade denen şey sadece bir yanılsamadan ibaret miydi? Şimdi, bu sorulara beraber yanıt arayalım.

Düşünelim ki, bir bilgisayarımız var. Ama normal bir bilgisayar değil bu. Öyle ki, her türlü hesaplamaya gücü yetiyor ve normal bilgisayarlarımızın milyonlarca katı daha fazla veri depolayabiliyor. Bu süper bilgisayarımızı alıp bir bilardo salonuna gidelim. Bir masanın yanına oturalım ve ilk vuruş yapılmadan önce bilgisayarımızı çalıştırıp, vuruşlarda topların nasıl dağılacağını bulmasını isteyelim. Sizce bilgisayarın bu soruyu cevaplaması için hangi bilgilere ihtiyacı olabilir?

Cevaplarınızı duyar gibiyim. Topa vuruş hızı, topa ıstakanın vuruş açısı, topun çapı vb. diye düşünmüş olabilirsiniz. Fakat bunlar, bu işlemin cevabını bulmak için verilmesi gereken bilgilerin çok küçük bir kısmı. Gelin Dirac madalyalı fizikçi Michael Berry’nin bu soru için yaptığı açıklamaya göz atalım.

Michael Berry’nin yaptığı hesaplamalara göre, bu çarpışmaları kesinlik derecesinde doğru hesaplayabilmek için masanın yanında duran kendimizin, kütle çekimi etkisini hesaplamamız gerekiyor! Böyle küçük bir kuvvetin topa nasıl etki edebileceğini düşünmüş olmalısınız. Fakat bir şeyi kesinlik derecesinde bilmek, bunu gerektiriyor. Orada olan her atomun ve hatta uzakta oraya gelecek her atomun durumunu bilmemiz, en küçükten en büyüğe tüm kuvvetleri hesaplamamız ve daha sayamacağımız birçok parametreyi bilmemiz gerekiyor.

Tam şu anda, “Tamam, çok parametre var ama bunları hesaplayabilecek süper bir beyne sahip olma ihtimalimiz az da olsa var” diyebilirsiniz. Ama bir noktayı kaçırdınız, daha doğrusu ben yazmadım. Atomüstü dünyadaki hareketler, bilinen fizik yasalarıyla çözümlenebilse de bu işin bir de kuantum denen, deterministlerin başına bela olan, en zekilerimizin bile anlamakta zorlandığı bir dünya var. Bu kuantum dünyasına birazdan değineceğim ama önce basit olayların karmaşık olaylara yol açabildiğini öne süren Kaos Kuramı ile ilgili kısa bir bilgi paylaşmakta fayda var.

Kaos Kuramı

Aslında Kaos Kuramı, bir bilimsel kuramın özelliklerini taşımaz yani aslında bir kuram değildir. Ama bilim camiasına ilk açıklandığı zaman “Kaos Kuramı” şeklinde servis edilmiş ve o günden bugüne değişmeden kalmış.

Size, bu kurama büyük bir katkı sağlayan Edward Lorenz’den bahsedeceğim. Amerikalı Meteorolog ve Matematikçi olan kendisi, bir gün yine her zamanki gibi erken dönem bilgisayarı LGP-30’u açmıştı. Bilgisayarında hava simülasyonları ile ilgili çalışmalar yapıyordu. Bilgisayara değerler giriyor ve simülasyon ile çıkan sonucu analiz ediyordu.

Bir ara, simülasyonu kapatıp tekrar açması gerekti. Bilgisayara girdiği değerleri, unutmamak için çıktı aldı. Daha sonra simülasyonu tekrar açtı ve çıktıdaki değerleri girdi. Normal olarak, sonucun aynı çıkmasını bekliyordu. Fakat sonuç, beklediği gibi olmadı. Neden böyle bir sonuç aldığını ise kısa sürede anlamıştı.

Sorun şuydu: Bilgisayara girilen veriler sıfırdan sonra 6 basamağa sahipti, yani mesela 0,506127. Ama bilgisayar çıktı verirken son 3 basamağı yazmıyor ve ilk 3 basamağa yuvarlayıp veriyordu yani 0,506.

