Katı bir madde ısıtılırsa sıvıya, sıvı ısıtılırsa gaza dönüşür. Örneğin, buzu ısıtırsak da sıvı hale geçer, su olur. Suyu ısıtırsak gaz hale geçer, su buharı elde ederiz. Peki, gaz ısıtılırsa ne olur? Madde, katı, sıvı ve gazın ötesinde plazmaya, yani iyonlaşmış gaza dönüşür. Bilimadamları plazmayı 1920’lerde keşfettiler ve maddenin dördüncü hali olarak kabul ettiler.

maddenin halleri

Plazmayı anlamak için önce maddenin atom yapısını iyi öğrenmek gerekir. Maddenin atomlardan oluştuğunu biliyoruz. Atomlar da bir çekirdek ve bu çekirdeğin çevresinde dönen elektronlardan oluşur. Çekirdeğin iki atomaltı parçacığı vardır: proton ve nötron. Nötronların elektrik yükü yoktur. Protonlar artı (+), elektronlar eksi (-) yüklüdür. Mıknatıslarda zıt kutuplar birbirini çeker, değil mi? Benzer şekilde protonlar da çekirdek çevresinde dönen elektronları çekerler. Yoksa, elektronlar dönmenin etkisiyle uzaklaşıp giderlerdi. Bir atomda bulunan proton ve elektron sayıları eşittir. Böyle bir atom yüksüzdür. Ama atomlar elektron kazanabilir ya da kaybedebilir. Bu durumda iyonlaşırlar. Bir anda kimya biliminin içine daldık, ama bunları bilmek önemli. Çünkü maddenin plazma halinde atomlar serbest elektronlar ve iyonlara ayrışır. Maddeyi bu hale getiren yüksek sıcaklık, yüksek voltaj ya da yüksek basınçtır. Milyonlarca derecedeki bir sıcaklık, çekirdek çevresinde dolanan elektronları hızlandırır. Elektronlar öyle hızlanır ki, protonların çekim etkisinden kurtulurlar.

plazma

Bunları anlamak zor olabilir. Çünkü plazma çevremizde sıklıkla görebileceğimiz bir madde hali değil. Yine de farkında olmadan plazmayla ilgili bir şeyler duymuş ya da görmüş olabilirsiniz! Sözgelimi, floresan lamba! Yanan bir floresan lambanın içinde maddenin plazma hali bulunur. Lambayı açmak için elektrik düğmesine bastığınızda yüksek elektrik voltajı uygularsınız. Elektrik, ince uzun tüpte akarken tüpün içindeki gazın atomlarını uyarır ve yükler. Bu da lamba içinde plazma, dolayısıyla ışık oluşmasına neden olur. Diğer bir plazma örneği, neon lambalardır. Benzer şekilde elektrik, neon atomlarını yükler ve bir tüpün içindeki gaz plazmaya dönüşür. Peki, yıldırımlara ne dersiniz? Fırtınalı havalarda gördüğünüz yıldırımlar da çevrelerindeki havanın plazma haline gelmesine neden olur. Atmosferin yoğun radyasyona uğrayan manyetosfer katmanında oluşan “kuzey ışıklarını” biliyor musunuz? Güneş rüzgarlarıyla uzaya savrulan yüklü parçacıklar, Dünya’nın manyetik alanına yakalanır. Burada yakalanan parçacıklar, manyetik alan boyunca ilerler ve bir bölümü kutup bölgelerinde atmosfere girer. Bu parçacıklar, oksijen ve azot atomlarıyla çarpışır ve elektronları uzaklaştırarak uyarılmış düzeylerde iyon oluştururlar. Bu iyonlar, floresan ya da neon lambalarda olduğu gibi ışınım yapar. Bu kendine özgü, olağanüstü güzellikteki ışınıma “kuzey ışıkları” (aurora) denir. İşte, bu ışıkların kaynağı plazmadır. Alaska, İskoçya ya da Norveç’in kuzeyi gibi bölgelerde havanın açık olduğu bazı gecelerde kuzey ışıklarını görmek olasıdır.

