Ikigai Daily
Menü

Bir keşfin peşinde

Bilim

Deneyler, keşifler ve bilim insanlarının hikâyeleri. Bildiğimiz dünyayı daha iyi anlamaya yardımcı olan bilgiler.

Bu konudaki kartlarSayfa 7Ek açıklama ve kaynaklar

İlgili konular

Başka hangi konulara bakabilirsiniz?

Bu başlıktaki kartlar aşağıda. İsterseniz ilgili konulardan biriyle devam edin.

AzimOkuma seçeneği
DinginlikOkuma seçeneği
MerakOkuma seçeneği
MerakBilim

Werner Heisenberg’in 1927’de ortaya koyduğu belirsizlik ilkesine göre bazı nicelik çiftleri aynı anda tam kesinlikle bilinemez. Bunların en bilineni, bir parçacığın konumu ile momentumudur; momentum, kütle ile hızın çarpımıdır.

Heisenberg bu makaleyi yazdığında 25 yaşındaydı ve Kopenhag’da Niels Bohr’un yanında çalışıyordu. İlkeyi önce hayalî bir mikroskopla açıkladı: Bir elektronu görmek için üzerine ışık göndermek gerekir; ışık da elektrona çarpıp onu yolundan saptırır. Bohr bu açıklamanın kusurlu olduğunu gösterdi. Asıl neden, parçacığın aynı zamanda bir dalga gibi davranmasıdır. Küçük bir alana sıkıştırılmış bir dalga, pek çok farklı dalga boyunun birleşiminden oluşur. Kuantum fiziğinde momentumu dalga boyu belirlediği için, konum netleştikçe momentum belirsizleşir. Aynı yıl Amerikalı fizikçi Earle Kennard sınırın tam formülünü yazdı. Bu sınırı Planck sabiti denen son derece küçük bir sayı belirler; bu yüzden etki atomların dünyasında belirleyicidir, ama bir futbol topunda fark edilmez. Heisenberg 1932 Nobel Fizik Ödülü’nü aldı.

Kuantum fiziğiKartı aç
MerakBilim

Albert Einstein’ın 1905’te yayımladığı E=mc² denklemi, kütle ile enerjinin eşdeğer olduğunu söyler: E enerjiyi, m kütleyi, c ise ışık hızını gösterir. c² çok büyük bir sayı olduğundan tek bir gram kütle yaklaşık 90 trilyon joule enerjiye karşılık gelir; bu, 21.000 ton kadar TNT’nin patlama enerjisidir.

Einstein bu fikri ortaya attığında 26 yaşındaydı ve Bern’deki patent ofisinde çalışıyordu. Denklem, Kasım 1905’te yayımlanan “Bir Cismin Eylemsizliği Enerji İçeriğine Bağlı mıdır?” başlıklı kısa bir makalede yer aldı. Bu makale, Einstein’ın “mucize yılı” denen 1905’te yayımladığı dört makaleden biriydi. Denklem, maddenin kolayca enerjiye dönüştürülebileceği anlamına gelmez. Nükleer santrallerde uranyum atomları bölündüğünde kütlelerinin yalnızca binde biri kadarı enerjiye dönüşür. Kimyasal tepkimeler de kütleyi değiştirir, ama tartılamayacak kadar az. Güneş ise hidrojeni helyuma dönüştürürken her saniye yaklaşık 4 milyon ton kütleyi ışık ve ısıya çevirir. 1945’teki atom bombalarından sonra E=mc² kamuoyunun gözünde nükleer silahlarla özdeşleşti ve dünyanın en ünlü denklemi oldu.

FizikKartı aç
MerakBilim

Mutlak sıfır, yani −273,15°C, olabilecek en düşük sıcaklıktır: Bir maddenin verebileceği bütün ısıyı vermiş olduğu noktadır. Bilim insanları bu sınıra bir derecenin 38 trilyonda biri kadar yaklaştı; ama fizik yasalarına göre oraya tam olarak varmak imkânsızdır.

1848’de, sonradan Lord Kelvin unvanını alan William Thomson, sıcaklığın yaklaşık −273°C’de doğal bir alt sınırı olduğunu hesapladı. Bilim insanlarının kullandığı kelvin ölçeği de oradan başlar: 0 kelvin mutlak sıfırdır. 20. yüzyılın başında kimyager Walther Nernst, bu sınıra neden varılamayacağını gösterdi. Termodinamiğin üçüncü yasası denen bu ilkeye göre hiçbir işlem, sonlu sayıda adımda bir sistemin ısısını sonuna kadar çekip alamaz. Mutlak sıfırda bile parçacıklar tamamen durmaz; kuantum fiziği onlara sıfır noktası enerjisi denen en küçük bir titreşimi bırakır. Mutlak sıfıra yaklaşıldıkça madde tuhaf davranmaya başlar: Bazı metaller elektriği hiç dirençsiz iletir, sıvı helyum sürtünmesiz akar. Büyük Patlama’dan kalan ışımayla ısınan uzay boşluğunun sıcaklığı yaklaşık 2,7 kelvindir. Bir derecenin 38 trilyonda birine kadar inen rekor, Bremen Üniversitesi’ndeki araştırmacılara ait.

