Tarih

Kral Dirseğinden Işık Hızına: 1 Metre Nedir? Metrenin Kısa Tarihi

Bir şeylerin ölçüsünden bahsederken kesin ifadeler kullanmak isteriz. Bu nedenle standart ölçü birimleri kullanırız. Kullandığımız ölçü birimlerinden en yaygın olanı ise metredir. Hemen hemen herkes metre ve onun altbirimi olan santimetreyi bilir ve kullanır. Metre bir kesinlik ölçütüdür. Bu nedenle neredeyse dünyadaki her ülke mesafeyi ölçmek için metre kullanır. Ancak bir metrenin ne kadar uzun olduğuna kim karar verdi? Bir şeyin tam olarak bir metre olduğunu nasıl anlarız? Metrenin tarihi uzun, karmaşık ve kesinlikle büyüleyicidir.

İnsanlar tarih boyunca uzunlukları ölçmüş, ölçtükleri mesafeleri tanım­lamak için bir ta­kım standartlar kullanmıştır. Örneğin eski Mısırlılar, “Mısır Kraliyet Kübiti”ni, piramitleri tasarlamak ve inşa etmek için kullanmışlardır. Firavun’un önkolunun ve elinin uzunluğu olarak tanımlanan bu ölçü birimi günümüzde yaklaşık  463,3 mm’ye karşılık ge­lir.

Yunan ve Roma medeniyetleri, karmaşık yollar ve su kemerleri inşa etti. Başarılı olmak için standart ölçümler gerekli oldu. Bu nedenle arayışlar devam etti. Bu arayış sonucunda 1790’lara kadar tüm dünyada, birbirinden çok farklı uzunluk ölçüleri kullanılmaya başlandı. Zamanla da bu durum bir kargaşaya yol açtı. Bu dönemde bilim insanları Dünya’nın ve astronomik fenomenlerin haritasını çıkarmakla giderek daha fazla ilgilenmeye başlamışlardı. Bunun sonucunda Fransız Devrimi ile uyumlu olarak, geleneksel ölçü birimlerini değiştirme arzusu arttı ve Fransa’da merkezileşti. Bunun sonucunda da Fransız Bilimler Akademisindeki bilim insanları devrim niteliğinde bir karar aldılar. Ölçüler standartlaştırılmalıydı. Yıllarca süren konuşmalardan sonra bunu gerçekten halletmek için bir komisyon atadılar.

Metre Tanımlanıyor

Aralarında Jean-Charles de Borda, Joseph-Louis Lagrange ve Pierre-Simon Laplace’ın da bulunduğu seçkin bilim insanlarından oluşan bu komisyon yeni uzunluk biriminin Dünya’nın çevre­sinden çıkarılmasını önerdi. Fransa Ulusal Meclisi 1791’de yeni uzunluk biriminin, Paris üzerin­den geçen Kuzey Kutbu’ndan Ekvator’a olan mesafenin tam olarak 10 milyonda biri olmasında görüş birliğine vardı. Bu yeni birim, “bo­yut” anlamına gelen Yunanca metron ke­limesinden ortaya çıktı ve metre denildi.

Kırmızı Çizgi Paris üzerinden geçen meridyen dikkate alınarak hesaplanan Dünya’nın çevresinin çeyrek dilimi

Buna karar verildiğine göre, tek yapmamız gereken Kuzey Kutbu’ndan ekvatora olan mesafeyi ölçmekti. Kulağa mantıklı gelse de 18. yüzyılın sonlarında, bu kadar büyük bir mesafeyi ölçmek kolay bir iş değildi. Sonunda bir plan yapıldı. Tüm yolu ölçmek yerine, araştırmacılar sadece Dunkirk ile Barselona arasındaki mesafeyi ölçeceklerdi. Bu iki şehir aynı boylamdaydı. Bu nedene tam olarak ne kadar uzakta olduklarını bildiğimiz zaman ekvatordan Kuzey Kutbu’na olan mesafe hesaplanabilirdi. Ölçümleri iki gökbilimci, Pierre Mechain ve Jean-Baptiste Delambre yapacaktı. Mechain, Barselona’ya ve Delambre’de Dunkirk’e doğru yola çıktı ve işlerine başladılar. Ancak ne yazık ki, bu kadar kilometreyi araştırmak hala son derece zorlu bir işti. Fransız Devrimi, kırsal kesimde kaosun hüküm sürmesini sağlamıştı. Sıkıcı ve kesin hesaplamalar için ortam hiç de uygun değildi.

