Dünya’nın iklim dengesi son bir milyon yıl içerisinde, kuzey enlemlerinde ve dağlarda karların birikip yeniden erimesine yol açacak şekilde sekiz kez bozulup yeniden kuruldu. Yağan kar, sıkışarak buza dönüştü; dağlardaki buzul dilleri ve buzul örtüleri oluşturdu. On binlerce yıllık zaman sürecinde büyüyerek birkaç kilometre kalınlığa ulaşan buzullar, Avrupa ve ABD’nin ortalarına dek yayılarak yeryüzü üzerinde çeşitli aşınım ve birikim şekilleri oluşturdular. Her buzul dönemi ani bir biçimde sonlandı. Buz örtüleri, birkaç bin yıl içinde hızla eriyerek yeniden bugünkü sınırlarına çekildiler.
Buzul dönemleri 70-80 bin yıllık bir süreç içinde giderek soğuyan bir iklim modeli yansıtıyor, havanın en çok soğuduğu, buzulların en kalın ve yaygın olduğu pik döneminde ise buzul arası dönem başlayarak buzul dönemi sona eriyor. 8-10 bin yıl gibi nispeten kısa süren buzul arası dönemde hava ısınıyor ve kıtaları işgal etmiş 2-3 bin metre kalınlıktaki buzullar eriyerek tekrar kutuplardaki konumlarına çekiliyorlar.
Dünya Neden Buzul Çağlarına Giriyor?
Bilimsel araştırmalar, buzul dönemlerine astronomik etkenlerin yol açtığını ortaya koymaktadır. Dünyanın yörüngesindeki uzun dönemli periyodik değişimlerle, dönme eksenindeki eğikliğin artıp azalması şeklindeki daha kısa devirli topaç hareketi, mevsimlerin şiddetini etkileyerek buzulların genişleyip daralmasına yol açmaktadır. Kısacası, astronomik devirsellikler, tetkik görevini yüklenmekte, aradan buharlaşma ve yağış dengesi ile mevsim şiddeti değişmekte, bu değişiklikler okyanus-atmosfer ilişkisini başka bir modele dönüştürmekte, okyanus dolaşımı değişmekte, böylece ısı dünya üzerinde farklı bir şekilde dağılmakta, atmosferin özellikleri başkalaşmakta, iklim değişmekte ve sonuçta buzul örtüleri büyümekte ya da küçülmektedir.
Bu değişimlerin nedeni konusunda 30 kadar kuram bulunuyor. Ancak Peter Huybers ve Carl Wunsch isimli iki iklimbilimci sonuca yaklaşmış görünüyor. Bu iki iklimbilimci, tortullardaki kayıtlardan belirlenen son yedi ısınma dönemini, Dünya’nın dönüş hareketiyle ilgili olarak daha önce belirlenmiş bulgularla karşılaştırmışlar. Gezegenimizin dönüş ekseni, yörünge düzlemine bir açı yapıyor, ama bu açının değeri zaman içinde değişebiliyor. Eksen, 40.000 yıllık döngülerle birkaç derece oynuyor. Açı en yüksek değerine ulaştığında gezegenimizin üst enlemleri daha çok güneş ışığı alıyor ve buzlar eriyor. “Peki eksen açı döngüsü 40.000 yılda tamamlanıyorsa, bu 100.000 yıllık buzul döngüsünü nasıl açıklıyor” sorusuna ise bu iki iklimbilimcinin yanıtı , “Güneş ışığının kayda değer bir etki göstermesi için önce buzulların yeterli bir büyüklüğe ulaşması gerekiyor. Dolayısıyla da buzul döngüleri, arada bir ya da iki eksen kayma döngüsünü atlayarak gerçekleşiyor ve sonuçta ortalama 100.000 yıllık süreleri tutturuyor” şeklinde oluyor.
Dünya’nın bir seri buzul çağları geçirmiş olduğu 19.asırdan beri bilinmektedir. Bu bilgi temel olarak jeolojik kaynaklıdır. Buzulların hareketiyle çizilmiş, sürüklenmiş ve parlatılmış kayalar, rüzgar ve suların oluşturamadığı ve ancak uzun süre var olan buzullarla açıklanabilen yüzey şekilleri; büyük kütleli buzulların oluşturduğu yataklar ve bu yataklarda kalan kum benzeri birikintiler; üstelik tüm bu oluşumların katmanlar oluşturması, Dünya’nın bir seri buzul çağı geçirdiğini göstermiştir. Bu oluşumlar Asya, Avrupa ve Amerika’nın kuzey enlemlerinde görünmektedir ve en eski katman, Dünya’nın 500 milyon yıl kadar önce ilk etkin buzul çağını yaşadığını göstermektedir.
Buzul Çağlarında Dünya
Buzul devirlerinden sonuncusu yaklaşık 130 bin yıl önce başlamış ve yaklaşık 14 bin yıl önce sona ermiştir. Buzul devirlerinde kutup bölgelerine yakın kuşaklar tamamen buzul örtüsü altında kalıyorlardı. Örneğin Norveç, İsveç, Finlandiya, Danimarka, Kanada gibi ülkelerin tümü, İngiltere, Almanya, Polonya, Rusya ve USA gibi ülkelerin kuzey kesimleri kalınlığı kilometrelere varan buzullarla kaplanmışlardı. Dünyamızda bu kadar büyük bir buzul örtüsü oluşması için elbette bir o kadar suyun denizlerden buharlaşması ve dolayısıyla deniz seviyesinin de o oranda alçalması gerekli. Bu olay da aynen böyle olmuştur ve buzul devirlerinde dünyamızdaki deniz düzeyi, günümüzden yaklaşık 130 metre daha düşük bir seviyededir. Deniz yüzeyinin yaklaşık 130 metre daha düşük olduğu bir dünyanın coğrafik görüntüsü de elbette yine çok farklıdır. İngiltere ile Avrupa arasında ki Manş denizi kaybolmuştur ve İngiltere Avrupa’ya tamamen bitişiktir. Asya ile Kuzey Amerika’yı ayıran Bering Boğazı geniş bir kara köprüsüne dönüşmüştür ve Asya ile Kuzey Amerika birbirleriyle tamamen bitişiktir (ve bu kara köprüsünden yaklaşık 20 bin yıl önceleri ilk insanlar Kuzey Amerika’ya geçmişlerdir, daha öncesinde ise Amerika’da hiç insan bulunmamaktadır. Halbuki Asya, Avrupa ve Afrika’da, insanlar 2,5 milyon yıldan beri yaşamaktaydılar!). Güneydoğu Asya bölgesindeki adalar arasındaki denizler yoktur ve tüm bu alan devasa bir ova gibidir; Avustralya ile Asya aralarındaki deniz seviyesinin düşük olması nedeniyle, çok daha geniş bir yüzeye kavuşmuşlardır ve birbirlerine neredeyse değecek kadar yakın görünürler. Basra Körfezi tamamen kara halindedir ve Arabistan bir yarımada değil, Asya’ya tamamen bitişiktir (aralarında sadece Dicle-Fırat ikilisinin yatağı vardır).
Böylesine değişik bir coğrafik görüntü sergileyen son buzul dönem süresince, dünyamızın “yaşanılacak” yerleri de oldukça sınırlıdır; çünkü buzul devirleri süresince dünyamızın ortalama sıcaklığı günümüze göre 10-15 derece kadar daha düşüktür. Bunun anlamı ise şudur; buzul devirlerinin yaz mevsimleri, günümüzün kara kışına denk gelmektedir. Dolayısıyla buzul devirleri süresince karalarda, “hayat”‘ ekvatora ve deniz seviyesine yakın kuşaklarla sınırlıdır. Ekvatordan uzaklaştıkça ve deniz seviyesinden yükseldikçe soğuk artacağından, kar ve buz örtüsü de artar, dolayısıyla yaşam koşulları gittikçe kısıtlanır.
Yeni Bir Buzul Çağı !
Son buzul dönemi (Wurm) günümüzden yaklaşık 18 bin yıl önce pikine ulaşarak sona erdi ve dünyamız “post-Wurm” denilen buzul arası döneme girerek yavaş yavaş ısınmaya başladı. Halen bu dönemin içindeyiz. Eğer dünyamız doğal döngüsünü izlemiş olsaydı, buzul arası dönemin bitmiş olması ve yavaş yavaş yeni bir buzul dönemine girmesi, yani havanın yavaş yavaş soğuması gerekirdi. Ancak iklim verileri, iklimin giderek ısındığını ortaya koyuyor. Bu durumda, gelecekte yeni bir buzul dönemi görülmüyor, tam tersine içinde yaşadığımız buzul arası dönemin uzadığı ve atmosferin ısısının da giderek arttığı kesinleşiyor. Bunun nedeninin de son yüzyılda, insanoğlunun, endüstrileşme sonucu atmosferde daha çok sera gazı salması olarak gösteriliyor.
Bilim ve Teknik Dergisi / Haziran 1984
Bilim ve Teknik Dergisi / Haziran 1990
Bilim ve Teknik Dergisi / Ağustos 2005 http://www.biltek.tubitak.gov.tr/merak_ett...mp;soru_id=4263
Jeoloji Mühendisliği Dergisi Sayı 52 / Dünyanın Oluşumundan İnsanlığın Gelişimine Değişimler ve Dönüşümler
19 Haziran 2008 Perşembe
Volkanlar
Magmanın yerkabuğundaki etkinliği sonucu gelişen oluşumlara verilen “volkan” adı, Roma mitolojisindeki ateş tanrısı Vulcan’dan gelir. Volkan konilerinin, tanrıları yenilmez kılan silahları yapan usta ve ateş tanrısı Vulcan’ın yer altındaki atölyesinin bacaları olduğuna inanan eski Romalılar, volkanik etkinlik sırasında gözlenen patlama ve etkinlikleri ise, Vulcan’ın örsünden çıkan sesler ve kıvılcımlar olarak değerlendirmişlerdi .
Yanardağlar yeryüzünde herhangi bir yerde oluşmaz; bir takım yer hareketlerinin gerçekleşmiş olduğu yerlerde, ya da bu yerlerin yakınlarında oluşurlar. Özellikle yayılma sırtlarında , dalma-batma bölgelerinde ya da sıcak noktalarda yanardağlara rastlanır. Dünya’nın değişik bölgelerine yayılmış olan birçok etkin yanardağ, çevresinde yaşayan halkın yaşamını zaman zaman tehdit ediyor. Yerbilimciler, dünyada halen 500 yanardağın “etkin” olarak sınıflandırılabileceğini saptamışlar. Bu yanardağların birçoğunda gözle görülür herhangi bir etkinlik gözlenmese de, bunlar son 2500 yıl içinde püskürmüş oldukları için potansiyel olarak etkin sayılıyorlar. Bunların ancak küçük bir bölümü tehlikeli yanardağlar grubuna giriyor. Dünya üzerindeki aktif volkanlar üç ana bölgede toplanmıştır. Volkanların en yoğun olduğu bölge Pasifik Okyanusu’nun kenarlarıdır. Volkanların aktif olduğu ikinci bölge Alp-Himalaya kıvrım kuşağı, üçüncü bölge ise okyanus ortalarıdır.
