Gündüzleri gökyüzündeki mavilik nereden gelir? Karanlik mavilige hakim geldiginde etrafi aydinlatan o seyler de neyin nesi? Peki ya onlar nasil oluyor da boslukta tepemize düsmeden durabiliyorlar? Yoksa yukarilarda boslugu dolduran bir seyler mi var?

Bizlerdeki bu arastirma meraki beraberinde ögrenme ve bilme arzusunu getirir. Bunun sonucunda ise bilgi ortaya çikar. Tarih boyunca insanlik bilgisini sürekli artirdi ve arttirmaktir. Bu artis kimi zaman yavas, kimi zaman hizli oldu. Özellikle bilimsel yöntemin olusturulmasi, Galileo ve Newton'un tabiat olaylarina getirdikleri belirleyici yorumlar bilim tarihinin dönüm noktalarindan birisidir. Newton mekaniginin bütün hasmetiyle belirdigi yüzyilda bilimsel bilgiye giden yolun temel taslari da belirlenmis oldu. Bunlar: akilcilik, deneycilik ve nedenselliktir. Bilim adamlari bu taslara basarak evrenin sirlarini çözmeye çalisiyor.

Madde ve Esir
Çözülen sirlarin, daha dogrusu tahmin edici açiklamalari yapilan olaylarin yaninda kurulan sistemde giderilemeyen eksiklikler de vardi. Bunlardan biri de kainatta madde ile bosluk arasinda aklen olmasi savunulan bir özün bulunmasiydi. Gerçekten de maddeler dünyasi olarak bildigimiz kainat içinde mükemmel bir bosluk olabilecegi pek akla yatkin bir düsünce degildir.

Modern felsefenin kurucusu sayilan Descartes, evrende olabilecek vakumu (bosluk) reddediyor, bunu maddenin ve mekanin manasina ters buluyordu. Ona göre madde olmasi için uzanim (yer kaplama) sarttir. Diger yandan, yer kaplayan bir madde olmadan da uzanim, mekanda olamaz. Bu nedenle evrende en küçük bir bosluk yoktur, her yer su gibi düsünülebilecek bir maddeyle kaplidir.

Newton 1687'de belirledigi hareket kanunlariyla dünya ve gökyüzündeki tüm cisimlerin hareketlerini de açiklamis oldu. Fakat bu hareketler mutlak manada nasil tespit edilebilirdi? Bir hareketi kesin bir sekilde açiklamak için sabit bir referans noktasina ihtiyaç vardir. Uzaydaki bütün gök cisimleri ise hareket halindedir. Bu sebeple uzayda referans noktasi olarak alinabilecek bir nokta yoktur. Uzayda sabit bir nokta bulamayan Newton, referans olarak uzayin kendisini seçti. Yani hareketin arka planinda duragan bir uzayin bulundugunu benimsedi. Buna zamani da ekleyerek mutlak zaman ve mekan görüsüyle kendi sistemini tamamlamis oldu. Daha sonralari Newton'un referans uzayi, takipçileri tarafindan isik dalgalarinin kaynagi oldugu savunulan maddeyle doldurulacakti.

Evreni doldurdugu düsünülen bu maddeye "Esir" (Ether) dendi. "Ether veya aether kelimesi Grekçe gögün maviligi anlamindadir; Ortaçag dönemlerinde ise Aristo'nun göksel cisimleri maddiles-tirdigini söyledigi, element cevher öz ile ayni manada kullanilmaya baslandi."(1)

Esirin bilimsel arastirmalarda gündeme gelmesi isigin dogasinin açiklanmaya baslamasiyla olmustur.

Isigin Dogasi
Isik, bilimadamlarini her zaman cezbetti. Eskilerde filozof, isigi dogru bir sekilde tanimlayabilmek için çok ugrasmislardir. Çünkü dünyadaki hayatin temel unsurlarindan biri de isiktir. Yasam herseyiyle isiga bagimlidir.