Birçok insan, Güneş ve gezegenler arasında uzayın boş olduğunu düşünür. Oysa Güneş, yıldızlar, gökadalar, yıldızlar arası ve gökadalar arası uzayda da plazma bulunur. Bilimadamları, görünür evrendeki maddenin % 99’unun plazma olduğunu tahmin ediyorlar. Görünür evren diyorlar; çünkü evrenin kütlesinin % 90’ının “karanlık madde”, yani bileşimi ya da hali hakkında hiçbir şey bilmediğimiz bir biçimde olduğunu düşünüyorlar. Tüm bunlar ne anlama gelir? Gökadaları düşünmek zor olabilir. Biz Güneş Sistemi’ni düşünelim. Güneş, bir yıldız ve şu anda milyonlarca derece sıcaklıkta bir gaz topu değil mi? Yüksek sıcaklıkta gazların iyonlaşarak plazmaya dönüştüğünü hatırlayın. Gerçekten Güneş’in korona adı verilen en dış tabakasında yüksek sıcaklıktan dolayı atomlar elektonlarını kaybetmiş durumdadır. Peki, Güneş plazma haldedir; ya gezegenler arası boşluğa plazma nereden gelir? Elbette Güneş rüzgarlarından! Güneş rüzgarları, plazmanın koronadan akmasıyla oluşur.

Plazmanın günlük yaşamımızdaki yerini de merak edebilirsiniz. Belki de plazma TV’leri duymuşsunuzdur. Yüksek aydınlatma verimiyle lambalarla, yarı iletkenlerin üretimiyle bilgisayar, TV ve elektronik eşyalarla plazma teknolojisi evlerimize girmeye başlıyor. Elektronik çip yapımı, elmas yapımı, radar ve füzyon araştırmalarına kadar birçok alanda plazmanın adı geçiyor. Plazma, tıpta da kullanım alanı buluyor; çünkü mikrop öldürücü etkisi var. NASA’da bilimadamları, plazma roket motorları geliştirmeye çalışıyorlar. Uzmanlar, plazma roket motorlarıyla uzay gezilerinin daha kısa ve masrafsız olacağını, hatta Mars’a insanlı uçuşun böyle bir motorla gerçekleşebileceğini düşünüyorlar. Endüstride de kaplama, temizleme, aşındırma, kesme, eritmeden tutun, kimyasal olarak maddeleri değiştirme işlemlerine kadar her alanda kullanılıyor, deneniyor, araştırılıyor. Plazmanın birçok değişik alanda kullanılmaya çalışılmasının bir nedeni de iyi bir iletken, dolayısıyla elektrik ve manyetik alanlara yanıt veren etkili bir radyasyon kaynağı olması. Uzmanlar, bu kaynağın nükleer kaza riski olmadığını da ekliyorlar. İyi, etkin ve doğru kullanılırsa plazma, yeni alanlarda da yaşamımıza girebilecek ucuz bir enerji kaynağı olacak gibi gözüküyor.

Güneş’in neden sıcak olduğu sorusu binlerce yıldan beri insanların kafasını meşgul etmiştir.

Güneş

Çok eski zamanlarda insanlar Güneş’in yanan bir kömür yığını olduğunu düşünmüştür, fakat günümüzde Güneş’in büyük oranda hidrojenden meydana geldiğini ve kömür gibi yanmadığını biliyoruz. Güneş’in merkezindeki hidrojen o kadar fazla sıkışır ki, bu parçacıklar birbirine yapışarak helyum adını verdiğimiz bir başka gaza dönüşür.

Bu parçacıkların sıkışması sonucunda, Güneş’in parlak ve sıcak olmasını sağlayan enerjinin açığa çıktığını ilk çözen Albert Einstein’dı. Güneş’in merkezinde sıcaklık 15 milyon santigrat dereceyken, yüzeyindeki sıcaklık çok daha düşük olup 5700 santigrat derecedir. Su, 100 santigrat derecede buharlaştığına göre, Güneş’in ne kadar sıcak olduğunu varın siz tahmin edin.

Güneş Katmanları

Günümüzde, uzaydaki teleskoplar yardımıyla Güneş’i ayrıntılı olarak inceleyebiliyor, Güneş’in şaşırtıcı derecede sıcak (1 milyon santigrat derece), hatta yüzeyinden çok daha sıcak bir atmosferi olduğunu anlıyoruz. Güneş’in yüzeyinden kaynaklanan ısı bu denli sıcak bir atmosfer yaratamayacağına göre, sözünü ettiğim durum gerçekten de şaşırtıcı.