Sonucun bu denli fazla değişmesinin sebebi sadece 0,000127’lik miktar yüzündendi. Bu olay Newton’un ağaçtan düşen elması gibiydi, Lorenz’e ilham verdi. Lorenz de bu olaya bir romandan esinlenerek “Kelebek Etkisi” adını verdi. Kısaca şöyle idi:

“Bir kelebeğin kanat çırpması, aylar sonra dünyanın başka bir yerinde fırtınaya sebep olabilir.”

Bunu bir düşünce deneyi olarak nitelendirebiliriz. Yani gerçek olması imkansıza yakın bir ihtimal ama konuyu daha iyi anlamamıza yardımcı oluyor. Bilimde o güne kadar basit olayların basit durumlara, karmaşık olayların da karmaşık durumlara yol açtığı düşüncesi hakimdi. Fakat Kaos Kuramı’nın bu tür düşünce deneyleri, basit olayların karmaşık olaylara yol açabildiği yeni bir ufuk sunuyordu.

“Tanrı zar atmaz” sözünü bir yerlerden duymuşsunuzdur. Bu söz Einstein’ın deterministik evren inancını açıklayan bir sözdür. İşin ilginç tarafı kendisinin çalışmalarının, determinizmin öncülerinden Newton’ın yasalarını alt üst etmesiydi.

Einstein ve Görelilik (1905, 1915)

Newton, determinizmin öncülerindendi. Ünlü kitabı Principia, evren yasalarını o döneme göre harika bir şekilde açıklıyordu. Bu yüzden hızla kabul görmüştü.

Newton’un anlayışı basitti. Evrendeki doğa yasaları sabittir, asla değişmez. Bu doğa yasalarıyla ilgili yeterli bilgiye sahip olursak geçmişte ne olduğunu ve gelecekte ne olacağını öğrenebilirdik. Bu anlayışta o kadar ileri gitmişti ki, gelecek sene o an ne düşüneceğimizi bile öğrenebilirdik! Yani, beyin de bu belirlenebirlik içerisine alınmıştı.

Fakat, bu fikirlerin ömrü, Ptolemy’nin fikirleri kadar uzun olmamıştı (şu dünya merkezli evren modelinin sahibi). Einstein 20. yüzyılın başındaki 15 yıl içerisinde, evrenin dinamiklerini harika bir şekilde açıklayan çalışmalarını bilim camiasına sunduğu zaman, Newton’ın fikirlerinin yanlış olduğu ve bazı değişkenlerin göreli olduğu anlaşılmıştı.

Einstein, determinizme ilk darbeyi vurmuştu vurmasına, ama halen determinist görüşün geçerli olduğunu savunmaya devam ediyorlardı. Fakat bir şey unutmuşlardı. O güne kadar hep atomu en küçük parça olarak kabul etmişlerdi.

Heisenberg Belirsizlik İlkesi (1927)

Warner Heisenberg, 1927’de Determinizm anlayışına büyük darbeyi işte bu teori ile vurdu. Kısaca bahsetmek gerekirse, kuantum düzeydeki parçacıkların momentumu ile konumunu aynı anda kesin bir şekilde ölçemeyeceğimizi anlatıyordu Heisenberg. Bir parçacığın momentumundaki belirsizlik ne kadar az olursa, konumu hakkındaki belirsizlik o kadar fazla olur.

Basitçe momentumu ne kadar doğru ölçersek, konumu o kadar yanlış ölçeriz.

Bir nesneyi görmemiz, o nesneyle aramızdaki foton denen ışık demetleri aracılığıyla olur. Bir parçacığı gözlemlerken kullandığımız ışık kaynağındaki fotonlar, o parçacığa çarpıp hareketini önemli ölçüde değiştirecektir. Bu durum, parçacığın momentumu ile konumunu kesin doğrulukla ölçmemizi bu yöntemle “imkansız” kılar.

Schrödinger’in Kedisi (1935)

Fizik, bize bir nesnenin sadece tek bir yerde bulunduğunu söyler. Yani kalem, masanın üstündeyse gerçekten de oradadır başka bir yerde değil. Fakat bir kedi, buna karşı gelmişti.

