Zaman: 2013 Nisanı. Amerikan Fiziksel Antropoloji yıllık toplantısı. Akşam. Yer: Tennessee eyaletinin Knoxville şehrinde bir salaş bar. Kim: Yeni yetme genetik antropologlar. Hepimiz Tina'nın etrafında toplanmış, onu sabırla cevap verdiği bir soru yağmuruna tutmuştuk. Bir-iki saat önce Tina, eski kemiklerde çok iyi korunan bir yapı olan diş plağından hem kemiğin ait olduğu insanın, hem de o plakta hapsolmuş bakterilerin DNA'sını çok iyi bir kalitede elde ettiğini iddia eden bir konuşma vermişti. Bu bulgular çok yeni idi ve de daha sonuçları analiz etmeye fırsat bulamamıştı Tina. Ancak, son yılda yaptıkları replikasyon ve kalite kontrol deneyleri, çıkarılan DNA'ların otantik ve kapsamlı olduğunu ortaya koyuyordu. Eğer bulgular tekrarlanabilirse, binlerce yıl önce yaşayan insanların, hayvanların ve hatta belki Neandertallerin hangi hastalıklarla cebelleştiklerini, ağızlarında hangi bakterilerin yaşadığını,neler yediklerini öğrenebilecek ve belki daha bir çok başka bilgiye ulaşabilecektik. Hepimiz çok heyecanlanmıştık. Ancak Tina'nınki gibi çok şey vaadeden ancak sonrasında fos çıkan bir çok çalışmadan dilimiz yandığından kafamızda kuşkular vardı. O yüzden ardı arkası kesilmeyen bir soru yağmuruna tutmuştuk Oklohama Üniversitesi'nde kendi laboratuvarını kurmaya hazırlanan Tina'yı. Gerçekten de yaklaşık 1 sene kadar sonra Tina'nın makalesi en prestijli genetik dergisi olan Nature Genetics'te yayınlanmıştı. Makalenin içeriği Tina'nın önceki sene anlattıklarını ve hatta daha fazlasını içeriyordu. Fakat size bu içeriği anlatmadan önce mikrobiom ve metagenom kavramlarını biraz irdelemek istiyorum. Metagenom ve mikrobiom Metagenom bir örnekte bulunan tüm DNA moleküllerinin, özel bir zenginleştirme veya filtre yapılmadan dizilenmesi olarak tanımlanabilir. Örneğin bir insanın tükürüğünden örnek aldığımızda, o insanın DNA'sı ile birlikte, binlerce değişik tür mikroorganizmanın ve çiğnenmiş yemeklerden kalmış hayvan ve bitkilerin DNA'ları da örneklenmiş oluyor. Yeni nesil DNA dizileme yöntemleri ile bu DNA'ların temsil ettiği değişik organizmaları, bu organizmaların hangi oranda bulunduğunu ve bu organizmalar arasındaki genetik ilişkileri bulmak mümkün. İnsan metagenomunu inceleyen yeni çalışmalar karşımıza inanılması güç, muazzam bir bir tablo ortaya çıkarıyor. Bugün biliyoruz ki, örneğin, vücudumuzda insan hücrelerinin sayısından on kat daha fazla, trilyonlarca mikroorganizma yaşamakta (Şekil 2). Bu küçük hücreleri toparlayıp tartabilsek, kilolarca biyokütle oluşturacaklar. Yine artık açık olarak görmekteyiz ki, insan evrimi le bu küçücük organizmaların evrimi birbiri ile bağlantılı. Çoğu bize zarar vermeden ve hatta hayat döngümüzün vazgeçilmez parçaları olarak bağırsaklarımızda, midemizde, derimizde, ağzımızda ve bir çok başka organımızda yaşamakta. Bu muazzam çeşitliliğe ev sahibi olan bizlerle birlikte, bu mikroorganizmalar karmaşık, dinamik bir ekosistem oluşturmakta. Bugün yine biliyoruz ki doğumumuzda bizimle olan bu mikroorganizma ekosistemini ve hayatımızın sonuna kadar, değişerek bizimle kalıyor. Yeni çalışmalar gösteriyor ki, bu ekosistemin dengesi sağlığımız için çok önemli. Bu ekosistem, sindirim ve bağışıklık sistemimizin vazgeçilmez parçaları. O kadar ki, bu mikroorganizmaları kaybetmemiz, ölüme götürüyor. İçtiğimiz sigara, yediğimiz yemekler, içteğimiz suya göre insandan insana değişiyorlar. Ekosistemdeki dinamikler obeziteden, kansere kadar bir çok hastalıkta değişiklik gösteriyor, daha tam anlamadığımız ama gözlemleyebildiğimiz bir rol oynuyorlar. Bu önemli ekosistemin içinde, çok önemli hastalıklar yaratabilecek mikroplar da olabiliyor. Bağışıklık sistemimizin ve bu vücudumuzda yaşayan ekosistemin dinamiklerinin değiştiği zamanlarda ortaya çıkıp çok önemli hastalıklara yol açabiliyorlar. Kısaca bu ekosistem biyolojimizin bir çok katmanında etkili. Dolayısı ile metagenom çalışmaları, genomik biliminin en önemli alt-dallarından biri olma yolunda hızla ilerliyor. Ortaçağda ağız metagenomu Tina'nın çalışmasına gelince, aslında normal bir mikrobiom çalışması. Tek farkı, bu çalışmanın 10.000 senelik bir örnek üzerinde yapılması. Bunu mümkün kılan ise genelde fiziksel antropologların hiç ilgilenmedikleri ve de dişçilerden her ziyaretimizde bir araba laf işitmemize neden olan tartar. Tartar tükürükteki minarellerin diş diplerinde birikmesinden oluşan yapıya denmekte. Son yıllardaki çalışmalar gösteriyor ki, tartar oluşumu sırasında o anda ağız içinde olan parçacıkların bir kısmı bu yapının içinde hapsolmakta. Tartar bir anlamda, ağız içindeki bakterilerin, yemek parçalarının ve ağız içinde dolaşan insan hücrelerinin binlerce yıl korunduğu bir sığınak (Şekil 3). İşte Tina ve birlikte çalıştığı arkadaşları tartarda hapsolan hücrelerin DNA'sını çıkarmayı ve dizilemeyi başarmış, bin sene önce yaşamış insanların metagenomu elde etmişlerdi. Bu geç Ortaçağ Almanyalıları, Kutsal Germen İmparatorluğu'nun tebaası olmalıydılar. O zamanın günümüze göre çok daha kötü olan hijyen koşullarını gözününe aldığımızda, ağız sağlıklarının çok kötü olması beklenmekteydi. Gerçekten, metagenom çalışması bugünde dişeti hastalıklarının baş sebebi olan ve 'kırmızı kompleks' olarak bilinen, bakteri gruplarının Ortaçağ Avrupalılarında bol miktarda ve sağlıklı modern insan ağzından daha fazla miktarda olduğunu ortaya çıkarmıştı. Bu beklenen sonuç dışında, bugünkü ağız mikrobiomu ile uyuşan ve uyuşmayan binlerce başka tür bakteri de ortaya çıkarılmıştı bu antik ağızlardan. Dahası, Tina ve arkadaşları, bir adım daha atıp, diş tartarlarında hapsolan proteinleri kütle spektrometrisi' tekniği ile incelemişler ve antik ağızlarda günümüzü insanı ağzından çok daha fazla bir şekilde iltihaplanma ile ilişkili bir çok proteinin salgılandığını gözlemlemişlerdi. Ancak, en enteresan ve beklenmeyen bulgulardan birisi, antibiotiğe dayanaklı bakteri genlerinin gözlemlenmesi olmuştu. Görünüşe göre, antibiyotiğe dayanıklılık gösteren genetik özellikler, bu ilaçların yaygın bir şekilde kullanılmasından önce ortaya çıkmıştı ve bu çalışmada Ortaçağ Avrupalılarında bu özelliklerin bir kısmını saptayabilmişlerdi. Tina ve arkadaşlarının, 1000 senelik metagenomdan çıkardıkları bir başka bilgi de, bu insanların yedikleri yemeklerden kalan genetik parçalardı. Bu genetik parçalar domuz, koyun, lahana ve buğdayınkine tekabül ediyor ve Almanya'da yaşayan insanların son bin senedir yemek kültürlerinde bir değişiklik olmadığına işaret ediyordu. Bu çalışma 1000 sene öncesinin hayatına açılan bir pencere olmuş, bir çok enteresan bilgi vermiş ama daha önemlisi, diğer benzer çalışmalarla beraber metodoloji olarak yepyeni bir genetik antropoloji alt dalı ortaya çıkarmıştı. Daha zengin bir genetik antropoloji 2013 yılı genetik antropoloji için sönük bir yıldı. Genetik antropoloji, 90'lar ve 2000'lerde anneden ve babadan geçen genetik işaretleri çalışan, benim de dahil olduğum bir akademik grup tarafından domine edilmişti. Bu çalışmalar bahsedilen genetik işaretleri kullanarak toplumların birbiri ile olan tarihsel ilişkilerini, olası göç yollarını ve geçmişteki nüfus küçülmelerini ve patlamalarını ortaya çıkarmaya çalışmakta. Daha önemlisi, bulunan genetik çeşitliliğin ve tarihsel dinamiklerin dillerde, arkeolojik kalıntılarda ve kültürel öğelerde diğer antropologlar tarafından gözlemlenen farklılıklarla bağdaştırmak üzerine yoğunlaşmaktayd. Ancak, 2005'ten başlayarak anneden ve babadan geçen genetik işaretler üzerinden yapılan çalışmaların önemli eksiklikleri, çoğunluğu antropolog olmayan, daha çok tıbbi veya matematiksel genetikle ilgili ekipler tarafından bulunmuştu. Konuştuğum ünlü bir genetik antropolog olan Anne Stone, antropologların durumunun parazitlerinkine benzediğini ve medikal genetiğin evrimsel, kültürel ve tarihsel bağlamdan yoksun olarak üretilen verilerini kullanarak önemli işler yapılabileceğinden dem vurmuştu. Anne parazitler üzerine çalıştığından ve onların evrimsel olarak çok başarılı ve enteresan varlıklar olarak gördüğünden, aslında kötü bir şey demek istememişti. Ancak, bu parazit benzetmesi bana yine de dokunmuştu. 2014 yılında, Kanada'nın Calgary şehrinde gerçekleşen Fiziksel Antropoloji Kongresi, geleneksel yöntemlerin ötesine geçen onlarca heyecanlı konuşmaya ev sahipliği yapmıştı içinde barındırıyordu. Anlaşılan, Tina ve arkadaşlarının çalışması genetik antropolojinin bir rönasansın eşiğinde olduğuna bir alametti. Geleneksel genetik metodların ve işaretlerin bir adım ötesine gitmeye cesaret eden bilim insanları, yepyeni heyecanlı yolculuklara çıkmaktalar. Önümüzdeki on yıl bizi şaşırtacak bir çok antropolojik buluşa gebe.