Püskürme
Magma, yerkabuğunun 3.000 km. derinliğe kadar uzanan manto adlı tabakasında yoğun ve ergimiş durumda bulunan mineraller karışımıdır. Dünyamızın derinliklerindeki magmanın yeryüzündeki faaliyetlerine ise Volkanizma denir. Bu esnada katı, sıvı ve gaz hallerde yeryüzüne çıkan magma, değişik türlerdeki volkanları oluşturur. Magmanın yeryüzüne ulaşması ile oluşan volkan (yanardağ)lar, yerkabuğunun derinliklerindeki bu çoğunlukla eriyik haldeki maddeleri içeren magmatik hazine ile yeryüzü arasındaki ilişkiyi sağlayan bir delik veya bacadırlar. Bu delik, ya da bacadan fışkıran magma ürünlerinin büyük bir kısmı, onun çevresinde koni biçiminde birikerek “volkan konisi”ni meydana getirirler. Volkan konisinin tepesindeki çukurluğa ise “krater” adı verilir. Volkanik faaliyette en önemli rolü, yerkabuğunun derinliklerindeki iç basınç ve gazlar oynar. Normal olarak, yüksek basınç altında magma içinde erimiş halde bulunan gazlar, basıncın çeşitli etkenler ile azalması ile magmadan ayrılarak büyük bir güç ve hızla yeryüzüne çıkmak isterler. Basıncın azalması ile magma köpürür, hafifler ve daha akıcı bir hal alarak, daha kolay püskürme özelliği kazanıp yeryüzüne doğru hareket eder. Magmanın yeryüzüne çıkması, yanardağın püskürmesi anlamına gelir. Yanardağların iç kısımlarında magmanın biriktiği magma odaları bulunur. Bu odada yeterince biriken ve yoğunluğu etrafındaki kütlelerden hafif olan magma yükselerek, magma odasını yanardağın ağzına bağlayan bacalarda ilerler ve lav şeklinde ağızdan dışarı püskürür. Ancak püskürme her zaman patlama şeklinde olmaz; bazen yanardağların bacasından lav sızması biçiminde gerçekleşir. Bu daha çok magmanın türüne bağlıdır. Püskürme sonucunda lavla birlikte magmanın içinde bulunan yakıcı gazlar, piroklastlar (sıkışmış gazların püskürme sırasında kurtularak patlaması sonucunda havaya fırlayan kütleler) ve lahar (Püskürme sonucunda dağın yamaçlarında bulunan buz, kül, çamur ve kayalardan oluşan karışım) adı verilen volkanik çamur gibi bir çok zarar verici şey toprak kaymasıyla birlikte dağın eteklerinden aşağı akar.Etna Avrupa’nın en etkin ve en büyük yanardağı Etna’dır. Etna, her ne kadar birkaç yılda bir etkinlik gösterse de bunların büyük bölümü, çevrede yaşayan insanların yaşamını tehdit edecek boyutlarda olmuyor. Etkinliğine ilişkin en uzun tarihsel kayda sahip olan Etna Yanardağı, son 2500 yıl içinde 100’den fazla şiddetli püskürme dönemi geçirdi. 1669 yılında meydana gelen felaketin ardından, 1928 yılındaki etkinliği sırasında iki köy tümüyle lavlar altında kaldı. 1947 yılında püskürmenin şiddetiyle dağın tepesinde iki yeni krater açıldı. Etna Dağı’nın son 300 yıldaki en şiddetli püskürmesiyse 1992 yılında meydana geldi. Yeni bir yarığın açıldığı bu etkinlik sırasında, nüfusu 7000’e varan Zafferana Köyü halkı büyük tehlikeyi görece zararsız atlattı. Çünkü askeri birlikler, köye doğru akan lavların akış yönünü patlayıcılar yardımıyla değiştirmeyi başardılar.
Etna’nın 1 milyon yıl öncesinden daha erken bir tarihte oluşmaya başladığı sanılıyor. Yanardağı oluşturan ilk püskürmeler deniz tabanında gerçekleşti. Sicilya Adası’nın kıyı bölgelerinde bulunan yastık lavlar, ilk püskürmelerin deniz seviyesinin altında gerçekleşmiş olduğunu, yani yanardağın deniz seviyesi altında gelişmeye başladığını gösteriyor.
Öngörme
Günümüzde yanardağbilimciler, bir yanardağın ne zaman püsküreceğini değişik yöntemlerden yararlanarak tahmin etmeye çalışıyorlar. Bir püskürmeyi öngörebilmek için en önemli unsur, o yanardağın geçmişinin ayrıntılı olarak bilinmesidir. İşte bu nedenle de araştırmacılar, yanardağın geçmişte hangi sıklıklarda püskürdüğünü, püskürmelerin şiddetini ve ne tür malzeme püskürttüğünü araştırıyorlar. Bir yanardağ “uyanıp” püskürmeye hazırlandığında genel olarak çevresinde sismik etkinlik gözlemleniyor. Özellikle de bu tür etkinlik artış gösterdiğinde, araştırmacılar bundan püskürme anının iyice yaklaştığını anlıyorlar. Magmanın yükselmesinin yol açtığı depremleri ve titreşimleri yanardağbilimciler sismometre denen aygıtlar yardımıyla kaydediyorlar. Bu amaçla, bir yanardağın değişik yerlerine sismometreler yerleştirip, elde ettikleri verileri bilgisayarlarda saklıyorlar.
Patlama olasılığı olan volkanların çevresinde yapılan ayrıntılı aletsel çalışmalar:
* Yükselen magmanın doğurduğu küçük haberci depremlerin saptanması,
* Yanardağ yakınlarındaki akarsularda sıcaklık değişimlerinin saptanması,
* Akarsudaki mineral oranlarının değişimlerinin denetlenmesi,
* Toprak kabarmalarının ölçülmesi ,
* Yanardağ ağızlarındaki gaz ve su buharı çıkışlarında olan değişimlerin saptanması
Anadolu’da Volkanizma
Alp-Himalaya kıvrım kuşağında yer alan Türkiye’de volkanlar, tektonik hatlara uygun olarak beş bölgede yoğunlaşmıştır. Ancak günümüzde Türkiye’de aktif volkan bulunmamaktadır.
Ülkemizde bilinen en son volkanik püskürmeler, yaklaşık 2000 yıl kadar önce Orta Anadolu’da Erciyes Yanardağı’nda ve MS 1441 yılında Doğu Anadolu’da Nemrut Yanardağı’nda meydana gelmiştir. Günümüzde, Anadolu’da volkanizma sönmek üzeredir. Ancak, bazı eski yanardağlarda (Erciyes, Hasan Dağı, Büyük ve Küçük Ağrı dağları, Tendürek, Nemrut, Süphan dağları vb) halen gaz ve buhar çıkışları gözlenmekte olup, volkanizmanın yoğun olduğu bölgelerde 400’den fazla sıcak su kaynağı bulunmaktadır. Anadolu’daki sıcak su kaynaklarıyla gaz ve buhar çıkışları, bu bölgede, yerkabuğunun derinliklerinde hala volkanik aktivitenin var olduğunu ve ilerde bir gün koşullar uygun olduğu takdirde şimdi sönmüş bir durumda olan yanardağın (zayıf bir ihtimal olsa da) yeniden etkinlik gösterebileceğini ortaya koymaktadır. Ancak, yanardağ felaketi bir yazgı değildir ve bugün uyuyan bir yanardağ, ilerde etkin olacağını kesinlikle haber verecektir.
Kaynaklar : Bilim ve Teknik Dergisi / Şubat 1983
Bilim ve Teknik Dergisi / Mayıs 1986
Bilim ve Teknik Dergisi / Eylül 2001
http://www.biltek.tubitak.gov.tr/bilgipaket/yerkure/01.swf
http://www.biltek.tubitak.gov.tr/merak_ett...mp;soru_id=2929
Yanardağlar yeryüzünde herhangi bir yerde oluşmaz; bir takım yer hareketlerinin gerçekleşmiş olduğu yerlerde, ya da bu yerlerin yakınlarında oluşurlar. Özellikle yayılma sırtlarında , dalma-batma bölgelerinde ya da sıcak noktalarda yanardağlara rastlanır. Dünya’nın değişik bölgelerine yayılmış olan birçok etkin yanardağ, çevresinde yaşayan halkın yaşamını zaman zaman tehdit ediyor. Yerbilimciler, dünyada halen 500 yanardağın “etkin” olarak sınıflandırılabileceğini saptamışlar. Bu yanardağların birçoğunda gözle görülür herhangi bir etkinlik gözlenmese de, bunlar son 2500 yıl içinde püskürmüş oldukları için potansiyel olarak etkin sayılıyorlar. Bunların ancak küçük bir bölümü tehlikeli yanardağlar grubuna giriyor. Dünya üzerindeki aktif volkanlar üç ana bölgede toplanmıştır. Volkanların en yoğun olduğu bölge Pasifik Okyanusu’nun kenarlarıdır. Volkanların aktif olduğu ikinci bölge Alp-Himalaya kıvrım kuşağı, üçüncü bölge ise okyanus ortalarıdır.
Püskürme
Magma, yerkabuğunun 3.000 km. derinliğe kadar uzanan manto adlı tabakasında yoğun ve ergimiş durumda bulunan mineraller karışımıdır. Dünyamızın derinliklerindeki magmanın yeryüzündeki faaliyetlerine ise Volkanizma denir. Bu esnada katı, sıvı ve gaz hallerde yeryüzüne çıkan magma, değişik türlerdeki volkanları oluşturur. Magmanın yeryüzüne ulaşması ile oluşan volkan (yanardağ)lar, yerkabuğunun derinliklerindeki bu çoğunlukla eriyik haldeki maddeleri içeren magmatik hazine ile yeryüzü arasındaki ilişkiyi sağlayan bir delik veya bacadırlar. Bu delik, ya da bacadan fışkıran magma ürünlerinin büyük bir kısmı, onun çevresinde koni biçiminde birikerek “volkan konisi”ni meydana getirirler. Volkan konisinin tepesindeki çukurluğa ise “krater” adı verilir. Volkanik faaliyette en önemli rolü, yerkabuğunun derinliklerindeki iç basınç ve gazlar oynar. Normal olarak, yüksek basınç altında magma içinde erimiş halde bulunan gazlar, basıncın çeşitli etkenler ile azalması ile magmadan ayrılarak büyük bir güç ve hızla yeryüzüne çıkmak isterler. Basıncın azalması ile magma köpürür, hafifler ve daha akıcı bir hal alarak, daha kolay püskürme özelliği kazanıp yeryüzüne doğru hareket eder. Magmanın yeryüzüne çıkması, yanardağın püskürmesi anlamına gelir. Yanardağların iç kısımlarında magmanın biriktiği magma odaları bulunur. Bu odada yeterince biriken ve yoğunluğu etrafındaki kütlelerden hafif olan magma yükselerek, magma odasını yanardağın ağzına bağlayan bacalarda ilerler ve lav şeklinde ağızdan dışarı püskürür. Ancak püskürme her zaman patlama şeklinde olmaz; bazen yanardağların bacasından lav sızması biçiminde gerçekleşir. Bu daha çok magmanın türüne bağlıdır. Püskürme sonucunda lavla birlikte magmanın içinde bulunan yakıcı gazlar, piroklastlar (sıkışmış gazların püskürme sırasında kurtularak patlaması sonucunda havaya fırlayan kütleler) ve lahar (Püskürme sonucunda dağın yamaçlarında bulunan buz, kül, çamur ve kayalardan oluşan karışım) adı verilen volkanik çamur gibi bir çok zarar verici şey toprak kaymasıyla birlikte dağın eteklerinden aşağı akar.Etna Avrupa’nın en etkin ve en büyük yanardağı Etna’dır. Etna, her ne kadar birkaç yılda bir etkinlik gösterse de bunların büyük bölümü, çevrede yaşayan insanların yaşamını tehdit edecek boyutlarda olmuyor. Etkinliğine ilişkin en uzun tarihsel kayda sahip olan Etna Yanardağı, son 2500 yıl içinde 100’den fazla şiddetli püskürme dönemi geçirdi. 1669 yılında meydana gelen felaketin ardından, 1928 yılındaki etkinliği sırasında iki köy tümüyle lavlar altında kaldı. 1947 yılında püskürmenin şiddetiyle dağın tepesinde iki yeni krater açıldı. Etna Dağı’nın son 300 yıldaki en şiddetli püskürmesiyse 1992 yılında meydana geldi. Yeni bir yarığın açıldığı bu etkinlik sırasında, nüfusu 7000’e varan Zafferana Köyü halkı büyük tehlikeyi görece zararsız atlattı. Çünkü askeri birlikler, köye doğru akan lavların akış yönünü patlayıcılar yardımıyla değiştirmeyi başardılar.
Etna’nın 1 milyon yıl öncesinden daha erken bir tarihte oluşmaya başladığı sanılıyor. Yanardağı oluşturan ilk püskürmeler deniz tabanında gerçekleşti. Sicilya Adası’nın kıyı bölgelerinde bulunan yastık lavlar, ilk püskürmelerin deniz seviyesinin altında gerçekleşmiş olduğunu, yani yanardağın deniz seviyesi altında gelişmeye başladığını gösteriyor.