Schrödinger’in Kedisi, Erwin Schrödinger tarafından ortaya atılmış kuantum dünyasıyla ilgili bir paradokstur. Belirlenebilirliğin, kuantum mekaniğinde saf dışı kalmasına güzel bir örnektir. Kısaca şöyle anlatalım:

Schrödinger, bir kediyi kuantum mekaniği ile çalışan bir kutunun içine koyar. Kutunun içinde, bozunma zamanı belirli olmayan (hiç bozunmama ihtimali de olan) bir radyoaktif madde ve içinde zehirli sıvı olan bir şişe vardır. Radyoaktif madde bozunduğu zaman yaydığı ışınlarla şişe kırılacaktır ve zavallı kedi ölecektir.

Böyle bir durumda, kutunun dışında olan bizler için kedinin hala hayatta olup olmaması, bir belirsizliktir. Kedinin ne durumda olduğunu öğrenmemiz için kutuyu açmamız şarttır. Kutuyu açmadığımız sürece kedi, bizim için hem sağ hem de ölü olur. Bu ilk başta belirttiğimiz tekli sonuca karşı geliyordu. Kedinin canlı veya ölü olduğunu kesin olarak bilemeyeceğimizi söylüyordu.

Sonuç Olarak

Newton yasalarından Einstein’a, Heisenberg’den Schrödinger’in Kedisi’ne birçok fikri paylaştık. Peki ya sonuç olarak şu anki düşünce ne?

Deterministik bir evrende yaşıyor muyuz? Özgür irademiz var mı, yoksa bu sadece bir yanılsama mı? Bu iki sorunun cevabını size Jim Al Khalili, şöyle veriyor:

  1. Deterministik bir evrendeyiz. Özgür bir irademiz var, kaderimiz önceden belli olabilir fakat öngörülemez!
  2. Deterministik bir evrendeyiz. Her hareketimiz öngörülebilir yani özgür irade diye bir şey yok!
  3. Deterministik bir evrende değiliz, evrenin kendi yapısından kaynaklanan raslantısallık var ki bu da bizi özgür irade sahibi yapar!
  4. Deterministik bir evrende değiliz ve özgür irademiz de yok, olaylar rastgele oluyor!

Bilim insanları, din bilimciler ve filozoflar, uzunca zaman özgür iradenin varlığını tartıştılar. Özgür iradeye sahip olmadığımızı düşünebilirsiniz cevap size kalmış fakat bu durum şu gerçeği değiştirmez:

“Sonsuz sayıda olası gelecekten hangisini yaşayacağımızı belirleyecek olan şey, kendi hareketlerimizdir.”

Yusuf İkbal Aldemir

Kaynaklar
1. Stephen Hawking – Zamanın Kısa Tarihi
2. Jim Al Khalili – Paradoks
3. John D Barrow – Bilmediğinizi Bilmediğiniz 100 Temel Şey

Termodinamiğin İkinci Yasası: Maxwell’in Cini

Termodinamiğin İkinci Yasası: Maxwell’in Cini

Bir bilim insanına, modern bilimin en büyük yasası nedir diye sorarsanız; büyük ihtimalle size termodinamiğin ikinci yasasından bahsedecektir.

Bu yasayı aslında daha ilkokuldayken öğreniriz fakat bize sadece buz dağının görünen kısmı öğretildiği için, asıl gizemden mahrum kaldık. İlkokulda öğretilen bilgi şuydu:

“Kaynar bir çaya soğuk bir kaşık atarsanız, ısının sıcaktan soğuğa doğru akmasıyla sıcaklıklar dengelenir.”

Yukarıda yazdığımız gibi, enerjinin sıcaktan soğuğa aktığını hepimiz biliyoruz. Yani bunda bu kadar büyütülecek ne var diye düşünebilirsiniz. Fakat birazdan bu yasanın derin sularına doğru bir yolculuk yapacağız ve ne demek istediğimizi daha iyi anlayacaksınız.