FizikKartı aç
MerakBilim

Tek bir insan hücresindeki DNA uç uca eklense yaklaşık iki metre tutar. Oysa bu DNA, çapı milimetrenin binde altısı kadar olan hücre çekirdeğine sığar. Bu, 20 kilometreden uzun ince bir ipliği bir tenis topunun içine yerleştirmeye benzer.

Bu, DNA’nın çok düzenli biçimde sarılmasıyla mümkün olur. Çift sarmal, histon denen küçük protein makaralarına sarılır. Her makaraya DNA’nın yaklaşık 150 “harfi” dolanır ve makaralar ipe dizilmiş boncuklar gibi sıralanır. Bu boncuk dizisi kendi üzerine yeniden kıvrılarak kromatin denen lifi oluşturur. Hücre bölünmeden önce kromatin daha da sıkı paketlenir ve mikroskopta görülen 46 kromozom ortaya çıkar. Histonları 1884’te Alman biyokimyacı Albrecht Kossel keşfetti; boncuklar ise ilk kez 1974’te elektron mikroskobuyla görüldü. Bu paketleme yalnızca yer kazanmak için değildir: Hücre bir bölgeyi gevşettiğinde oradaki genleri okuyabilir, sıkı tuttuğunda ise o genler kapalı kalır. Her hücre çekirdeği iki metrelik kendi kopyasını taşır: Biri anneden, biri babadan gelen, her biri yaklaşık üç milyar harflik iki dizi.

BiyolojiKartı aç
MerakBilim

Bal olağanüstü uzun süre dayanır. Yalnızca %18 kadarı sudur; içindeki şeker o kadar yoğundur ki mikropları beslemek yerine onların suyunu çeker. Asitliği de birçok mikrobun üremesini engeller. Ağzı kapalı tutulduğunda bozulmaz.

Bu dayanıklılık arıların emeğidir. Çiçeklerden toplanan nektarın %70-80’i sudur; arılar kovanda bu suyun büyük kısmını buharlaştırır, olgunlaşan balın bulunduğu gözeleri de balmumuyla kapatır. Bala glukoz oksidaz adlı bir enzim de katarlar. Bu enzim glukonik asit ve az miktarda hidrojen peroksit üretir; hidrojen peroksit hafif bir mikrop öldürücüdür. Balın ortalama pH değeri 3,9 civarındadır. Balın zayıf noktası nemdir: Nemli havadan su çeker ve fazla su alırsa içindeki mayalar çalışmaya başlar, bal mayalanır; bal şarabı da bu yolla yapılır. Yine de bal steril değildir. Botulizme yol açan bakterinin uykudaki sporlarını taşıyabilir. Bu sporlar yetişkinler için zararsızdır, ama bebekler için tehlikelidir; bu yüzden bir yaşından küçük bebeklere bal verilmemelidir. Bilinen en eski bal kalıntıları, Gürcistan’da bir petrol boru hattı inşa edilirken eski bir mezardaki toprak kaplarda bulundu ve 4.700 ile 5.500 yıl öncesine tarihlendi.

BiyolojiKartı aç
MerakBilim

Gözlemlenebilir evrendeki yıldız sayısı, büyük olasılıkla Dünya’daki kum tanelerinin sayısından fazladır. Bir tahmine göre Dünya’nın bütün kumsal ve çöllerindeki kum yaklaşık 7,5 kentilyon tanedir, yani 75’in ardından 17 sıfır. Yıldız sayısına ilişkin tahminler ise bunun bin katından da fazladır.