Öngörme
Günümüzde yanardağbilimciler, bir yanardağın ne zaman püsküreceğini değişik yöntemlerden yararlanarak tahmin etmeye çalışıyorlar. Bir püskürmeyi öngörebilmek için en önemli unsur, o yanardağın geçmişinin ayrıntılı olarak bilinmesidir. İşte bu nedenle de araştırmacılar, yanardağın geçmişte hangi sıklıklarda püskürdüğünü, püskürmelerin şiddetini ve ne tür malzeme püskürttüğünü araştırıyorlar. Bir yanardağ “uyanıp” püskürmeye hazırlandığında genel olarak çevresinde sismik etkinlik gözlemleniyor. Özellikle de bu tür etkinlik artış gösterdiğinde, araştırmacılar bundan püskürme anının iyice yaklaştığını anlıyorlar. Magmanın yükselmesinin yol açtığı depremleri ve titreşimleri yanardağbilimciler sismometre denen aygıtlar yardımıyla kaydediyorlar. Bu amaçla, bir yanardağın değişik yerlerine sismometreler yerleştirip, elde ettikleri verileri bilgisayarlarda saklıyorlar.
Patlama olasılığı olan volkanların çevresinde yapılan ayrıntılı aletsel çalışmalar:
* Yükselen magmanın doğurduğu küçük haberci depremlerin saptanması,
* Yanardağ yakınlarındaki akarsularda sıcaklık değişimlerinin saptanması,
* Akarsudaki mineral oranlarının değişimlerinin denetlenmesi,
* Toprak kabarmalarının ölçülmesi ,
* Yanardağ ağızlarındaki gaz ve su buharı çıkışlarında olan değişimlerin saptanması
Anadolu’da Volkanizma
Alp-Himalaya kıvrım kuşağında yer alan Türkiye’de volkanlar, tektonik hatlara uygun olarak beş bölgede yoğunlaşmıştır. Ancak günümüzde Türkiye’de aktif volkan bulunmamaktadır.
Ülkemizde bilinen en son volkanik püskürmeler, yaklaşık 2000 yıl kadar önce Orta Anadolu’da Erciyes Yanardağı’nda ve MS 1441 yılında Doğu Anadolu’da Nemrut Yanardağı’nda meydana gelmiştir. Günümüzde, Anadolu’da volkanizma sönmek üzeredir. Ancak, bazı eski yanardağlarda (Erciyes, Hasan Dağı, Büyük ve Küçük Ağrı dağları, Tendürek, Nemrut, Süphan dağları vb) halen gaz ve buhar çıkışları gözlenmekte olup, volkanizmanın yoğun olduğu bölgelerde 400’den fazla sıcak su kaynağı bulunmaktadır. Anadolu’daki sıcak su kaynaklarıyla gaz ve buhar çıkışları, bu bölgede, yerkabuğunun derinliklerinde hala volkanik aktivitenin var olduğunu ve ilerde bir gün koşullar uygun olduğu takdirde şimdi sönmüş bir durumda olan yanardağın (zayıf bir ihtimal olsa da) yeniden etkinlik gösterebileceğini ortaya koymaktadır. Ancak, yanardağ felaketi bir yazgı değildir ve bugün uyuyan bir yanardağ, ilerde etkin olacağını kesinlikle haber verecektir.
Kaynaklar : Bilim ve Teknik Dergisi / Şubat 1983
Bilim ve Teknik Dergisi / Mayıs 1986
Bilim ve Teknik Dergisi / Eylül 2001
http://www.biltek.tubitak.gov.tr/bilgipaket/yerkure/01.swf
http://www.biltek.tubitak.gov.tr/merak_ett...mp;soru_id=2929
18 Haziran 2008 Çarşamba
Astronomik Çarpışmalar
DÜNYA'DA YAŞAMI TEHDİT EDEBİLECEK ASTRONOMİK ÇARPIŞMALAR ÜZERİNE
Pek çok insan evini ve işyerini çeşitli tehlikelere karşı sigortalama yoluna gider. Bunun için hazırlanan poliçeler genelde yangın ,hırsızlık,su baskını ve deprem gibi tehlikelere karşı düzenlenir. İyi ama, acaba kaç kişi evini ya da işyerini uzaydan gelebilecek bir tehlikeye karşı sigortalamıştır ? Sanırım bu riski de içine alan pek fazla poliçe olmasa gerek. Asıl soru ise, buna gerçekten ihtiyaç var mı, ya da daha büyük boyutta bir tehlike söz konusu olabilir mi?
Dünya ile bir gökcisminin olası çarpışması
Olası bir çarpışmada, etki bakımından Dünya’ya çarpacak olan gökcisminin büyüklüğü önemli. En fazla bir ev büyüklüğünde olan gökcisimlerinin yaratacağı etki çok sınırlı. Ancak çapı 20-100 metre arasında değişen bir gökcisminin kent büyüklüğünde bir alanı haritadan silebileceği hesaplanıyor. Çapları 1 km.den büyük olan gökcisimlerinin etkisi ise tüm gezegenden hissedilir ve canlıların büyük bölümünü ortadan kaldırabilir. Örneğin 65 milyon yıl önce Meksika Körfezi’ne çarpan ve dinozor neslinin yok olmasına neden olan asteroidin 10 km .çapında olduğu hesaplanıyor.
Anlaşılacağı üzere, Dünya çapında bir felaket olabilmesi için yeryüzüne düşecek gökcisminin çapının 1 km’den daha büyük olması gerekiyor. Bilim adamlarının elindeki verilere göre, Dünya yörüngesi ile kesişebilecek bu çaptaki cisimlerin sayısı 500 ile 1000 arasında değişiyor. Ancak önümüzdeki yüz yıl içinde Dünya’ya 1 km çapında bir cismin çarpma olasılığı 10 binde 1 olarak veriliyor. Peki böyle bir gökcismi Dünya’ya çarparsa ne olur? Senaryo aynen şu şekilde :
“Dünya dev toz bulutuyla kaplanacak, Güneş aylarca ortadan kaybolacak, küresel yangınlar ve yoğun asit yağmurları meydana gelecek, bitkisel örtü harap olacak, yaşamın sürmesini sağlayan besin maddelerinde büyük kıtlık yaşanacak. Sadece dayanıklı canlılar ayakta kalabilecek.“ Pek de iç açıcı görünmüyor öyle değil mi?
Gelgelelim yine eldeki verilere göre çapları yarım km. kadar olan gökcisimlerinin sayısı ise 2000-4000 arasında değişiyor. Bunlar Dünya’ya çarpmaları halinde çok ciddi yerel yıkımlara yol açsa da, gezegen ölçeğinde bir tehdit oluşturabilmek için yeterince büyük değiller. Buna rağmen önümüzdeki 100 yıl içinde bu tür bir gökcisminin çarpma olasılığı oldukça yüksek ; %30. Böyle bir olayla en son karşılaşmamız ise 30 Haziran 1908 tarihinde Sibirya’da olmuş, 500 hektarlık ormanlık alan yok olmuştur.
Dünya en son böyle bir tehlikeyi 22 Mart 1989 günü atlatmış, 200 metre çaplı kaya yapılı bir cisim Dünya’ya 690.000 km uzaktan geçmişti. Bu mesafe, her ne kadar Ay’dan daha uzak olsa da, astronomik açıdan çok küçük bir mesafeydi. Eğer bu cisim Dünya’ya çarpsaydı, saniyede 16 km.hızla çarparak en az 450 megatonluk TNT gibi patlayacak ve yaklaşık 5 km.çaplı bir krater çukuru açacaktı.
Yıldız Çarpışmaları
Peki Dünya’daki yaşamı tehdit edecek bir tehlike yalnız Dünya ile bir gökcisminin çarpışması mıdır? Elbette değil… Örneğin Güneş olmadan Dünya’da yaşam olması düşünülemez. Acaba yıldız çarpışmalarında durum nedir?
Küresel yıldız kümelerini saymazsak, aslında iki yıldızın birbirleriyle çarpışma olasılığı pek yok. Bunun nedeni, yıldızlararası mesafelerin çok büyük olması. Örneğin Güneş’in en yakın komşusu 4,2 ışıkyılı, yani yaklaşık 40 trilyon km.uzaklıkta. Bu yüzden Güneş’in bir başka yıldız ile çarpışma olasılığı pek görünmüyor. Ancak bu, yıldızlar çarpışmaz anlamına gelmiyor. Paragrafın başında “Küresel yıldız kümelerini saymazsak“ demiştim. Samanyolu’nda bulunan 200’e yakın sayıda küresel yıldız kümeleri, küre biçimli, çok küçük bir hacme sıkışmış, yüzbinlerce, hatta milyonlarca yıldızdan oluşuyor. Bizim kendi bölgemizde 30-40 ışıkyılı çapta bir küreye Güneş dahil 100 kadar yıldız sığarken, küresel kümelerde aynı hacimdeki bölgeye ortalama 1 milyon yıldız sığabiliyor. Aslında kütle çekimi olmasaydı buralarda bile yıldızların rastgele hareketleri sonucu çarpışmaları düşük bir olasılık olarak kalırdı. Ancak kütleçekim etkisi yıldızların rotasına zayıf ve sürekli bir etki yaparak bunları birbirlerine yaklaştırıyor ve yıldız nüfusunun olağanüstü yoğun olduğu bölgelerde çarpışmalar gerçekleşebiliyor.
Her ne kadar Güneş ile bir başka yıldızın çarpışma ihtimali pek olmasa da, bilgi vermesi açısından böyle bir olasılıkta neler olabileceğine bir örnek verelim. Aslında çarpışmada ne olacağı bir çok faktöre bağlı; çarpışan cisimlerin hızları, iç yapıları, çarpışma parametreleri (kafa kafaya çarpma ya da sıyırıp geçme) vb. Olası bir Güneş ve beyaz cüce (ömrünü tamamlamış ve dış katmanlarını uzaya salmış olan Güneş benzeri yıldızın, açığa çıkmış sıcak ve sıkışık merkezi) çarpışmasında bilgisayar modellemelerine göre Güneş tamamen dağılırken, beyaz cüce neredeyse hiçbir şey olmamışçasına yoluna devam eder. Bunun nedeni, yıldızlar arasındaki yoğunluk farkı. Nasıl ki, kavunu parçalayan top mermisinin üzerinde pek az iz olursa, yıldızların çarpışmasında da yoğun bir yıldız, görece seyrek dokudaki yıldıza oranla çok daha az hasarla kurtuluyor. Böyle bir çarpışmada Güneş, dev bir termonükleer bomba olarak patlayacak ve geride sıcak gazdan oluşmuş bir nebula bırakacak. Dünya çarpışmadan kurtulacak (!) ancak, okyanusları ve atmosferi buharlaşıp uçacak. Kendilerini kütleçekim hapsinde tutan bir yıldız artık bulunmadığından gezegenlerin hepsi uzaya dağılacak. Neyse ki böyle bir ihtimal yok denecek kadar az…
Gökada (Galaksi) Çarpışmaları
“Galaksiler de çarpışır mı“ demeyin… Evet galaksiler de çarpışır; hatta belki de sık sık. Galaksilerin yaklaşık %80 kadarı disk biçimlidir. Bunların bazıları sıradan daire biçiminde, bazıları da bizim galaksimiz samanyolu gibi spiral yapılıdır %20 kadarı da eliptiktir. Bunlarında kimisi yumurta biçimli, kimisi de küreseldir. Astronomlar tarafından yaygın olan görüş, eliptik galaksilerin, iki disk biçimli galaksinin çarpışmasının ürünü olduğu. Bu görüşleri de bilgisayar simülasyonları tarafından destekleniyor. Peki bizim galaksimiz, yani samanyolu galaksisi de çarpışabilir mi? Evet böyle bir ihtimal var. Ancak bunun için en az 4 milyar yıl geçmesi gerekecek. Samanyolu, komşusu olan M31 (yani andromeda) galaksisine çekim kuvvetiyle bağlı. Her iki galaksinin yörüngesi de, aynı çekim merkezi etrafında bulunuyor. Hesaplara göre şu anda bu iki galaksinin izlediği yörünge onları yaklaşık 4 milyar yıl sonra birbirlerine çok yaklaştıracak. Ancak şöylesi bir durum var; galaksilerin birbirine bu kadar yaklaşması güneş sistemini saman yolundan ayırsa bile, dünya da dahil olmak üzere bütün gezegenler güneş etrafında kalacaklar. Çünkü güneş sisteminin çekim kuvveti, iki galaksi arasındaki çekim kuvvetinden çok daha güçlüdür.