Atmosferdeki sıcak gazlar, X ışınları ve morötesi ışıkta çok parlak gözükür. X ışınları ve morötesi ışığı görebilen uzay teleskopları, atmosferin, bu gazlar arasından geçen çok yoğun manyetik alanlar sayesinde bu denli sıcak olduğunu anlamamızı sağlamıştır. Güneş Dinamikleri Gözlemevi, SOHO ve Hinode gibi uzay araçları sayesinde, bu manyetik alanların sürekli hareket halinde olduğunu, dalgalar halinde yayıldığını ve meydana gelen güç patlamalarının Güneş’in atmosferindeki gazları 1 milyon santigrat dereceye kadar ısıttığını biliyoruz.

İngiliz bilim insanı Michael Faraday’ın hem elektrik motorunun hem elektrik jeneratörünün ilkelerini keşfetmesi, modern dünyayı dönüştüren ve elektrik ampulünden telekomünikasyon araçlarına kadar her şeyi getiren elektrik devriminin yolunu açtı. Faraday’ın kendisi de yaptığı keşiflerin değerinin – devlete sağlayabileceği vergi gelirinin – farkındaydı.

1821’de Faraday, Hans Christian Orsted’in elektrik ile manyetizma arasındaki bağlantıyı keşfinden haberdar olduktan birkaç ay sonra, bir mıknatısın bir elektrik telinin etrafında ve bir elektrik telinin de bir mıknatısın etrafında nasıl dolaştığını gösterdi. Elektrik teli kendi etrafında dairesel bir manyetik alan üretir; bu manyetik alan da, mıknatıs üzerinde bir teğetsel kuvvet yaratıp dairesel bir hareket üretir. Elektrik motorunun arkasındaki ilke budur. Akımın yönü ve dolayısıyla teldeki manyetik alanın yönü almaşıklaştırılarak bir dönme hareketi başlatılır.

Faraday
Faraday’ın elektromanyetik indüksiyonu gösteren aygıtında bir elektrik akımı, büyük bobinin içine girip çıkan küçük manyetik bobinden akarak bir elektrik akımını indükler.

Elektrik Üretmek

On yıl sonra Faraday daha da önemli bir keşif yaptı. Devinen bir manyetik alanın bir elektrik akımı yaratabildiğini ya da “indükleyebildiğini”. Bu keşif ABD’li fizikçi Joseph Henry’nin de aşağı yukarı aynı zamanda Faraday’dan bağımsız yaptığı her türlü elektrik üretmenin temelidir. Elektromanyetik indüksiyon, dönen bir türbindeki kinetik enerjiyi elektrik akımına çevirir.

Elektrik Hakkında Tarihsel Gelişmeler

1800 – Alessandro Volta ilk elektrik bataryasını icat eder.

1820 – Hans Christian Orsted elektriğin manyetik bir alan ürettiğini keşfeder.

1820 – Andre Marie Ampere matematiksel bir elektromanyetizma teorisi formüle eder.

1830 – Joseph Henry ilk güçlü elektro mıknatısı yaratır.

1845 – Faraday ışık ile elektromanyetizma arasındaki bağlantıyı gösterir.

1878 – Sigmund Schuckert’in tasarladığı ilk buharlı elektrik santrali, Almanya’da Bavyera’daki Linderhof Sarayı için elektrik üretir.

1882 – ABD’li mucit Thomas Edison, New York City’de, Manhattan’da elektrikle aydınlatma için bir elektrik santrali kurar.

Bütün kuvvetlerin ve maddenin temelinde yatan birliği keşfetme arayışı, bilimin kendisi kadar eskidir; ama ilk büyük atılım 1820’de, Danimarkalı filozof Hans Christian Orsted manyetizma ile elektrik arasında bir bağlantı bulunca geldi. Bu bağlantıyı onun aklına, 1801’de tanıştığı Alman kimyacı ve fizikçi Johann Wilhelm Ritter getirmişti. Doğada birlik olduğunu söyleyen filozof Immanuel Kant’ın düşüncesinden de etkilenen Orsted, bu olasılığı ciddiyetle araştırmaya koyuldu.

