Côte d'Azur Sularında Yüzen Zaman
Fransız Rivierası'nın göz alıcı kıyısı Côte d'Azur'de, ikindi güneşinin Akdeniz'in turkuaz sularını altın sarısına boyadığı sakin bir saat. Uluslararası Kozmoloji ve İleri Fizik Kongresi'nin yoğun oturumlarının ardından iki bilim kadını, günün yorgunluğunu atmak üzere kendilerini serin sulara bırakmıştı: astrofizik uzmanı Dr. Selen Vance ve teorik fizikçi, görelilik kuramı araştırmacısı Prof. Dr. Maya Thorne.
Sırtüstü suyun yüzeyinde süzülürken Maya, başını çevirip Selen'in suyun üzerinde duran sol eline baktı. Akdeniz'in berrak suyundan süzülen güneş ışığı, Selen'in bileğindeki alışılmadık, keskin hatlara sahip titanyum gövdeye vurdu. Kadrandan yansıyan altın ve rodyum parıltıları suyun yüzeyinde oynaştı.
Maya merakla kaşlarını kaldırdı: "Selen, sen ciddi ciddi denizin ortasında bileğinde o garip metal kütleyle mi yüzüyorsun? Sudan çıkmadan zamanı ölçmek gibi bir saplantın mı var, yoksa bileğindeki bir denizaltı modülü falan mı? Hey, ne bu saat?"
Selen gülerek kolunu sudan çıkarıp kuruladı. Titanyum kasası, açılı safir camı ve uzay kapsülünü anımsatan mimarisiyle saat su damlacıklarının arasında ışıldıyordu: "Bu, Urwerk adında bağımsız bir saat markasının ürettiği çok özel bir parça Maya: UR-100V SpaceTime. Merak etme, basınca ve suya dayanıklıdır. Ama asıl olayı su geçirmemesi değil; bu saat bize zamanı sadece saat ve dakika olarak sunmuyor, zamanın içinde uzayda ne kadar yol aldığımızı ölçüyor."
Saatin Arkasındaki Dehalar ve Astrofizikçilerin İş Birliği
Maya şaşkınlıkla güldü: "Urwerk mi? Kim ki bu adamlar? Zamanın içinde uzayda kaç kilometre gittiğimizi mekanik bir saatle nasıl ölçebilirler ki?"
"Markanın arkasında iki aykırı zekâ var Maya," dedi Selen kadrandaki açıları göstererek. "Biri Felix Baumgartner, diğeri Martin Frei. Felix, Cenevreli üçüncü kuşak bir saat ustası. Çocukluğu antika sarkaçlı saatlerin ve kronometrelerin çarkları arasında geçmiş, mekanik hassasiyet konusunda adeta bir dahi. Martin Frei ise fütürist bir ressam ve endüstriyel tasarımcı. Bilim kurguyu, mimariyi ve uzay geometrisini mükemmel harmanlıyor."
Maya saati daha yakından incelemek için yaklaşırken sordu: "Peki bir saat ustası ve bir tasarımcı, evrensel yörünge hızlarını bir kadrana sığdıracak astronomik verilere nasıl hâkim olmuşlar?"
"İşte işin büyüleyici kısmı burası!" dedi Selen. "Felix ve Martin bu saati tasarlarken astrofizikçiler ve astronomlarla aylarca çalıştılar. Güneş sistemindeki gerçek yörünge hesaplarını, Ekvator'un dönme hassasiyetini mikro mekanik dişli oranlarına dönüştürdüler. Yani kadrandaki her bir mikro çark dişi, doğrudan astrofiziksel bir denklemle kesildi."
Saatte 100 Bin Kilometre Hız Nereden Çıkıyor?
Maya kadrandaki detaylara odaklandı: "Bunda bildiğimiz akrep ve yelkovan da yok. Kolun hareket ettikçe kadranda dönen üç kollu bir yapı görünüyor."
"Onlara döner uydular deniyor Maya," dedi Selen. "Üç kollu bir karusel sistemi, Güneş'in etrafında dönen gezegenler gibi kendi ekseninde süzülüyor. İbrelerden biri 60 dakikayı tamamladığı an kaybolmuyor; saat 10 yönündeki özel bir yarığa giriyor. Dünya Ekvator üzerinde kendi ekseni etrafında dönerken, biz 20 dakikada uzayda 555,5 kilometre yol alırız. Saat işte o 20 dakikalık aralıkta bu kat ettiğimiz mesafeyi gösteriyor. Zıt koldaki diğer ibre ise eşzamanlı olarak saat 2 yönündeki yarığa girip, Dünya'nın Güneş etrafındaki yörüngesinde 20 dakikada kat ettiği 35.740 kilometrelik devasa mesafeyi ölçüyor."