Korktuğumuz Şey Belki de Varlık Nedenimiz…
Buraya kadar anlatılanlar insanı ürkütüyor. Ama nasıl bir ironiyse, belki de o çok korktuğumuz çarpışma insanın varolmasına neden oldu. Nasıl mı ? 65 milyon yıl evvel Dünya’ya çarpan asteroit dinozorları yok etmeseydi, belki de “Homosapiens” e giden süreç gerçekleşmeyecekti. Kaliforniya, Pasena’daki jet İtki laboratuarı bilim adamlarından Kevin Baines, “Dinozorlar ortadan kalktığı için biz varız. Çünkü etçil dinozorlar gezegende kol gezdiği müddetçe bizim insansımaymun benzeri atalarımızın evrimleşmesi imkansızdı. Zeki olabilmeleri için hayvanların belli bir büyüklüğe ulaşmaları gerekir, ve o büyüklüğe ulaşmadan hepimiz yenmiş olacaktık” demiş.
Kimbilir, belki de bir süre sonra Dünya’ya bir başka asteroit çarpacak ve bunun sonucunda bazı canlılar yok olurken, bu durum bazılarının da varolmasına neden olacaktır.
Kaynaklar :Bilim ve Teknik Dergisi / Ocak 1991
Bilim ve Teknik Dergisi / Şubat 1990
Bilim ve Teknik Dergisi / Eylül 1999
Bilim ve Teknik Dergisi / Ocak 2000
Bilim ve Teknik Dergisi / Şubat 2003
Adrian Berry/Sonsuzluğun Kıyıları S: 8
Pek çok insan evini ve işyerini çeşitli tehlikelere karşı sigortalama yoluna gider. Bunun için hazırlanan poliçeler genelde yangın ,hırsızlık,su baskını ve deprem gibi tehlikelere karşı düzenlenir. İyi ama, acaba kaç kişi evini ya da işyerini uzaydan gelebilecek bir tehlikeye karşı sigortalamıştır ? Sanırım bu riski de içine alan pek fazla poliçe olmasa gerek. Asıl soru ise, buna gerçekten ihtiyaç var mı, ya da daha büyük boyutta bir tehlike söz konusu olabilir mi?
Dünya ile bir gökcisminin olası çarpışması
Olası bir çarpışmada, etki bakımından Dünya’ya çarpacak olan gökcisminin büyüklüğü önemli. En fazla bir ev büyüklüğünde olan gökcisimlerinin yaratacağı etki çok sınırlı. Ancak çapı 20-100 metre arasında değişen bir gökcisminin kent büyüklüğünde bir alanı haritadan silebileceği hesaplanıyor. Çapları 1 km.den büyük olan gökcisimlerinin etkisi ise tüm gezegenden hissedilir ve canlıların büyük bölümünü ortadan kaldırabilir. Örneğin 65 milyon yıl önce Meksika Körfezi’ne çarpan ve dinozor neslinin yok olmasına neden olan asteroidin 10 km .çapında olduğu hesaplanıyor.
Anlaşılacağı üzere, Dünya çapında bir felaket olabilmesi için yeryüzüne düşecek gökcisminin çapının 1 km’den daha büyük olması gerekiyor. Bilim adamlarının elindeki verilere göre, Dünya yörüngesi ile kesişebilecek bu çaptaki cisimlerin sayısı 500 ile 1000 arasında değişiyor. Ancak önümüzdeki yüz yıl içinde Dünya’ya 1 km çapında bir cismin çarpma olasılığı 10 binde 1 olarak veriliyor. Peki böyle bir gökcismi Dünya’ya çarparsa ne olur? Senaryo aynen şu şekilde :
“Dünya dev toz bulutuyla kaplanacak, Güneş aylarca ortadan kaybolacak, küresel yangınlar ve yoğun asit yağmurları meydana gelecek, bitkisel örtü harap olacak, yaşamın sürmesini sağlayan besin maddelerinde büyük kıtlık yaşanacak. Sadece dayanıklı canlılar ayakta kalabilecek.“ Pek de iç açıcı görünmüyor öyle değil mi?
Gelgelelim yine eldeki verilere göre çapları yarım km. kadar olan gökcisimlerinin sayısı ise 2000-4000 arasında değişiyor. Bunlar Dünya’ya çarpmaları halinde çok ciddi yerel yıkımlara yol açsa da, gezegen ölçeğinde bir tehdit oluşturabilmek için yeterince büyük değiller. Buna rağmen önümüzdeki 100 yıl içinde bu tür bir gökcisminin çarpma olasılığı oldukça yüksek ; %30. Böyle bir olayla en son karşılaşmamız ise 30 Haziran 1908 tarihinde Sibirya’da olmuş, 500 hektarlık ormanlık alan yok olmuştur.
Dünya en son böyle bir tehlikeyi 22 Mart 1989 günü atlatmış, 200 metre çaplı kaya yapılı bir cisim Dünya’ya 690.000 km uzaktan geçmişti. Bu mesafe, her ne kadar Ay’dan daha uzak olsa da, astronomik açıdan çok küçük bir mesafeydi. Eğer bu cisim Dünya’ya çarpsaydı, saniyede 16 km.hızla çarparak en az 450 megatonluk TNT gibi patlayacak ve yaklaşık 5 km.çaplı bir krater çukuru açacaktı.
Yıldız Çarpışmaları
Peki Dünya’daki yaşamı tehdit edecek bir tehlike yalnız Dünya ile bir gökcisminin çarpışması mıdır? Elbette değil… Örneğin Güneş olmadan Dünya’da yaşam olması düşünülemez. Acaba yıldız çarpışmalarında durum nedir?
Küresel yıldız kümelerini saymazsak, aslında iki yıldızın birbirleriyle çarpışma olasılığı pek yok. Bunun nedeni, yıldızlararası mesafelerin çok büyük olması. Örneğin Güneş’in en yakın komşusu 4,2 ışıkyılı, yani yaklaşık 40 trilyon km.uzaklıkta. Bu yüzden Güneş’in bir başka yıldız ile çarpışma olasılığı pek görünmüyor. Ancak bu, yıldızlar çarpışmaz anlamına gelmiyor. Paragrafın başında “Küresel yıldız kümelerini saymazsak“ demiştim. Samanyolu’nda bulunan 200’e yakın sayıda küresel yıldız kümeleri, küre biçimli, çok küçük bir hacme sıkışmış, yüzbinlerce, hatta milyonlarca yıldızdan oluşuyor. Bizim kendi bölgemizde 30-40 ışıkyılı çapta bir küreye Güneş dahil 100 kadar yıldız sığarken, küresel kümelerde aynı hacimdeki bölgeye ortalama 1 milyon yıldız sığabiliyor. Aslında kütle çekimi olmasaydı buralarda bile yıldızların rastgele hareketleri sonucu çarpışmaları düşük bir olasılık olarak kalırdı. Ancak kütleçekim etkisi yıldızların rotasına zayıf ve sürekli bir etki yaparak bunları birbirlerine yaklaştırıyor ve yıldız nüfusunun olağanüstü yoğun olduğu bölgelerde çarpışmalar gerçekleşebiliyor.
Her ne kadar Güneş ile bir başka yıldızın çarpışma ihtimali pek olmasa da, bilgi vermesi açısından böyle bir olasılıkta neler olabileceğine bir örnek verelim. Aslında çarpışmada ne olacağı bir çok faktöre bağlı; çarpışan cisimlerin hızları, iç yapıları, çarpışma parametreleri (kafa kafaya çarpma ya da sıyırıp geçme) vb. Olası bir Güneş ve beyaz cüce (ömrünü tamamlamış ve dış katmanlarını uzaya salmış olan Güneş benzeri yıldızın, açığa çıkmış sıcak ve sıkışık merkezi) çarpışmasında bilgisayar modellemelerine göre Güneş tamamen dağılırken, beyaz cüce neredeyse hiçbir şey olmamışçasına yoluna devam eder. Bunun nedeni, yıldızlar arasındaki yoğunluk farkı. Nasıl ki, kavunu parçalayan top mermisinin üzerinde pek az iz olursa, yıldızların çarpışmasında da yoğun bir yıldız, görece seyrek dokudaki yıldıza oranla çok daha az hasarla kurtuluyor. Böyle bir çarpışmada Güneş, dev bir termonükleer bomba olarak patlayacak ve geride sıcak gazdan oluşmuş bir nebula bırakacak. Dünya çarpışmadan kurtulacak (!) ancak, okyanusları ve atmosferi buharlaşıp uçacak. Kendilerini kütleçekim hapsinde tutan bir yıldız artık bulunmadığından gezegenlerin hepsi uzaya dağılacak. Neyse ki böyle bir ihtimal yok denecek kadar az…
Gökada (Galaksi) Çarpışmaları
“Galaksiler de çarpışır mı“ demeyin… Evet galaksiler de çarpışır; hatta belki de sık sık. Galaksilerin yaklaşık %80 kadarı disk biçimlidir. Bunların bazıları sıradan daire biçiminde, bazıları da bizim galaksimiz samanyolu gibi spiral yapılıdır %20 kadarı da eliptiktir. Bunlarında kimisi yumurta biçimli, kimisi de küreseldir. Astronomlar tarafından yaygın olan görüş, eliptik galaksilerin, iki disk biçimli galaksinin çarpışmasının ürünü olduğu. Bu görüşleri de bilgisayar simülasyonları tarafından destekleniyor. Peki bizim galaksimiz, yani samanyolu galaksisi de çarpışabilir mi? Evet böyle bir ihtimal var. Ancak bunun için en az 4 milyar yıl geçmesi gerekecek. Samanyolu, komşusu olan M31 (yani andromeda) galaksisine çekim kuvvetiyle bağlı. Her iki galaksinin yörüngesi de, aynı çekim merkezi etrafında bulunuyor. Hesaplara göre şu anda bu iki galaksinin izlediği yörünge onları yaklaşık 4 milyar yıl sonra birbirlerine çok yaklaştıracak. Ancak şöylesi bir durum var; galaksilerin birbirine bu kadar yaklaşması güneş sistemini saman yolundan ayırsa bile, dünya da dahil olmak üzere bütün gezegenler güneş etrafında kalacaklar. Çünkü güneş sisteminin çekim kuvveti, iki galaksi arasındaki çekim kuvvetinden çok daha güçlüdür.
Korktuğumuz Şey Belki de Varlık Nedenimiz…
Buraya kadar anlatılanlar insanı ürkütüyor. Ama nasıl bir ironiyse, belki de o çok korktuğumuz çarpışma insanın varolmasına neden oldu. Nasıl mı ? 65 milyon yıl evvel Dünya’ya çarpan asteroit dinozorları yok etmeseydi, belki de “Homosapiens” e giden süreç gerçekleşmeyecekti. Kaliforniya, Pasena’daki jet İtki laboratuarı bilim adamlarından Kevin Baines, “Dinozorlar ortadan kalktığı için biz varız. Çünkü etçil dinozorlar gezegende kol gezdiği müddetçe bizim insansımaymun benzeri atalarımızın evrimleşmesi imkansızdı. Zeki olabilmeleri için hayvanların belli bir büyüklüğe ulaşmaları gerekir, ve o büyüklüğe ulaşmadan hepimiz yenmiş olacaktık” demiş.
Kimbilir, belki de bir süre sonra Dünya’ya bir başka asteroit çarpacak ve bunun sonucunda bazı canlılar yok olurken, bu durum bazılarının da varolmasına neden olacaktır.