Bir Metrenin Ölçülmesi

Dunkirk-Paris arası ölçüm sonuçları

Ölçümleri 7 yıl sürdü. Bu esnada hapse atıldılar ve pek çok kez ölüm tehlikesi ile burun buruna geldiler. Ancak sonunda ölçümlerini kullanarak ekvatordan Kuzey Kutbu’na kadar olan mesafeyi hesaplamayı başardılar. Daha sonra bunu on milyona böldüler ve sonunda elimizde 1 metre oldu. ( İlk ölçümde küçük bir hata vardı, ancak bu hata onların ölçümlerinden değil Dünya’nın şeklini tam olarak bilmememizden kaynaklıydı. Bir metre olması gerekenden 0.2 milimetreden daha kısa idi.)

İlk 1 metre uzunluk standardı, 1799

Hesaplanan bu büyüklüğe göre, ilk metre prototipi 25 mm x 4 mm büyük­lüğünde ve dikdörtgen kesitli bir platinyum çubuk biçimindeydi. Artık Fransız Bilim Akademisi tarafından tasarlanan metrik sistem doğmuştu. “Mükemmel” olup olmadığına bakılmaksızın, platin metre des Archives bundan böyle metre olarak biliniyordu. Zaman içinde diğer ülkeler de bunu standart bir ölçü birimi olarak benimsemeye başladılar. Metrenin kişiye değil de gezegenin kendi ölçümüne dayanıyor olması fikrinden dolayı hiçbir ülke zamanla kendi ölçü biriminde ısrarcı olamadı. Sonuçta bilim, ulusların politikalarının önüne geçmeyi başarmıştı. 

Ancak bir sorun vardı. Fiziksel bir nesne, zaman içinde kaçınılmaz olarak değişir. Bu nedenle de platinden yapılan  Meter des Archives yavaş yavaş değişti. Ayrıca, o tek platin çubuk aynı anda birden fazla yerde olamazdı. Diğer ülkeler kopyaları satın almıştı. Ancak bu kopyaların tam olarak aynı uzunlukta olup olmadığını söylemenin gerçek bir yolu yoktu . Yıllar geçtikçe, eskilerin yerine yeni, daha iyi çubuklar yapıldı. Ancak sonunda anladık ki bir metreyi tanımlamak için yeni bir yola ihtiyacımız vardı. ldi.

Metre Tarihinde Son Durak: Işık Hızını Kullanmak

Aslında ideal bir çözümü icat etmemizin üzerinden bir asırdan fazla zaman geçti. Bu ışığın doğasını anlamamız sayesinde oldu. 1960 yılında, lazer keşfedildi. Lazer, bilim adamlarının hafif parçacıkların kat ettiği mesafeyi ölçmesine izin verdi. Işığın hızı sabit olduğundan, nihayet bir metreyi tanımlamanın mükemmel bir yolunu bulduk. Asla değişmeyen veya değişmeyen ve tüm dünyada tekrarlanabilen bir yol. Bu nedenle metre tanımı, “1 ⁄ 299.792.458 saniyelik bir zaman aralığında ışığın boşlukta kat ettiği yolun uzunluğu” şeklinde yapılmıştır. Yakın zamanda da metre tanımı güncellenmiş ve şu hala gelmiştir. Sembolü m olan metre, SI uzunluk birimidir. Işığın boşluktaki hızının sabit sayısal değeri, m/s birimi ile ifade edildiğinde, 299.792.458 alınarak tanımlanır. Bu ifadede saniye sezyum frekansı üzerinden tanımlanır.” Kulağa karmaşık gelebilir, ama bu asla değişmeyecek bir şeydir. 

Kaynaklar:

Matematiksel

Sibel Çağlar

Merhabalar. Matematik öğretmeni olarak başladığım hayatıma 2016 yılında kurduğum matematiksel.org web sitesinde içerikler üreterek devam ediyorum. Matematiğin aydınlık yüzünü paylaşıyorum. Amacım matematiğin hayattan kopuk olmadığını kanıtlamaktı. Devamında ekip arkadaşlarımın da dahil olması ile kocaman bir aile olduk. Amacımıza da kısmen ulaştık. Yolumuz daha uzun ama kesinlikle çok keyifli.

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Başa dön tuşu