Maya denizin ritmik dalgalarına kendisini bırakıp düşündü: "Dur bir dakika Selen. Dünya Güneş'in etrafında saatte 100.000 kilometreden fazla bir hızla savruluyor, dedin. Allah aşkına bu 100.000 kilometre nereden çıktı? Bu hesabı nasıl yapıyoruz?"
Selen gülümsedi ve tane tane anlattı: "Hesap o kadar basit ki Maya, ilkokul matematik bilgisiyle bile hemen bulabilirsin! Bak şimdi:"
1. Dünya ile Güneş arası mesafe ortalama 150 milyon kilometredir. Dünya, Güneş'in etrafında tam bir çember çizer.
2. Bir çemberin etrafını dolandığında kat ettiğin yol, yarıçapın yaklaşık 6 katıdır. Yani 150 milyon kilometreyi 6 ile çarparsan ne bulursun? Yaklaşık 900 milyon kilometre! İşte Dünya Güneş'in etrafında bir yılda toplam bu kadar yol yürür.
3. Peki bir yıl kaç saat eder? Bir yılda 365 gün var, her gün de 24 saat. 365 ile 24'ü çarparsak 8.760 saat eder.
4. Şimdi son adıma geldik: Toplam gittiğimiz yolu (900 milyon kilometreyi), toplam zamana (8.760 saate) bölersek ne çıkar biliyor musun? Saatte yaklaşık 107.000 kilometre!
"İşte saatte 100.000 kilometreden fazla bir hızla gidiyoruz dediğimiz şey, tam olarak bu basit bölme işleminden çıkıyor!"
Maya şaşkınlıkla güldü: "İnanılmaz! Yani biz şu an bu suda sakince dururken saatte 107 bin kilometre hızla uzayda ilerliyoruz. Peki neden en ufak bir sarsıntı ya da rüzgâr hissetmiyoruz?"
"Çünkü eylemsizlik ve sabit hız var Maya. Tıpkı saatte 800 kilometre hızla giden bir yolcu uçağının içinde çayını hiç dökmeden içebilmen gibi. Dünya ivmelenmediği, yani aniden frene basmadığı veya gaza basmadığı için biz bu muazzam hızı tam bir dinginlik olarak algılıyoruz."
format_quote"Biz şu an bu suda sakince dururken saatte 107 bin kilometre hızla uzayda ilerliyoruz."
Prof. Dr. Maya Thorne
Gezegenlerdeki Süreler Nasıl Hesaplandı?
Maya saatin kadrandaki diğer mikro yazılara dikkatle baktı: "Selen, kadranda Güneş sisteminin gezegenleri ve yanlarında süreler var: Mercury 3.2 min, Venus 6.0 min, Earth 8.3 min, Mars 12.6 min, Jupiter 43.2 min, Saturn 79.3 min, Uranus 159.6 min, Neptune 4.1 H. Bunlar ne anlama geliyor ve tam olarak nasıl hesaplanıyor?"
Selen tebessüm ederek anlattı: "Bu harika bir detay Maya! Kadranda yazan bu süreler, Güneş'in çekirdeğinden çıkan bir ışık damlasının her bir gezegene kaç dakikada ulaştığını gösteriyor. Mantığı ve hesabı o kadar basit ki: Işık uzay boşluğunda saniyede 300.000 kilometre hızla koşar. 1 dakikada 60 saniye olduğuna göre, ışık 1 dakikada 18 milyon kilometre yol kat eder. Şimdi gezegenlerin Güneş'e olan mesafesini bu 18 milyon kilometreye böldüğümüzde kadrandaki o süreler sıra sıra karşımıza çıkar:"
1. Merkür (Mercury, 3.2 min): Güneş'e en yakın gezegendir, aradaki mesafe yaklaşık 58 milyon kilometredir. 58 milyonu 18 milyona böldüğümüzde, ışığın Merkür'e ulaşmasının tam 3,2 dakika sürdüğünü buluruz.
2. Venüs (Venus, 6.0 min): Güneş'e 108 milyon kilometre uzaktadır. 108 milyonu 18 milyona bölersek, ışığın Venüs'e varış süresi tam 6,0 dakika çıkar.
3. Dünya (Earth, 8.3 min): Biz Güneş'e 150 milyon kilometre uzaktayız. 150 milyonu 18 milyona böldüğümüzde, bize ulaşan ışığın 8,3 dakika (yani 8 dakika 20 saniye) önce Güneş'ten çıktığını görürüz. Şu an yüzümüzü ısıtan güneş ışığı aslında 8 dakika önceki geçmişten gelir!