İki sayıyı da tek tek saymak imkânsızdır. Kum tahminini Hawaii Üniversitesi’nden araştırmacılar yaptı: Bir çay kaşığı kumdaki tane sayısını, dünyadaki kumsal ve çöllerin kabaca hesaplanan hacmiyle çarptılar. Yıldız tahmini ise galaksi sayısını, tipik bir galaksideki yıldız sayısıyla çarpar. Kendi galaksimiz Samanyolu’nda 100 ile 400 milyar arasında yıldız olduğu düşünülüyor. Gökyüzünün derin görüntüleri bir dönem 2 trilyon kadar galaksi olduğunu düşündürmüştü; daha yeni ölçümler birkaç yüz milyarı gösteriyor. Bu da yine 10²² ile 10²⁴ arasında yıldız eder. Açık ve karanlık bir gecede çıplak gözle bunların ancak birkaç binini görebiliriz. Bu karşılaştırmayı, 1980’deki Kozmos belgesel dizisinde evrendeki yıldızları Dünya’nın bütün kumsallarındaki kum taneleriyle kıyaslayan Carl Sagan ünlü yaptı.

AstronomiKartı aç
MerakBilim

İnsan genlerinin birçoğunun muzda bir karşılığı vardır; ikisi de aynı atasal genden türemiştir. Biyologlar bu tür genlere homolog gen der. Bu genler, bir milyar yıldan uzun zaman önce yaşamış tek hücreli ortak bir atadan gelir ve birçoğu hâlâ DNA’yı kopyalamak, hücreyi bölmek gibi temel işleri görür.

Biyolojide “homoloji” terimini ilk kez 1843’te anatomi uzmanı Richard Owen kullandı. Owen bu sözcükle, insan kolundaki ve yarasa kanadındaki kemikler gibi farklı türlerde birbirine karşılık gelen yapıları anlatıyordu. Darwin’in evrim kuramı daha sonra bu benzerliğin nedenini açıkladı: Bu yapılar ortak bir atadan gelir. Genomlar okunabilir hâle gelince aynı fikir genlere de uygulandı. Muzun genomu 2012’de çözüldü. Karşılaştırmalar, insan genlerinin önemli bir kısmının muzda tanınabilir bir karşılığı olduğunu gösteriyor. Bunlar çoğunlukla protein üretmek, enerji elde etmek ve DNA’yı onarmak gibi, karmaşık yapılı her hücrenin yapması gereken işlerle ilgili genlerdir. Yine de “DNA’mızın %60’ı muzla aynı” gibi sözler yanıltıcıdır: Birbirine karşılık gelen genler ayrıntıda çoğu zaman epey farklıdır ve çıkan yüzde, neyin sayıldığına bağlıdır.

BiyolojiKartı aç
MerakBilim

Evren yaklaşık 13,8 milyar yaşında, ama gözlemlenebilir evrenin çapı yaklaşık 93 milyar ışık yılı. Gözlemlenebilir evren, ışığının bize ulaşmaya vakit bulduğu bölümdür. Aradaki fark, ışık yoldayken uzayın genişlemeyi sürdürmesinden gelir.

Işık yılı, ışığın bir yılda aldığı yoldur; yaklaşık 9,5 trilyon kilometre eder. Algılayabildiğimiz en eski ışık olan kozmik mikrodalga arka plan ışıması, Büyük Patlama’dan yaklaşık 380.000 yıl sonra yola çıktı. 13,8 milyar yıllık yolculuğu boyunca uzay genişlemeyi sürdürdü; bu yüzden o ışığı yayan madde bugün her yönde yaklaşık 46 milyar ışık yılı uzaktadır. Bu da yaklaşık 93 milyar ışık yıllık bir çap eder. Bu durum, hiçbir şeyin ışıktan hızlı gidemeyeceği kuralını çiğnemez: Galaksiler uzayın içinde son hızla uzaklaşmıyor; büyüyen, aralarındaki uzayın kendisi. Evrenin genişlediğini 1920’lerde Georges Lemaître ve Edwin Hubble ortaya koydu. Evrenin tamamının ne kadar büyük olduğu ise bilinmiyor; sonsuz bile olabilir.

KozmolojiKartı aç
MerakBilim

Güçlü kütleçekimi zamanın daha yavaş akmasına yol açar; buna kütleçekimsel zaman genişlemesi denir. Kara deliğin yakınında etki aşırı boyutlara ulaşır: Sınırına yakın bir saat, uzaktaki bir saate göre çok daha yavaş işler; uzaktan bakan biri, içeri düşen bir saatin neredeyse durduğunu görür.

Einstein bu etkiyi ilk kez 1907’de öngördü; etki, 1915’te ortaya koyduğu genel görelilik kuramının da bir parçasıdır. Dünya’da da görülür, yalnızca çok küçüktür. 1971’de fizikçiler atom saatlerini yolcu uçaklarıyla dünyanın çevresinde dolaştırdı ve yerdeki saatlerle aralarında göreliliğin öngördüğü küçük farkları ölçtü. Bugün laboratuvar saatleri, bir metreden az yükseklik farkında bile bu etkiyi yakalayabiliyor. GPS uyduları bu etkiyi hesaba katmak zorundadır: Uydulardaki saatler, çoğunlukla o yükseklikte kütleçekimi daha zayıf olduğu için, yerdekilere göre günde yaklaşık 38 mikrosaniye ileri gider. Bu düzeltilmeseydi verdikleri konum günde 11 kilometre kadar kayardı. Kara deliğin sınırı olan olay ufku, ışık dâhil hiçbir şeyin dışarı çıkamadığı sınırdır; uzaktan bakıldığında zamanın yavaşlaması orada tamamlanır.

