John Harrison’ın Saatleri Denizde Boylam Bulma Sorununu Nasıl Çözdü?

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 ve açık deniz seferleri, yanlış hesaplar nedeniyle büyük felaketlerle sonuçlanabiliyordu. Bunun temel sebebi denizcilerin hangi enlemde olduklarını bilmelerine rağmen boylamı bilmemeleri idi. 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 kütleçekimine 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.

H1 adlı saat

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.

H2 adlı saat

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.

H3 adlı saat; 753 parçadan oluşan H-3 üzerindeki yenilikler ise günümüzde termostatlarda ve sıcaklık kontrol aletlerinde kullanılıyor.

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.

H4 adlı saat

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 Alabildi

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.



Kaynaklar ve ileri okumalar:


Dip Not

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 konularda 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 da büyümemize destek olabilirsiniz. Matematik ile kalalım, bilim ile kalalım.

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.

Bu Yazılarımıza da Bakmanızı Öneririz