4. Mars (Mars, 12.6 min): Kızıl Gezegen Güneş'e ortalama 228 milyon kilometre mesafededir. 228 milyonu 18 milyona böldüğümüzde ışığın Mars'a ulaşması 12,6 dakika sürer.
5. Jüpiter (Jupiter, 43.2 min): Güneş sisteminin en büyük gezegeni Güneş'e 778 milyon kilometre uzaklıktadır. 778 milyonu 18 milyona bölersek, ışığın Jüpiter'e varması 43,2 dakika alır.
6. Satürn (Saturn, 79.3 min): Halkalı dev gezegen Güneş'ten yaklaşık 1 milyar 427 milyon kilometre uzaktadır. Bu devasa mesafeyi 18 milyona böldüğümüzde ışığın Satürn'e ulaşması 79,3 dakika (yaklaşık 1 saat 20 dakika) sürer.
7. Uranüs (Uranus, 159.6 min): Buz devi Güneş'e 2 milyar 870 milyon kilometre mesafededir. Hesabı yaptığımızda ışık oraya ancak 159,6 dakikada (yaklaşık 2,6 saatte) varabilir.
8. Neptün (Neptune, 4.1 H): Güneş sisteminin en dıştaki gezegeni tam 4 milyar 500 milyon kilometre uzaktadır. Işığın buraya ulaşması 246 dakikayı, yani kadranda yazan kısaltmayla yaklaşık 4,1 saati bulur!
format_quote"Şu an yüzümüzü ısıtan güneş ışığı aslında 8 dakika önceki geçmişten gelir."
Dr. Selen Vance
Gezegenlerin Mesafesi Nasıl Ölçüldü?
Maya başını sallayarak sordu: "İyi güzel de Selen. İnsanoğlu eline dev bir mezura alıp uzaya çıkmadığına göre, 17. yüzyıldaki adamlar Merkür'ün veya Mars'ın kaç milyon kilometre uzakta olduğunu nasıl ölçebildi? Paralaks açısı ne demek? Onu bana öyle bir anlat ki kafamda hiçbir soru işareti kalmasın!"
Selen kollarını iki yana açıp anlattı: "Hemen şimdi yapabileceğin harika bir deneyle başlayalım Maya. Kolunu ileri uzat ve başparmağını havaya kaldır. Önce sol gözünü kapatıp sadece sağ gözünle parmağına bak. Parmağının arkadaki duvarda duran bir nesneye denk geldiğini göreceksin. Şimdi hiç kıpırdamadan sağ gözünü kapatıp sol gözünü aç. Parmağın sanki aniden sağa veya sola kaymış gibi görünecek, değil mi?"
"Evet, kayar!" dedi Maya.
"Peki parmağın gerçekten yer değiştirdi mi? Hayır! Niye kaymış gibi göründü? Çünkü sol gözün ile sağ gözün arasında 6 santimlik bir mesafe var ve iki gözün nesneye farklı açılardan bakıyor. İşte iki farklı noktadan bakıldığında bir nesnenin arkadaki fon karşısında kaymış gibi görünmesine paralaks, oluşan o açıya da paralaks açısı denir."
"Peki 17. yüzyıldaki astronomlar bunu uzayda nasıl kullandı? İşte tarihî gerçek örnek: 1672 yılında Fransız astronom Cassini Paris'te kaldı. Meslektaşı Richer ise Güney Amerika'ya gitti. İki şehir arasında tam 7.000 kilometre mesafe vardı. İki göz deneyindeki gibi, insanın iki gözü yerine Dünya üzerindeki iki şehri kullandılar!"
"Aynı gece, aynı saniyede ikisi de Mars gezegenine baktı. Paris'teki adam Mars'ı uzaktaki A yıldızının önünde görürken, 7.000 kilometre uzaktaki adam Mars'ı B yıldızının önünde gördü. Tıpkı parmağımızın kayması gibi Mars da kaymıştı! İki şehir arasındaki 7.000 kilometrelik mesafeyi ve Mars'ın ne kadar kaydığını bilerek dev bir üçgen kurdular. Tabanı ve açısı belli olan bu üçgenden, Mars'ın bizden kaç milyon kilometre uzakta olduğunu milimetrik olarak hesapladılar!"
Maya gözlerini açarak dinledi: "Harika bir yöntem! Peki gelelim bugüne. Bugün uzay ajansları bunu nasıl ölçüyor? Bana günümüzden de tam ve net bir hesap örneği ver."