Kaynaklar :Bilim ve Teknik Dergisi / Ocak 1991
Bilim ve Teknik Dergisi / Şubat 1990
Bilim ve Teknik Dergisi / Eylül 1999
Bilim ve Teknik Dergisi / Ocak 2000
Bilim ve Teknik Dergisi / Şubat 2003
Adrian Berry/Sonsuzluğun Kıyıları S: 8
Uluslararası Uzay İstasyonu
Uzay istasyonu'nun, astronomi çalışmalarında bir üs olmasından ibaret olduğunu sanrdım. Ta ki, Daily Telegraph gazetesinde 1977 yılından beri popüler bilim yazıları yazan Adrian Berry'nin makalelerinin derlendiği Sonsuzluğun Kıyıları (Tübitak Popüler Bilim Kitapları) adlı kitabı okuyana kadar. Bakın bu kitapta ne diyor:
"400 tonluk, daimi mürettebatlı, futbol sahası büyüklüğünde bir yapı olan Alpha şimdiye kadar yapılmış en önemli labaratuvarlardan biri olacak. Avrupa Uzay Ajansı, Kanada ve Rusya, ABD ile bu ortak girişime katkıda bulunuyor. Bu projenin 15 yılda 19 milyar poundluk bir maliyeti olacak, yıl başına Amerikalıların bir yılda pizzaya harcadıkları paranın sekizde biri.
Vücudumuzun hücrelerindeki, bütün biyokimyasal işlemleri yürüten 150.000 kadar proteinin doğasını ayrıntılı olarak incelemek ilk defa mümkün olacak. 1200 tanesi hariç bu proteinlerin temel yapılarının özelliklerini bilmiyoruz.
Yaşamın yapıtaşlarından olan aminoasitlerden, oksijeni kanda taşıyan hemoglobine, bağlar ve derinin yapısında bulunan kollajene ve bizi bakterilerle virüslere karşı koruyan antikorlara dek, en basitinden en karmaşığına pek çok protein türü vardır.
Proteinlerin incelenebilmeleri için, içinde katılaşıp kristalleşecekleri çözeltilerde bekletilmesi gerekir. Yeterince büyük bir kristal oluştuğunda X ışınıyla filmleri çekilebilir ve bu filmlerden üç boyutlu bilgisayar modelleri yaratılabilir. Ama kütleçekimi yüzünden Dünya'da bunu yapabilmek neredeyse imkansızdır; kütleçekimi bir iki protein kristali dışında hepsinin güdük kalmasına, kümelenmesine ya da şeklinin bozulmasına neden olur. Gezegen üzerinde her yerde bir gramlık basınç bile gelişimlerini engeller.
Proteinlerin yüzde yetmişi ağırlıksız ortamda Dünya'da olduğundan çok daha hızlı ve iyi kristalize oluyor. Ama uzay mekiği uçuşlarında bile kristal gelişimi gerektiği sağlanamıyor çünkü proteinlerin çok büyük kristaller oluşturması onaltı günden uzun sürüyor., mekik uçuşları ise nadiren o kadar uzuyor.
Neredeyse tüm hastalıklar proteinlerin davranışlarındaki bozukluktan ya da virüsler ve bakteriler aracılığıyla yabancı proteinler tarafından işgal edilmelerinden kaynaklandığına göre, proteinleri kristalize olmuş hallerinde uzun süreli incelemek bilim adamlarına proteinlerin atomik yapısını görme imkanı verecek, bu da tedavi için ilaçlar geliştirilmesini sağlayacak.
Kısacası Alpha uzay istasyonundaki bilim adamlarının, belirli bazı proteinlere tutunarak bu proteinlerin davranışlarını moleküler düzeyde değiştirecek ilaçlar yaparak AIDS,kanser, şeker hastalığı, anfizem, artrit ve sayısız diğer hastalığı tedavi edebileceği ümit ediliyor. Alpha'nın 15 yıllık ömrü boyunca tıp ve yaşam bilimleri alanında 600'den fazla deney yapılması bekleniyor. "
Kitapta ayrıca iç kulaktaki bir aksaklıktan kaynaklanan denge kaybı ve osteoporoz gibi hastalıkların da araştırılacağından bahsedilmiş. Canlılığın uzaydan geldiğine dair iddialar tartışıladursun, canlılığın gelişimine katkının uzaydan geldiği/geleceği de bir gerçek. Zira bugün günlük hayatımızda kullandığımız ve hayatımızı kolaylaştıran pek çok şey uzay araştırmalarının ürünü. Uzay mekikleri ve astronotlar için tasarlanan pek çok şey, bugün günlük hayatımızın ayrılmaz parçalasının ana maddesini oluşturuyor.
Bu arada aklıma takılan bir soruyu da sormadan edemeyeceğim... Bugün yeryüzünde de yerçekimsiz ortamlar oluşturulabiliyor. Acaba bundan neden faydalanılmıyor? Yoksa maliyeti uzay istasyonundan daha mı pahalıya geliyor?
"400 tonluk, daimi mürettebatlı, futbol sahası büyüklüğünde bir yapı olan Alpha şimdiye kadar yapılmış en önemli labaratuvarlardan biri olacak. Avrupa Uzay Ajansı, Kanada ve Rusya, ABD ile bu ortak girişime katkıda bulunuyor. Bu projenin 15 yılda 19 milyar poundluk bir maliyeti olacak, yıl başına Amerikalıların bir yılda pizzaya harcadıkları paranın sekizde biri.
Vücudumuzun hücrelerindeki, bütün biyokimyasal işlemleri yürüten 150.000 kadar proteinin doğasını ayrıntılı olarak incelemek ilk defa mümkün olacak. 1200 tanesi hariç bu proteinlerin temel yapılarının özelliklerini bilmiyoruz.
Yaşamın yapıtaşlarından olan aminoasitlerden, oksijeni kanda taşıyan hemoglobine, bağlar ve derinin yapısında bulunan kollajene ve bizi bakterilerle virüslere karşı koruyan antikorlara dek, en basitinden en karmaşığına pek çok protein türü vardır.
Proteinlerin incelenebilmeleri için, içinde katılaşıp kristalleşecekleri çözeltilerde bekletilmesi gerekir. Yeterince büyük bir kristal oluştuğunda X ışınıyla filmleri çekilebilir ve bu filmlerden üç boyutlu bilgisayar modelleri yaratılabilir. Ama kütleçekimi yüzünden Dünya'da bunu yapabilmek neredeyse imkansızdır; kütleçekimi bir iki protein kristali dışında hepsinin güdük kalmasına, kümelenmesine ya da şeklinin bozulmasına neden olur. Gezegen üzerinde her yerde bir gramlık basınç bile gelişimlerini engeller.
Proteinlerin yüzde yetmişi ağırlıksız ortamda Dünya'da olduğundan çok daha hızlı ve iyi kristalize oluyor. Ama uzay mekiği uçuşlarında bile kristal gelişimi gerektiği sağlanamıyor çünkü proteinlerin çok büyük kristaller oluşturması onaltı günden uzun sürüyor., mekik uçuşları ise nadiren o kadar uzuyor.
Neredeyse tüm hastalıklar proteinlerin davranışlarındaki bozukluktan ya da virüsler ve bakteriler aracılığıyla yabancı proteinler tarafından işgal edilmelerinden kaynaklandığına göre, proteinleri kristalize olmuş hallerinde uzun süreli incelemek bilim adamlarına proteinlerin atomik yapısını görme imkanı verecek, bu da tedavi için ilaçlar geliştirilmesini sağlayacak.
Kısacası Alpha uzay istasyonundaki bilim adamlarının, belirli bazı proteinlere tutunarak bu proteinlerin davranışlarını moleküler düzeyde değiştirecek ilaçlar yaparak AIDS,kanser, şeker hastalığı, anfizem, artrit ve sayısız diğer hastalığı tedavi edebileceği ümit ediliyor. Alpha'nın 15 yıllık ömrü boyunca tıp ve yaşam bilimleri alanında 600'den fazla deney yapılması bekleniyor. "
Kitapta ayrıca iç kulaktaki bir aksaklıktan kaynaklanan denge kaybı ve osteoporoz gibi hastalıkların da araştırılacağından bahsedilmiş. Canlılığın uzaydan geldiğine dair iddialar tartışıladursun, canlılığın gelişimine katkının uzaydan geldiği/geleceği de bir gerçek. Zira bugün günlük hayatımızda kullandığımız ve hayatımızı kolaylaştıran pek çok şey uzay araştırmalarının ürünü. Uzay mekikleri ve astronotlar için tasarlanan pek çok şey, bugün günlük hayatımızın ayrılmaz parçalasının ana maddesini oluşturuyor.
Bu arada aklıma takılan bir soruyu da sormadan edemeyeceğim... Bugün yeryüzünde de yerçekimsiz ortamlar oluşturulabiliyor. Acaba bundan neden faydalanılmıyor? Yoksa maliyeti uzay istasyonundan daha mı pahalıya geliyor?
Evrende Uzaklık Ölçümü
Arkadaşlar hepimiz çeşitli kaynaklarda, evrendeki bir cisim için verilen uzaklık ölçülerine rastlamışızdır. Örneğin bir yıldızın uzaklığı ifade edilirken falanca milyon, ya da falanca milyar ışık yılı uzaklıkta olduğu söylenebiliyor. Acaba hiç düşündük mü bu uzaklığı nasıl hesap ediyorlar diye? Acaba yalnızca çeşitli araçlar kullanılarak gözlem yoluyla belirlenen bu cisimlerin uzaklıkları nasıl hesap edilebiliyor?
Bunun için çeşitli yöntemler kullanılıyor. Bunlar ;
* Doppler Kayması
* Paralaks Yöntemi
* Sefeid Değişen Yıldızları
* Süpernovalar
Dopler Kayması : Evrenin genişlediği, uzak gökadalardan bize ulaşan ışığın Doppler kaymasına uğradığının gözlenmesi sayesinde keşfedildi. Eğer bir ışık kaynağı gözlemciye göre uzaklaşıyor ya da yaklaşıyorsa, ondan kaynaklanan ışığın dalgaboyu, olduğundan farklı görünür. Bunun nedeni, ışığın gözlemciye göre hep aynı hızla hareket etmesidir. Eğer cisim gözlemciden uzaklıyorsa, cisimden kaynaklanan ışığın dalgaboyu uzar. Buna "kırmızıya kayma" denir. Çünkü kırmızı, görünen tayf içinde uzun dalgaboyuna sahiptir. Eğer cisim gözlemciye yaklaşıyorsa, cisimden kaynaklanan dalgaboyu kısalır. Buna "maviye kayma" denir. Çünkü ışık görünen tayfın mavi tarafına doğru kayar. Doppler kaymasından yararlanılarak, bir cismin gözlemciye göre hızı hesaplanabilir.
Paralaks Yöntemi : Yakın çevremizdeki yıldızların uzaklıkları "Paralaks" adı verilen bir yöntemle bulunabiliyor. Bu yöntem keşfedilmeden önce kimse yıldızların ne kadar uzak olduklarını bilmiyordu. Dünyanın yörüngesi üzerinde birbirine en uzak iki noktada (6 ayda bir) yapılan gözlemlerde, yakındaki yıldızlar uzak yıldızlardan oluşan fonun önünde yer değiştiriyor görünürler. Bu yer değiştirme, yıldızın bize uzaklığıyla ters orantılıdır. Yıldızın uzaklığı, trigonometri hesaplamaları kullanılarak bulunabilir. Paralaks yöntemiyle sadece 3000 ışık yılı uzaklığa kadar olan yakın yıldızların uzaklıkları bulunabiliyor.
Sefeid(*) Değişen Yıldızları : Kırmızıya kayma yönteminin düşük duyarlılığı, paralaks yönteminin de çok sınırlı bir uzaklığa kadar sonuç vermesi, bu yöntemleri kullanarak evrenin genişleme hızını, dolayısıyla da yaşını duyarlı biçimde bulmamıza yetmiyor. Bu konuda gökbilimcilerin önemli bir silahı daha var: Sefeid değişen yıldızları. Sefeid'lerin çok önemli bir özelliği, ışıma güçlerinin "zonklama" periyotlarıyla ilişkili olmasıdır. Işıma güçleri arttıkça, periyotları da uzar. Periyodu ölçülebilen bir Sefeid yıldızının parlaklığı hesaplanabilir. Parlaklığı bilinen bir yıldızdan bize ulaşan ışıma miktarına bakılarak ne kadar uzakta olduğu bulunabilir.