Bilimsel olarak açiklanmaya baslanmadan önce, kaynaktan çok küçük parçaciklar halinde çikarak gözlemcinin gözüne ulasan ve göze çarpma sonucu meydana getirdigi uyariyla nesne ve olaylarin algilanmasini saglayan bir isik düsüncesi hakimdi. Newton temelde yukaridakiyle ayni olan isik tanecikleriyle isigin yansimasi ve kirilmasini açikladi ve isigin parçacik modelini gelistirdi. 1678'de Christan Huygens, yansima ve kirilma olaylarini isik dalgalariyla açiklamayi basardi. Böylece parçacik teorisinin karsisina dalga modeli ortaya çikti. Fakat dalga modelinde bazi zorluklar vardi. Bunlarin basinda maddi bir ortam sarttir. Örnegin su dalgalari suyun bulundugu bir yerde olusabilir, ses dalgalari ise havanin bulundugu bir ortamda yayilabilir vb. Durum böyle olunca isiginda bir ortama olan ihtiyaci mantiken beliriyordu. Fakat Günes'ten bize gelen isinlar bos uzayi kat ederek dünyamiza ulasmaktadir. Bu durum ise dalgalarla açiklanamazdi. Huygens teorisinden vazgeçemedi, sistemindeki zorlugu da isik esiriyle giderdi. Bütün evreni dolduran, saydam bir ortam olarak esirin varligini kabul ediyor ve isik isinlarinin esirde: dalgalanmalar oldugunu savunuyordu. Bu varsayimla dalga modelinin en büyük sorunu, zihinse. olarak giderilmis oldu. Fakat Newton'lu tanecik modelinin karsisinda dalga teorisi pek taraftar toplayamadi. Çünkü bilim, Newton'la özdeslestirildiginden fizikçiler parçacik teorisinden süphe etmiyorlardi.

Newton esiri tümüyle reddetmiyordu. Bos olarak düsünülen uzayda gök cisimlerinin hareketlerini kisitlamayacak kadar az yogunluga sahip maddecikler olabilecegin, ihtimal dahilinde görüyordu. Ama isik için parçacik teorisine inanci tamdi.

19. yüzyilin basinda durun: tersine döndü.Homas Young, girisim olayinin dalga modeliyle uygunlugunu gösterdi. Fakat parçacik modeli girisim olayini açiklayamiyordu. Girisim ve kirinimi dalga teorisiyle ayrintili bir sekilde açiklayan ise Fransiz fizikçi Augustin Fresnel oldu. 1850'de Jean Fouceult isigin sivilardaki hizinin havadakinden az oldugunu gösterdi. Bu olay dalga modeliyle dogru bir sekilde açiklanabilirken tanecik teorisine göre isigin hizinin artmasi gerekiyordu. Bu gelismeler neticesinde isigin dogasi dalgalarla açiklanmaya basladi.

Mekanikte büyük basarilar elde eden fizikçiler 1750 yiliyla birlikte elektrik ve magnetizma konularina yöneldiler. Ilk defa Benjamin Franklin yük ve yük etkilesimlerin tanimladi. Yükler arasindaki bu etkilesmeyi mekanikteki kütle-çekim formülüne bire bir eslesebilen bir ifadeyle kanunlastiran Charles Coulomb olmustur. Coulomb'u Gauss, Volta Amper, Lo-rentz, Bio, Savart, Faraday ve Maxwell takip etti. Elektriksel olaylarla birlikte manyetik olaylar da açiklandi ve aralarindaki iliski formüllestirildi. 19. yüzyilin, son yarisinda. Maxwell'in optik ve elektrik kanunlarini birlestiren elektromanyetik dalgalar teorisi. isigin aslinda elektromanyetik salinimlar oldugunu ortaya koydu.

Maxwell esiri elektromanyetik isik teorisinin içine yerlestirmeyi ihmal etmedi. O zaman için, esirsiz magnetizma. hele isik dalgalari düsünülemezdi. Ama esir eski konumunu yitirmeye basladi. Çünkü esirsiz bir Maxwell teorisi de isigin davranislarini açiklamaya yetiyordu.

Bundan sonra fizikçiler esirin mekanik tesirlerini tespit etmek için çesitli deneylere giristiler. Ama bir türlü deneylerle esire destek bulamiyorlardi. En son teknoloji ile olusturulan vakum tüplerinde bile isik ilerleyebiliyordu. Fizikçiler bu deneylerden esirin yoklugundan çok baska bir sekilde olabilecegi sonucunu çikardilar. Bunlardan biri de esirin elastiki olabilecegi fikriydi. Ama bu seferde gök cisimlerinin bu manadaki bir esir içindeki hareketi tam manasiyla açiklanamiyordu. Baska bir öneri ise düsünülenin aksine esirin maddesel degil maddenin esir baglaminda bir yapiya sahip olabilecegiydi. Bu ve benzeri spekülasyonlar bilimsel olmaktan çok metafizikseldi.