Bilimsel okuryazarlık modern çağda işleyen bir toplum için gereklidir. Bilimsel okuryazarlık bilim eğitimi değildir. Bilim eğitimi almış bir kişi bilimi anlayabilir; bilimsel okuryazar olan biri bilim yapabilir. Bilimsel okuryazarlık kendi sağlığına, yiyeceklerinin, sularının ve havanın kalitesine, kendi bedenleri ve etraflarındaki karmaşık dünya arasındaki özel etkileşimlere aktif katılımcı olmak isteyen herkesi cesaretlendirir. Biyopunk Manifestosu Meredith L. Patterson Bilim kavramı toplumun çoğu bireyi için beyaz önlüklü bilim insanları tarafından yüksek teknolojili laboratuvarlarda yapılan çalışmaları çağrıştırır çünkü çoğu zaman bilim insanları laboratuvarlarda tam olarak ne yaptıklarını herkesin anlayacağı şekle sokmakta zorlanır. Açık Bilim gibi toplumun bilime erişimini artırmak amacıyla yapılan yayınlar, günlük hayatlarımıza hatırı sayılır seviyede gerçek bilgi ve doğru yöntemler kazandırmakta ve bilim ile toplum arasındaki duvarları yıkmaya çalışmakta. Öte yandan modern yaşam ile insanların kendi hayatları üzerinde daha fazla hak sahibi olmak istediğini görüyoruz ve bu durumun internetin hayatlarımıza kattığı erişilebilirlik kavramı ile desteklediği de inkar edilemez. Linux, Arduino gibi bilgisayar, elektronik; PLOS dergisi gibi bilimsel yayıncılık alanlarında sunulan Açık Erişim kavramı bilgi ve verilerin herkesçe ulaşılabilir olmasının gücünü ve bu açık erişimin kaliteyi düşürmediğini oldukça çarpıcı şekilde göstermiştir. İnsan Genom Projesi ile insan genomundaki 3 milyon bazın diziliminin kamuya açık yayınlanması ise genetik alanındaki gelişmelere imkan ve cesaret vermiş; hız kazandırmıştır. Biyopunk Günlük hayatlarımızı her yönüyle etkileyecek potansiyele sahip biyoteknoloji, hızla gelişen ve dolayısıyla popülerleşen bir teknoloji sektörü. Farkındalık olmadan biyoteknoloji aslında insanoğlunun tarımla uğraşmaya başladığı zamanlara kadar uzanır. En verimli bitkileri üretmek için farklı bitkileri melezleyen insanlar doğal olarak bulunmayan tarım bitkileri ürettiler. Bira, ekmek gibi fermantasyon odaklı üretimde organizmaların modifikasyona uğramadan kullanılması geleneksel biyoteknolojinin anlamına dahilken, modern biyoteknolojinin başlangıcı olarak ise Gregor Mendel'in kalıtım, Robert Koch ve Louis Pasteur'ün bakteriyoloji alanındaki çalışmalarıyla başlayan 19. yüzyılın ikinci yarısı gibi daha yakın bir dönem kabul edilir. Biyoteknolojinin hızlı gelişiminin sonucu olarak bugün artık bilim insanları organizmaların genlerinin laboratuvarlarda değiştirilmesi ile yeni özellikler kazandırılmasına yabancı değillerdir. Biyopunk'ın ise biyoteknolojinin tarihsel gelişiminde entelektüel ve kültürel bir hareket olarak ortaya çıktığını görüyoruz. Kelime olarak biyoteknoloji ve punk kelimelerinden meydana gelen biyopunk kendisi ile ilişkili bilim-kurgu türünde biyoteknolojiyi odağa alıyor. Biyopunk kurgusunda en sık rastlanan imgelerden birisi ise siyah kliniktir ve yasadışı, düzensiz veya etikdışı biyolojik modifikasyon ve genetik mühendisliği yöntemleri ile gerçekleştiren deneyleri ifade eder. Pek çok biyopunk özelliğinin William Gibson'un Neuromancer adlı romanından temel aldığı düşünülür. Doktor Moreau'nun Adası, Frankenstein, Kurma Kız, Cesur Yeni Dünya, Jurassic Park gibi romanlar veya Bioshock, Prototype gibi bilgisayar oyunları Biyopunk'ı nerede bulurum? sorusuna verilebilecek cevaplardan bazıları. Free our genetic data! Biyopunk'ın toplanma çağrısı sayılan ve temel amacını en iyi şekilde özetleyen slogan. Türkçe'ye Genetik verilerimizi özgür bırakın! şeklinde çevrilebilir. Genetik Bilgiye Açık Erişim Biyopunklar genetik bilgiye açık erişimi; biyoteknolojinin katı kurallar ve bürokrasilerle işleyen büyük kurumlara bırakılmamasını çünkü bu kapalı kapıların bilimin halka ulaşmasını yavaşlattığını, bütün olan bitenin ilgilenen herhangi biri tarafından erişilebilir olması gerektiğini savunuyorlar. Sivil bilim, çeşitliliğinde sıkıntılı bir azalıştan muzdarip olmuştur ve bu, biyohackerların geri kazandırmak istedikleri çeşitliliktir. Bilimin sadece milyon dolarlık üniversitelerde, devlette veya kurumsal laboratuvarlarda yapıldığı popüler algısını reddediyoruz, araştırma yapmak ve bilgiyi kendi yönetiminde aramak için sorgulama özgürlüğü hakkının, konuşma özgürlüğü veya din özgürlüğünde olduğu gibi temel bir hak olduğunu iddia ediyoruz. Biyopunk Manifestosu Bugün gerçekten de belli bir DNA'nın belli bir yerini kesip başka canlıların genomuna yerleştirmek mümkün ve bu bilim insanları için şaşırtıcı değil. Biyopunklar bunu ve diğer bir çok biyoteknolojik çalışmayı kendileri de yapmak istiyor. Bunun için kendi imkanları ile garajlarında, evlerinde laboratuvarlar kurup, deneyler yapıyorlar ve bu kişilere Biyohacker deniyor. Bu alanla ilgili uğraşları hobi edinmiş kimseler sanat dünyasından, bilim insanlarına, lise öğrencilerine kadar geniş bir yelpazede karşımıza çıkıyor. İlk izlenimler biyogüvenlik ve biyoterör gibi sorunsalları akla getiriyor. Devrim yapma amacı gütmeyen biyohackerlar bu riskleri inkar etmiyor ancak amatör gruplar kadar profesyonellere de bu anlamda bakılması gerektiğini çünkü iyi altyapılara, gelişmiş tesislere sahip olduklarını ve tehlikeli patojenlere kolaylıkla erişebildiklerini vurguluyorlar. Videoda London Hackspace adlı Biyohacker topluluğunun biyolog olmayan hackerları kendi kurdukları genetik laboratuvarında kendi DNA'larını kullanarak saflaştırma, PCR ve elektroforez deneyleri gerçekleştiriyorlar. Bu deneylerde en temel amaç özel işlemler ile genetik materyalin saf olarak elde edilmesi çoğaltılması ve parçalarının elektriksel alanda büyüklüklerine ve yüklerine göre sıralanması, ayrılmasıdır. DIY Kendin Yap kültürü kendileri bir şeyler üretmek isteyen, kendi hayatlarını kolaylaştırmak isteyen robot meraklılarından, ev hanımlarına her yaştan insanın eninde sonunda tanışacağı bir kültürdür. İngilizce Do It Yourself ifadesinin kısaltması olan DIY aslında dergiler, videolar ve web siteleri ile beslenen devasa bir atölye gibi düşünülebilir. DIYbio ise bir alt kültür olarak biyolojik Kendin Yap kabul edilebilir. İnsanların ihtiyaçları olan şeyleri kendilerinin yapması için imkana ve bilgiye sahip oldukları bir toplumda yaşaması gerektiğine inanan biyohackerların kendi imkanları ile laboratuvarlar kurup, deneyler yaptıklarından bahsetmiştik. Her adımlarını açık erişimli atan bu insanlar DIYbio altında projelerini paylaşıyor, meraklıları için bir kılavuz oluşturuyorlar. Web sitesi http://diybio.org/ bu kültürde bir merkez üssü kabul edilebilir. Biyoteknolojinin, açık erişimli ya da bir yerde kamuya indirgenmesini savunan kişiler kendilerine gene biyohacker dese de bu alana girerken biyopunk'ı kapının dışında bırakabiliyor. Bunun sebebi olarak biyopunk kavramının bilim-kurgusundan önce günümüzün gerçekçi problemlerine odaklanma isteği gösterilebilir. Burada bahsedilen durumun daha iyi anlaşılması adına bazı örneklere bakalım. GenSpace New York'ta sanatçıları, yazarlar, biyologlar ve mühendislerden oluşan bir grup insan tarafından oluşturulan GenSpace , kişisel biyoteknolojiye bir adım attırarak dileyenlerin dilediği gibi vakit geçirebileceği, ders alabileceği halka açık üstelik devlet onaylı bir Kendin Yap biyoteknoloji laboratuvarı atmosferi yaratmayı amaçladı ve bunu başararak bu alanda bir ilk oldu. Buna paralel olarak Dünya'nın farklı yerlerinde benzer amaçlarla çalışan biyohacker grupları oluştu ve oluşuyor. Duvarlar arkasında sadece bir kaç kişiye yarar sağlayan bilimi, özgürleştirici görüyorlar ve bundan dolayı açık bilginin herkesi cesaretlendirdiğine ve yeni buluşlar için bir katalizör görevi gördüğe inanıyorlar. GenSpace'in kurucu başkanı olan Ellen Jorgensen, TEDGlobal 2012'deki konuşmasında Ben bir biyoloji laboratuvarında ne yapardım? sorusuna şöyle cevap veriyor: Havyarınızın gerçek bir morina balığından yapılıp yapılmadığına, yediğiniz suşinin gerçekten ton balığı olup olmadığına ya da o çok para verip aldığınız keçi peynirinin gerçek olup olmadığına bakabilirsiniz. Biyohacker alanında, genomunuzu mutasyonları görmek için analiz edebilirsiniz. Kahvaltı gevreğinizi GDO için analiz edebilir ve köklerinize doğru bir keşfe çıkabilirsiniz. Stratosfere orada ne olduğunu görmek ve mikroplar toplamak için hava balonları gönderebilirsiniz. Sudaki kirletici maddeleri bulmak için mayadan bir biyosensör yapabilirsiniz. Biyoyakıt hücrelerine benzer şeyler yapabilirsiniz. Bir çok şey yapabilirsiniz. Bir Sanat-Bilim projesi yapabilirsiniz. OpenPCR Söz konusu biyoteknoloji yapmak olduğunda bunun maliyeti günümüzde amatörler için oldukça yüksek. Biyohackerlar ayrıca biyoteknoloji aletlerine ulaşımı kolaylaştırmaya çalışıyorlar. Örneğin Josh Perfetto ve Tito Jankowski, DNA'nın istenilen bölgesinin çoğaltılması amacıyla kullanılan binlerce dolarlık pahalı PCR cihazlarının yaptığı işi bir amatör için iyi seviyede yapabilen, kurulumunu kullanıcının yapabileceği ve açık kaynaklı OpenPCR cihazını tasarladılar ve 600$'lık bu ürünün yaptığı iş bakımından profesyonel dengi kendi ifadelerine göre 10.000$ değerinde. Transhümanizm, Siberpunk ve Diğerleri Dünya genelinde genç biyohackerların tutumlarında transhümanist yaklaşımlar da ağırlıkta. Burada transhümanizm insanın fiziksel ve bilişsel yeteneklerinin bilim ve teknoloji ile artırılması ve kusurlarının ortadan kaldırılması anlamı taşıyor. Biyopunk ve çoğunlukla annesi kabul edilen Siberpunk akımı siborg noktasında buluşuyorlar. Sibernetik organizma anlamını taşıyan siborg ya da cyborg'lar bilindiği gibi yarı biyolojik, yarı yapay varlıkları ifade eder. Biyopunk severler içinde elbette pek çok çılgın olarak ifade edilebilecek biyohacker da var. 2011 yılında sibernetik organizma fanatiği Lepht Anonym, vodka ile sterilize ettiği bir sebze soyacağı ile parmak ucu derisi altına ufak bir mıknatıs yerleştirdi ve o günden sonra bu transhümanist yaklaşım inanılmaz bir hızla yayıldı. Bugün kendine biyohacker desin ya da demesin pek çok kişi gerek evlerinde kendileri gerekse piercing ya da dövmecilerde parmak uçlarına küçük mıknatıslar yerleştiriyor ve bu sayede elektromanyetik alanları parmakları ile hissederek içlerindeki cyborg olma ateşini besliyorlar. Bu alanda oldukça popüler olmuş bir diğer kişi de Tim Cannon. Tim, bir grup biyohacker ile kendi ürettikleri Circadia adlı çipi koluna yerleştirmeye gönüllü olduğunda biyohacker çevrelerinde oldukça ses getirdi. Bu çip ile vücut sıcaklığı gibi hayati verileri Bluetooth aracılığıyla tablet bilgisayarına aktarıyordu. Bugün bu tutumu sapkınlık olarak kabul eden insanlar var ancak gelecekte mikro çipler ile kendi sağlık durumumuzu kontrol edebildiğimiz günlerde Tim Cannon gibiler belki de bunun öncüleri kabul edilecekler. Ancak şunu da belirtmek gerek ki Lepht'in ve Tim'in öncüsü oldukları bu tür cerrahi atılımlar sağlık açısından bugün tehlikeli bulunmakta ve Amerika'da bu tür bir ameliyat gerçekleştiren doktorların, lisansları iptal edilmektedir. Kevin Warwick Gelecekte pasaport, kredi kartı gibi şeylere ihtiyacımızın olmayacağını çünkü derimizin altına yerleştirilen ufak cihazlar ile yaşacağımıza inanan insanlar adına 1998'de bir atılımda bulunarak koluna bir tür RFID cihazı yerleştiren Reading Üniversitesinden sibernetik profesörü ve sibernetik organizma hayranı Kevin Warwick, bu küçük cihazın gönderdiği radyo sinyalleri ile yürüdüğü koridorda ışıkların yanması veya odasının kapısının açılması gibi detayları kontrol etmiş. Bunun bir sibernetik organizma projesinin ilk adımı olduğunu söyleyen Warwick'in sonrasında koluna yerleştirilen 100 elektrotluk bir implant ile gerçekleştirdiği deneylerini anlattığı TEDx konuşmasını alttaki videoda izleyebilirsiniz. Bir Miktar Sanat Alba, Eduardo Kac bir Fransız sanatçı ve genetikçi Louis-Marie Houdebine tarafından genlerine yapılan ekleme sonucu mavi ışık altında yeşil renkte parlayan bir tavşan. Deniz anasının ürettiği parlayan proteinlerin Alba'nın vücudunda da üretmesi sağlanmıştı.Alba ile ilgili daha detaylı bilgileri Çağrı Yalgın'nın Bir Tavşanı Nasıl Yeşil Yeşil Parlatırız? adlı Açık Bilim makalesinden öğrenebilirsiniz. Glowing Plants ise bir tür sentetik biyoloji uygulaması olarak karşımıza çıkıyor. Biocurious adlı DIYbio topluluğunu tarafından başlatılan proje başlangıçta parlayan bitkiler üretilmesini, uzun vadede sokakların parlayan ağaçlar ile aydınlatılmasını hedefliyor. Çalışmalarını açık kaynak sunan projeye http://www.glowingplant.com/ adresinden ulaşmak mümkün. Dünya üzerinde Biyopunk ve Biyohackleme kavramları yazıda bahsedilen yaklaşımları ve riskleri içermekte. Topluma açık biyoteknoloji laboratuvarları, sibernetik organizma fanatiği profesörler, fanatik transhümanistler... Hepsinin odak noktasında biyoteknoloji var ve biyoteknolojinin gelecekte insanların hayatlarını kaçınılmaz olarak değiştireceğine inanıyorlar. Üzerinizde deneyler yapmak isteyen ya da laboratuvarlarda canavarlar üretmek isteyen bir kültürden bahsetmiyoruz. Linux ile olduğu gibi Arduino ile olduğu gibi gelişime dahil olmak istiyorlar. Biyopunk Manifestosu'nun son sözleri ile: İlgi alanlarımızın saygıya ve iyi muameleye değer canlı organizmalar olduğunu aklımızda tutarız ve biz araştırmamızın çevremizdekileri etkileyebilecek potansiyeli olduğunun kesin bir şekilde bilincindeyiz. Fakat biz bilinmeyenin korkusunu uyandırarak araştırmacıları bastırmayı amaçlayan ataerkil bir girişimden başka bir şey olmayan ihtiyatlılık ilkesinin öğütlerini bütünüyle reddediyoruz. Biz çalıştığımızda aklımızda toplumun iyileştirilmesi olur ve bu bizim toplumumuzu, sizin toplumunuzu ve hiç bir zaman tanışamayacağımız kişilerin toplumlarını içerir. Sorularınızı memnuniyetle karşılıyoruz ve onların cevaplarını kendinizin keşfetmesi için sizi cesaretlendirmeyi her şeyden çok arzuluyoruz. Biyopunk Manifestosu, spekülatif-kurgu yazarı ve biyolog Meredith L. Patterson tarafından yazılmış ve 2010 yılında UCLA Center for Society and Genetics'te Outlaw Biology? Public Participation in the Age of Big Bio sempozyumunda sunulmuştur. Orjinal metnine http://maradydd.livejournal.com/496085.html ve tam çevirisine http://goo.gl/p8h7cz adreslerinden ulaşılabilir. Kapak Görseli Dim Horizon Studio'un fotoğraf çalışması olan görsel biyopunk türünün sıkı temsilcisi Bioshock adlı oyundan esinlenmiş. Enjektöründe ADAM adlı bir madde taşıyan Little Sister karakterini temsil etmektedir. ADAM maddesi bir deniz salyangozundan elde edilen kök hücreler ile keşfedilen ve insanlara süper güçler vererek, zamanla insanlıktan çıkaran kurgusal bir madde. Little Sister karakteri ise cesetlerden adam toplamakla görevleri küçük kızların genel adıdır. Bu tür insan doğasını değiştiren ve özel güçler veren maddelere biyopunk kurgu türünde sıkça rastlanır.