Hans Christian Orsted

Tesadüfen Keşif

Kopenhag Üniversitesinde ders veren Orsted, bir Volta pilindeki (Alessandro Volta’nın 1800’de icat ettiği batarya) elektrik akımının bir teli ısıtıp akkor hale getirebildiğini öğrencilerine göstermek istedi. Telin yakınında duran bir pusula ibresinin, elektrik akımının açıldığı her seferinde hareket ettiğini fark etti. Bu, elektrik ile manyetizma arasındaki bağlantının ilk kanıtıydı.

Daha sonra yaptığı çalışmalar onu, elektrik akımının telin içinden akarken etrafında dairesel bir manyetik alan yarattığına inandırdı. Orsted’in keşfi, Avrupa’nın her tarafında bilim insanlarını elektromanyetizmayı araştırmaya teşvik etti. O yılın sonuna doğru Fransız fizikçi Andre Marie Ampere bu yeni bulgu için matematiksel bir teori formüle etti ve 1821’de Michael Faraday, elektromanyetik kuvvetin elektrik enerjisini mekanik enerjiye çevirebildiğini gösterdi.

Andre Marie Ampere

Elektriğin Etkileri Hakkında Tarihsel Gelişmeler

1600 – William Gilbert elektrik ve manyetizma konusunda ilk bilimsel deneyleri gerçekleştirir.

1800 – Alessandro Volta ilk elektrik pilini yaratır.

1820 – Andre Marie Ampere matematiksel bir elektromanyetizma teorisi geliştirir.

1821 – Michael Faraday ilk elektrik motorunu yaratarak elektromanyetik dönmeyi pratik olarak gösterir.

1831 – Faraday ve ABD’li bilim insanı Joseph Henry birbirinden bağımsız olarak elektromanyetik indüksiyonu keşfeder.

1864 – James Clerk Maxwell elektromanyetik dalgaları – ışık dalgaları da dahil – tarif etmek için bir denklem kümesi formüle eder.

1799’da elektrik bataryasının icadı, tamamen yeni bilimsel araştırma alanları açtı. Danimarka’da Hans Christian Orsted elektrik ile manyetizma arasında bir bağlantıyı tesadüfen keşfetti. Londra Royal Institution’da (Kraliyet Enstitüsü) Michael Faraday manyetik alanların şeklini kafasında canlandırdı ve dünyanın ilk elektrik motorunu icat etti. İskoçya’da James Clerk Maxwell, Faraday’ın düşüncelerini aldı ve elektromanyetizmanın karmaşık matematiğini oraya çıkardı.

Michael Faraday

Görünmezi Görmek

Elektromanyetik dalgaların görünmez biçimleri, ne oldukları bilinmeden ya da davranışlarını düzenleyen yasalar ortaya çıkarılmadan keşfedildi. Britanya’da, Bath’da çalışan Alman astronom William Herschel günışığının çeşitli renklerini ayırıp sıcaklıklarını araştırmak için bir prizma kullandı; termometresinin, görünür spektrumun kırmızı ucunun ötesinde daha yüksek bir sıcaklık gösterdiğini fark etti. Herschel kızılötesi ışınıma rastlamıştı ve ertesi yıl morötesi ışınım keşfedildi. Spektrumda görünür ışıktan fazlası oluğunu kanıtlandı. Aynı şekilde daha sonra Wilhelm Conrad Röntgen Almanya’daki laboratuvarında X-ışınlarını tesadüfen keşfetti. İngiliz hekim Thomas Young, ışığın gerçekte bir dalga mı yoksa bir parçacık mı olduğunu belirlemek için akıllı bir çiftyarık deneyi tasarladı. Dalga girişiminin keşfi, tartışmayı halletmiş gibi görünüyordu. Prag’da Avusturyalı fizikçi Christian Andreas Doppler, ışığın çeşitli frekanslarda bir spektrumu olan bir dalga olduğu düşüncesinden yararlanarak çift yıldızların rengini açıklayıp, şimdi Doppler Etkisi olarak bilinen olguyu açıklığa kavuşturdu. Bu arada Paris’te Fransız fizikçiler Hippolyte Fizeau ve Leon Foucault ışığın hızını ölçtü ve suyun içinde, havada olduğundan daha yavaş yol aldığını gösterdi.