FizikKartı aç
MerakBilim

Fibonacci dizisinde (1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21…) her sayı kendinden önceki iki sayının toplamıdır. Bu dizi bitkilerde gerçekten karşımıza çıkar: Ayçiçeği tablasındaki ya da çam kozalağındaki sarmalları sayınca çoğunlukla ardışık iki Fibonacci sayısı bulunur. Ama nautilus kabuğu gibi pek çok popüler örnek bu kalıba uymaz.

Dizi, adını Fibonacci olarak bilinen Pisalı Leonardo’dan alır. Leonardo 1202’de yazdığı Liber Abaci (Hesap Kitabı) adlı eserinde, tavşanların çoğalmasıyla ilgili bir bulmacayı bu diziyle çözdü. Hint bilginleri diziyi yüzyıllar önce, Sanskrit şiirinde kurulabilecek ritimleri sayarken bulmuştu. Bitkilerde bu düzen büyüme biçiminden kaynaklanır: Her yeni tohum ya da yaprak, bir öncekine göre “altın açı” denen yaklaşık 137,5 derecelik bir açıyla oluşur. Bu açı tohumları boşluk bırakmadan yerleştirir ve ortaya çıkan sarmalların sayısı Fibonacci sayıları olur. Ancak her bitki türü bu kurala uymaz. Nautilus kabuğu da bir sarmaldır, ama sıkça söylendiği gibi altın oranlı bir sarmal değildir. İnsan yüzü ve bedeninin oranlarıyla ilgili pek çok iddia da kalıba uydurmak için zorlanır.

MatematikKartı aç
MerakBilim

Avusturyalı mantıkçı Kurt Gödel 1931’de, sayılarla ilgili her soruyu tek bir kural sistemiyle yanıtlamanın imkânsız olduğunu kanıtladı. Aksiyomlara, yani kanıtların dayandığı temel varsayımlara kurulu çelişkisiz bir sistem sıradan aritmetiği kapsayacak kadar güçlüyse, içinde ne kanıtlanabilen ne de çürütülebilen önermeler hep kalır.

O yıllarda Alman matematikçi David Hilbert, matematiğin tamamını eksiksiz ve çelişkisiz bir temele oturtmayı, böylece her doğru önermenin ilke olarak kanıtlanabilmesini umuyordu. Viyana’da çalışan Gödel o sırada yirmili yaşlarının ortasındaydı ve bunun yapılamayacağını gösterdi. Yöntemi, kanıtlarla ilgili önermeleri sayılarla ilgili önermelere çevirmek ve sonunda, kendisi hakkında “bu önerme kanıtlanamaz” diyen bir önerme kurmaktı. İkinci teoremi, böyle bir sistemin kendi çelişkisizliğini de kanıtlayamayacağını ekledi. Teoremler, kuralları bir bilgisayar programı gibi mekanik olarak denetlenebilen sistemler için geçerlidir ve her seferinde tek bir kural sisteminden söz eder: Yeni bir aksiyom eklemek bazı soruları çözer, ama yerine yeni açık sorular doğar. Bu, matematiğin güvenilmez olduğu anlamına gelmez. Gödel daha sonra Princeton’daki İleri Araştırmalar Enstitüsü’nde çalıştı ve orada Albert Einstein’ın yakın dostu oldu.

MatematikKartı aç
MerakBilim

Su donarken genleşir. Bu yüzden buzun yoğunluğu sıvı sudan düşüktür ve buz suyun üstünde yüzer.

Sıvı suda moleküller birbirinin yanından kayarak hareket eder ve oldukça sık dizilir. Su donarken, moleküller arasındaki hidrojen bağı denen zayıf çekim kuvvetleri onları arada çok boşluk kalan altıgen bir örgüye kilitler; bu yüzden buz, aynı miktardaki sudan yaklaşık %9 daha fazla yer kaplar. Donan boruların patlamasının ve bir buzdağının ancak onda birinin su üstünde görünmesinin nedeni budur. Sıvı su en yoğun hâline 4 °C dolayında ulaşır; kışın bu sıcaklıktaki su gölün dibine çöker, daha soğuk su ve ardından buz yüzeyde toplanır. Buz, alttaki suyu yalıtan bir kapak görevi görür; donan göllerde balıkların ve başka canlıların kışı atlatabilmesi bundandır. Çoğu madde ise tersine, katılaşırken büzülür.

