Antik çağlardan günümüze kadar geçen sürede tüm denizcilerin amacı denizde bir noktadan diğerine hızlı ve emniyetli bir şekilde ulaşmak olmuştur. Navigasyon araçlarının henüz kimse tarafından bilinmediği dönemlerde denizciler gündüz doğu-batı yönünde güneşin hareketine, gece ise belli başlı takımyıldızların konumlarına göre yönlerini bulabiliyorlardı; ancak bu yöntem göz kararıyla yapıldığı için çok hassas değildi.
Dolayısıyla hesaplamalar güvenilir olmaktan uzaktı. Sonucunda da deniz seferleri, yanlış hesaplar nedeniyle büyük felaketlerle sonuçlanıyordu. Bunun temel sebebi denizcilerin hangi enlemde olduklarını bilmelerine rağmen boylamı bilmemeleri idi. ( Detaylar: Navigasyon Cihazlarından Önce Denizciler Yönlerini Nasıl Buluyordu?)
Boylam yeryüzünde herhangi bir noktadan geçen meridyenin ana meridyen ve başlangıç meridyeninden doğuya veya batıya doğru olan açısal uzaklığıdır. Zamanı kullanarak boylamı hesaplamanın ilk şartı ise iki farklı yerde saatin kaç olduğunu bilmekten geçer.
O dönemde saatler sarkaçla çalışırdı. Ancak fırtınada sallanan bir gemide bu tarz bir saatin kullanılması kendi başına bir sorundu. Boylam sorunun çözmenin yolu gemideyken zamanı doğru bir biçimde çözebilmekten geçiyordu. Bu konu, genç bir İngiliz saat üreticisi olan John Harrison’un ilgisini çekmişti.
John Harrison kimdir?
İngiltere’nin kuzeyindeki bir köyde doğan John Harrison, araştırmacı bir gençti. Meslek yaşamına marangoz olarak başlamış, daha sonra saatlerin işleyişine merak sararak, boş vakitlerinde saat üretmeye ve tamir etmeye başlamıştı. Harrison her ağaç türünün özelliklerini biliyordu ve bu bilgisini ahşap saatler üretirken de kullandı. Bu bilgisi ve tutkusu onun adını denizcilerin denizde boylamlarını belirlerken karşılaştıkları sorunu çözmek için tasarladığı deniz kronometreleri ile ölümsüzleştirecekti.
Harrison farklı malzemelerle yaptığı deneyler sonucunda pirinç ve demirden yapılma tellerin ısıtılınca farklı oranlarda genleştiklerini fark etti. Pirinç ve demir birbirlerini sıkıca sarılıyor ve denge sağlıyordu. Bu nedenle de bu metallerin yalnızca birinden yapılma bir sarkaca kıyasla daha sağlam bir yapı oluşturuyordu.
Harrison bunun ardından birbirinin aynısı iki saat üretti. Saatlerden birini çok soğuk, diğerini de çok sıcak bir odaya koydu. İki saat eş zamanlı çalışana dek, pirinç ve demirden yapılma telin birleşimini değiştirmeyi sürdürdü. Sonunda ısı değişimine oldukça dayanıklı bir sarkaç elde etmişti.
Sonrasında tüm bulgularını derleyerek Londra’nın yolunu tuttu. Doğru ve güvenilir bir deniz saati üretebileceğinden emin bir şekilde bulgularını o dönemde kraliyet astronomu olan Edmund Halley’e sundu. Halley de onu, Londra’nın ünlü saat ustası George Graham ile tanıştırdı.
Aldığı destekle Harrison sonraki altı yılını Harrison Bir, ya da bugün H1 diye bilinen ilk deniz saatini yapmakla geçirdi. Bu sayede saatin işleyişi sarkaca ya da kütle çekimine bağlı olmaktan kurtuldu. Bu saat dalgayla sallanan bir gemi de bile aksamadan çalışıyordu. Tüm bu çabaların nedeni de aslında o zamanlarda İngiltere’de çıkan bir kanun ile ilişkiliydi.
Boylam Yasası
Bir geminin denizdeki boylamını, yarım derecelik hata payıyla belirleyebilecek gerçekçi bir yöntem geliştirene 20.000 pound; bir derecelik hata payıyla belirleyene 10.000 pound; ya da 40 dakikalık hata payına 15.000 pound verilecekti. Kurulun uygulanabilir bulduğu teknikler Batı Hint Adaları seferlerinde test edilecekti. Bu para ödülleri nedeniyle de dönemin İngiltere’sinde bir boylam hesaplama çılgınlığı başlamıştı.
Elbette John Harrison da amacı bu parayı kazanmaktı. Ünü kısa sürede yayılan H1 isimli saat, çok geçmeden ilk teste tabi tutuldu. H1 yolculuğu başarıyla atlattıysa da, Harrison daha da iyisini yapabileceğini düşünüyordu. Sonuçtan memnun kalan Boylam Kurulu Harrison’a ikinci bir model üzerinde çalışması için 250 pound ön ödeme yaptı. 2 yıl sonra ortaya H2 çıktı.