Bu konuda Ingiliz astronom Sir James Jeans söyle diyor "Bir miknatisin bir çelik çubugu çekmesi ya da arzin düsen elmayi çekmesi gibi mekanik etkiyi tasiyacak materyal bulunmadigi takdirde, her tarafi istila eden bir esir fikrine saplanmaktan baska çare kalmaz ve esir iptilasi ilmi istila etmistir denilebilir.”(2)

Michelson-Morley Deneyi
Bilimadamlari bütün uzayi dolduran esirin hareketsiz oldugunu düsünüyorlardi. Dünyamiz evreni kaplayan esir içinde sanki su dolu bir kavanozdaki bir bilyeye benzetilebilir. Bilyemizi hareket ettirdigimiz zaman suda bir dalgalanma olur. Ayni sekilde gök cisimlerinin hareketlerinden dolayi esirde dalgalanmalar olmasi gerekir. Bu dalgalanmalar yüzünden isigin hizinda degismeler meydana gelmelidir. Fakat yapilan deneylerde isigin hizi, daha önceleri bulunan hizla (300.000 km/s) ayni çikiyor.

Esirin varligini deneysel olarak ispatlamak için yapilan deneylerin en çok ses getireni Michelson-Morley deneyi oldu. Albert Michelson ve Edward Morley 1887 yilinda esirin varligini ispatlamak için deneylerini gerçeklestirdiler. Düsünceleri ise suydu: Denizde giden bir gemide elimizi denize soksak bir akinti, direnç hissederiz. Ayni sekilde Günes etrafindaki yörüngesinde ilerleyen dünyamiz hareketsiz esirde bir akima sebep olacaktir. Bu akimda dünyanin hareket yönünde gönderilen isigi geciktirecektir. Bu gecikmenin tespit edilmesiyle esirin varligi deneysel olarak kanitlanmis olacakti.

Interferometre adli bir aygitla gerçeklestirdikleri deneyde isik kaynagindan çikan isinlar,45 derecelik açiyla duran yari gümüslenmis ayna tarafindan ikiye ayriliyor. Bu iki isinin biri dünyanin hareketi yönünde, digeri bu dogrultuya dik bir yönde ilerliyor. Daha sonra bu iki isin yari gümüslenmis aynadan esit uzakliktaki Özdes aynalardan yansiyarak geri dönüyorlar. Dünyamiz günes etrafinda ortalama 30 km/s hizla yol aldigi için dünyanin hareket yönünde gönderilen isigin hizi (300.000-30) 299.970 km/s olarak ölçülmesi gerekiyordu. Dik dogrultuda gönderilen isin ise esir akimindan etkilenmez. Sonuçta iki isik isinlarinin hizlan arasinda çok az bile olsa bir farkin olmasi gerekir. Fakat deney sonunda beklenen olmadi. Çok hassas aietler kullanildigi halde bir fark tespit edilemedi. Deney tekrarlandi. Günün degisik saatlerinde, yilin farkli mevsimlerinde dahi sonuç degismedi. Isik hizinda en ufak bir sapma gözlenemedi.

Deneyin sonucuna göre: esirin varliginda süphe edilmediginde ya dünya hareket etmiyordu ya da esir dünya ile birlikte ayni hareketi yapiyordu. Tabiki dünyanin hareketinden süphe edilemezdi. Esirin, belirli bir gezegenin hareketini izledigine inanmak da pek tatminkar degildi. Michelson esiri tespit etmek için arastirmalarini uzun yillar sürdürdü.

Michelson -Morley deneyinin beklenmeyen sonucu bilim adamlarini harekete geçirdi. Lorentz ve Fitzgerald, hareketli cisimlerin hizlariyla dogru orantili bir sekilde boylarinin kisaldigini matematiksel olarak gösterdiler. Buna göre interferometre aygitinda dünyanin hareket yönünde ilerleyen isigin aldigi yolun da kisalmasi gerekir. Bu kisalma hesaba katildiginda ise hizlarin birbirine esit çiktigi görüldü. Böylece esir varolmamaktan kurtuldu. Ama bu seferde deneysel olarak ortaya konmasi imkansiz hale geldi. Çünkü büzülme, bir sigorta görevi yapar gibi isik hizinin degismesine izin vermiyor, sanki evren esirin belirlenmesini istemiyordu.

