Fizik Güncesi

Elektromanyetizmanın Öyküsü: İlk Kıvılcım Bu öykü, başlangıcı eski çağlara kadar uzanan, doğanın asırlarca karanlıkta saklanmış gizemli yüzünün aydınlatılmasının öyküsüdür. Evren denen kozmik ağacın en güzel meyvesi olan yaşamı en derinden etkileyen, hatta yaşamlarımızı borçlu olduğumuz elektromanyetik kuvvetin öyküsü… Üstelik bu kuvvet tüm fiziksel kavramlar arasında hakkında en çok şey bildiğimiz, en kolay kontrol ettiğimiz ve modern çağın şekillenmesinde en etkili olan bilimsel olgu. Milattan öncesine kadar giden uzun bir dönem boyunca Yunanlar kehribarın bir kumaş parçasına sürtünmesiyle küçük nesneleri çekme yeteneği kazandığını biliyordu. Bunun nedeni yüzlerce yıl bir sır olarak kaldı. 1600’lerde William Gilbert kehribar anlamına gelen Yunanca ἤλεκτρον (elektron) sözcüğünden esinlenerek “elektrik” sözcüğünü üretmişti. 1700’lere gelindiğinde ise statik elektrik üreten basit aletler ile gösteriler yapan sokak illüzyonistleri türemişti. Kıvılcımlar oluşturuyor, hafif cisimler...

Kütlenin Gizemi Doğa, kendisini sabırla dinlemeyi bilenlere sırlarını cömertçe sunmaktan çekinmez. Bugün doğa olaylarının ardındaki gizemleri bir bir çözüp teknolojimize yansıtabiliyorsak, bunu sabırla doğaya kulak veren, yaşamını doğa yasalarını anlamaya adayan bilim insanlarına borçluyuz. Bu doğal gizemlerden belki de en etkileyicisi, evreni şekillendiren kütleçekim kuvveti ve kütle kavramının bizatihi kendisi. Önceki yazılarda kütleçekiminin serüvenini Batlamyus’un Dünya merkezli evreninden başlayarak Einstein’ın genel görelilik kuramına kadar ele almıştık. Tüm bu öykünün sonunda bir sorunun cevabı henüz verilmemişti: Evreni eğip büken, tüm hareket yasalarını belirleyen en birincil etken olan “kütle” nedir? Bu sorunun doğurduğu sorular ise problemin ne kadar karmaşık olduğuna dair ipucu verir nitelikte: Cisimlerin kütlesinin kaynağı nedir? Maddeyi oluşturan temel parçacıkların kütleleri neden farklı değerlerde? Sözgelimi tüm fiziksel özelliklerinin aynı olmasına rağmen elektron ...

İnsanlık tarihi aniden ortaya çıkan ve bir solukta her şeyi değiştiren dehalarla doludur. Bilim tarihi de işte bu dehaların kendini göstermesiyle sıçramalar yaşadı. Bu dehaların en dikkat çekenlerinden birisi ile aynı yüzyılı paylaştık: Albert Einstein. Daha 30’lu yaşlarında zihninde yoğurduğu evren betimi ile tüm insanlığın doğayı algılama biçimini derinden etkiledi. Bugün, tarihe bıraktığı en büyük iz olan özel görelilik kuramını ilan edişinin yüzüncü yılını geride bırakıyoruz. Tüm bu zamanda tam yüz yıldır Einstein’ın doğayı okumada kullandığı son derece radikal ve sarsıcı bakış açısına hayranlığımız hiç azalmadı. Genel Görelilik Kuramı Bir Asrı Aydınlatırken... Einstein’ın öyküsüne Principia ile başlamak gerekir. 1687’de bu kitap yayımlandığından beri Newton yasalarıyla evreni şekillendiren biricik etkinin kütleçekimi olduğunu biliyoruz. Ayrıca kitap cisimlerin hareketini de tanımlayarak kütle, kuvvet ve ivme arasındaki ilişkiyi de formülleştiriyor. Ancak Newton’un küt...

