Dünyanın En Yuvarlak Nesnesi ve Kilogramın İlginç Hikayesi

Fotografta gördüğünüz şey dünyanın en yuvarlak objesi. Yapımında kullanılan ham madde bir milyon euro değerinde. Bu tüm evrende tam olarak bir kilogram olan tek şey: 1 kg silikon-28 atomu.

İyi de neden bir milyon euro ve binlerce saat iş gücünü böylesine saf, parlak bir silikon küreye yatırırsınız ki?

Sorunun cevabı Fransız devrimine dayanıyor aslında…

Antik çağlardan Rönesans’a kadar bütün eski dünya halkları ağırlık ölçümünde bir standardı yakalayamamıştı. Sorun ölçme eyleminde kullanılan birimlerin kafa karıştırmasıydı. Ağırlık birimlerindeki ölçüsüzlük sadece ticareti değil kültürel hayatı da etkiliyordu. Adalet kavramının ölçmek eylemi ve terazi aletiyle olan simgeleşmesi de bu yüzdendir. Doğru tartmak, adaletli olmak demektir.

Hiçbir siyasi yada dini erkin çözemediği bu muazzam sorunu Fransız devrimcileri çözecekti. Devrimcilerin zorla ele geçirdiği Fransız Ulusal Meclisi’nin ilk işlerinden birisidir, ölçü birimlerinin standartlaştırılması için çalışma başlatılması. İlk büyük karar metrenin tanımlanmasıdır. Jérôme Lalande, Pierre-Simon Laplace, Jean-Charles de Borda, Gaspard Monge ve Marquis de Condorcet’in altında imzası bulunan araştırma raporu ilk kez metreyi bir standarda bağlıyordu. Raporda aynı zamanda kilogramla da ilgili bir öneri bulunuyordu. Buna göre ağrılık ölçü biriminin belirli bir hacimdeki suyun ağırlığına eşit olması öngörülüyordu.

1795 yılında bir santimetre küp saf suyun ağırlığı gram olarak ilan edilir. Latincedeki en küçük ağırlık anlamına gelen kelime yeni ölçü sisteminin temel birimi olacaktır. Gram belirlendikten sonra ticari hayatta kullanılmak üzere daha büyük kütleleri ölçmek için bir üst birime gerek vardı. “Kilogram” gramın bin misli olarak hesaplanacaktı. Kilogram da suya bağlı tanımlanacak ve bir desimetreküp suyun ağırlığına eşitlenecekti.

Ancak bütün bu hesaplarda bir gariplik vardı. Fransız Bilimler Akademisi hesaplamalarda kullanılacak suyu “saf” olarak tanımlamıştı ama saflık tanımı yanlıştı. Daha sonra yanlış olduğu anlaşılacak olan karara göre 0 “sıfır” derecedeki destilize suyun saf olduğu söylenmişti. Ancak daha sonra Lefevre Gineau Fabbroni’nin ispatladığı üzere suyun en yoğun hali +4 derecede bulunan halidir.

Güncellenen hesaplar sonucunda kilogram tekrar elde edilir ki buna göre Lavoisier ve Haüy çok küçük bir farkla ilk hesaplamalarında yanlışlık yapmıştır. Aynı standartlaştırılmış metre gibi kilogramın da orijinal bir kopyası saklanmak üzere yapılacaktır. Bugün “Le Grand K” olarak bilinen ilk emsal kilogram 1799 yılında tamamı platinden elde edilen bir malzeme ile yapılır. Dünya üzerindeki kullanılan bütün ölçü birimleri artık bu emsal ağırlığa göre üretilebilecekti. Bugün hala Paris yakınlarındaki Sèvres’te bulunan Pavillon de Breteuil’de bu ilk kilogram özenle saklanmaktadır.

1883 yılında ise bu kez artık kullanımı konusunda fikir birliğine varılan kilogram ilk kez çoğaltılacaktı. Yapılan ilk kırk adet kopya, daha önceden sipariş veren ülkelere dağıtıldı. Bu kopyalarında kopyaları yapılarak kilogram dünya genelinde bir standarta kavuştu.