Bu son gelismelerle fizikçiler kaçinilmaz olarak ihtilafa düstüler. Kimileri esirin varligini savunurken kimileri de hiç bir fayda saglamayan bu hipotezin terk edilmesi gerektigini söylüyorlardi. Ama fizigin o günkü yapisiyla esir hakkinda dogruyu bulmak pek mümkün gözükmüyordu.

Modern Fizik ve Esir
Lorentz dönüsümleri fizikte yeni bir seylerin habercisiydi. Yil 1905'e geldiginde hiç beklenmeyen biri fizigin temellerini sarsmaya basladi. Bu kisi Albert Einstein'di. Ilk önce "Hareketli Cisimlerin Elektrodinamigi Üzerine" ve daha sonra da "Özel ve Gene! Görelilik Teorisi" ile bilim tarihinde bir devrim gerçeklestirdi. Klasik fizigin mutlak uzay ve mutlak zaman fikri artik tarihe karisti. Çünkü Einstein, mutlak zaman ve mutlak uzay olmayacagini açikça gösterdi. Cismin hizina bagli olarak bir mekan ve zamani yasadigi düsüncesini ortaya koydu. Buna göre; evrende hiçbir ayricalikli hareket yoktur, her cisim kendi hizina bagli bir mekanda ve zamanda hayat sürmektedir. Bunlarin bir sonucu olarak da mutlak referans çerçevesi, mutlak duraganlik ve mutlak hareket kavramlarinin yersiz oldugunu belirtti. Ayrica esir kavraminin da lüzumsuz oldugunu söyledi. Esir yoktur demiyordu. Sadece tespit edilebilir hiç bir sonucu olmayan esirin gereksizligini vurguluyordu.

Einstein ile degisen zaman ve mekan anlayisi, esire duyulan gereksinimi ortadan kaldirdi. Çünkü Einstein'in sisteminde böyle bir hipoteze gerek yoktur. Zaten yapilan deneyler de bunu dogrulamistir.

Bilim ve Metod
Baslangiçta bir dalga olmanin geregi olarak isiginda maddesel ortama olan ihtiyacini görmek ve bunu arastirmak bilimseldir. Ama yapilan onca çalisma sonucunda bir türlü tespit edilemeyen bir tezin varligini savunmak bilimin metoduna ters düsmektedir.

Çünkü fizikte dogrulanamayar. hipotezlere yer yoktur. Bu durumda yapilmasi gereken uzayin dalgalan ileten bir özelligi oldugunu kabul etmek ve bundan sonraki düsüncelerimizi bu kabul üzerine bina etmektir.

Einstein'in deyimiyle fiziksel tözler ailesinin hasari çocugu, gereksizligini korudugu sürece ilgimizin uzaginda kalacaktir. Uzayda dolasan çesitli isinlar olabilir w bunlarin bazilarinin varligi kanitlanmistir. Ama bunlar maddesel etkilesmelerde rol almadiklari sürece esir tanimindan çok uzaktadirlar.

Isigin serüveni bununla bitmedi Fotoelektrik olayla birlikte genislemis bir parçacik teorisi kadar gündeme geldi. Bu ve bundan sonraki gelismelerle artik isigi iki teoriden biriyle tam olarak açiklayabilmek imkansizlasti. Çünkü isik bazen tanecik bazen de dalga Özelligi gösteriyordu. Bu durumda fizikçiler en uygun kabulü yaptilar. "Isik hem tanecik hem de dalga özelligine sahiptir."dediler. Isigin bu ikili dogasi, fizikçileri mikroskobik aleme tasiyacakti.

18.yüzyilin ikinci yarisiyla baslayan fizikteki evrim, bilimin metodunda bir genisleme meydana getirdi. Ayrica fizik, sabit bir sistem anlayisindan ve gereksiz hipotezlerden kurtuldu. Bilim, bu yeni metodun rehberliginde makroskobik ve mikroskobik evrenlerin derinliklerinde kendisiyle olan yarisini sürdürmektedir.

Kaynakça:
1.Fizik ve Metafizik JennIfer Trus-ted .
2. Esrarli Kainat Sir James Jeans Çev.

Yorum (0)

RSS yorumları

İsim

Başlık

Yorum

Gönder