Kısa bir süre öncesine kadar, çamaşır yıkayan bireyler olarak tek derdimiz çamaşırlarımızın zarar görmeden güzelce temizlenmesi ve kokmasıydı; gerisiyse teferruattı. Ama son yıllarda artan çevre bilinci, değişen tüketici talepleri ve deterjan pazarının kızışması çamaşır faslında büyük değişimlere yol açtı ve bu süreç hala devam ediyor. Tüketici tarafından bakınca çamaşır deterjanı bu, ya toz ya sıvı işte tarzında tek boyutlu bir durum söz konusu olsa da, üretici firmalar için çamaşır konusu çok boyutlu ve oldukça karmaşık. Hem bilimsel hem de finansal açıdan büyük bir alemden bahsediyorum. Anlaşılmaya ve çözülmeye çalışılan onlarca bilimsel sorudan başka milyarlarca dolarlık bir pazar söz konusu. Bu yazıda size çamaşır konusunu üretici tarafından anlatmaya ve sizi teknik olarak aydınlatmaya çalışacağım. İndim dere kenarına Hikayeye eylemin kendisiyle başlayalım. Hepimizin bildiği gibi, çamaşır yıkamak giysilerimizdeki kir ve koku kaynağı olan maddelerin su aracılığıyla temizlenmesi demek. Eski zamanlarda bu eylem nehir ve dere kıyıları gibi suyun bolca olduğu mekanlarda kol gücüyle yapılıyordu. Evde hazırlanan, kül ve yağın kaynatılmasıyla elde edilen sabunlarla yıkanan çamaşırlar taşta dövülüp çitilenerek temizlenirdi. En sonunda akan suyla durulanan çamaşırlar sıkılarak kurumaya bırakılırdı. Ağır lekeler için ve hijyen gerektiren durumlarda da çamaşırlar ayrıca kazanlarda kaynatılırdı. Bu en ilkel çamaşır yıkama yönteminden günümüze çamaşır teknolojisi 3 ayrı ama paralel kolda evrim geçirdi. İlki, çamaşır makinesinin icadıydı. İkincisi, kumaş ve giysilerin geçirdiği değişimdi. Üçüncüsü ise yeni nesil deterjanların geliştirilmesiydi. Şimdi gelin bu üç konuya kısaca değinelim. Önce merdaneli, sonra tamburlu, şimdi kurutmalı Aslında çamaşır makinesi deyince 80'lerden önce doğanların aklına eski merdaneli makineler gelse de, çamaşır makinelerinin tarihi çok daha eskiye dayanıyor. Mesela, 1691 tarihli İngiltere kaynaklı bir patentte merdaneli bir mekanik düzenekten bahsediliyor. 1700'lerin ve 1800'lerin ortalarına kadarsa Avrupa'dan ve ABD'den çeşitli tasarımlar kayıtlara geçmiş. Bu tasarımların hepsi tahmin edersiniz ki kol gücüyle çalışıyordu. Yine de çamaşırların tek tek elde yıkanması yerine topluca bir hazne, yani tambur içine doldurulup çevrilerek yıkanması büyük kolaylık sağlıyordu. Daha sonra ise yıkanan bu ıslak çamaşırlar yine el yordamıyla çalışan merdanelerle sıkılıyordu. 1781'de James Watt'ın patentini aldığı döner devinimli buhar motoru ise ancak 19. yüzyılın ortalarını geçtikten sonra çamaşır makineleriyle birleştirildi. Kesin mucidi bilinmemekle birlikte elektrikli çamaşır makinelerinin icadı ise 1900'lerin başında mümkün oldu . Daha sonra çamaşır makinelerinin tasarımları gün geçtikçe iyileştirildi ve işleyiş emniyetleri arttırıldı. Çamaşırları sıkmak için kullanılan merdanelerin yerini suyu hızla dönerek tahliye eden merkezkaçlı tamburlar aldı. Elektrikli dirençler sayesinde yıkama suyunu ısıtmak mümkün oldu. Üstten yüklemeli tasarımlardan sonra daha az su ve elektrikle çalışabilen önden yüklemeli tasarımlar geliştirildi. Yıkamadan sonra devreye giren kurutma sistemleri entegre edildi. Elektronik aksamlar sayesinde makineler yüke, kumaşa, sıcaklığa göre yıkama programlarını ayarlayabilir hale geldi. Gördüğünüz gibi çamaşır makinesinin dünden bugüne en az 300 yıllık bir serüveni var. Gardroptaki devrim Yazının başında belirttiğim gibi çamaşır teknolojisi 3 ayrı ama paralel kolda ilerliyor. Bu şu demek; kollardan birinde yer alan bir değişim veya trend diğer kolları da bu değişime uyuma zorluyor. Bu sisteme ayak uyduramayan üreticiler ise piyasadan silinmeye mecbur kalıyor. Bu etkileşimin en iyi örneklerinden birisi ise çamaşır makinelerinin yaygınlaşması sonucu tekstil sektörünün geçirdiği evrimle görüldü. Sorun, makinelerde yıkanan birçok kumaşın çekmesi veya başka türlü zararlar görmesiydi. Sorunun temelinde yatan ise aslında temel fizik ve kimya kurallarıydı. Kimimizin duyarak kimimizin ise tecrübeyle öğrendiği durumlardan birisi yünlü ve ipek kumaşların makinede standart programda, hatta elde bile sıcak suda yıkandığında çekmesidir. Bunun sebebi sıcak suyla gelen ısı enerjisinin ve/veya dönen tamburla yani merkezkaçla gelen mekanik enerjinin ipek ve yün ipçiklerini bir arada tutan moleküler bağları kırmasıdır. İpek ve yün ipçikler polimer zincirlerinden oluşur ve bu zincirler hidrojen bağı adı verilen tek başına zayıf ama sayıca çok olan fiziksel bağlar sayesinde düzenli bir şekilde kalırlar. Belli bir gerilime kadar şekillerini muhafaza edebilen bu zincirler gereğinden fazla enerji girdisine maruz kalınca onları bir arada tutan hidrojen bağlarını kırıp, birbirlerinden koparlar ve daha düzensiz şekiller olan yumaklara dönüşürler . Çamaşır makineleri evlere girip kıyafetleri hızla çevirerek yıkamaya başladıktan sonra kumaşlar bu yüksek enerji girdisi yüzünden ya çekiyor ya da parçalanıyordu. Çünkü tekstil endüstrisinin o zamanlar kullandığı üretim yöntemleri makinelerin bu yan etkisini tahmin edememişti. İnsanlar her ne kadar kıyafetlerine mal olsa da makinelerin getirdiği rahatlıktan vazgeçmeyecekleri için tekstil üreticileri üretim yöntemlerini değiştirmek ve kumaşlarını geliştirmek zorunda kaldılar. Aslında bu onlar için de yeni kazanç kapısıydı, çünkü insanlar çamaşır makinesi aldıktan sonra neredeyse bütün kıyafetlerini değiştirmek zorunda kalmışlardı. Makinelere uyumlu bu yeni nesil kıyafetler ya daha güçlü sentetik malzemelerden ve karışımlardan , ya da önceden yıkanıp şoka daha dayanıklı hale getirilen kumaşlardan üretiliyordu. Saf yün ve ipek için ise modern makineler hassas programlara sahip. Aslında tek yaptıkları bu kumaşları soğuk suda fazla çevirmeden ve sıkmadan yıkamak. Bundan başka, son yıllarda su ve yağ tutmayan, kolay ütülenen veya hepten ütü gerektirmeyen kumaşlar da kullanılmaya başlandı. Bu kumaşlar aslında üretimden sonra uygulanan kaplamalarla bu özellikleri kazanıyor, tıpkı tava ve tencerelerin teflonla kaplanması gibi . Ayrıca kumaşların kendisinden başka kullanılan boyalar ve baskı teknikleri de değişti. Dolayısıyla yeni nesil kıyafetlerin temizlenmesi de ayrı bir dert oldu. Çünkü belli bir kumaşı iyi temizleyebilen bir deterjan başka bir kumaş için aynı performansı gösteremiyordu. Bu da bizi çamaşır teknolojisinin üçüncü ana koluna getiriyor, yani deterjanlara.Bol köpüklü olsun Çamaşır deterjanları bir çok kimyasaldan oluşmakla beraber ana etken maddesi yüzey-aktif madde denilen çift karakterli bir moleküldür . Yüzey-aktif maddeler susever ve yağsever olmak üzere iki ana bloktan oluşur. Kumaşa yerleşen kirler büyük çoğunlukla yağ bazlı maddelerdir ve bildiğimiz gibi yağ tek başına suyun içinde çözünmez . Bulaşık, çamaşır ve her türlü temizlik ürününde bulunan yüzey-aktif maddeler işte burada devreye giriyor. Bu moleküller yağsever grupları sayesinde kirlere yapışırlar. Daha sonra kir moleküllerini yüzeyden kopararak bir küre oluştururlar ve yağ moleküllerini kürenin içine hapsederler. Kürenin dış yüzeyi ise yüzey-aktif maddenin susever gruplarından oluşur, böylece yağ barındıran bu kürecikler suyun içinde rahatça gezinirler. Bu kirli su durulama sonucunda ortamdan tahliye edilir ve yüzey temizlenmiş olur. Aynı prensip bütün temizlik ürünleri için geçerlidir. İlk deterjanlar hayvansal ve bitkisel yağların külle kaynatılmasıyla yapılıyordu. Bu işlemde yağ molekülleri kül moleküllerinin parçalanmasıyla açığa çıkan susever gruplarla kimyasal tepkimeye girip birleşir ve yüzey-aktif maddelere dönüşürler. Bu yöntem aslında eski Mısır'dan beri biliniyordu . Kimyada katedilen ilerlemeler sonucuysa artık çok daha güçlü yüzey-aktif maddeler üretilir hale geldi. Değişik kimyasal özelliklere sahip susever gruplar ve yağsever gruplar istenilen bir şekilde tek bir yüzey-aktif maddede birleştirilebiliyor. Uygulama alanına göre ise farklı maddeler veya karışımlar kullanılabiliyor. Bir yüzey-aktif madde sıvı yağ lekelerini daha iyi temizleyebilirken, başka bir yüzey-aktif madde katı yağ lekeleri için daha uygun olabiliyor. Ya da farklı kumaş türlerine uygun yüzey-aktif maddeler karışık olarak eklenebiliyor, çünkü bazı kumaşlar yağ lekelerini daha fazla sevdiği için temizlenmesi daha zor oluyor . Bundan başka yıkama sıcaklığı, pH, suyun sertliği gibi durumlar da göz önüne alınıp en uygun yüzey-aktif maddeler deterjana ekleniyor. Deterjanlardaki diğer etken maddeler ise sudaki kireci bağlayan kimyasallar, başka bir temizleyici madde olan çamaşır suyu ile yağ, protein ve karbonhidrat lekelerini kırmaya yarayan enzimlerdir. Bundan başka tüketici memnuniyetini arttırmak için giysilerin renklerinin karışmasını önleyen, parlaklık ve beyazlık veren maddeler, yumuşatıcılar ve parfümler ekleniyor. Bir de hiçbir teknik öneme sahip olmamasına rağmen tüketiciden gelen talep sebebiyle deterjana eklenen kıvam vericiler, boyalar ve köpürtücüler var. Hedef pazara göre bütün bu maddelerin miktarının ve çeşidinin de değiştirildiğini belirtmekte fayda var. Nasıl yıkamalı? Buraya kadar çamaşır makinesinden, kumaşlardan ve deterjanlardan bahsettik. Ama yıkama faslı bu üç etmenin birleşmesinden oluşuyor ve bu süreci mümkün olduğunca iyileştirmek aslında tüketicinin elinde. - Çamaşır makineleri iki ana çeşitte üretiliyor: Dikey tamburlu ve yatay tamburlu. Dikey tamburlu makineler hala Amerika kıtasında ve Avustralya'da sıkça kullanılıyorken, dünyanın geri kalanı yatay tamburlu makineleri kullanıyor. Yatay tamburlu makinelerin imalatı ve satış fiyatı daha yüksek olsa da getirileri çok daha fazla. Hem daha az elektrik ve su harcıyolar, hem de daha sessiz çalışıyorlar. Mekanik olarak daha dayanıklılar ve daha az yer kaplıyorlar. Giysilere karşı da daha nazikler. Dikey tamburlu makinelerin kullanıldığı ülkelerde ise yatay tamburlu makineler lüks klasmanda yer alıyor. Türkiye'de ise yatay tamburlu makineler neyse ki standart. - Deterjanlar da iki ana çeşitte üretiliyor: Toz ve sıvı. Toz deterjanlar sıvı deterjanlara kıyasla birim miktarda daha fazla etken madde barındıyor. Dolayısıyla paranızın karşılığını almak istiyorsanız toz deterjan almalısınız. Toz deterjanların raf ömrü sıvı deterjanlarınkinden daha uzun. Ayrıca toz deterjanın paketi de sıvı deterjanınkinden daha hafif. Bu yüzden toz deterjanın taşınması da daha az yakıta mal olacağı için karbon emisyonu açısından daha çevre dostu. Sıvı deterjanın en büyük artısı soğuk suyla yapılan yıkamalarda kullanımının daha kolay olması. Zaten sıvı halde olduğu için soğuk suyla karışması toz deterjandan daha hızlı oluyor, tıpkı şekerin soğuk suda çözünmesinin sıcak suya kıyasla daha uzun sürmesi gibi. Çözünmeyen deterjanın giysilere yapışma sorunu da sıvı deterjanlarda böylece ortadan kalkmış oluyor. - Deterjanların dozajı da iyi ayarlanmak zorunda. Sıvı veya toz olsun, ambalajda yazan talimatlara uyulmalı. O deterjanları geliştiren araştırmacılar sayısız deney sonucunda bu dozajları buluyorlar. Kir arttıkça kullanılan deterjan miktarı da tabii ki artmak zorunda, ama ambalajda zaten ağır kirli çamaşırlar için de uygun dozajlar belirtiliyor. Gereğindan az eklenen deterjan giysileri tam temizlemezken, gereğinden fazla eklenen deterjan çözünmeyip giysilere yapışabilir ya da makinanın su tesisatını zaman içinde tıkayabilir. Ayrıca kullandığımız deterjanların %100 çevre dostu olduğunu kimse söyleyemez, o yüzden belki biraz daha dikkatli davranmak geleceğimiz için hiç de fena olmaz. - Çevre meselesine su sıcaklığı ile devam edelim. Ağır kirlerin sıcak suda daha kolay temizlendiği tartışılmaz. Ayrıca hijyenik açıdan bazı yıkamalar 90 derecede yapılmak zorunda olsa da bunun çevreye yükü çok ağır. Elektrik faturasını ödemek sorunu çözmüyor, çünkü konvansiyonel yöntemlerle üretilen elektriğin çevreye bedeli bizim ödediğimizden aslında çok daha fazla. Dolayısıyla mümkün olduğunca soğuk ve ılık yıkama yapmanız tavsiye edilir. ABD'de tüketicilerin soğuk suyla yıkamaya geçmesi için halihazırda yoğun baskı var. Japonya'da ise makineler zaten sadece soğuk suyla yıkıyor. Yakın gelecekte üretilecek bütün diğer makinelerin de sadece soğuk suyla yıkaması isteniyor. Dolayısıyla deterjan üreticileri de bu duruma ayak uydurmak ve soğuk suda performanstan ödün vermeyen yeni formülasyonlar geliştirmek zorunda. Yakın zamanda soğuk yıkamaya uygun deterjanların piyasa gayet sürülmesi mümkün. - Eğer renklileri yıkayacaksanız renkliler için uygun bir deterjan kullanın. Bu deterjanlar hem kumaşın rengini mümkün mertebe koruyan, hem de ilk kez yıkanan ağır boyalı kumaşların saldığı boyayı suda bağlayan ve diğer kumaşların boyanmasını engelleyen özel etken maddeler içerir. - Ağır kir bulaşmış çamaşırları mümkün olduğunca erken yıkamanız da kirin temizlenmesini kolaylaştıran etmenlerden. Zaman geçtikçe kuruyan kirler kristalleşip kumaşa daha fazla yerleşir. Bu sefer daha sıcak suda yıkamak, ya da elde çitilemek gerekebilir ki, bu da kumaşın ömrünü azaltan etmenlerden. - Eğer bir kumaşın elde yıkanması tavsiye ediliyorsa elde yıkayın. Kuru temizleme tavsiye ediliyorsa kuru temizlemeye verin. Kuru temizlemede kumaşlar suda yıkanmaz, lekeler özel kimyasallarla temizlenir. Zaten bu yüzden adı kuru temizleme. Çamaşırın geleceği Gördüğünüz gibi çamaşır meselesi makine, tekstil ve deterjan olmak üzere 3 koldan ilerliyor. Her bir kol milyarlarca dolarlık bir pazar oluşturuyor ama hiçbiri diğerinden bağımsız değil. Bir koldaki değişim diğer kollardaki değişimi beraberinde getiriyor. Bu da Ar-Ge'lerde çözülmesi gereken yeni sorunlar demek. Tekrar hatırlatmak isterim ki, çamaşır makinelerindeki yeni bir teknolojinin ya da deterjanlarda yer alan yeni bir aktif maddenin geliştirilmesi yıllar süren araştırmalara ve milyonlarca dolara mal oluyor. Dolayısıyla yoğun bir bilimsel çaba söz konusu. Deterjan konusuna yoğunlaşırsak, bir formülasyonun içerdiği maddeler doğaya dost olmak zorunda. Son yıllarda artan çevre bilinci ve uluslararası kurumların baskıları sonucu birçok etken madde ya yasaklandı ya da yasaklanacaklar listesine girdi. Yine de pek doğa dostu olmayan, ama temizleme gücü yüksek olduğu için tercih edilen sayısız yüzey-aktif madde ve polimer hala kullanımda, çünkü talep bu yönde. Burada en önemli konu tüketicinin önyargısını kırabilmek ve bilincini arttırabilmek. Çünkü çamaşır yıkamak yüzyıllardır bütün insanların hergün yaptığı bir eylem ve tepeden birilerinin tutup bu insanlara çamaşırlarını nasıl ve neyle yıkayacağını söylemesi garip karşılanıyor. Hatta tüketici talepleri üretici firmalar üzerinde o kadar etkin ki, geliştirilen ürünler tüketiciyi psikolojik olarak da tatmin etmek zorunda. Mesela bir deterjan çamaşırları sadece iyi yıkamak zorunda değil, ayrıca deterjanın kendisi de albenili gözükmek ve kokmak zorunda, hatta bolca köpürmeli, ki bütün bu etmenlerin yıkamaya hiçbir etkisi yok. Mesela, normal bir deterjandan daha fazla çevre dostu olsa ve aynı temizleme gücünü gösterse de köpürmeyen ve kahverengi renkteki bir deterjanı kimse kullanmak istemeyecektir. Dolayısıyla, çamaşır yıkama sürecini daha etkin ve çevre dostu yapmak aslında tüketicilerin elinde. Siz daha az su ve elektrik tüketen bir makineyi ve çamaşırları soğuk suda da temizleyen bir deterjanı tercih ettikçe pazar da bu yönde ilerleyecektir. Hepinize iyi yıkamalar.