FizikKartı aç
MerakBilim

Ses ancak hava, su ya da katı bir cisim gibi titreşebilecek bir ortamda yayılabilir. Bu yüzden boş uzay, insan kulağı için sessizdir.

Ses bir basınç dalgasıdır: Titreşen bir cisim yanındaki parçacıkları iter, onlar da komşularını. Havada saniyede yaklaşık 343 metre, suda bunun dört katından fazla hızla ilerler. İngiliz bilim insanı Robert Boyle 1660’ta, havası pompayla boşaltılan bir cam fanustaki sesin giderek kaybolduğunu gösterdi. Uzay tümüyle boş değildir, ama yıldızlar arasında her santimetreküpte ortalama bir atom kadar madde vardır; bu, duyabileceğimiz sesi taşımaya yetmez. Uzay yürüyüşüne çıkan astronotlar da bu yüzden telsizle konuşur. Yine de çok seyrek gaz dev dalgalar taşıyabilir: 2003’te gökbilimciler, Perseus gökada kümesindeki bir kara deliğin çevresindeki gazda basınç dalgaları buldu. Bu “nota”, piyanodaki orta do sesinden yaklaşık 57 oktav daha pestir.

FizikKartı aç
MerakBilim

Eski pencere camları bazen altta daha kalındır, ama bunun nedeni camın zamanla sıvı gibi aşağı akması değildir. Cam, atomları düzenli bir kristal yapı oluşturmayan bir katıdır ve oda sıcaklığında ölçülebilir hiçbir akma göstermez.

Tuz ya da buz gibi katılarda atomlar, kendini tekrarlayan düzenli bir kristal örüntüsüyle dizilir. Cam ise amorf, yani düzensiz yapılı bir katıdır: Atomları, bir sıvıdaki gibi dağınık bir dizilişte donup kalmıştır. Efsane de bu yüzden yayıldı. Ölçümler ise başka bir şey söylüyor. Westminster Manastırı’nın 1268’den kalma camları üzerine 2017’de yapılan bir çalışma, bu camın bir milyar yılda en fazla bir nanometre, yani milimetrenin milyonda biri kadar akabileceğini hesapladı. Eski camlardaki eşitsizlik üretim biçiminden gelir. Eskiden yaygın olan taç cam yönteminde usta, kızgın cam kütlesini döndürerek geniş bir diske çevirirdi; bu disk hiçbir zaman her yerinde aynı kalınlıkta olmazdı. Camcılar da çoğu zaman ağır kenarı alta yerleştirirdi. Hatta üstü daha kalın olan eski camlar da vardır. Düz ve her yeri eşit kalınlıkta olan float cam ancak 1960’larda yaygınlaştı.

FizikKartı aç
MerakBilim

Herhangi iki insanın genomu, yani hücrelerdeki DNA talimatlarının tamamı, birbirine son derece benzer. Yaygın bir özete göre iki kişinin DNA’sı, karşılaştırılabilir noktaların yaklaşık %99,9’unda aynıdır.

İnsan genomu yaklaşık 3,2 milyar DNA harfinden oluşur; bu yüzden %0,1’lik bir fark bile milyonlarca harf demektir. 2015’te 26 topluluktan insanların DNA’sını okuyan 1000 Genom Projesi, tipik bir insanın standart referans genomdan 4 ila 5 milyon noktada ayrıldığını buldu. Farkların çoğu tek harflik değişikliklerdir; ama eksik, tekrarlanmış ya da ters dönmüş daha uzun parçalar toplamda daha fazla harfi etkiler. Bu yüzden bazı bilim insanları genel benzerliği %99,4’e yakın hesaplar. İnsan, tür olarak genetik açıdan oldukça tekdüzedir: Çeşitliliğin kabaca %85’i topluluklar arasında değil, aynı topluluktaki bireyler arasında görülür. Bu küçük farklar yine de önemlidir; göz rengi gibi özellikleri, vücudun ilaçları nasıl işlediğini ve bazı hastalıklara yatkınlığı etkiler.

BiyolojiKartı aç
MerakDil

Cebir sözcüğü, Harezmli matematikçi Muhammed bin Musa el-Hârizmî’nin 820 dolaylarında Bağdat’ta yazdığı ders kitabının adındaki el-cebr kelimesinden gelir. Hârizmî’nin Latinceye Algoritmi diye geçen adı da algoritma sözcüğünü doğurdu.