Gökbilimci Edwin Hubble, bu ilişkiyi gökcisimlerinin uzaklıklarını hesaplamada kullanmaya başladı. Hubble, öncelikle Andromeda gökadasının içindeki Sefeidleri gözledi ve gökadanın uzaklığını yaklaşık olarak 1 milyon ışık yılı olarak hesapladı. O sırada Sefeidlerin özellikleri çok iyi bilinmediğinden bu hesap hatalıydı. Ancak yine de o zamanlar sanıldığı gibi, Andromeda'nın Samanyolu'nun içinde bir gökcismi olmadığı anlaşıldı.
Süpernovalar : Süpernovalar, büyük kütleli yıldızların ölümü sırasında olurlar. Bir süpernovanın parlaklığı, içinde bulunduğu gökadanın parlaklığından bile fazla olabilir. Tip l süpernova olarak adlandırılan görece küçük yıldızların patlamasıyla oluşan süpernovalar ise farklıdır. Bunlar, Güneş benzeri yıldızların ölümünden artakalan beyaz cücelerin bazılarının üzerlerine yığılan maddenin etkisiyle patlar ve hemen hemen aynı düzeye enerji salarlar. Bunun yanında, aynı hız ve oranda sönükleşirler. Bu da Tip l süpernovaları tanımada kolaylık sağlar. Parlaklığı bilinen süpernovadan bize ulaşan ışık, onun uzaklığının karesiyle ters orantılı olduğundan, süpernovanın yer aldığı gökadanın uzaklığı hesaplanabilir.
Kaynak : http://www.biltek.tubitak.gov.tr/
(*) Sefeidler, çok düzenli bir şekilde değişken aydınlığa sahip olan, ender ve çok parlak yıldızlardır.Onlar ,Cepheus Kuyruklu Yıldızları’ndaki Cephei Yıldızı’ndan isimlerini almış olup, bu yıldız değişken yıldız cinsinin bilinen ilk örneğidir ve çıplak gözle görünen bir cisimdir.
Bunun için çeşitli yöntemler kullanılıyor. Bunlar ;
* Doppler Kayması
* Paralaks Yöntemi
* Sefeid Değişen Yıldızları
* Süpernovalar
Dopler Kayması : Evrenin genişlediği, uzak gökadalardan bize ulaşan ışığın Doppler kaymasına uğradığının gözlenmesi sayesinde keşfedildi. Eğer bir ışık kaynağı gözlemciye göre uzaklaşıyor ya da yaklaşıyorsa, ondan kaynaklanan ışığın dalgaboyu, olduğundan farklı görünür. Bunun nedeni, ışığın gözlemciye göre hep aynı hızla hareket etmesidir. Eğer cisim gözlemciden uzaklıyorsa, cisimden kaynaklanan ışığın dalgaboyu uzar. Buna "kırmızıya kayma" denir. Çünkü kırmızı, görünen tayf içinde uzun dalgaboyuna sahiptir. Eğer cisim gözlemciye yaklaşıyorsa, cisimden kaynaklanan dalgaboyu kısalır. Buna "maviye kayma" denir. Çünkü ışık görünen tayfın mavi tarafına doğru kayar. Doppler kaymasından yararlanılarak, bir cismin gözlemciye göre hızı hesaplanabilir.
Paralaks Yöntemi : Yakın çevremizdeki yıldızların uzaklıkları "Paralaks" adı verilen bir yöntemle bulunabiliyor. Bu yöntem keşfedilmeden önce kimse yıldızların ne kadar uzak olduklarını bilmiyordu. Dünyanın yörüngesi üzerinde birbirine en uzak iki noktada (6 ayda bir) yapılan gözlemlerde, yakındaki yıldızlar uzak yıldızlardan oluşan fonun önünde yer değiştiriyor görünürler. Bu yer değiştirme, yıldızın bize uzaklığıyla ters orantılıdır. Yıldızın uzaklığı, trigonometri hesaplamaları kullanılarak bulunabilir. Paralaks yöntemiyle sadece 3000 ışık yılı uzaklığa kadar olan yakın yıldızların uzaklıkları bulunabiliyor.
Sefeid(*) Değişen Yıldızları : Kırmızıya kayma yönteminin düşük duyarlılığı, paralaks yönteminin de çok sınırlı bir uzaklığa kadar sonuç vermesi, bu yöntemleri kullanarak evrenin genişleme hızını, dolayısıyla da yaşını duyarlı biçimde bulmamıza yetmiyor. Bu konuda gökbilimcilerin önemli bir silahı daha var: Sefeid değişen yıldızları. Sefeid'lerin çok önemli bir özelliği, ışıma güçlerinin "zonklama" periyotlarıyla ilişkili olmasıdır. Işıma güçleri arttıkça, periyotları da uzar. Periyodu ölçülebilen bir Sefeid yıldızının parlaklığı hesaplanabilir. Parlaklığı bilinen bir yıldızdan bize ulaşan ışıma miktarına bakılarak ne kadar uzakta olduğu bulunabilir.
Gökbilimci Edwin Hubble, bu ilişkiyi gökcisimlerinin uzaklıklarını hesaplamada kullanmaya başladı. Hubble, öncelikle Andromeda gökadasının içindeki Sefeidleri gözledi ve gökadanın uzaklığını yaklaşık olarak 1 milyon ışık yılı olarak hesapladı. O sırada Sefeidlerin özellikleri çok iyi bilinmediğinden bu hesap hatalıydı. Ancak yine de o zamanlar sanıldığı gibi, Andromeda'nın Samanyolu'nun içinde bir gökcismi olmadığı anlaşıldı.
Süpernovalar : Süpernovalar, büyük kütleli yıldızların ölümü sırasında olurlar. Bir süpernovanın parlaklığı, içinde bulunduğu gökadanın parlaklığından bile fazla olabilir. Tip l süpernova olarak adlandırılan görece küçük yıldızların patlamasıyla oluşan süpernovalar ise farklıdır. Bunlar, Güneş benzeri yıldızların ölümünden artakalan beyaz cücelerin bazılarının üzerlerine yığılan maddenin etkisiyle patlar ve hemen hemen aynı düzeye enerji salarlar. Bunun yanında, aynı hız ve oranda sönükleşirler. Bu da Tip l süpernovaları tanımada kolaylık sağlar. Parlaklığı bilinen süpernovadan bize ulaşan ışık, onun uzaklığının karesiyle ters orantılı olduğundan, süpernovanın yer aldığı gökadanın uzaklığı hesaplanabilir.
Kaynak : http://www.biltek.tubitak.gov.tr/
(*) Sefeidler, çok düzenli bir şekilde değişken aydınlığa sahip olan, ender ve çok parlak yıldızlardır.Onlar ,Cepheus Kuyruklu Yıldızları’ndaki Cephei Yıldızı’ndan isimlerini almış olup, bu yıldız değişken yıldız cinsinin bilinen ilk örneğidir ve çıplak gözle görünen bir cisimdir.
Schrödinger'in Kedisi
Kuantum fiziği ile ilgilenenler, Schrödinger'in Kedisi diye anılan düşünce deneyini sanırım bilirler. Kuantum mekaniğinin gelişmesine önemli katkılarda bulunmuş olan Schrödinger, daha sonra teorinin gelişmesine katkıda bulunduğuna pişman olduğunu söyleyecek kadar teoriden soğumuş ve adı geçen düşünsel deneyi ortaya sürerek, bu kadar mantığa zıt bir teorinin düzeltilmeye muhtaç olduğu sonucuna varmış.
Deneyi anlatmadan önce, Kuantum kuramının belki de en garip ve insanın izanını zorlayan yönlerinden biri olan "Üstüste Gelme" ilkesinden bahsetmemiz gerekiyor. Zira deneyin anlaşılması için bu ilkenin anlaşılması şart.
Kısaca, "Bir sistemin aynı anda bir kaç farklı durumda bulunabilmesi" olarak açıklayabiliriz. Bir sistemin içinde bulunabileceği durumları aritmetik işlem yapıyormuşçasına toplayıp, çıkarabileceğimizi; sonuçta sistemin yeni durumlarını elde edeceğimizi söyler. Örneğin sizden noktasal bir parçacığı hayalinizde canlandırmanız istenirse, siz bu parçacığın uzayın belli bir noktasında bulunduğunu, eğer hareket ediyorsa zamanla bu konumunu değiştirdiğini düşünürsünüz. Ne yazık ki kuantum fiziğinde parçacıklar böyle bir durumda hiç bir zaman bulunamazlar. Elektronlar gibi temel parçacıklar, genellikle, uzayın değişik noktalarında bulundukları durumların üst üste gelmesiyle oluşan, bizim hayalimizde canlandırmakta zorlandığımız bir durumda bulunurlar. Bir başka deyişle, söylemesi kolay olsun diye, "bir parçacık uzayın değişik noktalarında aynı anda bulunabilir" şeklinde ifade edebiliriz.
Sanırım bu ifadeler bile yeterince açıklayıcı ve anlaşılır bulunmamıştır. Bunun nedeni, yaşadığımız, tanıdık olduğumuz dünyada üst üste gelmiş durumlara hiç bir zaman rastlayamamamız. Bugüne kadar hiç kimse iki ayrı yerde aynı anda bulunduğuna tanık olmamıştır.
Peki neden atomaltı parçacıklarda bu durum geçerli de, makroskobik ölçülerde geçerli değil? Bu sorunun yanıtının, bizim makroskopik dünyamızdaki bütün nesnelerin, çok fazla sayıda (milyarlarca milyar) temel parçacıkta oluşmasında yattığı düşünülüyor.
Gelelim adı geçen deneyin ayrıntılarına...
Sağlıklı bir kediyi hava alabilen bir kutunun içine koyalım. Kutuda zehirli bir gaz şişesi bulunsun ve bu gazın şişeden salınmasını sağlayacak mekanizma, bozunma yarı ömür bir saat olan bir radyoaktif parçacık ile kontrol edilsin. Bu mikroskopik parçacığın davranışını ancak kuantum mekaniği ile ifade edebiliriz, fakat şimdi makroskopik bir sistem olan kedinin kaderi de artık parçacığın davranışına bağlanmış oluyor.
Kuantum fiziğine göre radyoaktif bir atomu yalnız başına bırakırsanız, atom bir süre sonra bozunmuş ve bozunmamış durumların üst üste gelmesiyle oluşan yeni bir duruma girer. (yn: Bu bir olasılık değil, yeni bir durum. Kavranılmasında zorluk çekilen kısım da burası) Doğal olarak burada ilk aşamada çekirdeğin bozunmamış durumda bulunması olasılığı daha fazladır, ama bu olasılık gittikçe azalır. Çekirdeğin yarı ömrü kadar sonra, üst üste gelmiş durumda bozunmuş olasılığın durumuyla bozunmamış olasılığın durumu eşit olur. Yarı ömrün bir kaç katı kadar uzun bir süre beklendiğindeyse çekirdek, büyük olasılıkla bozunmuş durumda, çok küçük bir olasılıkla da bozunmamış durumda bulunur. Burada önemli olan özellik, ilk an dışında, her zaman için çekirdeğin durumunun iki durumun üst üste gelmesiyle oluşması, yani aynı anda hem bozunmamış hem de bozunmuş bulunabilmesi.
Schrödinger, radyoaktif çekirdeğin kendiliğinden üst üste gelmiş durumlara girdiği gerçeğini kullanarak bir kediyi de üst üste gelmiş durumlara sokabileceğini söylüyor. Kutu içinde bir dedektör, çekirdek bozunduğunda ortaya çıkan ışımayı algılar algılamaz bağlı bulunduğu bir çekici harekete geçirir. Çekiç, içi siyanür dolu bir şişeyi kırarak kedinin ölümüne neden olur. Fakat atom bozunmazsa, dedektör gerekli sinyali çekice göndermez ve kedi yaşamaya devam eder.