Modern fiziğin en büyük iki başarısı kuantum mekaniği ve genel görelelik teorisidir. Kuantum mekaniği mikro ölçeği, yani çok çok küçük sistemleri anlamlandırmamız konusunda bize yardımcı olurken genel görelilik uzay-zaman geometrisi ve bunun bir sonucu olarak da kütleçekimini bizlere sunar. Her ikisinin de tamamlanmış olmaktan uzak olmaları, dahası iki teoriyi bir araya getirebilecek bağların henüz tam kurulmamış olması, hem kendi içlerinde, hem de kendi aralarında çelişkili sonuçlar vermelerine ve paradokslara yol açmaktadır. Galile ve Newton ile başlayan klasik mekaniğin şanlı yükselişi, bizim yıldızların etrafında dönen gezegenlerin hareketlerini tahmin etmemizi, bir kuleden bırakılan taşın ya da toptan ateşlenen güllenin hareketini öngörmemizi, yüzlerce metreye yükselebilen gökdelenleri inşa etmemizi ve hatta aya sorunsuz bir şekilde gitmemizi sağladı. Eğer aynı başarıyı 1800'lü yıllarda deneysel olarak gözlemlenen bazı tuhaf durumları açıklamakta da gösterebilseydi, muhtemelen bugün fizik bölümünde çalışma ihtiyacı hissetmeyecektim. Ama gelin görün ki, öyle deneysel gözlemler yapıldı ve klasik mekanik bunları açıklamakta öyle aciz kaldı ki, sağduyumuza neredeyse taban tabana zıt gelen kuantum mekaniğini bulmak zorunda kaldık. Amacım zamanında açıklanamamış deneylerin bir listesini yapıp üstünden gitmek değil; kuantum mekaniğinin en ilginç ve paradoksal yaklaşımlarından bir tanesi olan çift yarık deneyini açıklamak. Daha sonrasında bu deneyle öğrendiklerimizi daha farklı bir duruma kuantum Zeno etkisine uygulayacağım. Yazının sonuna geldiğimizde böylece elimizde çözümü hem olan hem olmayan birer paradoks kalacak. http://www.youtube.com/watch?v=q3H7wR_IR3w Dalgalar, lisedeki fizik derslerinde sıkça anlatılan konulardan bir tanesidir. Dalgaları yaratanlar kütleli cisimler de olsa dalgaların hareketi genel olarak gözlemlediğimiz parçacıkların hareketinden pek çok farklılık gösterir. Bu farklardan bir tanesi, dalgaların kırınım ve girişim özelliğidir. Dalgalar ve Girişim İçi dolu bir su tankı alır ve onu ortasında bir tane ufak yarık bulunan levha ile ikiye bölerseniz ve daha sonrasında da kabın öteki tarafında düzlemsel ilerleyen su dalgaları yaratırsanız, dalgaların yarıktan geçtikten sonra büküldüğünü, yani çizgisel bir yapıdan eğrisel yapıya geçtiklerini gözlemleyeceksiniz. İşte bu olaya kırınım adı veriliyor. Kırınım olayı sayesinde gözlemlediğiniz kenara su dalgalarının çarptığını göreceksiniz, yani siz her ne kadar dalganın sadece ufak bir kısmının geçmesine izin verseniz de, en sonunda bütün kenarı kaplayan bir dalga elde edeceksiniz. Eğer aynı deneyi tankın bir tarafından küçük bilyeleri doğrusal bir çizgi halinde göndererek yapmış olsaydınız, sadece en başta yarık ile aynı hizada olan bilyeler geçecek ve siz gözlemlediğiniz tarafın sadece yarık ile aynı hizada olan kısmına parçacıkların çarptığını göreceksiniz. Eğer yarık sayısını birden ikiye çıkarırsanız, görsel olarak çok güzel bir resim ile karşılaşacaksınız. Yarıklardan geçen dalgalar kırılacak ve bazı bölgelerde birbirinin üstüne binerek dalganın şiddetini arttıracak, bazı bölgelerde ise birbirini yok edecek. Siz ise gözlemlediğiniz tarafta dalgaların çarptığı ve çarpmadığı noktalar görecek ve girişim deseni elde edeceksiniz. Elbette, aynı deneyi gene bilyelerle yaparsanız bu sefer gözlemlediğiniz tarafta bir değil iki tane ayrı noktaya bilyelerin çarptığını farkedeceksiniz. Sonuç olarak da, dalga ile parçacığı birbirinde ayırt edebilecek bir deney düzeneği elde etmiş oluyorsunuz; girişim deseni varsa elinizdeki şey dalgadır, yoksa parçacıktır. Peki aynı deneyi elektronlarla yapsak? Sonuçta, ilk deneylerimiz bize elektronların birer parçacık olduğunu söylüyor; onları ivmelendirip katot tüplerine koyabiliyor, yönlerinin elektrik ve manyetik alanlarla değiştirebiliyor, kablolarda bir yerden bir yere iletebiliyoruz. Bu anlamda, onların da birer parçacık olduğundan eminiz. Elektronları teker teker gönderdiğimizde neler gözlemlediğimizi yandaki görsel gösteriyor. Elektronların sayısı arttıkça gözlemlediğimiz düzen aynı deneyi dalgalar ile yapmış olsaydık gözlemleyeceğimiz girişim düzenine benzemeye başlıyor. Buradan elektronların aslında birer dalga olduğunu çıkarabilir miyiz? Evet, dalgalar hakkında bildiklerimiz bu duruma uyuyor ama aynı zamanda onun parçacık gibi davrandığına dair güçlü kanıtlarımız da var. İşin içinden çıkmanın yolu, kuantum mekaniğinde parçacık-dalga ikiliğine başvurmak. Bir diğer deyişle, her parçacığın dalga; her dalganın da aslında parçacık gibi davranabilmesi. Hal böyle olunca, kuantum mekaniğinde parçacık dediğimiz şey aslında çok küçük bir alana sıkışmış dalga paketi halini alıyor. Biz de sonrasında deney düzeneğini istediğimiz gibi ayarlayarak parçacığın bu özelliğini ölçüyoruz. Daha büyük bir soru, eğer elektronlar çift yarık deneyinde dalga gibi davranıyorlarsa, tam olarak nasıl bir yol izliyorlar? Mesela ben bir elektronu sürekli kamera ile gözlemlesem, onun hareketini izleyebilir ve böylece yolunu çizebilir miyim? Cevap, hayır. Kuantum mekaniğinde bir parçacığın konumunu gözlemlemek demek, onun hızı hakkında sahip olduğumuz bilginin kesin olmaması demektir. Yani eğer ben o elektronu sürekli olarak izlersem, aslında kendi haline bıraksaydım gideceği yoldan çok daha farklı ve öngörülemez bir yoldan gitmesine sebep olurum. Ooops! Tam bir paradoksu açıklarken diğeri ile karşılaştık. Neyse ki, Heisenberg'in belirsizlik ilkesi ve başka bazı ünlü paradokslarla ilgili Açık Bilim'de daha önce çıkan yazılarımız mevcut, ilgilenenler Kerem Kaynar, Mustafa Gündoğan ve Okan Akıncı'nın yazılarına bakabilirler. Zeno Tekrardan Huzurlarınızda! Paradokslar yazı serimin ilkinde, Zeno paradoksundan bahsetmiştim. Bu paradoks sürekli olarak gözlemlediğimiz bir cismin asla hareket edemeyeceği fikrine dayanıyordu. Altında yatan mantık için ise şunu söylemişim: Yaydan çıkmış ve ilerleyen bir ok, zaman içindeki her anda belirli bir konumdadır. Eğer an belirli, tek bir nokta ise o anda okun hareket etmeye zamanı yoktur ve durağandır. Bu nedenle gelecek anların hepsinde de durağan yani hareket etmeyen şekilde olması gerektir. Böylece ok her zaman durağandır ve hareket etmez; hareket imkansızdır. Daha da basitleştirelim; bir oku fırlatıyorsunuz ve onun hareketini inceliyorsunuz. Bunu yapmak için zamandan noktalar seçiyor ve oka bakıyorsunuz. Seçtiğiniz her noktada, ok duruyor. Bu durumda, bütün hareket seçtiğiniz sonsuz sayıda noktadan oluşuyorsa ve ok her noktada durağansa, aslında hiç hareket etmiyor demektir. Benzer bir paradokstan kuantum mekaniği de muzdarip. Şöyle ki, günlük hayatta gördüğümüzün aksine, kuantum mekaniğinde parçacığın durumu olasılık dağılımı ile verilir. Dalga fonksiyonu denen bu olasılık dağılımı aslında bize parçacığın hangi ihtimallerle ne durumda olduğunu söyler. Mesela, benim şu anda ne yaptığımı görmeyen birisi için ben %50 ihtimalle oturuyorumdur, %10 ihtimalle ekrandaki sekmelerde geziyorumdur, %5 ihtimalle kahve içiyorumdur vs. vs. Bu durumda yukarıdaki olasılık dağılımım çok kaba bir tabirle benim dalga fonksiyonum oluyor. Elbette ki ne yaptığımı bulmanın yolu, gelip bana bakmaktır, yani beni gözlemlemektir. Misal, geliyor bakıyorsunuz ki ben su içiyorum. Eğer kuantum mekaniksel bir parçacıksam, çok kısa bir an sonra tekrar baktığınızda da su içiyor olacağım, çok çok küçük bir an sonra da. Yani, her ne kadar sistemin durumu bir olasılık dağılımından ibaretse de, her gözlem sistemi o olası durumlardan birisine çökertiyor. Bu yüzden siz gözleminizi yeteri kadar sık yaparsanız, bu çökmüş olasılık dağılımı ilk baştaki haline dönecek zaman bulamıyor ve ben sürekli su içiyor halde kalıyorum! Biraz daha teknik terimlere girersek, olasılık dağılımının bir gözlem sonucunda belli bir duruma çöktüğünden, daha sonrasında da zaman içerisinde gözlemden önceki dağılma geri döndüğünden bahsedebiliriz. Eğer ölçüm yeteri kadar sık yapılırsa, sistem hiçbir zaman ilk baştaki haline dönemeyecek ve her zaman ilk gözlemlediğimiz halde kalacaktır. Bu fikir 1977 yılında ortaya atıldığından beri pek çok tartışmanın konusu oldu. Ne yazık ki, çözümüne tam olarak ulaşabilmiş değiliz; çünkü eğer bu paradoks dalga fonksiyonunun çökmesi fikrinin ne kadar tuhaf sonuçlara yol açabileceğini gösteriyorsa o zaman bizim deneylerle çok iyi uyuşan ve kuantum dünyasını anlamak için kullandığımız en sevimli araçlardan biri olan çökme fikrini bir kenara atmamız gerekiyor demektir. Eğer aksi doğruysa, yani bu paradoks daha ilk baştan yanlışsa, o zaman da halihazırda geliştirdiğimiz olasılık hesaplarının, özellikle de kararsız sistemler için, tekrardan gözden geçirilmesi gerekecek. Paradokslar görünüşte doğru olan önermelerin çelişkili sonuçlar vermesi ile ortaya çıkar. Ama elbette, ya doğru gözüken önermelerimiz yanlıştır, ya da bizi sonuca götüren akıl yürütmemiz yanlıştır. Dalga-parçacık ikiliğinde bizi yanlış/çelişkili sonuca götüren şey, en başta yaptığımız her şeyin ya parçacık ya da dalga gibi davranacağı varsayımıydı, yani öncüllerimiz yanlıştı. Kuantum Zeno paradoksu ise kuantum mekaniğini anlamlandırmak için kullandığımız en önemli kavramlardan birisi olan dalga fonksiyonunun gözlem sonucu çökmesini çelişkili bir duruma sokuyor. Her ne kadar henüz bir sonuca ulaşamamış olsak da, paradoksun çözümü matematiksel olarak modellediğimiz dünya ile gerçekte olan şeyler arasında kurduğumuz bağlantıları tekrardan gözden geçirmemize, ve kim bilir, belki de bütün bu anlayışımızı değiştirmemize yol açabilir.