Bir önceki yazıda, Newton'un olağanüstü matematiksel sezgisi ile insanlığın kütleçekimine ve cisimlerin hareketine yönelik asırlık deneyimlerini nasıl bir potada erittiğini ve Newton'a gelene kadar kütleçekimi ve cisimlerin hareketi üzerine ortaya konan fikirleri özetlemiştik. Bu yazıda kütleçekimi serüveninin, Einstein'ın genel görelilik kuramına uzanan kısmını ele alacağız. Newton, Principia adlı eseriyle sağlam kuramsal temeller üzerine harika bir çatı kurdu. Kullanılan terminolojiden gerekli cebirsel yöntemlere kadar fizik namına ne varsa, Newton tüm bunların birincil kaynağı haline gelmişti. Fizikçilerin çok iyi bildiği Louis Lagrange, 1780’lerde Newton’un kullandığı matematiksel dili genişletti ve daha genel bir formülasyon ile Newton fiziğini yeniden yorumladı. Fiziksel değişkenlerin sonsuz küçük adımlara bölünmesiyle oluşturulan diferansiyel denklemler, Lagrange’ın çalışmalarının odağında yer aldı. 50 yıl sonra, gelişen ihtiyaçlar doğrultusunda Hamilton yeni bi...

Doğduğumuz günden beri her an şahit olduğumuz doğal olayları öyle kanıksarız ki, olayların perde arkasında söz sahibi olan doğa yasalarını irdelemek çoğu insanın aklına gelmez. Buna en güzel örnek yerçekimidir. Norveçli yazar Jostein Gaarder’ın yazdığı Sofie’nin Dünyası’nda vurgulandığı gibi, kahvaltı masasındaki bir bebek, annesi mutfak tezgâhında arkası dönük çalışırken, babasının havalanıp uçtuğunu görse bakışlarındaki şaşkınlıkta bir artış olmaz. Çünkü zaten her şey o bebek için acayiptir, yenidir ve ilginçtir. Ancak anne arkasını dönüp de kocasını havada görürse şaşkınlıktan çığlık atacaktır. Çünkü o güne kadar yerçekimine aykırı davranan hiçbir şey görmemiştir. İşte yerçekimi bu kadar benimsediğimiz bir doğa olayıdır. Bununla beraber cisimleri yere doğru çeken bu kuvvetin ne olduğunu araştırmaya kalkan cesur dehalara tarihte nadiren rastlanır. Antik Güneş Sistemi Modelleri Bugün gök cisimlerinin hareketinde etkin kuvvetin kütleçekimi olduğunu biliyoruz. Gezegenlerin, uydul...

Bilim tarihine ilgi duyanlar, modern fizik ve teknoloji geçmişimizin biraz da atomaltı parçacıkların tarihi olduğunu bilir. Fiziğin birincil amacı olan maddeyi anlamanın yolu, maddeyi oluşturan temel yapı taşlarını ve bunların birbirleriyle etkileşim süreçlerini anlamaktan geçer. Atomaltı parçacıkların sırlarını keşfettikçe, maddeye dair bilgi dağarcığımızı teknolojiye yansıtmayı başardık. Bugün parçacık fiziğinin, diğer deyişle yüksek enerji fiziğinin hâlâ bu denli popüler olmasının nedeni budur. Ancak bir asırdan daha önce durum pek de böyle değildi. Parçacık Fiziğinde Deneylerin Tarihi 20. yüzyıla girerken fizikçiler maddenin temel parçacıkları hakkında çok az şey biliyordu. Bununla beraber, elektromanyetik alanın anlaşılmasında önemli yol kat edilmişti. Elektrik akımı üzerine harika deneyler kurgulanıyordu. Bu deney düzeneklerinden katot tüpü en ilgi çekici olanlardan biriydi. Yüksek voltaj farkı uygulanan iki metal, vakumlu bir tüpün içine konuyor ve bu iki metal arasında o...