Schrödinger'in iddiasına göre 1 saat sonra kedinin canlı ve ölü olma ihtimalleri eşit olduğundan, dalga fonksiyonu ;
Kedinin durumu = Canlı Kedi + Ölü Kedi
şeklinde olmalıdır. Yukarıdaki denklemin anlamı "ya bozunma oldu ve kedi öldü, ya da olmadı ve kedi hayatta" gibi objektif iki ihtimali ifade etmekten ibaret değil. Schrödinger'in analizi doğru ise, kuantum teorisi (birisi bakıp durumu bu iki seçenekten birine indirgeyene kadar) kedinin iki durumunun yan yana olduğunu söylüyor. Peki kedinin ölü+diri olduğu nasıl anlaşılır?
Kedinin durumunu merak eden deneyci, kapağı açtığındaysa daha garip bir şey olur. Kapağı açma ve kediyi görme bir çeşit "ölçme" işlemidir. Kuantum fiziğinin standart yorumuna göre de ölçme sonucunda her fiziksel sistemin durumu, ölçülen şeyin niteliğine göre bir bir "çökme" yaşar. Örneğin, bir çok noktada aynı anda bulunan bir elektronun yeri ölçüldüğünde, elektron bulunduğu bu yerlerden birinde ortaya çıkar. Ölçme işlemi, çoklu konumların üst üste gelmesiyle oluşan durumu, elektronun tek bir noktada bulunduğu duruma çöktürmüştür. Kutudaki kedide de aynı şey olur. Kedinin durumu, ya canlı olduğu, ya da ölü olduğu duruma bir çökme yaşar. Dolayısıyla deneyci kediyi, alışık olduğu biçimde, ölü ya da diri olarak görür. Hiç bir şekilde, deneycinin üst üste gelmiş durumu birinci elden gözlemlemesi olanağı yoktur.
Kutu çevreyle etkileşiyorsa ne olur? Peki deneyci kapağı açmadan kedinin durumu hakkında bilgi sahibi olabilir mi? Örneğin, kutu henüz kapalı iken kutu içinden cam kırılmasına benzer bir ses gelmişse, deneyci bundan kedinin rahatlıkla ölü olduğu sonucunu çıkarabilir. Bu durumda kutunun kapağını açtığında kediyi kesinlikle ölü olarak görecektir. Bir anlamda kutu içinden ses gelmesi, tıpkı kutunun kapağının açılması gibi bir ölçme işlemidir. Ha kediyi ölü gibi yerde yatarken görmüşsünüz, ha onu öldüreceği kesin zehir şişesinin kırıldığını duymuşsunuz. Her ikisinde de deneyci aynı sonucu çıkaracağı için, her ikisi de kedinin durumunun çökmesi anlamını taşır.
Schrödinger, işte bu kadar mantığa zıt bir teorinin düzeltilmeye muhtaç olduğunu söylüyor. Buna karşılık bir çok fizikçi (Hawking, Gell Mann ve başkaları) bu problemin yapay olduğu görüşündeler.
(Bu arada ayrıntılarını Bilim ve Teknik Dergisi'nin Ağustos 2000 sayısında bulabileceğiniz bir deney yapılıyor ve makroskobik sistemlerin üst üste gelmiş durumlara sokulup sokulamayacağı araştırılıyor. SQUID denen madde ilk önce saat yönüne akan bir akım durumuna konuyor. Daha sonra mikrodalga ışık altında akımın ters yöne aktığı duruma geçip geçmediği kontrol ediliyor. Ve sonuçta bunu ölçmeyi başarıyorlar. Bu deney makroskobik sistemlerin de üst üste gelmiş durumlara sokulabileceğini gösteriyor. Ancak bu deney çok düşük sıcaklıklara gereksinim duyuyor. O yüzden bu, Schrödinger'in kedisi deneyinin kendisinin yapılabileceği anlamına gelmiyor.
Niels Bohr, "Bir insan kuantum fiziğini düşünürken hiç başının dönmediğini söylüyorsa, bu, konuyu hiç anlamadığını gösterir." demiş. "Üstüste gelme", "Tünelleme", "Belirsizlik İlkesi", "Kuantum Alan Kuramı" , "Spin" gibi konuları gördükten sonra insan hak veriyor doğrusu...
Bu makale için yararlanılan kaynaklar : Bilim ve Teknik Dergisi / Aralık 94 / Ağustos 2000 / Ekim 2000
Deneyi anlatmadan önce, Kuantum kuramının belki de en garip ve insanın izanını zorlayan yönlerinden biri olan "Üstüste Gelme" ilkesinden bahsetmemiz gerekiyor. Zira deneyin anlaşılması için bu ilkenin anlaşılması şart.
Kısaca, "Bir sistemin aynı anda bir kaç farklı durumda bulunabilmesi" olarak açıklayabiliriz. Bir sistemin içinde bulunabileceği durumları aritmetik işlem yapıyormuşçasına toplayıp, çıkarabileceğimizi; sonuçta sistemin yeni durumlarını elde edeceğimizi söyler. Örneğin sizden noktasal bir parçacığı hayalinizde canlandırmanız istenirse, siz bu parçacığın uzayın belli bir noktasında bulunduğunu, eğer hareket ediyorsa zamanla bu konumunu değiştirdiğini düşünürsünüz. Ne yazık ki kuantum fiziğinde parçacıklar böyle bir durumda hiç bir zaman bulunamazlar. Elektronlar gibi temel parçacıklar, genellikle, uzayın değişik noktalarında bulundukları durumların üst üste gelmesiyle oluşan, bizim hayalimizde canlandırmakta zorlandığımız bir durumda bulunurlar. Bir başka deyişle, söylemesi kolay olsun diye, "bir parçacık uzayın değişik noktalarında aynı anda bulunabilir" şeklinde ifade edebiliriz.
Sanırım bu ifadeler bile yeterince açıklayıcı ve anlaşılır bulunmamıştır. Bunun nedeni, yaşadığımız, tanıdık olduğumuz dünyada üst üste gelmiş durumlara hiç bir zaman rastlayamamamız. Bugüne kadar hiç kimse iki ayrı yerde aynı anda bulunduğuna tanık olmamıştır.
Peki neden atomaltı parçacıklarda bu durum geçerli de, makroskobik ölçülerde geçerli değil? Bu sorunun yanıtının, bizim makroskopik dünyamızdaki bütün nesnelerin, çok fazla sayıda (milyarlarca milyar) temel parçacıkta oluşmasında yattığı düşünülüyor.
Gelelim adı geçen deneyin ayrıntılarına...
Sağlıklı bir kediyi hava alabilen bir kutunun içine koyalım. Kutuda zehirli bir gaz şişesi bulunsun ve bu gazın şişeden salınmasını sağlayacak mekanizma, bozunma yarı ömür bir saat olan bir radyoaktif parçacık ile kontrol edilsin. Bu mikroskopik parçacığın davranışını ancak kuantum mekaniği ile ifade edebiliriz, fakat şimdi makroskopik bir sistem olan kedinin kaderi de artık parçacığın davranışına bağlanmış oluyor.
Kuantum fiziğine göre radyoaktif bir atomu yalnız başına bırakırsanız, atom bir süre sonra bozunmuş ve bozunmamış durumların üst üste gelmesiyle oluşan yeni bir duruma girer. (yn: Bu bir olasılık değil, yeni bir durum. Kavranılmasında zorluk çekilen kısım da burası) Doğal olarak burada ilk aşamada çekirdeğin bozunmamış durumda bulunması olasılığı daha fazladır, ama bu olasılık gittikçe azalır. Çekirdeğin yarı ömrü kadar sonra, üst üste gelmiş durumda bozunmuş olasılığın durumuyla bozunmamış olasılığın durumu eşit olur. Yarı ömrün bir kaç katı kadar uzun bir süre beklendiğindeyse çekirdek, büyük olasılıkla bozunmuş durumda, çok küçük bir olasılıkla da bozunmamış durumda bulunur. Burada önemli olan özellik, ilk an dışında, her zaman için çekirdeğin durumunun iki durumun üst üste gelmesiyle oluşması, yani aynı anda hem bozunmamış hem de bozunmuş bulunabilmesi.
Schrödinger, radyoaktif çekirdeğin kendiliğinden üst üste gelmiş durumlara girdiği gerçeğini kullanarak bir kediyi de üst üste gelmiş durumlara sokabileceğini söylüyor. Kutu içinde bir dedektör, çekirdek bozunduğunda ortaya çıkan ışımayı algılar algılamaz bağlı bulunduğu bir çekici harekete geçirir. Çekiç, içi siyanür dolu bir şişeyi kırarak kedinin ölümüne neden olur. Fakat atom bozunmazsa, dedektör gerekli sinyali çekice göndermez ve kedi yaşamaya devam eder.
Schrödinger'in iddiasına göre 1 saat sonra kedinin canlı ve ölü olma ihtimalleri eşit olduğundan, dalga fonksiyonu ;
Kedinin durumu = Canlı Kedi + Ölü Kedi
şeklinde olmalıdır. Yukarıdaki denklemin anlamı "ya bozunma oldu ve kedi öldü, ya da olmadı ve kedi hayatta" gibi objektif iki ihtimali ifade etmekten ibaret değil. Schrödinger'in analizi doğru ise, kuantum teorisi (birisi bakıp durumu bu iki seçenekten birine indirgeyene kadar) kedinin iki durumunun yan yana olduğunu söylüyor. Peki kedinin ölü+diri olduğu nasıl anlaşılır?
Kedinin durumunu merak eden deneyci, kapağı açtığındaysa daha garip bir şey olur. Kapağı açma ve kediyi görme bir çeşit "ölçme" işlemidir. Kuantum fiziğinin standart yorumuna göre de ölçme sonucunda her fiziksel sistemin durumu, ölçülen şeyin niteliğine göre bir bir "çökme" yaşar. Örneğin, bir çok noktada aynı anda bulunan bir elektronun yeri ölçüldüğünde, elektron bulunduğu bu yerlerden birinde ortaya çıkar. Ölçme işlemi, çoklu konumların üst üste gelmesiyle oluşan durumu, elektronun tek bir noktada bulunduğu duruma çöktürmüştür. Kutudaki kedide de aynı şey olur. Kedinin durumu, ya canlı olduğu, ya da ölü olduğu duruma bir çökme yaşar. Dolayısıyla deneyci kediyi, alışık olduğu biçimde, ölü ya da diri olarak görür. Hiç bir şekilde, deneycinin üst üste gelmiş durumu birinci elden gözlemlemesi olanağı yoktur.
Kutu çevreyle etkileşiyorsa ne olur? Peki deneyci kapağı açmadan kedinin durumu hakkında bilgi sahibi olabilir mi? Örneğin, kutu henüz kapalı iken kutu içinden cam kırılmasına benzer bir ses gelmişse, deneyci bundan kedinin rahatlıkla ölü olduğu sonucunu çıkarabilir. Bu durumda kutunun kapağını açtığında kediyi kesinlikle ölü olarak görecektir. Bir anlamda kutu içinden ses gelmesi, tıpkı kutunun kapağının açılması gibi bir ölçme işlemidir. Ha kediyi ölü gibi yerde yatarken görmüşsünüz, ha onu öldüreceği kesin zehir şişesinin kırıldığını duymuşsunuz. Her ikisinde de deneyci aynı sonucu çıkaracağı için, her ikisi de kedinin durumunun çökmesi anlamını taşır.
Schrödinger, işte bu kadar mantığa zıt bir teorinin düzeltilmeye muhtaç olduğunu söylüyor. Buna karşılık bir çok fizikçi (Hawking, Gell Mann ve başkaları) bu problemin yapay olduğu görüşündeler.
(Bu arada ayrıntılarını Bilim ve Teknik Dergisi'nin Ağustos 2000 sayısında bulabileceğiniz bir deney yapılıyor ve makroskobik sistemlerin üst üste gelmiş durumlara sokulup sokulamayacağı araştırılıyor. SQUID denen madde ilk önce saat yönüne akan bir akım durumuna konuyor. Daha sonra mikrodalga ışık altında akımın ters yöne aktığı duruma geçip geçmediği kontrol ediliyor. Ve sonuçta bunu ölçmeyi başarıyorlar. Bu deney makroskobik sistemlerin de üst üste gelmiş durumlara sokulabileceğini gösteriyor. Ancak bu deney çok düşük sıcaklıklara gereksinim duyuyor. O yüzden bu, Schrödinger'in kedisi deneyinin kendisinin yapılabileceği anlamına gelmiyor.