Doppler Etkisi

Kimyasal Değişmeler

İngiliz meteorolog John Dalton atom ağırlığının kimyacılar için önemli bir kavram olabileceğini tereddütlü bir biçimde öne sürdü ve birkaç atomun ağırlığını hesaplamaya kalkıştı. On beş yıl sonra İsveçli kimyacı Jöns Jakob Berzelius daha tam bir atom ağırlıkları listesi hazırladı. Onun öğrencisi Alman kimyacı Friedrich Wöhler inorganik bir tuzu organik bir bileşiğe dönüştürdü ve canlı kimyasının ayrı kurallara göre çalıştığı düşüncesini çürüttü. Paris’te Louis Pasteur, yaşamın kendiliğinden yaratılmadığını gösterdi. Yeni düşüncelerin esin kaynağı çeşitliydi. Benzen molekülünün yapısı, Alman kimyacı August Kekule’nin yatmaya giderken aklına geldi; Rus kimyacı Dimitri Mendeleyev elementlerin periyodik tablosu sorununu halletmek için bir deste oyun kağıdı kullandı. Marie Curie polonyumu ve radyumu yalıtıp, hem kimya hem fizik alanında Nobel ödülü kazan ilk kişi oldu.

Marie Curie

Geçmişin İpuçları

Yüzyıl, yaşam anlayışında bir devrimden başka bir şey görmedi. İngiltere’nin güney kıyısında Mary Anning, kayalıklardan kazıp çıkardığı soyu tükenmiş yaratıkların bir dizi fosilini belgeledi. Hemen ardından Richard Owen, bir zamanlar gezegende dolaşan “korkunç kertenkeleleri” tarif etmek için “dinozor” sözcüğünü uydurdu. İsviçreli jeolog Louis Agassiz, Yer’in büyük bölümünün bir zamanlar buzla kaplı olduğunu öne sürüp, Yer’in tarihi boyunca çok farklı koşullar yaşadığı düşüncesini daha da geliştirdi. Alexander von Humboldt disiplinlerarası içgörülerden yararlanıp, doğadaki bağlantıları açığa çıkardı ve ekoloji incelemelerini başlattı. Fransa’da Jean-Baptiste Lamarck bir evrim teorisinin ana hatlarını çizdi; yanılgıya düşerek, edinilmiş özelliklerin aktarılmasının evrimin itici gücü oluğuna inandı. Sonra 1850’lerde İngiliz doğa bilimciler Alfred Russel Wallace ve Charles Darwin’in aklına, doğal seçilimle evrim düşüncesi geldi. Thomas Henry Huxley kuşların dinozorlardan evrilmiş olabileceğini gösterdi ve evrimi destekleyen kanıtlar arttı. Bu arada, Gregor Mendel adlı Almanca konuşan Silezya’lı papaz binlerce bezelye bitkisini inceleyerek genetiğin temel yasalarını ortaya çıkardı. Mendel’in çalışması birkaç on yıl ihmal edilecekti, ama yeniden keşfedilmesi doğal seçilimin genetik mekanizmasını sağlayacaktı.

Gregor Mendel
1900’de İngiliz fizikçi William Thomson’in şöyle dediği iddia edilir: “Artık fizikte keşfedilecek yeni bir şey yoktur. Geriye kalan tek şey, giderek daha kesin ölçümdür.”
William Thomson

İlerleme Yüzyılı 1800 – 1900

1800 – Astronom William Herschel kızılötesi ışınımı keşfeder.

1803 – John Dalton, atom ağırlığı düşüncesini sunar.

1811 – Lyme Regis kayalıklarında Mary Anning bilinen ilk ihtiyozor iskeletini bulur.

1820 – Hans Christian Orsted, bir akım devresi açıldığında yakındaki bir pusula ibresinin titreştiğini keşfeder.

1821 – Michael Faraday elektrik motorunun arkasındaki ilkeyi keşfeder.

1837 – Louis Agassiz buz çağını tasvir eder.

1842 – Christian Doppler çift yıldızların neden renkli olduğunu açıklar.

1845 – Alman kaşif Alexander von Humboldt, ekoloji düşüncesini sunar.

1859 – Charles Darwin, Türlerin Kökeni‘nde evrim teorisini açıklar.

1859 – Louis Pasteur yaşamın kendiliğinden oluşumunu çürütür.

1865 – August Kekule benzen molekülünün kimyasal yapısını açıklar.

1866 – Gregor Mendel bezelye genetiği üzerine çalışmasını yayımlar.

1869 – Dimitri Mendeleyev elementlerin periyodik tablosunu hazırlar.