Hârizmî, Halife Me’mûn döneminde Bağdat’ta, Beytülhikme (Bilgelik Evi) adıyla bilinen bilim merkezinde çalıştı. Kitabı “Tamamlama ve Denkleştirme Yoluyla Hesap Üzerine Özet Kitap” adını taşıyordu ve denklemlerin adım adım nasıl çözüleceğini gösteriyordu. Adındaki el-cebr, yani “tamamlama”, denklemin bir yanında çıkarılan terimi öbür yana geçirmek; el-mukabele, yani “denkleştirme”, iki yandaki eşit terimleri sadeleştirmek demekti. Kitabı 1145’te Robert of Chester Latinceye çevirdi ve eser 16. yüzyıla kadar Avrupa üniversitelerinde başlıca matematik ders kitaplarından biri olarak okundu. Bugün kullandığımız Hint-Arap rakamlarını anlatan bir başka eserinin 12. yüzyıldaki Latince çevirisi “Dixit Algorizmi”, yani “Hârizmî dedi ki” sözleriyle başlıyordu. Adının bu Latince biçiminden önce algorism, sonra algoritma sözcüğü türedi ve adım adım işleyen hesap yöntemi anlamını kazandı. Türkçede cebir sözcüğünün bir de “zorlama” anlamı vardır; ikisi de Arapçadaki aynı cebr sözcüğünden gelir. Hârizmî adı “Harezmli” demektir; Harezm, bugünkü Özbekistan ve Türkmenistan topraklarında kalan bir bölgedir.

EtimolojiKartı aç
MerakBilim

Muz az da olsa radyoaktiftir. Potasyum bakımından zengindir ve doğadaki potasyumun çok küçük bir bölümü radyoaktif potasyum-40’tır. Ortalama bir muzda her saniye yaklaşık 15 atom bozunur; bu, kimseye zarar veremeyecek kadar azdır.

Doğal potasyumun yalnızca %0,012 kadarı potasyum-40’tır ve bu izotop çok yavaş bozunur: Herhangi bir miktarının yarısının bozunması 1,25 milyar yıl sürer. Potasyum her yerde olduğu için yetişkin bir insanın vücudunda da her saniye 4.000’den fazla potasyum-40 atomu bozunur. “Muz eşdeğer dozu” denen gayriresmî ölçü, çok küçük radyasyon dozlarını halka anlatmak için en az 1995’ten beri kullanılıyor. Bir muz yaklaşık 0,1 mikrosievert sayılır (sievert, radyasyonun vücuda etkisini ölçen birimdir); göğüs tomografisinde alınan doz bunun yaklaşık 70.000 katıdır. Ama bu yalnızca bir öğretim aracıdır, vücutta birikip toplanan gerçek bir doz değildir: Böbrekler vücuttaki potasyum düzeyini sabit tuttuğu için muz yedikçe vücudun radyoaktivitesi artmaz. Yine de kamyon dolusu muz, ABD limanlarında nükleer madde kaçakçılığını yakalamak için kurulan radyasyon alarmlarını çaldırabilir.

FizikKartı aç
MerakBilim

Yıldızlardan insanlara kadar atomlardan oluşan her şey, yani sıradan madde, evrenin yalnızca %5 kadarını oluşturur. Evrenin yaklaşık %27’si varlığını yalnızca kütleçekimiyle belli eden karanlık madde, %68’i ise evrenin genişlemesini hızlandıran karanlık enerjidir.

İlk ipucu 1933’te geldi: İsviçreli gökbilimci Fritz Zwicky, Koma Galaksi Kümesi’ndeki galaksilerin, görünen maddenin bir arada tutamayacağı kadar hızlı hareket ettiğini fark etti ve eksik kütleye Almanca “dunkle Materie”, yani karanlık madde adını verdi. 1970’lerde Vera Rubin ve Kent Ford, sarmal galaksilerin kenarındaki yıldızların merkeze yakın olanlar kadar hızlı döndüğünü gösterdi; bu da görünmeyen bir kütleye işaret ediyordu. Karanlık enerjinin izine daha sonra rastlandı: 1998’de uzak yıldız patlamalarını inceleyen iki ekip, evrenin genişlemesinin hızlandığını buldu ve bu keşif 2011 Nobel Fizik Ödülü’nü getirdi. Oranlar, Büyük Patlama’dan kalan soluk ışımayı, yani kozmik mikrodalga arka plan ışımasını haritalayan Planck uydusunun ölçümlerinden gelir. Bu iki karanlık bileşenin gerçekte ne olduğu hâlâ bilinmiyor.