Sıçramadan sonra pekala Arz'ın güneşi olabilecek yıldız hala onda bir parsek mesafedeydi. Gökyüzündeki açık ara en parlak nesneydi, fakat hala bir yıldızdan ibaretti. Isaac Asimov, Vakıf ve Dünya Geçtiğimiz ay dergimizde de bahsini ettiğimiz Kozmos belgeselinin bir bölümünde Neil deGrasse Tyson, evrenin büyük patlamadan bu yana olan ömrünü bir yıla, yani 365 güne ölçekleyerek insanın bu yılın sadece son dakikasında yaşadığını söylüyordu. Hakikaten de kainat tarihi için ne kadar da önemsiz, kısa bir alanı işgal etmekte olduğumuzu anlamamıza yarayan bir örnek bu. Düşünün ki insan denen varlık, yaklaşık 14 milyar yıllık bir tarihin neredeyse sadece son bir milyon yılında yaşamış, son derece yeni ve kainatın geri kalanı için etkisiz bir eleman. Üstelik geliştirmekle övündüğü medeniyet bin yıldan daha yaşlı değil. İnsan hakları fikri doğalı beş yüz yıl olmamış, uzaya iyi kötü anlamlı radyo dalgaları göndermeye başladığından beri bir buçuk asır dolmamış. Bir de kendi ömürlerimizi düşünelim: Kozmos yılı içerisindeki bir salise bile değil. Eğer evren tarihini bir kasede benzetirsek, şu an kasetimiz üzerinde ama keyifli ama keyifsiz bulduğumuz bir şarkıyı dinlemekte olduğumuzu söyleyebiliriz. Aslında biz var olduğumuzdan bu yana sadece bu şarkıyı biliyoruz. Astronomlar, astrobiyologlar ve jeologlar önceki şarkıların nasıl olabileceğine dair bir şeyler elde etmek için bugüne dek pek çok izin peşinden gitmişlerdir. Onların çabaları sayesinde kainatın nasıl ortaya çıktığı, güneş sistemimizin nasıl meydana geldiğini, Dünya'mızın hangi süreçlerden geçtiği, Ay'ın nasıl var olduğu gibi sorulara yanıt olan senfonileri bulmuş görünüyoruz. Peki sıradaki şarkılar nasıl olacaklar? Şimdikine benzer mi? Yoksa bambaşka mı? Hızlı mı? Yavaş mı? Sert mi yoksa yumuşak mı? Ömrümüz kozmosun tarihi içerisinde minicik bir an olunca gelecek dediğimizde de ilk bakışta kendimiz kadar minicik bir bakış fırlatmamız son derece doğal. Öyle ya: Gelecekten bahsedeceksek o gelecek olsa olsa önümüzdeki 50-100 yıl olmalı... O 50-100 yılda da robotlar, nanoteknoloji, yakın gezegenlerin keşfi olmalı. Ne de olsa bu sırada Dünya yine bildiğimiz Dünya olacak, Samanyolu Galaksisi'nin içerisinde Güneş'in de yer aldığı o dış kolu karanlık bir gecede yine o tüm ihtişamıyla uzanacak. Hakikaten de küresel ısınma, iklim değişikliği, artan nüfusun yarattığı tehdit, kirlilik vb. gibi bilinen tehditleri bir kenara bırakır, olası bir göktaşı çarpması, robotların isyanı, alt edemeyeceğimiz bir virüs ya da uzaylı istilası gibi terminal global riskleri yok sayarsak, en azından 50 milyon yıl için Dünya'nın bildiğimiz Dünya'dan çok farklı olmayacağını söyleyebiliriz. Fakat daha ileriki tarihlerden bahsediyorsak gezegenimizin bekası bir mesele haline geliveriyor... İnsanların birbirlerine zulmetmeyi ne kadar sevdiğini göz ardı edersek 50 milyon yıl sonra türümüzün varlığını sürdürüp sürdürmeyeceği bilinmez; ama büyükten başlarsak galaksimizin, güneş sistemimizin ya da gezegenimizin bize sunduğu ortam pek öyle kararlı ve sakin bir ortam olacakmış gibi görünmüyor. İşte milyonlarca ve milyarlarca yıl sonra bizi bekleyen bilinen hadiseler... 100-250 milyon yıl sonra: Yeni bir süper kıta Dünya'nın bir zamanlar tek kıtadan müteşekkil olduğunu pek çoğunuz duymuşsunuzdur. . Aslında bu bir döngüdür: Yani evet, bugün bildiğimiz kıtalar bir zamanlar bir aradaydılar, şimdi ise ayrılar; ama bu ayrılık da geçici. Gün gelecek yeniden bir araya gelecekler. (Var olan 3 adet süper kıta modelini görmek için şu taraftan lütfen...) Örneğin 50 milyon yıl sonra Afrika ve Avrupa birbirine geçtiği için Akdeniz diye bir deniz olmayacak. . Yaklaşık 100 milyon sonra kıtalar birbirlerine çok yakın bir biçimde bir araya toplanmış olacaklar. Antarktika ve Grönland'ın eriyen buzulları nedeniyle su seviyesi 90 metre kadar yükselecek. Bugün beğenmediğimiz dağlardaki kayalık arazilerden arsa satın almaya başlarsanız iyi olacak gibi görünüyor. 250 milyon yıl kadar sonra ise tamamının tek bir kıta oluşturacak şekilde çarpışacağını söyleyebiliriz. Elbette bu çarpışmalar öyle sükun içerisinde olmayacak: Olabilecek en şiddetli depremler eşliğinde yeni volkanik dağlara merhaba diyeceğiz. Süper kıtanın oluşumu ilk önce küresel sıcaklığı düşürecek, zira hem genel rakım yükseldiği hem de dağlar rüzgarları yönlendirdiği için küresel iklimin bir miktar soğuyacağı düşünülüyor. Yeni buzul oluşumları nedeniyle hem bir buz devrinin başlaması hem de deniz seviyesinin azalması muhtemel. Ne var ki bu buz devrine müteakip mantodan yüzeye teşrif eden lavlar yeni bir ısınma dönemini başlatacak. Yani anlayacağınız birleşmeden sonraki bir kaç milyon yıl içerisinde ince giyinsek de olmayacak, kalın giyinsek de. 250 milyon yıl sonra: Uzayan günler, geceler... Kıtalar kardeş olmuşken Dünya'nın eksen eğikliğinin bugün olduğu 23 derece 27 dakikadan bir 0,5 derece (30 dakika) daha fazla eğik olacağını ve bir günün 25,5 saate uzayacağını söylesem? Ay'ın Dünya'nın dönüşünü yavaşlatma yönünde bir etkisi olduğundan ve gittikçe Dünya'dan uzaklaştığından Ay'ın nasıl meydana geldiğini açıkladığım şu yazıda bahsetmiştim. Ay Dünya'dan her yıl 3.82 0.07 cm uzaklaşmaktadır ve Dünya'nın dönüş hızını her yüzyılda 1,7 milisaniye yavaşlatmaktadır. Yani aslına bakarsanız Dünya her yıl bir miktar daha yavaşlamaktadır. Ne var ki bizim mini minnacık ömrümüz içerisinde bu yavaşlamanın bir önemi yoktur. Öyle ki dedenizin dedenizin dedenizin dedesinden 3-4 milisaniye daha uzun yaşıyorsunuz günü, o kadar. Fakat astronomik rakamlar deyimi boşuna değildir. Söz konusu kainat ise sayılar her zaman çok büyüktür. Bahsettiğimiz küçük eksen eğilmesi farkları çok uzun bir zaman diliminde Dünya için oldukça köklü bir değişime neden olabilecek şekilde birikir. Sözgelimi 1,5 ila 4,5 milyar yıl içerisinde Dünya'nın eksen eğikliğinin 90 derece artacağı tahmin ediliyor. Yani bugün kutuplar diye bildiğimiz yer artık ekvator olacak. İyi haber: Hala var olursak ve tüm şartlar aynı kalırsa Türkiye'de 4 mevsimi yine de yaşayabilecek olmamız... Kötü haber: İlkokul duvarlarındaki mevsimlerin sırasını değiştirmemiz gerekeceği için sınıf öğretmenlerine ekstra iş çıkacak. 750 milyon yıl sonra: Tekrar Merhaba Yay Cüce Galaksisi! Yay Cüce Galaksisi Samanyolu'nun uydu galaksisidir. İlki 1,9 milyar yıl önce, sonuncusu 900 milyon yıl önce olmak üzere daha önce Samanyolu ile iki kez çarpışmıştır kendileri. Hatta ve hatta Samanyolu'nun estetik spiral yapısını son çarpışmaya borçlu olduğunu düşünüyor bilim insanları. Bu müthiş çarpışmayı kaçıranlar üzülmesin, çünkü 750 milyon yıl kadar sonra kendisi bir kez daha Samanyolu'nu yoklayacak. 10 bin ışık yılı çapındaki cüce galaksinin bize şu anki uzaklığı 70 bin ışık yılı. Bizim güneşimiz Samanyolu'nun dış kollarından birinde yer aldığından, cüce galaksi Samanyolu'nun merkezine bize olduğundan daha yakın: 50 bin ışık yılı kadar. Ve gün geçtikçe de yaklaşmakta... 70 yıldır bilinen bu gerçek 70 bin ışık yılı uzaklıktaki bu galaksiyi gözümüzde bir tehdit haline getirmiyor elbet ve Güneş Sistemi ile etkileşiminin ne olacağı konusunda da pek bir tahmin yok, ancak o tarihte hala hayatta olursanız yay cüce galaksisinin bir kaç nesil boyunca Dünya'nın bulutsuz bir geceye sahip her yerinden görüneceğinden emin olabilirsiniz. 1 milyar yıl sonra: Güneşe iyi bakın, çünkü böyle kalmayacak Bilindiği üzere güneş hidrojen yakıtı yakar. Yakar derken oksitlenme ile karışmasın: Hidrojenleri birleştirerek Helyum yapan bir füzyon reaksiyonu gerçekleştirir. Güneş bu işe ilk başladığında kendisi bu kadar parlak değildi. Yakın gelecekte de bu kadar sönük olmayacak. Bu durumu bir kömürün yanışına benzetebiliriz. Kömür ilk ateşlendiğinde belli bir ısı verecektir ve verdiği ısı peyder peye artacaktır. Parlaklığı da öyle. İşte güneşin parlaklığı ve dolayısıyla verdiği ısı- her 1,1 milyar yılda bir %10 artmaktadır. Bu da şu anlama geliyor: Yaklaşık bir milyar yıl sonra güneş bugünkünden %10 daha parlak olacak. Güneş'in daha parlak olması daha güneşli günler ve daha keyifli kumsal etkinlikleri anlamına gelmiyor: Güneş'in yaşanabilir kuşağının ötelenmesi anlamına geliyor. Bir yıldızın yaşanabilir kuşağı, kendisinin çevresinde dönüp duran gezegeni için sıcaklık anlamında bildiğimiz anlamdaki canlılığın var olabileceği koşulları yarattığı alan demek. Güneş'in daha da parlak olması halinde Dünya bu yaşanabilir kuşağın dışında kalacak, zira 1 milyar yıl sonra Dünya'nın güneşten aldığı pay yükselmiş ve gezegenimiz suyun sıvı halde barınamayacağı bir sıcaklığa kavuşmuş olacak. Bu da okyanusların, denizlerin, kısacası yüzeydeki tüm suların kuruması, su döngüsünün bozulması demek. Böyle bir ortamda nasıl yaşayacağımızı belirlemek güç ama bir şekilde Dünya'daki su kaynaklarından elde edilmiş bir damla suya muhtaç olmayacağımız bir medeniyet geliştirmek ya da evrilmek zorunda olduğumuz da açık. 3 milyar yıl sonra: Aaaa, Andromeda Hanımlar da gelmişler! 2 milyar yıldır su için savaşan Dünya canlılarına müjde: Sonunda hayatınızda eğlenceli bir şeyler olacak, çünkü en yakın galaksi komşumuz Andromeda, Samanyolu ile buluşacak. Başka bir deyişle, çarpışacak. İki galaksinin çarpışması dendiğinde insanın aklına müthiş bir olaylar silsilesi geliyor olabilir ve insan öncelikle kendi güneş sisteminin akibetini merak edebilir. Hemen söyleyeyim: Bu çarpışmada bizim güneş sistemimize ne olacağı henüz meçhul. Güneşimiz ya da herhangi bir gezegeni başka bir yıldızla ya da gezegenle çarpışabilir, sistemce yeni oluşacak galaksi formasyonu içerisinde kendimize yeni bir yer bulabiliriz, ya da galaksilerden dışarıya savrulup yapayanlız bir yıldız sistemi olarak varlığımızı sürdürebiliriz. Aslında bir önceki paragrafta bir olasılık olarak telaffuz etmiş olsam da güneşimizin başka bir yıldızla çarpışma ihtimali son derece düşüktür. Her ne kadar Samanyolu 300 milyar kadar, Andromeda ise 1 trilyon kadar yıldız içerse de yıldızlar arasındaki mesafenin yüksekliği çarpışma olasılıklarını ihmal edilebilir düzeye çekmektedir. Sayısal olarak ifade edecek olursak, bize en yakın yıldız olan Alfa Centauri 4,2 ışık yılı uzaklıktadır. Bu mesafe güneşin çapının 30 milyon katına karşılık gelmektedir. Küçük bir benzetmeyle 20 cm çapındaki basket toplarının aralarında 6000 km'lik mesafelerle bulunduğu bir ortam tarif edebiliriz. Böylesine dağılmış iki top topluluğu birbirine girse idi çarpışan toplara rastgelmek son derece olasılık dışı olurdu. Diğerleri için de olasılık verelim: Bilgisayarlarda gerçekleştirilen simülasyonlar gösteriyor ki, güneş sistemimiz yeni galaktik sistem içerisinde %50 olasılıkla bir miktar yer değiştirecek ve merkezinden şimdiki uzaklığından 3 kat daha fazla uzaklıkta kalacak. Sistem tarafından dışarıya atılma olasılığı ise %12. Elbette bu rakamlar gerçekleştirilen simülasyonun ne kadar başarılı olduğuna bağlı olarak gerçeğe de o kadar yakın. Sahip olduğumuz veriler zamanla arttıkça, güneş sistemimizin geleceği hakkında gerçeğe daha yakın şeyler söyleyebileceğiz. 5,4 milyar yıl sonra: Kızıl Dev Bir anakol yıldızı olan güneşimizin güneş olmaktan çıktığı an, onun bir kızıl deve dönüştüğü an olacak. Önceki paragraflarda bahsettiğimiz gibi, güneş yakıt olarak hidrojen kullanmakta, onları Helyuma dönüştüren bir çekirdek reaksiyonu sayesinde ışıklarını bize göndermektedir. Bu reaksiyon onun sadece parlamasını sağlamaz; aynı zamanda sahip olduğu yoğun kütlenin kendi içine çökmesini engeller. Bir yandan kütle merkezi güneşin tüm malzemesini kendine çekmeye çalışırken, güneşteki reaksiyonların yarattığı basınç ise bunu dengeler. Yıldızlar homojen bir şekilde yanmazlar. Merkezlerindeki bölgelerde bulunan hidrojeni tükettiklerinde reaksiyonlar çekirdekte sona ererken dışarıda gerçekleşmeye devam ederler. Dolayısıyla reaktör dış yüzeye kaymaya başlar. Merkezden çevreye doğru gerçekleşen bu kayma yıldızın çapında bir genişlemeye neden olur. Ama ne genişleme! Güneşimiz kızıl deve döndüğünde çapı giderek büyümeye başlayacak ve yaklaşık 7,5 milyar yıl sonra ise bugünkü çapının 256 katına ulaşacak. Bunca milyonlu, milyarlı sayıdan sonra 256 sayısı gözümüze küçük gelmiş olabilir ama o kadar da küçük değil. Yandaki resim bu büyümenin boyutunu gözler önüne sermekte işe yarayacaktır. Üstelik Merkür ve Venüs'ün Güneş tarafından kesin olarak yutulacağını, Dünya'nın ve Mars'ın akıbetinin ise henüz bir miktar belirsiz olduğunu da ekleyelim ki büyümenin boyutu daha iyi anlaşılsın. Sözün kısası aşağı yukarı 5,5 milyar yıl sonra Güneş bildiğimiz Güneş olmaktan çıkacak. Bu durum yine de Dünya ve Güneş tarafından içe alınan diğer kardeşleri için acı bir son anlamına gelmeyebilir, zira daha önce kızıl devinin içerisinde varlığını sürdürmeye devam edebilen gezegen keşfedildiğinden bahsetmiştik. Fakat bu gezegenlerde canlılığın idame edebileceğini söylemek artık imkansızlaşıyor. Milyar milyar yıl sonra Merkezdeki helyumun karbona dönüştürüleceği yeni bir süreci de atlatan güneşimiz artık bir Beyaz Cüce'ye dönüştüğünde, kadim yaşam kaynağımızın çevresinde yeni bir gezegen bulutsusu bırakacak. Akıbeti ise bir süre sonra kahverengi cüceye dönüşmek. Yani bir demir yığınına. Yukarıda saydığımız bunca süreci biraz da espiri katmak amacıyla zaman zaman günümüz insanı varlığını sürdürecekmiş gibi ele aldık, ama gerçekte mevcut halimizle Dünya gezegeni dışındaki tüm bilinen evren ve içinde bulunduğumuz zaman dilimi hariç hiçbir yer ve zaman hayatta kalmamıza uygun görünmüyor. Dünya'da bildiğimiz anlamdaki canlılığın çok hücreli yaşam formları olarak 800 milyon yıl kadar, prokaryotlar olarak ise 1,3 milyar yıl kadar daha süreceği tahmin ediliyor ama özellikle vurgulamak istediğim gibi, bildiğimiz anlamdaki canlılık için söylüyoruz bunu. Zira evrim yerinde durmayacak elbette ve belki de uç koşullara dayanıklı yeni canlı türleri ortaya çıkaracak. Bunu şimdiden ön görmek mümkün değil. Öte yandan biz karbon temelli ve protein yapılı bir canlılıktan bahsediyoruz. Başka türlü bir canlı yaşamını şimdilik tutarlı bir biçimde hayal edemiyor olabiliriz. Ya da yaratacağımız bir makina uygarlığının hayatta kalma olasılığı mevcut, zira onlar çetrefilli şartlardan bizler kadar etkilenmiyor olacaklar. Bir önceki ayki yazımda bahsettiğim gibi, onların canlı olmadığını kim söyleyebilir? Yazımızın girişinde bahsettiğimiz kasedi ileri sarınca oldukça sert, hatta son derece gürültülü bir müzikle karşılaşıyoruz gibi görünüyor. ... ama yeni nesiller de bir garip; tuhaf tuhaf müzikler dinliyorlar.