1873 – James Clerk Maxwell, elektromanyetizma yasalarını yayımlar.

1895 – Wilhelm Röntgen X-ışınlarını keşfeder.

1898 – Marie Curie radyoaktif polonyumu yalıtır.

17. yüzyılda Isaac Newton “Yer’i tartma”nın – ya da Yer’in yoğunluğunu hesaplamanın – yöntemlerini önermişti. Bu yöntemlerden biri, bir dağın kütleçekimin onu düşeyden ne kadar uzağa çektiğini bulmak için bir çekül ipinin dağın her tarafındaki açısını ölçmeyi gerektiriyordu. Bu sapma, çekül doğrusu astronomik yöntemler kullanılarak hesaplanan bir düşeyle karşılaştırılarak hesaplanabilirdi. Dağın yoğunluğu ve hacmi belirlenebilse, o zaman buna bağlı olarak Yer’in yoğunluğu da belirlenebilirdi. Ne var ki, Newton’ın kendisi de, sapmanın o günün aletleriyle ölçülemeyecek kadar küçük olacağını düşündüğü için, bu düşünceye aldırış etmedi.

Chimborazo Dağı

1738’de Fransız astronom Pierre Bouguer, deneyi Ekvador’da Chimborazo’nun yamaçlarında yapmaya çalıştı. Ne var ki, hava durumu ve yükseklik sorunlara neden oldu ve Bouguer ölçümlerinin doğru olmadığını düşündü. 1772’de Nevil Maskelyne, Londra Royal Society’ye deneyin Britanya’da yapılabileceğini önerdi. Society kabul etti ve bir yerölçümcüyü uygun bir dağ seçmeye gönderdi. Maskelyne İskoçya’da Schiehallion’u seçti ve dağın her iki tarafından neredeyse dört ay gözlem yaparak geçirdi.

Schiehallion Dağı
Schiehallion, şekli simetrik ve yalıtık olduğu (bu nedenle diğer dağların kütleçekiminden daha az etkilendiği) için bu deney yeri olarak seçildi.

Kayaçların Yoğunluğu

Çekülün yıldızlara göre yönelimi, yükseklik farkından ötürü, herhangi bir kütleçekim etkisi olmasa bile, iki istasyonda farklı olmalıydı. Ne var ki, bu hesaba katıldığında bile, hala 11,6 saniyelik bir yay farkı (0,003 derecenin biraz üstünde) vardı. Maskelyne dağın şeklinin bir etüdünü ve kayaçlarının yoğunluk ölçümünü kullanıp, Schiehallion’un kütlesini çıkardı. Bütün Yer’in Schiehallion’la aynı yoğunlukta olduğunu varsayıyordu; ama çekül sapması, beklediğinin yarısından az bir ölçülen değer gösterdi. Maskelyne yoğunluk varsayımının doğru olmadığını anladı. Yer’in yoğunluğu, olasılıkla metalik bir çekirdeğe sahip olduğu için, yüzey yoğunluğundan fazlaydı. Fiilen gözlemlenen açı kullanılıp, Yer’in genel yoğunluğunun Schiehallion kayaçlarının yaklaşık iki katı olduğu çıkarıldı.

Bu sonuç, İngiliz astronom Edmond Halley’in savunduğu ve Yer’in içinin boş olduğunu söyleyen teoriyi çürüttü. Yer’in hacminden ve ortalama yoğunluğundan kütlesini çıkarmaya da olanak verdi. Maskelyne’in Yer’in genel yoğunluğu için bulduğu değer 4500 kg/m3’tü. Bugün kabul edilen değer 5,515 kg/m3’le karşılaştırıldığında, Yer’in yoğunluğunu yüzde 20’den az bir hatayla hesaplamış ve süreç içinde Newton’ın kütleçekim yasasını kanıtlamıştı.

Nevil Maskelyne Kimdir?

1732’de Londra’da doğan Nevil Maskelyne okulda astronomiye merak saldı. Cambridge Üniversitesinden mezun olup rahip olarak atandıktan sonra, 1758’de Kraliyet Derneği üyesi oldu ve 1765’ten ölünceye kadar Kraliyet Astronomu oldu.