Dünya geneline yayılmış bu olan bu kopyaların, zaman içinde değişime uğramasını engellemek için de her 40 yılda bir tüm kopyaların Paris’de bulunan merkeze gönderilmesi ve aslı ile karşılaştırılması kararlaştırıldı. Bu doğrulama işlemi şu ana kadar üç kez yapılabildi ve ortaya çıkan sonuçlar ilginçti.

Hem kopyalar hem de kopyaların kıyaslandığı orijinal kilogram zaman içerisinde değişiklik göstermekteydi. Bu fark çok çok az olsa bile (50 mikrogram kadar) zaman içinde değişkenlik gösteren bir birimi sabit olarak tanımlamak mümkün değildi.

Bilimde kullanılan yedi temel ölçü birimi vardır ve bunlardan dördü kilogram ile ilintidir. Yani kilogramda olan bir değişim, diğer birimlerin de değişimine neden olacaktır.

Burada yapılması gereken şey kilogramın tanımını bir nesneye bağlı yapmamak.

İşte tam da bu arayış içinde devreye bu silikon yuvarlak nesne girdi devreye. Evet bu da bir fiziksel nesne ama zaten biliminsanlarının ilgilendiği aslında bu kürenin içindeki atom sayısı. Bu durumda kilogramın resmi tanımı:” Bir kilogram 2,15 x 1025 silikon – 28 atomunun kütlesidir.” biçiminde değiştirilebilir.

Ancak kilogramı tanımlamak için başka bir yaklaşım daha var. Planck Sabiti.

Planck sabiti (h) ışığın içerisindeki en küçük enerji paketleri olan fotonların enerjileri (E) ile frekansları (ν) arasındaki sabit orandır. Bunun için de 1999’da Einstein’ın ünlü E=mc2 formülünü kullanarak Planck sabitiyle kütle arasında bir ilişki kurup kilogramın buna göre tanımlanmasını önermişti.

16 Kasım 2018’de Fransa’da “Ağırlıklar ve Ölçüler Genel Konferansı” yapılacak. 57 ülkeden giden temsilciler bu konferansta kilogramın yeni tanımına karar verecek. Hangi tanımın seçileceğimi tam olarak bilemesek de, 20 Mayıs 2019’dan itibaren dünyada ve bizim ülkemizde kullanılan kilogramın ve ona bağlı olarak diğer bir kaç birimin tanımı değişecek…

İzleyeceğiniz videoda bu konuyla ilgili daha fazla bilgi bulma şansınız mümkün. Otomatik başlamaz ise altyazı seçenekleri arasından Türkçe’yi seçmeniz gerekebilir.

Bu yazı, videoda anlatılanlar ve http://www.gunceltarih.org/2013/06/kilogramn-agrlgndan-daha-devrimsel.html  referans olarak hazırlanmıştır.

Matematiksel

Yazıyı Hazırlayan: Sibel Çağlar

Kadıköy Anadolu Lisesi, Marmara Üniversitesi, ardından uzun süre özel sektörde matematik öğretmenliği, eğitim koordinatörlüğü diye uzar gider özgeçmişim… Önemli olan katedilen değil, biriktirdiklerimiz ve aktarabildiklerimizdir bizden sonra gelenlere... Eğitim sisteminin içinde bulunduğu çıkmazı yıllarca iliklerimde hissettikten sonra, peki ama ne yapabilirim düşüncesiyle bu web sitesini kurmaya karar verdim. Amacım bilime ilgiyi arttırmak, bilimin özellikle matematiğin zihin açıcı yönünü açığa koymaktı. Yolumuz daha uzun ve zorlu ancak en azından deniyoruz.

Bunlara da Göz Atın

Evrendeki En Önemli 13 Sayı

Bazı sayılar evreni ve hayatı tanımlar, hatta evrenin nihai kaderini belirleyebilir. Bulunuş sıralarına göre bu …

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.