Niels Bohr, "Bir insan kuantum fiziğini düşünürken hiç başının dönmediğini söylüyorsa, bu, konuyu hiç anlamadığını gösterir." demiş. "Üstüste gelme", "Tünelleme", "Belirsizlik İlkesi", "Kuantum Alan Kuramı" , "Spin" gibi konuları gördükten sonra insan hak veriyor doğrusu...
Bu makale için yararlanılan kaynaklar : Bilim ve Teknik Dergisi / Aralık 94 / Ağustos 2000 / Ekim 2000
Madde
En uzak yıldızdan en küçük toz taneciğine kadar evrende bulunan her şey inanılmaz çeşitlilikte maddeden yapılmıştır. Yaklaşık 200 yıl kadar önce ısı, bir çok bilim adamı tarafından maddenin özel bir çeşidi olarak görülüyordu. Fakat ısının küçük madde parçalarının hareketi olduğu artık biliniyor. Aynı şekilde, ses de maddenin belirli bir hareketidir. Tüm değişik madde çeşitlerinin ortak bir özelliği vardır; kütle. Kütle, herhangi bir madde içindeki malzeme miktarıdır ve harekete karşı direnç gösterir. Örneğin bir kamyon, oyuncak arabadan çok daha fazla kütleye sahiptir ve hareket ettirilmesi çok daha zordur. Evrende her parça madde, diğer tüm madde parçalarını çeker, ancak maddenin miktarı önemlidir; büyük bir parça, küçük bir parçayı bir diğer küçük madde parçasından daha güçlü çeker.
Eski yunan filozofları maddenin doğasını şiddetle tartışmışlar ve tüm görünen karmaşıklığına rağmen dünyanın basit olduğu sonucuna varmışlar. İ.Ö 600' lü yıllarda Thales, bütün maddelerin sudan yapıldığını ortaya attı. Empeodeles (İ.Ö 5 yy) tüm maddelerin farklı oranlarda karışmış olarak, dört temel madde ya da elementten oluştuğuna inandı; toprak, su, hava ve ateş. Bir sonraki yüzyılda Aristo, cennetten geldiğine inanılan "eter" adını verdiği beşinci bir maddeyi ekledi. Leucippus'un (İ.Ö 5.yy) da sadece bir çeşit madde olduğuna dair bir teorisi vardı. Buna göre eğer madde defalarca kesilirse , kalan son kısmın kesilemeyecek madde parçacığı olduğunu düşündü. Daha sonra Democritus, İ.Ö 400'lü yıllarda, kesilemeyen bu parçacıklara "bölünemeyen" anlamına gelen "atom" adını verdi. Fakat atomlara inanmayan Aristo, kendisini izleyen 2000 yıl boyunca en yetkin filozof olarak kabul edildiği için onun elementler ile ilgili düşüncesi hüküm sürdü.
Maddenin en küçük temel taşı nedir? Bu soruyla başlayan araştırma serüveni 1897'de Thomson'ın elektronu bulmasıyla başladı. Ardından proton,nötron,pozitron, müon, pion, nötrino diye adlandırılan parçacıkların bulunmasıyla devam etti. 1955’ lere kadar bilinen tüm parçacıklar bunlardı. Ancak bu tarihten sonra devreye hızlandırıcıların da girmesiyle olaylar ilginç boyutlara ulaştı. 1960 'larda yapılan hızlandırıcılarda çok sayıda bilinmeyen parçacık gözlemlendi.
1970'li yıllara gelindiğinde elektronun boyutu belirlenememekle birlikte nötron ve protonun her ikisinin de çaplarının yaklaşık olarak 2x10^-15 metre olduğu saptandı. Boyut belirlemesinden öteye bu parçacıkların kuark denen daha küçük parçacıklardan oluştuğu görüldü.
Kuarklar, proton ve nötron gibi çekirdek parçacıklarını, taşıdıkları "renk yükü" sayesinde çeşitli bileşimlerle oluşturan en temel madde parçacıklarıdır. (Not : Yükün, artı ya da eksi olarak iki işareti olabilir. Kuarkların üç durum alabilen başka bir önemli özelliği daha vardır ; fizikçiler bu özelliğe "renk" adını vermişlerdir)
Gell-Mann ve Zwelg'e göre baryonlar üç kuarktan, mezonlar ise kuark ve antikuarklardan oluşmuştur. Önceleri hipotez olarak öne sürülen kuarklar, "Omega" parçacığının keşfiyle gerçeğe dönüştü.
Elektron, kütle olarak kuarklardan çok daha küçük olmasına rağmen, yük ve diğer fiziksel özellikleri bakımından maddeyi oluşturan en küçük yapı taşı olarak kabul edilememektedir.
Sonuç olarak, insanoğlu maddeyi oluşturan en küçük yapıtaşını belirlerken konu, tarihi gelişimi içinde aşağıdaki aşamalardan geçmiştir denilebilir.
Molekül - atom - çekirdek - nükleon - kuark - ?
Peki ilk madde nasıl oluştu? Bu soruya insanoğlu belki de hiç yanıt bulamayabilir. Ancak Big Bang'e dönersek ;
Evren'in oluşumunun başlangıcında, sıcaklık 20 milyar dereceye çıktığı zaman saniyenin yüzbinde biri kadar bir süre içinde oluştuğu düşünülen bir madde olan "kuarklar ve gluonlar plazması" maddenin bildiğimiz biçimini almasından tam önce var olmuştur.
Başlangıçta enerji son derece yoğundu ve patlamaya benzeyen bir olay oldu: "Big Bang" madde çok çabuk olarak bildiğimiz biçimini aldı. Evren, nükleonlar (atom çekirdeklerini oluşturan parçacıklar) dan ve elektron,nötrino, foton vb. öbür parçacıklardan oluştu. Atomlar ise çok sonra, sıcaklık ve yoğunluğun yeterince düşerek elektronların nükleonlar çevresindeki çekim alanına girmesi ile oluştu. Maddenin bu ikinci dönüşümü, birincisi kadar önemli olamaz. Kimi yerlerde bu dönüşüm oluşmamıştır. Örneğin, nötron yıldızlarındaki madde , yalnız nötronlardan oluşmuş durumda kalmıştır; bu yıldızlar da atom çekirdeklerini oluşturacak nükleon gruplarının çevresinde dolanan eksi yüklü elektronlar yoktur.
Yararlanılan Kaynaklar : Bilim ve Teknik Dergisi / Ağustos 1987/ Haziran 1989/ Ekim 1994/ Aralık 2002
Bu makaleyi hazırlarken,herkesin anlayabilmesi için olabildiğince bilimsel terimlerden uzak durmaya çalıştım. Daha ayrıntılı bilgi isteyenler, vermiş olduğum kaynaklara bir göz atabilirler...
Eski yunan filozofları maddenin doğasını şiddetle tartışmışlar ve tüm görünen karmaşıklığına rağmen dünyanın basit olduğu sonucuna varmışlar. İ.Ö 600' lü yıllarda Thales, bütün maddelerin sudan yapıldığını ortaya attı. Empeodeles (İ.Ö 5 yy) tüm maddelerin farklı oranlarda karışmış olarak, dört temel madde ya da elementten oluştuğuna inandı; toprak, su, hava ve ateş. Bir sonraki yüzyılda Aristo, cennetten geldiğine inanılan "eter" adını verdiği beşinci bir maddeyi ekledi. Leucippus'un (İ.Ö 5.yy) da sadece bir çeşit madde olduğuna dair bir teorisi vardı. Buna göre eğer madde defalarca kesilirse , kalan son kısmın kesilemeyecek madde parçacığı olduğunu düşündü. Daha sonra Democritus, İ.Ö 400'lü yıllarda, kesilemeyen bu parçacıklara "bölünemeyen" anlamına gelen "atom" adını verdi. Fakat atomlara inanmayan Aristo, kendisini izleyen 2000 yıl boyunca en yetkin filozof olarak kabul edildiği için onun elementler ile ilgili düşüncesi hüküm sürdü.
Maddenin en küçük temel taşı nedir? Bu soruyla başlayan araştırma serüveni 1897'de Thomson'ın elektronu bulmasıyla başladı. Ardından proton,nötron,pozitron, müon, pion, nötrino diye adlandırılan parçacıkların bulunmasıyla devam etti. 1955’ lere kadar bilinen tüm parçacıklar bunlardı. Ancak bu tarihten sonra devreye hızlandırıcıların da girmesiyle olaylar ilginç boyutlara ulaştı. 1960 'larda yapılan hızlandırıcılarda çok sayıda bilinmeyen parçacık gözlemlendi.
1970'li yıllara gelindiğinde elektronun boyutu belirlenememekle birlikte nötron ve protonun her ikisinin de çaplarının yaklaşık olarak 2x10^-15 metre olduğu saptandı. Boyut belirlemesinden öteye bu parçacıkların kuark denen daha küçük parçacıklardan oluştuğu görüldü.
Kuarklar, proton ve nötron gibi çekirdek parçacıklarını, taşıdıkları "renk yükü" sayesinde çeşitli bileşimlerle oluşturan en temel madde parçacıklarıdır. (Not : Yükün, artı ya da eksi olarak iki işareti olabilir. Kuarkların üç durum alabilen başka bir önemli özelliği daha vardır ; fizikçiler bu özelliğe "renk" adını vermişlerdir)
Gell-Mann ve Zwelg'e göre baryonlar üç kuarktan, mezonlar ise kuark ve antikuarklardan oluşmuştur. Önceleri hipotez olarak öne sürülen kuarklar, "Omega" parçacığının keşfiyle gerçeğe dönüştü.
Elektron, kütle olarak kuarklardan çok daha küçük olmasına rağmen, yük ve diğer fiziksel özellikleri bakımından maddeyi oluşturan en küçük yapı taşı olarak kabul edilememektedir.
Sonuç olarak, insanoğlu maddeyi oluşturan en küçük yapıtaşını belirlerken konu, tarihi gelişimi içinde aşağıdaki aşamalardan geçmiştir denilebilir.
Molekül - atom - çekirdek - nükleon - kuark - ?
Peki ilk madde nasıl oluştu? Bu soruya insanoğlu belki de hiç yanıt bulamayabilir. Ancak Big Bang'e dönersek ;
Evren'in oluşumunun başlangıcında, sıcaklık 20 milyar dereceye çıktığı zaman saniyenin yüzbinde biri kadar bir süre içinde oluştuğu düşünülen bir madde olan "kuarklar ve gluonlar plazması" maddenin bildiğimiz biçimini almasından tam önce var olmuştur.
Başlangıçta enerji son derece yoğundu ve patlamaya benzeyen bir olay oldu: "Big Bang" madde çok çabuk olarak bildiğimiz biçimini aldı. Evren, nükleonlar (atom çekirdeklerini oluşturan parçacıklar) dan ve elektron,nötrino, foton vb. öbür parçacıklardan oluştu. Atomlar ise çok sonra, sıcaklık ve yoğunluğun yeterince düşerek elektronların nükleonlar çevresindeki çekim alanına girmesi ile oluştu. Maddenin bu ikinci dönüşümü, birincisi kadar önemli olamaz. Kimi yerlerde bu dönüşüm oluşmamıştır. Örneğin, nötron yıldızlarındaki madde , yalnız nötronlardan oluşmuş durumda kalmıştır; bu yıldızlar da atom çekirdeklerini oluşturacak nükleon gruplarının çevresinde dolanan eksi yüklü elektronlar yoktur.
Yararlanılan Kaynaklar : Bilim ve Teknik Dergisi / Ağustos 1987/ Haziran 1989/ Ekim 1994/ Aralık 2002
Bu makaleyi hazırlarken,herkesin anlayabilmesi için olabildiğince bilimsel terimlerden uzak durmaya çalıştım. Daha ayrıntılı bilgi isteyenler, vermiş olduğum kaynaklara bir göz atabilirler...
Kaydol:
Kayıtlar (Atom)