Meşhur Stradivarius kemanlarının o muhteşem sesinin kaynağı bulundu: Kendi beynimiz. Peki ama nasıl, neden? Keman virtüözü Joshua Bell'in Washington'da kaldığı otel, metro istasyonuna çok yakındı, ama taksi tuttu. Elindeki kemanı tehlikeye atamazdı. Ünlü İtalyan usta Antonio Stradivari'nin 1713'te yaptığı bu Stradivariusa birkaç yıl önce neredeyse 4 milyon dolar saymıştı. Önceki kemanı da bir Stradivarius idi ama onu sadece 2 milyon dolara satabilmiş, üstünü tamamlamak için bir hayli borca girmişti. Konser vereceği yer metro istasyonuydu, kıyafeti de ona göreydi. Beyzbol şapkasını çekti, ünlü kemanını çıkardı, birkaç gün önce Boston'daki konserinde çaldığı parçaları çalmaya başladı. Bakalım sabahın sekizinde işine koşanlardan kaçı bu ünlü virtüözün, elindeki meşhur kemanıyla verdiği bu 45 dakikalık halk konserinden etkilenecekti? İşbirlikçisi Washington Post gazetesinin gizli kamerası olanları kaydediyordu. Oradan geçen toplam 1097 kişinin yalnızca yedisi durup dinledi, 27 kişi toplam 32 dolar 17 sent bahşiş bıraktı. Geçenlerden biri ise sanatçıyı tanıdı, kutladı ve ona bir 20 dolar uzattı! Ne Bell'in yorumu ne de Stradivarius'un tınısı büyük bir etki bırakmıştı. Stradivarius (Şekil 1), keman dünyasında bir efsane. Sanatçılar ve koleksiyoncular bunların bir tanesini edinebilmek için milyonlarca doları gözden çıkarıyor, borca giriyor. Birçok Stradivarius'un kendi adı bile var, daha önce nerelerden geçtiği, kimin çaldığı belli. Bunlardan Macdonald adlı viyola, şu an 45 milyon dolarlık açılış fiyatıyla açık artırmada alıcı bekliyor. Eğer bu parayı veya daha fazlasını veren çıkarsa bir rekor kırılmış olacak. Ama gerçekten de sesleri o kadar güzel mi bu sazların? Öyle olduğu, yıllardır peşinen kabul edildi ve araştırmacılar bu kemanların seslerinin neden güzel olduğunu bulmaya çalıştı. Bazısı Stradivari ve ailesinin kullandığı tahtaları inceledi, bazısı çektikleri cilaları, bazısı kemanların şeklini. Bazıları bu ipuçlarıyla aynı kemanlardan yapmayı denediler ama keman meraklılarını ikna edemediler. Onlara göre, Stradivari ve ailesinin püf noktasını kimse çözememişti. Stradivarius göze hitap etmeyince... Ama yoksa... Stradivarius olduğunu bildiğimizden mi durum bize öyle geliyordu? Stradivarius olduğunu bilmeden dinlesek de sesler o kadar güzel gelir miydi? Ne varsa eskide var ilkesinden şüphelenen Sorbonnelu araştırmacılar, bunu ilk olarak 2010 yılında ABD'nin Indianapolis şehrindeki bir yarışma sırasında sınadılar. Birçok kemancı yarışma sayesinde burada toplanmıştı. Bir otel odasında bir araya getirdikleri 21 tecrübeli kemancıya, hangisi olduğunu söylemeden meşhur keman ustaları Stradivari ve Guerneri tarafından yapılmış kemanlar ile çağımızda yapılmış kemanları denettiler. Sonuç: Virtüözlerin en beğendikleri keman yeniydi, en beğenmedikleri ise bir Stradivari ürünüydü! Çoğu ellerindeki kemanların eski mi yeni mi olduğunu da başarıyla tahmin edememişti. Ama tabii belki de kemanları deneyenleri bir de konser salonunda görmek gerekliydi, çünkü dinleyenler kemanın sesini orada duyuyor ve beğeniyordu. Ayrıca deney daha çok keman ile tekrarlanmalıydı. Bu eleştirilere kulak veren araştırmacılar daha sıkı bir deneye soyundu. Bu sefer kemancıları, yalnızca solistler arasından seçtiler, yani en usta kemancılar arasından. Çoğunun bir uluslararası müzik ödülü vardı. Solistleri deney için Paris'e davet ettiler. Kemancıların yayları, neredeyse vücutlarının bir parçası gibi olduğundan onlardan kendi yaylarını getirip kullanmalarını istediler. Deneyecekleri kemanların altısı eski ve meşhur, altısı ise yeni üretilmiş kemanlardandı. Deneyecekleri kemanların yeni mi eski mi olduğu kendilerine söylenmeyecekti, hatta deneyin konusundan bile haberleri yoktu. Yeniyi-eskiyi dokunarak anlayamasınlar diye yeni kemanlar, kot pantolon gibi eskitilmişler arasından seçilmiş, görerek anlamasınlar diye de solistlere kaynakçı maskesi gibi kapkara gözlükler giydirilmiş, ortam da loşlaştırılmıştı. Solistleri önce bir evin odasında toplayıp önlerine 12 kemanı dizdiler, deneye deneye bunlardan en beğendikleri dördünü seçmelerini istediler. Sonuçları Şekil 2'nin sol tarafında görüyorsunuz. Her bir sıra, tek bir kemanı temsil ediyor. Beyaz, uzun dikdörtgenler her bir kemanı en beğenen solistleri, daha kısa, giderek koyulaşan gri dikdörtgenler 2., 3., ve 4. tercih olarak beğenen solistleri, çizginin ötesindeki çok koyu gri kısa dikdörtgenler ise o kemanları reddeden solistleri gösteriyor. Odada yapılan denemelerde 10 solistin 9'unun en beğendiği keman, yeniler arasından çıkmış. Solistler genelde eski kemanları daha az tercih edip daha çok reddetmişler. En beğenilen keman yenilerden biriymiş. Daha sonra solistlerden aynı kemanları, yine aynı gözlüklerle 300 kişilik bir konser salonunda denemelerini istemişler. Şekil 2'nin sağ tarafında görebileceğiniz üzere, konser salonunda elde edilen sonuçlar, odadakilerden pek farklı değil. En beğenilen keman, daha önce odada en beğenilenle aynı. Genel olarak yeni kemanlar eskilerden daha çok beğenilmiş. Bütün bunlardan, yani solistler ellerindeki kemanları defalarca denedikten, dinledikten sonra, onlardan bu beğenip çaldıkları kemanların yaşını tahmin etmelerini istemiş araştırmacılar. Toplam 69 tahminin ancak 31'i (%45) doğru çıkmış: Ustalar için hiç de iç açıcı bir sayı değil. Duyularımızın önündeki perdeler Belki sanatçılar için bu sonuçlar büyük bir sürpriz ama özellikle insan beyni ve davranışıyla ilgilenen bilim insanları için değil. Artık biliyoruz ki algılarımız çok kolay yanılıyor. Şu ikisi güzel birer örnek bence: Bir araştırmada bilim insanları şarap tadımcılarından değişik beyaz şarapları deneyerek tatlarını tarif etmelerini istiyorlar ama önceden kırmızıya boyayarak. Uzmanlar bu şarapları genelde kırmızı şaraplara has özelliklerle tarif ediyor, yani yalnızca rengi kırmızı olduğundan beyaz şarabı kırmızı sanıyor, tadından aslında beyaz şarap olduğunu çıkartamıyor. Diğer bir deneyde de denekler, daha yüksek fiyatlarla etiketlenmiş şişelerdeki şarapları daha çok beğeniyor, hepsinin içinde aynı şarap olduğu halde! Yani tat algımızı yalnızca dilimizden beynimize giden sinyaller belirlemiyor, işin içine başka duyular, önyargılar ve bağlam giriyor, algımızı etkiliyor. Yani nasıl Daniel Kahneman'ın daha önce bahsi geçen düzenek 1i bize çabuk ama zaman zaman yanlış kararlar aldırıyorsa, beynimiz de gördüklerinden çabuk ama zaman zaman yanlış algılar çıkartabiliyor. Bizi yanıltan böyle bir algı düzeneğinin neden evrilmiş olabileceğine dair bazı tahminler var, ancak şu anda deneyse veri olmadığından bu tartışmayı aktarmayacağım. Ama öyle veya böyle, bu algılar bazen bizi tuzağa düşürüyor. Bilim de aslında tam bu gibi yanılgılarımızı aşmak için uğraşırken ortaya çıkan bir süreç: Hassas ölçümler, kontrollü deneyler, sürekli tartışmalar, hem kendimizin hem de birbirimizin algılarının ve düşünce süreçlerinin açıklarını kapatmaya yönelik. Sanatçılar ise kendi hislerine güvenerek devam edebilir. Biz Joshua Bell'i Stradivarius'uyla da seviyoruz.