Maxwell’in Cini

İçinde hava olan iki kutu düşünelim. Bu kutular, aralarında yalıtılmış bir duvar ile ayrılmışlar. Bu ara duvarın içinde de bir kapak var. Bu kapak, bir molekül yaklaştığında hızla açılıyor ve molekül diğer kutuya geçer geçmez kapanıyor. Böyle bir kutu, bizim için şu an pek bir şey ifade etmiyor. Nitekim, hızlı moleküller yine birbirlerinin tarafına geçecek ve sıcaklık dengesi, sıcaktan soğuğa giderek sağlanacaktır. Fakat buradaki sıkıntı, önceki yazımızda belirttiğimize çok benzerdir. Geçen seferki yazımızda Laplace’in Şeytanı’ndan bahsetmiştik. Burada da Maxwell’in Cini’nden devam ediyoruz; bu olağanüstü varlıklar, bilimin sınırlarıyla uğraşmamızda çok yardım ediyorlar.

Şimdi, kafamızda oluşturduğumuz kutunun başına bir cin koyalım. Bu cin, havadaki moleküllerin hepsini görebilecek kadar keskin bir göze sahip. Bir molekül kapağa yaklaştığında, bu cinimiz devreye giriyor. Cin, sol kutudan sağ kutuya gelen moleküllerden, sadece hızlı gidenlere kapağı açıyor ve sağdan sola gelen moleküllerden de, sadece yavaş gidenlere kapıyı açıyor.

Maxwell'in Cini'nin şematik gösterimi.
Figür 1. Maxwell’in Cini’nin şematik gösterimi.

Peki ne olacaktır? Basit bir mantık ile, hızlı gidenlerin bir tarafta, sıcak gidenlerin de diğer tarafta toplanacağını söyleyebiliriz. Bunda ne var diye düşünüyorsanız okumaya devam edin.

Termodinamik Yasaları

Termodinamiğin 4 yasası var. İsminden de anlaşılabileceği gibi, bu yasalar enerji ve ısı ile ilişkili. Fakat bizim şimdi üzerinde duracağımız olanı ikinci yasadır.

Birinci yasa; enerjilerin birbirlerine dönüşebileceğini, yer değiştirebileceğini ama asla yok edilemeyeceğini veya yaratılamayacağını söyler. Hepimizin bildiği bu gerçek, aslında çok derin sulara kapı açar. Anlayabileceğiniz gibi bu ilk yasa, ikinci yasanın temellerini oluşturmaktadır.

İkinci yasa ise, her şeyin soğuyacağını, eskiyeceğini yani entropisinin her zaman artacağını ifade eder. Sıcak bir suya buz attığımızda, buzun neden amansızca eridiğini bu yasa açıklar. Çünkü ısı, her zaman sıcak sudan soğuk buza doğru hareket edecektir, tersine doğru değil.

Fakat sanırım bu noktada konuyu daha iyi anlamak için, entropi kavramından bahsetmemiz gerekiyor.

Entropi

Eğer ana dalınız fizik değilse, entropiyi anlamanız çok zor olabilir (meraklılar hariç). Çünkü entropi, durumlara göre değişkenlik gösteren çok geniş bir kavramdır ve beyninizin sınırlarını zorlar. Bu nedenle entropiyi ne kadar iyi anlatsam da aklınızda bir yerlerde bu kavram havada kalacaktır.

Bir şeyi anlatmanın en kolay yolu, onu örneklerle açıklamaktır. Bu nedenle örnek vererek devam edelim. Sırayla dizilmiş bir kart destesi düşünün: Mesela iskambil kartları. İskambil kartlarını marketlerden ilk satın aldığınız zaman, size düzenli bir şekilde gelir. İşte bu durumda iskambil kartlarının entropisi sıfırdır. Çünkü entropi dediğimiz şey, düzensizliğin ölçüsüdür. Bir şeyin ilk hali, aynı zamanda o şeyin düzenli hali olarak kabul edilir. Bu nedenle iskambil kartlarının entropisi sıfırdır.

Ama oyuna başlanırken kartlar dağıtılır ve o düzenli hal, birden düzensizleşir. Oyunda kartlar, birbirinin içine geçer ve her kart farklı yerlere kayar. İşte bu durum, entropinin arttığı durumdur.