Selen gülerek devam etti: "Bugün işimiz çok daha kolay! Artık ışık hızında giden görünmez kollarımız var: radar dalgaları! Bak, günümüzden net örnek: NASA, Kaliforniya'daki dev çanak anteninden Mars'a güçlü bir radar sinyali gönderiyor. Bu radyo sinyali uzay boşluğunda saniyede 300.000 kilometre hızla ilerliyor."
"Mars bize en yakın konumuna geldiğinde, gönderdiğimiz radar sinyali Mars'ın kayalıklarına çarpıp Dünya'ya geri dönüyor. Kronometreyi tutuyoruz: sinyalin gidip gelmesi tam 366 saniye sürüyor. 366 saniyenin yarısı gidiş, yarısı dönüştür. Yani sinyalin Mars'a ulaşması tam 183 saniye sürmüş."
"Şimdi hesabı yapalım: saniyede 300.000 kilometre giden bir şey 183 saniye boyunca yol alırsa kaç kilometre gider? 300.000 ile 183'ü çarparsak tam 54 milyon 900 bin kilometre buluruz! Yani Mars'ın o an bizden tam 55 milyon kilometre uzakta olduğunu çocuk oyuncağı gibi ölçmüş oluruz!"
Maya hayranlıkla başını salladı: "Uzaya radyo sinyali atıp kronometre tutmak ve mesafeyi bulmak. İnanılmaz duru ve net bir mantık!"
Fotonun Sıkıştığı Katmanlar: 170 Bin Yıllık Karanlık
Maya başını kaldırıp gökyüzündeki güneşe baktı: "Peki o ışık fotonu Güneş'in çekirdeğinde doğduktan sonra yüzeye çıkana kadar neden 100.000 ile 170.000 yıl boyunca hapsoluyor Selen?"
"Çünkü Güneş'in içi boş bir odacık değil, korkunç bir plazma çorbası Maya!" dedi Selen. "Çekirdekte doğan foton, bir milimetrenin milyonda biri kadar bile ilerleyemeden bir elektrona çarpar. Rastgele yürüyüş dediğimiz bu süreçte milyonlarca kez yön değiştirip hapsolur. Güneş'in iç yoğunluğu sürekli değiştiği için yüzeye çıkış süresi 100 bin ile 170 bin yıl arasında dalgalanır. Ama yüzeyden kurtulduğu an, boşlukta ışık hızıyla hareket ederek o kadranda yazan sürelerde gezegenlere ulaşır."
format_quote"Yüzeye çıkması 170 bin yıl süren ışık, boşluğa çıktığı an bize sekiz dakikada varır."
Dr. Selen Vance
Kozmik Alan İsrafı ve Doğunun Kadim Düşünürü
Akdeniz'in suları hafifçe kıyıya vururken Maya derin bir düşünceye daldı: "Bunca devasa gezegen, ışık yılları, milyarlarca galaksi. İnsan bazen bu kadar muazzam bir evrende 'Sadece biz mi varız?' diye sormadan edemiyor."
Selen gülümsedi: "Carl Sagan'ın o meşhur sözünü hatırla: Eğer bütün bu evrende sadece biz varsak, bu muazzam bir alan israfı olurdu."
Maya sordu: "Peki bu kozmik genişlik hakkında felsefi düşüncede nasıl yansımalar var?"
"Doğunun kadim düşünürlerinden biri bu durumu çok duru ve modern bir mantıkla özetler Maya," dedi Selen. "Sonsuz bir sanata ve güce sahip olan Yaratıcı'nın, yarattığı devasa evrende hiçbir noktayı atıl bırakmayacağını söyler. Küçücük bir su damlasını bile gözle görülmeyen binlerce canlıyla dolduran bir iradenin; milyarlarca kilometrelik yıldızları ve gezegenleri boş, cansız birer taş yığını olarak bırakmayacağını vurgular. Her gök cisminin kendi şartlarına uygun canlılarla dolu olduğunu ifade eder."
format_quote"Eğer bütün bu evrende sadece biz varsak, bu muazzam bir alan israfı olurdu."
Carl Sagan
Atmosferin İncecik Zırhı ve Profesör Kröner'in Hayreti
Maya yüzünü batan güneşin son ışıklarına çevirdi: "Güneş'in çekirdeğindeki 15 milyon derecelik o cehennem, uzaydan savrulan ölümcül radyasyon. Her an bizi yok edebilecek bir kozmik kıyımın ortasındayız. Ama insanoğlu bu devasa tehlikelerin ortasında pamuk ipliğiyle değil, mucizevi bir mühendislikle korunuyor: atmosferimizin incecik tülü."