KozmolojiKartı aç
MerakBilim

İnsan vücudu çok zayıf da olsa görünür ışık yayar; bu ışık hücrelerdeki kimyasal tepkimelerin bir yan ürünüdür. 2009’da Japonya’da bir araştırma ekibi bu ışığı zifiri karanlıkta, son derece hassas kameralarla görüntülemeyi başardı. Işık, çıplak gözün görebileceğinden yaklaşık 1.000 kat daha zayıftır.

Masaki Kobayashi’nin yönettiği çalışma PLoS ONE dergisinde yayımlandı. Araştırmacılar, yirmili yaşlardaki beş sağlıklı erkeği tamamen karanlık bir odada, eksi 120 °C’ye soğutulmuş bir kamerayla görüntüledi. En çok yüz ışıldıyordu, özellikle yanaklar ve ağız çevresi. Işık gün içinde de değişiyordu: Sabahları zayıftı, öğleden sonra saat 4 dolaylarında en güçlü hâline ulaşıyordu. Araştırmacılar bunu metabolizmaya bağlıyor. Hücreler besinden enerji üretirken serbest radikal denen, çok kolay tepkimeye giren moleküller oluşur. Bunlar yağlar ve proteinlerle tepkimeye girer; ortaya çıkan maddelerin bir kısmı, fazla enerjisini çok küçük miktarda ışık olarak salar. Bilim insanları buna “aşırı zayıf foton yayımı” ya da biyofoton der. Olguyu ilk kez 1920’lerde Rus biyolog Alexander Gurwitsch bildirmişti; popüler mistisizmdeki “aura” ile hiçbir ilgisi yoktur.

BiyolojiKartı aç
MerakBilim

Güneş aslında beyazdır. Işığı gökkuşağının bütün renklerini bir arada taşır; uzaydan bakıldığında ya da açık havada gökyüzünün yükseklerindeyken beyaz görünür. Sarı, turuncu ya da kırmızı görünmesi ancak alçaldığında olur: Işığı o zaman daha kalın bir hava tabakasından geçer ve hava mavinin bir kısmını saçar.

Güneş ışığı görünür tayfın bütün dalga boylarını birbirine yakın oranlarda içerir, gözümüz de bu karışımı beyaz algılar; ışığın en yoğun olduğu bölge aslında tayfın yeşil kısmıdır. Havadaki moleküller kısa dalga boylu mavi ışığı kırmızıdan çok daha fazla saçar. Fizikçi Lord Rayleigh’in adıyla anılan bu olguya Rayleigh saçılması denir; gökyüzünü mavi gösteren de saçılan bu ışıktır. Gökbilimciler Güneş’i G tipi bir yıldız olarak sınıflandırır ve bu tür yıldızlara halk arasında “sarı cüce” de denir. Ama bu sınıf, gördüğümüz rengi değil, yaklaşık 5.500 °C’lik yüzey sıcaklığını anlatır. Güneş’in rengi kültürden kültüre de değişir: Japonya bayrağındaki Güneş kırmızıdır.

AstronomiKartı aç
MerakBilim

Bir çay kaşığı sağlıklı toprakta 100 milyondan 3 milyara kadar bakteri yaşayabilir; yanlarında mantarlar, başka mikroplar ve minicik hayvanlar da vardır. Bu canlılar ölü bitkileri parçalar ve yeni bitkilerin ihtiyaç duyduğu besinleri toprağa geri verir.

Toprakta bakterilerin yanı sıra mantarlar, arkeler (bakterilere benzeyen ama ayrı bir canlı kolu oluşturan tek hücreli mikroplar), amip gibi tek hücreli protistler ve nematod denen minik solucanlar, akarlar, toprak solucanları gibi hayvanlar yaşar. Pek çok mantar, bitki kökleriyle mikoriza denen bir ortaklık kurar: Bitkiye su ve mineral taşır, karşılığında ondan şeker alır. Toprak mikropları gündelik hayatımıza da dokunur. Yağmurdan sonra yükselen ıslak toprak kokusu kısmen, Streptomyces ve başka bakterilerin ürettiği geosmin adlı bileşikten gelir. Vereme karşı etkili ilk antibiyotik olan streptomisin de 1943’te topraktaki bir Streptomyces bakterisinden elde edildi. PNAS dergisinde 2023’te yayımlanan bir çalışmaya göre Dünya’daki türlerin yaklaşık %59’u toprakta yaşıyor; bu da toprağı bilinen en zengin yaşam alanı yapar.