Peki, iskambil oynamaya devam edelim. Oyun oynamaya devam ettik, ettik, ettik. Sizce en son kartlar toplandığı zamanki kart diziliminin, ilk dizilimle aynı olma olasılığı nedir? Bu ihtimal, sizi beyninizin derinliklerinde bir yolculuğa çıkarabilir ama durun. Size söyleyebileceğim en net şey, bunun neredeyse imkansız olduğudur.

İşte termodinamiğin ikinci yasası, tam da bunu ima eder. Evreni iskambil kartları gibi düşünmemizi ve evren var oldukça, entropisinin artacağını söyler. Hatta zaman kavramını da bu işin içine sokabiliriz. Zamanın akış yönünün, entropinin arttığı yön olduğunu ifade edersek, bu yanlış bir ifade olmaz.

“Entropinin daima arttığı yasası, yani termodinamiğin ikinci yasası, bana göre tüm doğa yasaları arasında baş köşeyi hak ediyor. Eğer kuramınız termodinamiğin ikinci yasasına kaşı geliyorsa hiç ümidi yok demektir, utanç içinde yerle bir olması kaçınılmazdır.”
-Arthur Eddington (İngiliz Gök bilimci)

Sanırım kafanızda belli bir ön fikir oluştu. Öyleyse hemen bu öğrendiklerimizi Maxwell’in Cini ile kıyaslayalım. Maxwell’in Cini dediğimiz cin, her molekülün özelliklerini görebilecek keskin bir göze sahipti ve bu özelliği sayesinde hızlı molekülleri bir tarafa, yavaş molekülleri bir tarafa topladı. Bu ne demektir? Entropinin azalması. Öyleyse Arthur Eddington’un bu kadar değer verdiği bu yasa, yıkılmış mı oldu? Olayın ne olduğu yavaş yavaş ortaya çıkmaya başlıyor. Hadi o zaman, hep beraber bu iddiayı deşifre edelim.

Leo Szilard

İşte aklımızı karıştıran ve bildiklerimizi gözden geçirten bu paradoksun çözümünü yapan adamla tanışın: Leo Szilard.

Leo Szilard, Macar asıllı bir mucit. Çok büyük buluşlarını anlatmak için elektron mikroskobunu ve doğrusal parçacık hızlandırıcısı gibi müthiş işlere imza attığını söylememiz yeterli sanırım. Bu çalışkan insan, 1929 yılında bilim dünyasını sarsan bir makale yayımladı. Makalenin ismi, “Akıllı varlıkların müdahalesi ile bir termodinamik sistemdeki entropinin azalması üzerine” idi.

Herhalde makalenin başlığından, ne ile ilgili olduğunu anlamışsınızdır. Öyleyse ne bekliyoruz, hemen Szilard’ın beyninde bir sörf yapalım.

Kutulara yüzer tane molekülü rastgele yerleştirelim. Her iki kutuda da ortalama sıcaklıklar da eşit olsun. Cinimizi kutuların başına koyuyoruz. Cin, sol kutudaki 50 hızlı molekülü sağ kutuya, sağ kutudaki 50 yavaş molekülü de sol kutuya geçiriyor. Bunu yaparken, kapağı 100 kere açıp kapatıyor. Aklınıza gelmiş olmalı, bu cin kapakçığı açarken enerji harcamıyor mu? Bir şeyler üretmeye başladık. Evet, cinin bu kapakçıkları açarken harcadığı enerji, ne kadar az olursa olsun, entropiyi düşürmenin bedelidir. Ama bir dakika. Bu kapakçıkları açmak için ne gerekiyordu? Enerji tek başına yeterli mi?

Bilmek. Cevap buydu. Bilmenin de bir enerjisi vardı.

Cinin, kapakçıkları açmak için moleküllerin özelliklerini bilmesine ihtiyacı vardı. Cin, moleküllerin hızını hesaplayacaktı ve bu hızı hesaplarken de enerji harcamak zorundaydı. Beynini kullanması için enerji gerekiyordu. Beynimizde ne kadar çok bilgi bulunursa, beynimizi o ölçüde düzenlemiş oluruz ve bu entropiyi azaltır. Bu durumda kutuda artan entropiyi dengelemiş oluruz. İşte sorunu böyle çözeriz, bilmenin enerjisi ile.