İki üç yıl önce bir hafta sonu Beyoğlu'nda dolaşmaya çıkmıştım. Akşamüstü İstiklal'den Taksim'e doğru yürüyor, bir yandan da aylak aylak etrafa bakınıyordum. Meydana ulaştığımda gökyüzünde kalabalık bir kuş sürüsü gördüm. Şehirde alıştığımız martı veya serçe sürüleri gibi değildi. İzlenimci bir ressamın kara noktalarla çizdiği, bilinçli dev bir varlık gibi görünüyordu, mavilikte bir damla misali sağa sola yalpalanıyordu. Maksem'in duvarına yaslanıp seyre daldım. Ara sıra sürüden bir grup kopuyor, ardından tekrar birleşiyordu. Sürü dalgalanıyor, titreşiyor, spiral kollar uzatıyor, sonra yine topaklanıyordu. Grup bir bütün olarak aniden yön değiştirse de, hiç bir kuşun sürünün dışında kaldığı görülmüyordu. Yüzlerce, belki binlerce kuşun büyüleyici dansı gün batana kadar sürdü. Sığırcık sürülerinin sihirli uçuşlarını dünyanın birçok yerinde görmek mümkün. Starling murmuration kelimeleriyle yapılacak bir arama size pek çok resim ve video gösterecektir. Özellikle açık arazilerde çekilen videolar hayranlık uyandırıcı. Sadece sığırcıkların değil, pek çok hayvan türünün sürü halinde hareket ettiğini biliyoruz: Birçok kuşun yanı sıra balıklar, bizonlar, zebralar, çekirgeler, kurtlar, insanlar, hatta bakteriler bile sürü davranışı sergilerler. Omurgalı veya omurgasız, memeli veya yumurtlayan, sıcakkanlı veya soğukkanlı, bu kadar farklı canlıda görülen bu temel davranış, sürüleşmenin çok önemli bir evrimsel avantaj sağladığını gösteriyor. Neden sürüler oluşur? Sürü halinde toplu hareket etmenin en büyük faydası korunma sağlaması. Sürünün kenarında değilseniz dışarıdan yaklaşan bir avcı sizin için tehlike oluşturmaz. Kenardaki azınlık da hep dışarıda kalmaz zaten, içeriye doğru girerler. Avcı bazen sürüye yaklaşamaz bile; sürünün bir üyesi bile avcıyı tespit etse diğerlerine haber verir ve kaçmalarını sağlar. Avcı peşlerinden koşsa bile, hangi birini yakalayacağını şaşırıp zaman kaybeder. Yırtıcı hayvanların çoğu yalnız avcılardır, ama kurtlar ve aslanlar gibi sürü halinde avlanan türler de vardır. Böylece büyük avlara hep beraber saldırabilirler. Sürüleşme daha kurnazca amaçlarla da kullanılabilir. Mesela, bir sırtlan çetesi bir çitanın üstüne yürüyüp, alnının teriyle avladığı antilopu bırakıp gitmeye zorlayabilir. Sürüleşmenin daha çılgınca sebepleri de olabiliyor. Mesela çöl çekirgelerinin kıtlıkta birbirlerini yedikleri bilinir. Ergen çöl çekirgeleri daha yetişkin olmadıkları için uçamazlar ama yürüyebilirler. Grup belli bir kalabalığa ulaştığında yamyamlık belirtileri başlar. Sübyan çekirgeler arkalarındaki arkadaşlarının ittirmesini hissettiklerinde, yem olmamak için sürekli ileri doğru yürürler. Birbirlerine çok yaklaşmaktan da kaçındıkları için sağa sola sapmadan dümdüz giderler. Böylece milyonlarca bireylik bir sürü oluşur, ama birbirlerine sokulmak istediklerinden değil, tersine, kaçınmak istediklerinden. Başka bir örnek olarak, Amazon tırtıl katarlarının garip hareketini daha önce Açık Bilim'de işlemiştik. Her türün sürüleşmesi farklı farklı. Türün hareket kabiliyetine, kıvraklığına, algı gücüne, beyin kapasitesine ve çevre şartlarına göre çok farklı sürü davranışları görülebiliyor. Bazılarında hayvanlar omuz omuza ilerlerken, bazılarında gevşek bir etkileşim oluyor. Bazılarının bariz bir lideri var , bazı türlerde ise yok , bazılarında ise bireyler hiyerarşideki yerlerine orantılı olarak takip ediliyorlar . Hesaplama modelleri ve simülasyonlar Sürü hareketinin nasıl oluştuğunu anlamanın yollarından biri, birey temelli modelleme uygulamak. Bu yöntemde sürüdeki her bir hayvanın belli basit kurallara uyarak kendi başına hareket ettiği varsayılır. Bireyler hareketlerini yakın çevrelerine bakarak ayarlarlar. Bu tür bir modelde koordine edici bir lidere ihtiyaç yoktur. 1987'de bilgisayar grafiği uzmanı Craig Reynolds böyle bir model kurdu. Reynolds'un bilgisayarında yarattığı kuşumsular sabit hızda uçuyorlar, en yakın komşularına göre uçuş yönlerini şu üç basit kurala uyarak an be an düzenliyorlar: - Ayrışma: Fazla yakın komşulardan uzaklaş. - Hizalanma: Komşuların gittiği yönlere bak, ortalama yöne göre kendini hizala. - Birleşme: Komşuların orta noktasına yönel. Elbette bu kuralların her biri ayrı yönlere götürebilir. O zaman kuşumsu üç yönün vektör toplamını alarak kendini ayarlar. Reynolds bilgisayarını bu kurallarla programladığında gerçek kuşlara benzeyen bir sürü hareketi oluştuğunu gördü: Reynolds modeli, sadece yakın komşular arası etkileşmelerle, sürü ölçeğinde düzenli bir hareketin ortaya çıkabileceğini gösterdi. Kuşumsuların hareketi bireyseldir; bütün sürüyü yöneten kimse yoktur. Ama her bireyin kendi komşularına göre kendini ayarlaması, ufak bir değişimin bile hızlıca sürü çapında dalga dalga yayılması anlamına gelir. Her şeyi yöneten bir merkez olsaydı, iletişimdeki gecikmeler yüzünden bu kadar hızlı tepki vermek ve düzen sağlamak mümkün olmazdı. Yani, sığırcıkların büyüleyici dansı için bir liderin gerekli olmasını bırakın, liderin hiç olmaması gerekiyor. Merkezi yönetimin bulunmaması, hızlı uyum ve kıvraklık sağlıyor. Reynolds'un öncülük ettiği birey temelli simülasyon yaklaşımı, sağladığı gerçekçilik nedeniyle daha sonra animasyon filmlerde ve oyunlarda kullanıldı. Örneğin, 1994 tarihli Aslan Kral filmindeki yaban sığırı koşuşması sahnesi, böyle bir algoritmayla hazırlandı. https://www.youtube.com/watch?v=2m-42ek85G4 Modeller ne kadar gerçekçi? Sürü hareketi ile sadece biyologlar ilgilenmiyor. Fizikçiler ve matematikçiler Reynolds'un varsayımları üzerinde çeşitlemeler yaparak bilgisayarlarında sürüler yaratıyorlar, ve bireysel davranış kurallarının bütün sürünün hareketini nasıl etkilediğini inceliyorlar. Bu tür modellerin eksik tarafı, alışıldık anlamda bilimsel kesinlik sağlamamaları. Bir astronom Newton yasalarını, bir meteorolog akışkan dinamiği denklemlerini bilgisayarında işleyerek geleceği hassas bir şekilde tahmin edebilir. Henüz gerçekleşmemiş şeyleri tahmin edebilmek, bir bilimsel teorinin en önemli güçlerinden biridir. Ancak sürüler gibi karmaşık sistemlerde henüz bu güce sahip matematiksel teorilerimiz yok. Kullanılan birkaç değişik model var, ve bu modeller sadece akla yakın bazı varsayımlardan ibaret. Örneğin, bu alanın en önde gelen araştırmacılarından Tamas Vicsek'in adıyla anılan Standart Vicsek Modeli, Reynolds modelinden bile basittir: Her sanal kuşun gideceği yön, kendisine belli bir mesafede bulunan kuşların ortalaması olan yön olarak belirlenir. Ek olarak, bu yönde küçük ve rastgele bir değişiklik de yapılır. Bu rastgele değişiklik bir sürü iç ve dış faktörü içinde barındıran bir torba gibidir: Havanın puslu olması, kuşun bilgi işlemesindeki hatalar, hava akımları gibi ayrı ayrı eklemenin çok zor olacağı faktörler rastgelelikle temsil edilirler. Sürü modellerinin çoğu basit ve sade varsayımlara dayanırlar, bu açıdan gerçekçi değildirler. Mesela modellerdeki sanal kuşlar birer noktadır. Ne vücut biçimleri, ne kanat uzunlukları, ne de zihin kapasiteleri hesaba katılmıştır. Oysa ki bu ayrıntılar kuşların kıvraklıklarını, güçlerini, algı hızlarını çok değiştirir. Bu ayrıntıların bir kenara bırakılması yüzünden de, bilgisayarda yaptığımız hesabın sonucunun kuşları gözleyerek elde ettiğimiz verilere tam uymasını bekleyemeyiz. Bu sebeple, karmaşık sistem modellerinin anlayışımıza yaptığı katkı daha çok niteliklere dairdir. Modeli nasıl ayarlamalı ki kuşlar birbirine çarpmasın? Sürünün bir arada uçması için kuşların ne kadar yakın olması gerek? Sürü bölünüp birleşebiliyor mu? Kuşların tahmin hataları sürünün oluşumunu etkiliyor mu? Bu tür soruların cevapları, sayısal doğruluktan çok, benzerlik olarak verilir. Modeller en fazla, hangi varsayımların belli olguları ortaya çıkarmak için yeterli olduğunu söyleyebilirler. Belki ileride Newton yasaları veya Navier-Stokes denklemleri gibi doğruluk payı çok yüksek modeller kurulabilecek, ama şimdilik elimizdeki matematiksel yöntemler karmaşık sistemleri hem sade hem de isabetli olarak tarif etmeye yetmiyor. Bununla beraber modeller bazen sadece matematiksel özelliklerinin ilginçliği için de incelenirler. Sözgelişi, Vicsek'in modellerindeki parazit belli bir seviyenin altına indiğinde sürünün bireylerinin kolaylıkla birbiriyle hizalandığı, çok parazitli bir ortamda ise dağınık kaldıklarını görüyoruz. Bu gözlem, fizikte faz geçişleri olarak adlandırılan olguya matematiksel olarak denk özellikler gösteriyor. Bu tür modellerin birikmesiyle önümüzdeki yıllarda kendi gücüyle hareket eden nesnelerin fiziksel hareket denklemlerinin keşfedilmesi mümkün olabilir. Gözlemler Teorik modellerin yanı sıra, gözlem yoluyla sürü hareketine dair veriler de toplanıyor. Ama bu tür veri toplama epey zor, çünkü haliyle kontrollü deneye pek imkan vermiyor. Deneyci sürüye fazla yaklaşırsa, sürünün davranışını bozma riski de var. Yine de teknolojiyi akıllıca kullanarak bu zorluklar aşılabiliyor. İtalyan fizikçi Michele Ballerini ve çalışma arkadaşları, üç ayrı konuma yerleştirdikleri kameralarla sığırcık sürülerini filme almışlar. Benzer çalışmalarda on-yirmi bireylik sürüler takip edilebilmişken, bu çalışmada 2700 bireye varan sürüler incelenmiş. Farklı açılardan kayıt alındığı için, ileri görüntü işleme teknikleri kullanarak tek tek kuşların üç boyutlu hareketini tekrar üretmeleri mümkün olmuş. Bu sayede, modellerin test edilebileceği çok önemli bir veri bankası oluşturabilmişler. Veriler yeni bilgiler sağlamış. Sözgelişi, sığırcık sürüsünün pide gibi yayvan bir yapıda olduğu görülmüş; yani sürünün düşey yöndeki genişliği, yatay yönlerdekinden çok daha az. Bu, mevcut sanal kuş modellerinin yakalayamadığı bir özellik. Sebebi ise basit: Yukarı aşağı hareket etmek, yatay hareketten daha fazla enerji harcatıyor. Yerçekimine karşı çaba göstermek düşey yöndeki kıvraklığı azaltıyor. Modeller, kuşların belli bir mesafeye kadar olan komşularına göre hizalandıklarını varsayıyor. Verilere göre, kuşlar birbirine çok yakın uçuyorsa bu varsayım doğru. Sürülerde her bir kuşun kanat açıklığı doğal bir mesafe ölçüsü sağlıyor, ve kuşlar gerçekten de çok yakındaki komşularından uzaklaşıyorlar. Ancak çarpışma tehlikesi yoksa, kuşlar yönlerini belirlemek için komşularına bakarken uzaklık bir önem taşımıyor. Her bir kuş çevresindeki altı veya yedi yakın komşusuna göre hizalanıyor. Bu da modellerde bulunmayan bir özellik. Sürülerin kamerayla gözlemlenmesi, kayıtların dijital veriye dönüştürülmesi, ve matematiksel olarak incelenmesi henüz yeni bir alan. Bu incelemeler sonucunda toplu harekete dair birçok yeni ve ilginç özellik keşfediliyor ve bu davranışların açıklanması için matematik ve fiziğe başvurmak gerekiyor. Bu konuda araştırma yapmak isteyenleri bekleyen pek çok cevapsız soru mevcut. İnsan dinamiği İnsanların grup halindeki davranışı da aynı bağlamda, gerek modeller kurarak gerek gözlemler yaparak inceleniyor. İnsanların grup halinde nasıl hareket ettiğini anlamanın uygulama alanları daha fazla. Sözgelişi, binaların inşa planında sıkışmadan yürünebilecek bir düzen kurmak, panik halindeki insanların güvenli ve hızlı bir şekilde dışarı çıkmasını sağlamak gibi önemli uygulamaları var. İnsanlar normal şartlarda kuşlar veya balıklar gibi sürü oluşturmasalar da, yine de birbirinden kaçınma davranışı, ve diğerleriyle aynı yöne gitme davranışı gösteriyorlar. İnsanların yürüme davranışına dair matematiksel modeller, bireyler arasındaki uzaklığa bağlı olan sosyal kuvvetler denen sanal itme-çekme kuvvetlerini kullanıyor. Bu modellerin parametreleri video kayıtlarından elde edilen deneysel verilere göre ayarlanınca, epeyce gerçekçi bir matematiksel model elde edilebiliyor. Kalabalık bir metro koridorunda veya tıklım tıklım bir sokak pazarında yürüdüyseniz, karşılıklı iki yönden gelen insanların kendiliklerinden belli bir düzene girdiğini, araç trafiğindeki gibi şeritler oluşturduğunu farketmişsinizdir. Yayalar karşıdan gelenlere çarpmamak için kenara çekile çekile, en sonunda gittikleri yönde arka arkaya dizilirler. Bu düzen oluşunca artık yer değiştirmeleri gerekmediği için bu şeritler istikrarlı olarak devam eder. Tabii kendi kendine oluşan bu şeritler, caddelerdeki gibi bir gidiş bir geliş düzeninde olmuyor, yön değiştirerek yanyana bulunan birkaç gidiş birkaç geliş şeridi olabiliyor. Sosyal kuvvetlere dayalı bilgisayar simülasyonları bu gözlenen olguyu başarıyla tekrar yaratabiliyor. Panik durumu ise bambaşka dinamiklere yol açabiliyor. Sözgelişi, tek kapısı bulunan bir salonda yangın çıktığında herkes paniğe kapılarak çıkışa koşturuyor. Sosyal kuvvet modelleri böyle bir senaryoda grubun kapıda sıkışıp kalacağını, hareket kabiliyetinin azalacağını öngörüyor. İlginç nokta şu: Bireyler daha yavaş hareket ettiklerinde düzgün ve hızlı bir şekilde dışarı çıkabiliyorken, aceleyle koşturduklarında çıkışları çok yavaşlıyor. İnsanları bir atom gibi, bir grubu da bir gaz gibi düşünürsek, insanların hareket hızı kabaca gazın sıcaklığına denk gelir. Bu davranıştaki ilginçlik, gazı ısıttığımızda katılaşması, yani insanların hareket edemez duruma gelmesi. Sıkışmayı engellemek için, yoğunluğun azalması lazım. Yani simülasyonlar sağduyumuzu teyit ediyor: Tehlike durumunda koşmamak lazım. Ancak paniğe kapılan insanlar bu sağduyuyu gösteremeyebilir. O zaman bina tasarımında bazı numaralar kullanmak gerekebilir. Sözgelişi, delice gözükse bile, çıkış kapısına yakın bir sütun koymanın, salondan çıkışı hızlandırabildiği görülmüş. Kalabalık sütunun çevresinde birikiyor, bu da kişiler arasındaki basıncı daha geniş bir alana yayıyor. Sütunun etrafından dolanmaya mecbur kalmak, telaşlı kalabalığın salonu boşaltma hızını artırıyor. Garip ama gerçek. Bu simülasyonları deneysel olarak test edemiyoruz, çünkü acil durum tahliyesiyle ilgili konularda kontrollü deneyler yapmak etik değil. İnsanları farlı salonlara koyup yalandan panik yaratamazsınız. Avustralyalı araştırmacı Majid Sarvi bu sorunun üstesinden gelmek için karınca sürüleriyle deneyle tasarlamış. Karıncaları dar bir kapısı bulunan yapıların içine koymuş ve ne kadar çabuk tahliye ettiklerini ölçmüş. Karıncaların çıkışlar köşelere yakın olduğunda hızlıca çıktıklarını, duvarın ortasındaki kapılarda ise yuarıdaki resimdeki gibi biriktiklerini görmüş. Bu gözlemini simülasyonlarla insan hareketi modelinde denediğinde yine yüksek bir verimlilik gözlemiş. Ama karıncaların davranışı insanlarınkinden çok farklı olduğu için bu deneylerin ne kadar faydalı olacağı tartışılır. Bina tasarımında yaya trafiğini artırmak için ilk bakışta makul görünen ama işe yaramayan hackler de var. Mesela, dar bir koridorda insanların yürüyüşünü hızlandırmak için araya geniş bölgeler koymanın, hızlandırmak bir yana, yürüyüşü yavaşlattığı simülasyonlarla gözlenmiş. Sebebi basit: Yürürken araya mesafe koymak isteyen insanlar geniş bölgeye geldiklerinde kenarlara yayılıyorlar, ancak dar bölgeye gelince tekrar hizalanmak için yavaşlamak ve diğerlerini de yavaşlatmak zorunda kalıyorlar. Aynı etkiyi araç trafiğinde de görebilirsiniz. Otoyol gişelerinin hemen sonrasında trafik çok yoğun olur, oysa ki yola giren yeni araç yoktur, nereden çıkar bu yoğunluk? Üç şeritli bir otoyolda düzenli bir hızda giden araçlar, gişelere gelindiğinde altı şeride yayılıp, gişelerden sonra tekrar eski düzene girmek için birbirlerinin önünü keserler, trafik bu yüzden yavaşlar. Podcast: Play in new window | Download Subscribe: RSS