Nevil Maskelyne

1761’de Kraliyet Derneği, Maskelyne’ı Atlantik adası St. Helena’ya Venüs geçişini gözlemlemeye gönderdi. Gezegen Güneş eğrisinden geçerken alınan ölçümler, astronomların Yer ile Güneş arasındaki mesafeyi hesaplamalarına olanak verdi. Denizdeyken boylam ölçme sorununu – o zamanın önemli bir sorunu – çözmeye de çok zaman harcadı. Yöntemi, ay ile verili bir yıldız arasındaki mesafeyi dikkatli bir biçimde ölçmeyi ve yayımlanmış cetvellere başvurmayı kapsamaktaydı.

Önemli Eserleri:

1764 – Astronomical Observations Made at the Island of St. Helena
1775 – An Account of Observations Made on the Mountain Schiehallion for Finding its Attraction

Yer’in Yoğunluğu Hakkında Tarihsel Gelişmeler

1687 – Isaac Newton; Yer’in yoğunluğu ölçmek için deneyler önerdiği Principia’yı yayımlar.

1692 – Yer’in manyetik alanını açıklamaya çalışan Edmond Halley, gezegenin eşmerkezli üç boş küreden oluştuğunu öne sürer.

1738 – Pierre Bouguer, Ekvador’da bir volkan olan Chimborazo’da Newton’ın deneyini yapmaya kalkışır ve başarılı olmaz.

1798 – Henry Cavendish Yer’in yoğunluğunu hesaplamak için farklı bir yöntem kullanır ve 5448 kg/m3 olduğunu bulur.

1854 – George Biddell Airy, bir madende sarkaç kullanarak Yer’in yoğunluğunu ortaya çıkarır.

1500’lerin sonunda gemi kaptanları manyetik pusulalara dayanarak okyanuslarda rotalarını tutturuyorlardı. Ama kimse nasıl çalıştıklarını bilmiyordu. Bazıları pusula ibresinin Kutup Yıldızı’na kapıldığını, bazıları Kuzey Kutup bölgesindeki manyetik dağlara çekildiğini sanıyordu. İngiliz hekim William Gilbert (1544-1603), bizzat Yer’in manyetik olduğunu keşfetti.

William Gilbert

Gilbert’in atılımı ani bir ilham sonucu değil, 17 yıllık titiz deneylerin sonucuydu. Gemi kaptanlarından ve pusulacılardan öğrenebileceği her şeyi öğrendi; sonra mıknatıs taşından “terrella” denilen bir model küre yaptı ve bununla pusula ibrelerini test etti. İbreler terrella’nın etrafında tıpkı gemi pusulalarının daha büyük ölçekte yaptığı gibi tepki verdi. Aynı sapma (manyetik kuzeyden farklı olan coğrafi kutupta gerçek kuzeyden biraz uzağı işaret eden) ve yönelim (küreye doğru yatayda aşağıya eğilen) örüntülerini gösterdi.

Terrella

Gilbert haklı olarak şu sonuca vardı: Bütün gezegen bir mıknatıstır ve demir bir çekirdeği vardır. Düşüncelerini 1600’de sansasyon yaratan kitabı De Magnete‘de (Mıknatıs Üzerine) yayımladı.

De Magnete

Johannes Kepler ve özellikle Galileo, Gilbert’in pekçok kişinin sandığı gibi Yer’in dönen göksel kürelere bağlı olmadığı, kendi manyetizmasının görünmez gücüyle kendi etrafında döndüğü önerisinden ilham aldı.

manyetik alan

Manyetik Alan Hakkında Tarihsel Gelişmeler

MÖ 6. yüzyıl – Yunan düşünür Miletoslu Thales manyetik kayaları ya da mıknatıs taşını fark eder.

MS 1. yüzyıl – Çinli kahinler, güneyi gösteren demir kepçeli ilkel pusulayı yapar.

1269 – Fransız bilgin Pierre de Maricourt (Maricourtlu Peter) manyetik çekme, itme ve kutupların temel yasalarını ortaya koyar.

1824 – Fransız matematikçi Siméon Denis Poisson, manyetik bir alandaki kuvvetleri modeller.

1940’lar – Amerikalı fizikçi Walter M. Elsasser Yer’in manyetik alanını, gezegen dönerken dış çekirdeğindeki demir türbülansına bağlar.

1958 – Explorer 1 uzay aracı Yer’in manyetik alanının uzaya uzandığını gösterir.