Yusuf İkbal Aldemir

Referanslar
1. http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/bs.3830090402/abstract
2. Joanne Baker, Gerçekten Bilmeniz Gereken 50 Fizik Fikri
3. Carl Sagan, Milyarlarca ve Milyarlarca
4. Jim Al Khalili, Paradoks
Figürler
1. https://commons.wikimedia.org/wiki/User:Htkym

Yıldızlara Ulaşmak:”Starshot Projesi”

Popüler bilimin gündeminden hiç çıkmayan, herkesin aklını bir süre meşgul eden bir konunun üstünde duracağız bugün: Işık hızı.

İnsanlığın evreni anlama çabası, onu önce gökyüzüne bakmaya yöneltmiştir. Onun merakı, gökyüzünün ötesine çıkınca devreye teleskoplar girmiştir. İnsan, evrende hep daha ileriyi görmek istemiş ve teleskopların kalitesi, zaman geçtikçe daha da artmıştır. Fakat bugün, en kaliteli teleskoplarımızla dahi, evrenin yalnızca çok ufak bir bölümünü inceleyebilmiş durumdayız ki bu gördüklerimiz de, evrenin genişleme hızıyla kısıtlanan, görünebilir evrenin sınırlarından oluşuyor.

Buna üzülmek mi gerekir, yoksa sevinmek mi? Evrenin çok çok büyük olduğunu ve halihazırda da siz bu yazıyı okurken, evrenin hala genişlediği gerçeğini de göz önünde bulundurursak, evreni anlamak artık çok daha zorlaştı. Bilim insanları, insanlığın hız limitinin ışık hızı olduğunu, bizlere bariz bir şekilde göstermişlerdir. Bu da insanları “Madem öyle, o zaman hız limitine yaklaşabildiğimiz kadar yaklaşalım!” demeye sevketmiştir.

İnsanlığın bu hedef yönünde yaptığı çalışmalar halen devam ediyor. Peki insanlar, her zaman yaptıkları gibi bu çalışmaları da doğadan ilham alarak gerçekleştirebilirler mi?

Müonlar

Dünya atmosferimiz her an uzaydan gelen kozmik ışınlar ile bombalanır. Müonlar, bu kozmik ışınların hava molekülleri ile etkileşimi sonucu oluşurlar ve ışık hızının %99’u bir hıza sahiptirler. Fakat sadece 2 mikrosaniyelik bir ömürleri vardır. Ufak bir hesap yaptığımız zaman, müonların ömürleri ve hızlarını göz önünde bulundurarak, onları yeryüzünde göremeyeceğimizi söyleyebilirdik. Fakat işin ilginç kısmı, bunun mümkün olduğu…

Eğer bir müon olsaydık, zaman bizim için bilinen ölçütlerin dışına çıkardı ve çok çok daha yavaş akardı. Klasik hesaplamaların sonucunun aksine, yeryüzüne kolayca ulaşırdık. Bunu gören bilim insanları, zamanın ilginç dünyasını biraz daha keşfetmiş oldular.

Starshot Projesi

Bilim insanlarının yaptıkları çalışmalar her ne kadar müonlar gibi olmaya yetmese de, sonunda bir çözüm yolunun var olduğunu söyleyebiliyorlar: Starshot projesi.

Bir süre önce Yuri Milner isimli bir milyarder, oldukça büyük bir bütçe ile bilgisayar çipi boyutundaki uzay gemilerinin geliştirilmesi ile ilgili önemli bir araştırma programı başlatmıştı. Facebook’un kurucusu Mark Zuckerberg’in de destek verdiği araştırmada, “çok küçük ama çok hızlı” uzay araçlarının yapılabilirliği ile ilgili araştırmalar yapılmaktaydı. İnsanlar ve bazı araştırmacılar, bunun teknolojik yetersizlik sebebiyle gerçekleşemeyeceğini söylese de ünlü fizikçi Stephen Hawking, geçtiğimiz yılda bu konuyla ilgili önemli bir açıklama yapmıştı.