İnsanlar gün batımı seyretmeyi severler. Gün batımı birçok farklı duyumu ve duyguyu bir anda yaşatır; parlak ve kontrast renkleri ile görsel algımızı okşar, günün keşmekeşinin sonunu, akşamın dinginliğinin başlangıcını müjdeler, bir sonun burukluğunu yaşatır. Meraklı gözler için ise gün batımı tüm bunların yanında nadir bir optik ilüzyonu görme şansı da demektir aynı zamanda: yeşil flaş. 24 Mayıs 2014'de çektiğim yukarıdaki fotoğrafa dikkatle bakarsanız batmak üzere olan Güneş'in hemen tepesinde küçük, hafif yeşile çalan parlak bir alan göreceksiniz. Bu noktayı alttaki büyütülmüş resimde daha iyi görebilirsiniz. Bu noktanın adı yeşil flaş . Çoğunlukla ufkun uzakta göründüğü durumlarda karşılaşılan bu nadir durum atmosferdeki iki optik etkinin birleşmesi ile oluşuyor. Kromatik dağılma Etkilerden ilki hepimizin fizik derslerinden bildiği beyaz ışığın prizmadan geçirilip renklerine ayrışması ile karşımıza çıkan kromatik dağılma etkisi. Görünür ışığı da barındıran elektromanyetik dalgalar boşlukta ışık hızı olarak bildiğimiz 299,792,458 m/s hız ile hareket etseler de, madde içerisindeki hareketleri maddenin optik özelliklerine bağlı olarak bundan daha yavaştır. Maddenin elektromanyetik dalgayı ne kadar yavaşlattığı kırılma indisi denilen birimsiz bir sayıyla gösterilir ve bu sayı değişik dalga boyları için değişik değerler alır, yani değişik dalga boylarındaki elektromanyetik dalgalar aynı madde tarafından değişik oranlarda yavaşlatılırlar. Görünür spektrumda maddelerin çoğu için dalgaboyu arttıkça kırılma indisi azalır; bir diğer deyişle en çok mavi ve mor yavaşlarken en az yavaşlamaya turuncu ve kırmızı uğrar. Elektromanyetik dalga ne kadar yavaşlarsa o kadar fazla kırılıma uğradığı için bu, mor-mavi renkler en çok kırılıma uğrarken, turuncu-kırmızı renkler en az kırılıma uğrayacaktır demektir. Her madde gibi Dünya atmosferi de ışığı biraz olsun yavaşlatır. Havanın kırılma indisi boşluğun kırılma indisi olan 1.0 değerinden biraz büyüktür: deniz seviyesinde 20 C sıcaklıkta havanın kırılma indisi kırmızı ışık için 1.00027004 iken mor ışık için 1.000278669 gibi bir değer taşır. Havanın kırılma indisinin kırmızı ve mor için olan değerleri arasındaki 0.000008629 gibi mini minnacık olan bu fark, özellikle ışığın kalın bir atmosfer tabakasından geçmesini gerektiren ufka yakın bölgelerde görüntüyü az da olsa renklerine ayırmayı başarır. Sırasıyla mor, mavi, yeşil, sarı, turuncu ve kırmızıya ayrılan renklerden mor-mavi aralığı atmosferdeki gaz molekülleri ve minik parçacıklar tarafından Rayleigh saçılımı ile dağıtılır ve gök yüzüne mavi rengini verir . Kalan renklerden yeşil en çok kırılmaya uğradığı için Güneş'in üst kısmı yeşil, kırmızı ise en az kırılmaya uğradığı için Güneş'in alt kısmı kırmızı görünür. Renklerdeki bu ayrışma yeşil flaşın oluşması için elzem olmakla beraber tek başına yeterli olmaktan çok uzaktır. Yeşil flaş için Güneş'in üst tarafında görünen bu incecik yeşil çizgiyi büyütecek bir optik düzeneğe gerek vardır ve bu optik düzeneğin adı da seraptır. Serap Yukarıda havanın kırılma indisinin değerini bir atmosfer basınç ve 20 C sıcaklık için verdim ancak kırılma indisi başta havanın yoğunluğu ve sıcaklığı olmak üzere birçok faktöre bağlıdır ve genelde deniz seviyesinde en yüksek değerde iken irtifa arttıkça bire doğru yavaşça azalır. Güneşli bir öğlen vakti asfalt üzerinde olduğu gibi bazı durumlarda ise havanın yoğunluğundaki değişim yavaş değil ani şekile olabilir ve bu değişim havanın kırılma indisinde de sert geçişlere neden olur. Çölde susuz kalmış insanların gördüğü hayali vahaların ya da uzun yolda araba kullanırken asfalt üzerinde uzakta görünen ve fakat yaklaştıkça yok olan su birinkintilerinin nedeni serap dediğimiz bu etkidir. Hava yoğunluğunun nerede nasıl değiştiğine ve gözlemcinin bu sert değişim bölgesinin altında, ortasında veya üstünde mi olduğuna bağlı olarak değişik seraplar görülür. Seraplardan en yaygın olanı hava yoğunluğunun ısınmış toprak yüzünden yerin hemen üzerinde azaldığı ve gözlemcinin bu tabakanın üzerinde olduğu alt seraplardır . İkinci tip serap için atmosferde normalin dışında bir sıcaklık profili oluşması gerekir: sıcaklıklık terselmesi . Normalde yükseklik arttıkça hava sıcaklığı düşer ancak bazı durumlarda yerden yüksek dar bir bant içerisinde bu davranış tersine döner ve yükseklik arttıkça sıcaklık da artar. Eğer bu terselme bölgesinde sıcaklık değişimi yavaş ise sahte serap görülür. Eğer terselme bölgesinde sıcaklık yükseklikle çok hızlı şekilde değişiyorsa çok daha ilginç bir durum oluşur; kanal denilen bu durumda kırılma indeksindeki ani değişiklik sayesinde terselme bölgesi ışığı Dünya'nın eğriliğinden daha fazla büker, böylece ışık bir süre sonra yere yaklaşmaya başlar ve bu şekilde bu tabaka şeklindeki kanal içinde uzun süre yol alır. Bu durumda Dünya yuvarlaklığını takip eden ışık ufuk çizgisinin de ötesine ulaşabilir. 1940'larda radarın ilk dönemlerinde bu etki ile radar ekranında ufkun ötesini gören radar operatörlerinin kafası epey karıştırmış olsa gerek. Böyle bir kanalın oluştuğu durumda görülen seraplara kanallı sahte serap denilmektedir. Eğer gözlemci yukarıda bahsedilen optik kanalın altında duruyor ise oluşan seraba kanal altı serabı adı verilmektedir. Gözlemci kanalın içinde bir yerde durduğunda ise epey ilginç başka bir durum görünür: batan güneş alçaldıkça ufkun üstünde duran dar bir karanlık bantın üst tarafında yok olur ve biraz sonra dar karanlık bantın altından yeniden görünür. boş bant gün batımı denilen bu etkiyi şu simulasyonda görebilirsiniz: Yeşil Flaş Yukarıda farklı tiplerini açıkladığım seraplar görüntüyü düşey eksende bozan, bazı yerlerde daraltan, bazı yerlerde genişleten bazen de kopyasını çıkartan bir etkiye sahipler. Bu etki temelinde lunaparklardaki komik aynaların etkisinden çok da farklı değil; ancak aynaların aksine seraplarda bu etki yansıma yerine kırılma sayesinde oluşuyor ve kırılma sırasında renkler birbirinden daha da uzaklaşıyor. İşte yeşil flaş dediğimiz şey ilk başlıkta anlattığım kromatik dağılma sayesinde oluşan ince yeşil çizginin ikinci kısımda anlattığım serap etkisi ile genişleyip Güneş'in asıl görüntüsünden kopması halinde oluşan yeşil bölge. Benim çektiğim yukarıdaki fotoğraf kanal altı serabı durumuna bir örnek. Bu tip yeşil flaşlar 10-15 saniye kadar sürebiliyormuş. Daha sık görünen ve basit alt serap ile oluşan yeşil flaşlar Güneş tamamen gözden kaybolur kaybolmaz Güneş'in tepesinde sadece 1-2 saniyeliğine görülüyor. Fotoğrafı çektiğim anda havada çok fazla su buharı olduğu için kırmızı renk çok baskın ve yeşil renk sadece belli belirsiz görünüyor, daha uygun şartlarda çok daha belirgin ve parlak yeşil renkler görmek mümkün. Benzer bir senaryo için hesaplanmış bir kanal altı yeşil flaş simulasyonunu şurada görebilirsiniz. Yeşil flaşdan 3 dk önce çektiğim aşağıdaki fotoğraftaki ampül şeklinin simülasyondakine benzerliği dikkat çekici. Kim bilir, belki sevgilinizin elini tutarak gün batımını bir sonraki seyredişinizde siz de yeşil flaşı görürüsünüz. UYARI: Gün batımını göz sağlığına zarar vermeden izlemek için Güneşin ufkun 2 derece yakınına gelmesini (yani gün batımı saatinden 10 dakika öncesini) beklemek gerekli. Bu da yaklaşık olarak kolunuzu düz şekilde uzattığınızda baş parmağınızın boyuna denk geliyor. Bu aşamada Güneş'e çıplak gözle ve hatta düşük büyütmeli dürbün ile bakmak güvenli ancak teleskop gibi çok ışık toplayan optik araçları uygun filitreler olmadan kullanmak bu aşamada bile tehlikeli olabilir. Güneş tutulmaları ise gün batımından oldukça farklı bir durum: asıl zararlı olan mavi ışık ufuktaki duruma göre atmosfer tarafından çok daha az filitre ediliyor ve bu nedenle Güneş tutulmalarının uygun filitreler olmadan seyredilmesi önerilmiyor. Bu konuda oldukça detaylı bir araştırmanın ingilizce metnini şurada bulabilirsiniz. Fotoğraf künyesi - Fotoğrafı çeken: Cüneyt Özdaş - Kamera: Canon EOS 6D - Lens: Canon EF300mm f/4L IS USM - Odak uzaklığı: 300mm - Diyafram: f/9 - Poz Süresi: 1/320sn - ISO: 125 - Yazılımlar: Adobe Lightroom, - Yer: Jenner, Kaliforniya, USA


Merhaba sevgili Açık Bilim severler. Geçtiğimiz ay sizlerle olamadım uykularım kaçtı. Bolca gözlem yapıp Haziran ayında bizleri gökyüzünde neler bekliyor onları hesapladım. Gökyüzünüz açık, mercekleriniz temiz olsun. Merkür Evren içerisinde alelade bir yıldız olan Güneş'imizin en yakın dostu Merkür, haziran ayının başlarında Güneş battıktan hemen sonra dikkatli gözlerden kaçmayacaktır. Fakat ay ortasına doğru kankası Güneş'e yaklaşan Merkür bu ay için gözlerden yitip gidecektir. Venüs Dışı bizi, atmosferinin içi ise yüzeyini yakan (Venüs'ün kalın atmosferinden dolayı tüm yüzeyi sera etkisinin altında yaklaşık 400 derece sıcaklığa sahiptir), sera etkisinin kraliçesi Venüs gezegeni bu ay, sabahlara kadar uykusuzluk çeken okurlarımıza hitap ediyor. Ay başından sonuna kadar, Güneş doğmadan hemen önce gökyüzünde olacak ve parlaklığından dolayı, hava hafif aydınlanmışken, uykulu gözlerle herkes onu UFO zannedecek. Ama siz sevgili Açık Bilim okurlarımız, siz zannetmeyeceksiniz. Bileceksiniz ki o Venüs gezegenidir ve sıklıkla insanlar onu UFO diye titreyen eller ile kameraya alırlar. Mars Günümüzde astrolog diye anılan veya halen bazı utanmazlarının falcı diye tabir edilen kişilerce savaş ve yıkımın habercisi olarak nitelendirilen kırmızı gezegen Mars, haziran ayı boyunca gökyüzümüzde olup bizlere lanet ve ölüm yağdırmayacak. Sadece kırmızı bir şekilde gökyüzünde duracak. Eğer güzel bir de teleskobunuz olursa, yıldızlardan farklı olarak görür yanında da bir şeyler yer içersiniz. Bunun dışında Mars için söylenen kötü sözlerin hepsi söyleyene aittir. Mars, barındırdığı buz halinde ki su ve ince atmosferi ile gelecek nesillerimizin belki de evi olacaktır. Jüpiter Uzun zamandır gökyüzümüzü parlak bir şekilde işgal eden gaz devi Jüpiter gezegeni artık o güzel gaz yapısını ufkumuzun altına doğru ilerleterek bizleri kendinden mahrum bırakıyor. Güneş battıktan sonra batı ufkuna bakarsanız eğer göreceğiniz en parlak cisim devasa büyüklüğüyle Jüpiter gezegeni olacaktır. Satürn Haziran ayı iyi gezegen yapmış desek yeridir. Hava kararır kararmaz Güney-Batı doğrultusunda yıldızlardan parlak fakat diğer gezegenler kadar parlak olmayan bir cisim göreceksiniz. İlk başta bir yıldız gibi görülebilir, tıpkı diğer gezegenler gibi. Ama bir de ufak bir teleskop veya iyi bir dürbün ile bakın. İşte o harikulade halkalarını görecek ve voovv! diyeceksiniz. Satürn'ün bize uzaklığı yaklaşık ortalama 900 milyon kilometredir. O nedenle sönük fakat kendisi devasa bir gezegen olduğu için bir o kadar da büyük gözükmektedir. Bu Ay Kaçırılmaması Gerekenler 7 Haziran Mars'ın Ay tarafından örtülmesi. Ay'ın bize yakın olması ve Mars'ın uzak olması, ikisininde kapalı yörüngelerde dolanması üzerine aksi düşünülemez elbette. Ay şişkin evresinde iken, 2 boyutlu gökyüzümüzde, Mars, Ay'ın bir yerinden girip diğer tarafından çıkacak. Ufak bir teleskop veya dürbün ile ve hatta çıplak gözle dahi bu olayı gözlemleyebilirsiniz. 21 Haziran haziran gündönümü. İşte sizlere süper bir haber daha: Yaz aylarının başlangıcı bu ay . Dünyanın dönem ekseninin eğikliğinden dolayı, kuzey kutbu Güneş'e doğru daha çok yönelecek. Böylelikle Güneş ışınları kuzey yarım küreye daha dik gelecek. Ay Evreleri Haziran Ayı Gökyüzü Genel Görünümü