BiyolojiKartı aç
MerakBilim

Suyun üçlü noktasında buz, sıvı su ve su buharı dengede, bir arada durabilir. Bu yalnızca tek bir sıcaklık ve basınçta olur: 0,01 °C’de ve yaklaşık 612 paskalda, yani deniz seviyesindeki hava basıncının yüzde 0,6’sı kadar bir basınçta.

Maddelerin çoğunun kendine özgü bir üçlü noktası vardır; bu nokta, donmanın ve kaynamanın yalnızca sıcaklığa değil basınca da bağlı olduğunu gösterir. Basınç suyun üçlü noktasındakinin altındaysa buz erimez, doğrudan buhara dönüşür; gıdalardan ve ilaçlardan suyu uzaklaştıran dondurarak kurutma yöntemi buna dayanır. Üçlü nokta çok kesin olduğu ve saf su dolu kapalı bir cam hücrede kolayca yeniden elde edilebildiği için bilim insanları sıcaklığı onunla tanımladı. 1954’ten başlayarak bilimsel sıcaklık birimi kelvin, suyun üçlü noktası tam 273,16 kelvin olacak biçimde belirlendi; böylece 0 °C de 273,15 kelvine denk geldi. 2019’da kelvin, sıcaklığı hareket eden parçacıkların enerjisine bağlayan bir doğa sabitiyle, Boltzmann sabitiyle yeniden tanımlandı. Üçlü nokta artık ölçülen bir değerdir ama hâlâ neredeyse tam 0,01 °C’dir; laboratuvarlar termometreleri denetlemek için bu cam hücreleri kullanmayı sürdürüyor.

Ikigai DailyKartı aç
MerakBilim

Uydu ölçümlerine göre bütün gezegende saniyede ortalama 44 şimşek çakar; bu, günde 4 milyona yakın, yılda yaklaşık 1,4 milyar şimşek demektir. Şimşek karalarda, denizlerin üzerinde olduğundan yaklaşık on kat daha sık görülür.

Bu sayı, NASA’nın 1995’te küçük bir uyduyla uzaya gönderdiği Optical Transient Detector adlı kameradan gelir. Kamera fırtınaların kısa ışık çakmalarını gece gündüz izledi. Bilim insanları 2003’te bu verilerle saniyede 44 şimşek hesapladı. Eski tahmin saniyede 100’dü; 1925’te hava istasyonlarının gök gürültüsü duyulan günlere ait kayıtlarından hesaplanmış ve o zamandan beri tekrarlanıp durmuştu. Yeni sayı bunun çok altındaydı. Şimşeklerin çoğu bulutun içinde kalır ya da bulutlar arasında çakar; yere inenler, yani yıldırımlar, daha azdır. Dünyada en çok şimşek çakan yer Venezuela’daki Maracaibo Gölü’dür; orada fırtınalar yılda 140 ile 160 gece gökyüzünü aydınlatır. Şimşek kanalı çevresindeki havayı yaklaşık 30.000 °C’ye, yani Güneş’in yüzeyinden kabaca beş kat daha sıcağa çıkarır; hava öyle ani genişler ki bu patlamayı gök gürültüsü olarak duyarız.

Ikigai DailyKartı aç
MerakBilim

İnsan genomu, bir insanın yapılışını belirleyen DNA talimatlarının tümüdür ve yaklaşık 3,1 milyar baz çiftinden oluşur. Her baz çifti, burgulu DNA merdiveninin bir basamağıdır; bu basamak, dört harfli bir alfabeden (A, C, G ve T) iki kimyasal “harf”in eşleşmesiyle oluşur.

Sıradan bir yazı karakteriyle basılsa bu 3,1 milyar harf binlerce kitabı doldururdu. Hücrelerin çoğunda genomun iki kopyası bulunur; biri anneden, biri babadan gelir. Çekirdeğini kaybeden alyuvarlar bunun başlıca istisnasıdır. Tek bir hücredeki DNA uç uca eklense yaklaşık 2 metre uzunluğunda olurdu; ama proteinlere sıkıca sarılı olduğu için, çapı milimetrenin yalnızca binde birkaçı olan çekirdeğe sığar. Genomun yalnızca yüzde 1-2 kadarı, yaklaşık 20.000 gende proteinlerin tarifini taşır; geri kalanın büyük bölümü genlerin ne zaman ve nerede açılıp kapanacağını düzenler, bazı bölümlerin işlevi ise hâlâ tartışmalıdır. İnsan Genomu Projesi neredeyse eksiksiz diziyi 2003’te yayımladı; son boşluklar da 2022’de, Telomere-to-Telomere adlı uluslararası ekip bir insan genomunu uçtan uca okuyunca dolduruldu.

Ikigai DailyKartı aç