Bu açıklamasında Hawking, kulağa şaşırtıcı gelse de bunun mümkün olabileceğini ifade etmişti. Hawking, bilgisayar çipi boyutundaki çok sayıda yelkenli uzay gemisinin, çok güçlü bir lazer itkisi ile ışık hızının %20’sine ulaşılabileceğini öne sürdü.

Bu çip boyutundaki gemiler, içlerindeki mikro araçlar ile, evreni anlama noktasında bize büyük bir katkı sağlayabilir. Fakat, her şeyin henüz teorik olarak belirtildiğini söylemekte fayda var. Çalışmalar halen devam ediyor ve Hawking, 30 yıl içerisinde bu projenin hayata geçirileceğini ifade ediyor.

Henüz 55 yıl önce ilk defa uzaya çıkan insanlık, bundan 30 yıl sonra yıldızlara ulaşabilecek mi? Bunu zaman gösterecektir.

Yusuf İkbal Aldemir


Kaynaklar
1. Stephen Hawking, Zamanın Kısa Tarihi
2. Serway & Beichner, Fizik 3, Modern Fizik
2. <http://www.bbc.com/turkce/haberler/2016/04/160413_yildizlararasi_yolculuk>
3. <http://www.space.com/32546-interstellar-spaceflight-stephen-hawking-project-starshot.html>
4. <http://www.independent.co.uk/news/science/starshot-project-stephen-hawking-and-mark-zuckerberg-to-send-tiny-rockets-to-alpha-centauri-in-most-a6981101.html>

Topa Hükmeden Bir Adam

Merhabalar. Spor ve bilimin buluştuğu bu yazıyı okurken eminim ki hem öğrenecek hem keyif alacaksınız. Bu yazıda spor ve bilimi birleştireceğimiz branş: Basketbol.
Basketbol efor isteyen, yetenekli olmanın yetmediği, sürekli çalışmayı gerektiren gerçek bir takım sporudur.

NBA’i muhtemelen herkes duymuştur. Açılımı “National Basketball Association”dır. Ve bunun Türkçe anlamı ise “Ulusal Basketbol Birleşimi”dir. NBA, Amerika Birleşik
Devletleri’nin yerel ligidir. Dünya’daki en üst düzey basketbol burada oynanmaktadır. Çoğu basketbolcunun hayali NBA’e gidip orada başarılar elde etmektir.
Bazı oyuncular bunu başarırken bazıları başaramazlar. Bazı oyuncular bunu başarmanın yanı sıra yetenekleriyle, oyunlarıyla,  topa adeta hükmetmeleriyle adlarını
tarihe altın harflerle yazdırırlar.

Yazımızın asıl konusuna yavaş yavaş geliyoruz. Bugün asıl konumuz tabiri caizse “topa adeta hükmeden” oyunculardan birisi.
İsmi “Kyrie Irving”. Daha çok genç ama şimdiden ondan beklentiler çok yüksek. Onu bu kadar iyi yapan şey ise diğer oyuncuları geçme yeteneği. Biz buna basketbolda “crossover” diyoruz.

Şimdi işin teknik kısmına gelelim ve Kyrie Irving’in yaptıklarını biraz inceleyelim. Kyrie Irving sadece iki adımda saatte 19 kilometre hıza çıkabiliyor. Öte yandan Kyrie Irving üçlük çizgisinden içeriye girerken sadece 1.5 saniye harcıyor. Bu da NBA’de Irving’le aynı mevkide oynayan oyunculardan, Irving’in %15 daha hızlı içeriye
girmesi anlamına geliyor. Irving’i savunulamaz kılan diğer özelliği ise rakibini analiz edebilmesi. Yani savunmacının vereceği tepkiyi, ne zaman hangi hareketi yiyebileceğini düşünebilmesi. Irving, crossover yapmadan önce topu genellikle 0.25 saniye açıkta bırakıyor. Savunmacı ise bu durumu 0.2 saniyede algılayabileceği için
Irving rakibini çoktan geçmiş oluyor ve potaya doğru hücumunu devam ettiriyor. Irving’i savunan rakibi bir ayağına vücut ağırlığının %60’nı yüklediğinde Irving topu bir anda saatte 33 kilometre hızla diğer yöne sürebiliyor ve rakibini ekarte edebiliyor. Bu, Copperhead yılanından daha hızlı hamle yapmak demek. Irving bu hızı sayesinde
sadece 0.35 saniyede onu savunan kişiyle arasındaki mesafeyi 1.5 metreye çıkartabiliyor.