Ancak Harrison H2 adlı saatini kurula sunmadan önce tasarımında bazı sorunlar olduğunu fark etti. Fırtınalı havalarda saat şaşıyordu. Bunun üzerine Harrison yeni bir model, yani H3 üzerinde çalışmaya başladı. Harrison Boylam Kurulu’ndan aldığı bağışlarla bu saati 19 yıl boyunca tekrar tekrar söküp kurdu. Ancak zor beğenen Harrison yaptığı bu saati de beğenmiyordu. Aslında H3’ü yaparken fikrini değiştirmişti. Cep saati boyutlarında bir deniz saati yapmaya karar verdi. H3’ten 4 yıl sonra H4 dünyaya geldi.
John Harrison deniz saati – H4
1759’da tamamlanan H4, gelmiş geçmiş saatler içinde en iyi işleyeni oldu. Boylam Kurulu saatin denenmesini istedi. John Harrison’un yaşı artık 71’i bulduğu için bu yolculuğu onun adına oğlu gerçekleştirecekti. Gemi denize açılmadan önce saat ayarlandı. İzleyen 46 gün boyunca saat İngiltere’nin serin ikliminden, nemli Karayip’e dek yol aldı.
13 Mayıs 1764 sabahı, Harrison’ın H4’ünü taşıyan gemi, Barbados açıklarında demir attı. Bu zamandan birkaç ay önce, gökbilimci Nevil Maskelyne, adanın gerçek boylamını Jüpiter’in uydularını gözlemleyerek belirlemişti. Sonrasında kendi boylam belirleme tekniği üzerinde çalışmalar yapmaya başlamıştı. Bu boylamın, Harrison’un saatinin belirttiği zamanı temel alarak yapılan hesaplamalarla karşılaştırılması saatin güvenilirliğini gösterecekti.
John Harrison Ödülü 43 Yıl Sonra Aldı
Ancak bir sorun vardı. Maskelyne’nin de amacı boylam ödülünü kazanmaktı. Bu nedenle kendisi H4’ün ölçümlerinin kendi ölçümlerinden çok daha doğru olduğunu bilmesine rağmen, ödülün Harrison’a verilmesini engelledi. Kurul Harrison’ dan, kendisininkinin kopyası olan bir saatin yapılabilmesi için sırlarını açıklamasını talep etti. Ayrıca saatin iki kopyasını daha yapması istendi. Harrison istemeye istemeye saatin iki kopyasını tamamladı ve tasarımlarını saat ustası Larcum Kendall’a verdi. Kendall ise tasarımları çoğalttı.
Saat Kraliyet Gözlemevi’nde on aylık teste tabi tutuldu ve elde edilen olumlu sonuçlara karşın, kurul yine de Harrison’a ödülü vermedi. Bundan çok rahatsız olan Harrison’un oğlu sonunda olan biteni anlatan bir mektubu Karl III. George’a yazdı. Bunun sonucunda baba oğul kral ve izleyicilerinin önünde saatlerini tanıttılar. Harrison sonunda Boylam Ödülü’nü kralın ısrarı üzerine, çalışmaya başladıktan ancak 43 yıl sonra alabildi. John Harrison sonunda zengin bir adam olarak öldü. Ayrıca göz atmak isterseniz: Null Island: Aslında Var Olmayan Ancak En Çok Ziyaret Edilen Ada
Kaynaklar ve ileri okumalar:
- Longitude found: the story of Harrison’s clocks; https://www.rmg.co.uk/
- Clockmaker John Harrison vindicated 250 years after ‘absurd’ claims; yayınlanma tarihi: 19 Nisan 2015; Bağlantı: https://www.theguardian.com/
- The Clock That Changed the World (BBC History of the World); Bağlantı: https://www.youtube.com/watch?v=T-g27KS0yiY
Size Bir Mesajımız Var!
Matematiksel, 2015 yılından beri yayında olan ve Türkiye’de matematiğe karşı duyulan önyargıyı azaltmak ve ilgiyi arttırmak amacıyla kurulmuş bir platformdur. Sitemizde, öncelikli olarak matematik ile ilgili yazılar yer almaktadır. Ancak bilimin bütünsel yapısı itibari ile diğer bilim dalları ile ilgili konular da ilerleyen yıllarda sitemize dahil edilmiştir. Bu sitenin tek kazancı sizlere göstermek zorunda kaldığımız reklamlardır. Yüksek okunurluk düzeyine sahip bir web sitesi barındırmak ne yazık ki günümüzde oldukça masraflıdır. Bu konuda bizi anlayacağınızı umuyoruz. Ayrıca yazımızı paylaşarak veya Patreon üzerinden ufak bir bağış yaparak da büyümemize destek olabilirsiniz. Matematik ile kalalım, bilim ile kalalım.
Matematiksel