Selen ekledi: "Kesinlikle! Manyetosfer Güneş rüzgârlarını büküp kutuplara aurora olarak saptırır; mezosfer her gün Dünya'ya düşen tonlarca ağırlıktaki meteoru sürtünmeyle yakıp yok eder; ozon tabakası ultraviyole kalkanı oluşturur. Bu katmanlar olmasaydı okyanuslar buharlaşır, gezegenimiz çöle dönerdi."
Maya tebessüm etti: "Günümüz astrofiziğinin modern araçlarla tescillediği bu koruyucu zırh, Kutsal Kitap'ta nasıl ifade edilmiş biliyor musun? Kur'an-ı Kerim'de, Enbiyâ Suresi 32. ayette tam olarak şöyle buyrulur:"
format_quote"Biz gökyüzünü korunmuş bir tavan kıldık; onlarsa oradaki delillerden yüz çeviriyorlar."
Kur'an-ı Kerim, Enbiyâ Suresi, 32
Selen etkileyici bir anekdot ekledi: "Mainz Üniversitesi Jeoloji Enstitüsü Başkanı, dünyaca ünlü Alman bilim insanı Prof. Dr. Alfred Kröner, Kur'an'daki atmosfer ve gökyüzü ile ilgili bu ayetleri incelediğinde ne demiştir biliyor musun Maya?"
format_quote"7. yüzyılda nükleer fizikten, manyetosferden ve atmosferin koruyucu katmanlarından habersiz, okuma yazması olmayan bir insanın bu cümleyi kendi zihniyle kurması imkânsızdır. Modern bilimin henüz yeni kavramaya başladığı bu detayların o çağda ifade edilmiş olması, bilginin ilahi bir kaynaktan geldiğinin açık bir kanıtıdır."
Prof. Dr. Alfred Kröner
Titanyum, Seramik ve Bir Kapsülün Mimarisi
Kıyıya doğru yüzerken Maya saati son bir kez inceledi: "Bu kasa da alışılmadık. Ne yuvarlak ne kare; bir kapsül gibi."
"Çünkü öyle tasarlandı," dedi Selen. "Kasa 41 milimetre genişliğinde ve titanyum. Titanyum çelikten çok daha hafif olduğu için bu kadar hacimli bir gövde bile bilekte ağırlık yapmıyor. Üstündeki safir cam ise düz değil, açılı: kubbe gibi yükseliyor ki altındaki döner uydular dönerken hiçbir yere değmesin."
"Bir de seramik versiyonu var," diye ekledi. "Seramik, alüminyum oksidin çok yüksek sıcaklıkta pişirilmesiyle yapılıyor; sonucu çelikten kat kat sert, çizilmeyen ve solmayan bir yüzey oluyor. Bir uzay kapsülü fikrini metalden çok seramik anlatıyor: sıcaklığa, aşınmaya ve zamana karşı kayıtsız bir malzeme."
"İçindeki kalp ise otomatik," dedi Selen kolunu silkeleyerek. "Bileğinin her hareketi içindeki bir rotoru döndürüyor ve zembereği kuruyor. Ama Urwerk buraya bir de hava türbini eklemiş: rotor çok hızlı dönmeye başladığında bu minik türbin havayı iterek onu frenliyor. Böylece ani hareketler mekanizmayı yormuyor. Yani bu saat, bir uzay aracı gibi, kendi enerjisini hem topluyor hem de dizginliyor."
Suların Ötesinde Zaman
İki bilim kadını yavaşça kumsala doğru yüzmeye başladılar. Kıyıya çıktıklarında batan güneşin son ışıkları Côte d'Azur ufkunun altında kaybolmak üzereydi.
Maya, Selen'in bileğinde kuruyan Urwerk UR-100V'ye ve kadrandaki 35.740 kilometrelik yörünge ölçeğine bakarak tebessüm etti: "İnsanoğlu zamanı kendi ürettiği bu küçük titanyum kasaların içine hapsettiğini sanıyor. Oysa bizler korunaklı bir gökyüzünün altında, evrenin genişleyen dokusunda baş döndürücü bir hızla seyahat eden birer uzay yolcusuyuz."
Selen saatinin kayışını düzelterek tamamladı: "Ve zamanı ölçmek için ürettiğimiz bu en ileri mikro mekanik harikalar bile, en nihayetinde o büyük kozmik nizamın karşısında saygıyla eğilmekten başka bir şey yapmıyor."
Gece Akdeniz'in üzerine çökerken, iki araştırmacı evrenin, zamanın ve kozmik dengenin o bitmeyen harmonisi üzerine konuşarak kumsalda yürümeye devam ettiler.