Elbette Kyrie Irving doğuştan gelen bir yeteneğe sahip. Ama çalışma azmi, kararlılığı, basketbola olan tutkusu olmasaydı daha 24 yaşındayken Olimpiyat Altın Madalyası, NBA yüzüğü* ve NBA’deki diğer başarıları olmazdı. Eğer bu anlattıklarımı bir de yapan kişiden görmek istiyorsanız internette birçok videosu mevcut. Ben gözatmanızı tavsiye
ederim. Okuduğunuz için teşekkür ederim. Sporla kalın.

*NBA’de şampiyon olan takımın oyuncularına şampiyonluk yüzüğü verilir.

Melih Güler

Kaynak:
ESPN Sports Science

‘Büyük Kırmızı Leke’ Küçülüyor!

Jüpiter’in meşhur Büyük Kırmızı Lekesi Hubble teleskobu tarafından en küçük haliyle fotoğraflandı.

Büyük Kırmızı Leke’nin NASA ve ESA’nın yaptığı gözlemlerle en küçük boyuta indiği belirlendi.

Güneş Sistemimizin en büyük gezegeni olan ve gazlardan oluşan Jüpiter’in, Kırmızı Lekesi,  ilk olarak 1664’te İngiliz astronom Robert Hooke tarafından keşfedildiğinden beri dikkatleri üzerine çekiyordu. Çok yüksek hızlara ulaşabilen antisiklonik bir fırtınadan oluşan bu Leke, en az 340 yılından beri varlığını sürdürmektedir.

Büyük Kırmızı Leke’nin Küçülme Aşamaları

İlk olarak gökbilimcilerin 19. yüzyılın sonlarında yaptıkları hesaplamalara göre Büyük Kırmızı Leke’nin 41.000 km genişliğinde olduğu ölçülmüştü. Yani içine 3 tane dünya sığabiliyordu ve uydumuz Ay için de yer kalıyordu. Ancak 1979-1980 yıllarında Jüpiter sisteminden geçen Voyager uzay araçları, Lekenin genişliğini 23.335 km olarak hesapladı. 2014 yılında ise Hubble Uzay Teleskobu tarafından elde edilen verilere göre Leke, 16.500 km genişliğine düştü. Bulunduğumuz zamana kadar da, daha da düşmüş olduğu söyleniyor.

2014 yılındaki bu veri, NASA Goddard Uçuş Merkezi’nin söylediklerine göre yapılan en küçük ölçüm.

2012’den bu yana küçülmenin hızının arttığı da belirtilmiş, ancak bu küçülmelerin değişiminin neden olduğu henüz bilinmiyor.

NASA adına açıklama yapan, Goddard Uzay Uçuş Merkezi’nden Amy Simon, en son gözlemlerde fırtınanın çok küçük anaforlarla beslendiğini gördüklerini, bu durumun Büyük Kırmızı Leke’nin iç dinamiklerini etkiliyor olabileceğini söyledi. Şimdi bu küçülmenin sebeplerini bulmak için fırtına girdabının nasıl  beslendiği araştırılacak.

Jüpiter’in Büyük Kırmızı Lekesi’nin genişliği ilk boyutlarına göre çok küçülmüş olsa da hâlâ dünyayı içine alabilecek kadar büyük.

Kaynak:

spacetelescope.org

http://www.aljazeera.com.tr/

https://tr.wikipedia.org/

BilimX, yaklaşık 2 senedir ürettiği 120'den fazla bilimsel makaleyi revize ediyor. Şu anda yazıların %30'u revize edilip yayınlandı. Kasım ayında tamamı bitirilip bilimseverlere sunulacaktır.  İyi Okumalar!