Connect with us

Köşe Yazıları

Kablosuz İletişim: Marconi ve Anten

Bu yazıyı yaklaşık 5 dakikada okuyabilirsiniz.

Guglielmo Marchese Marconi, anten denilince akla gelen ilk isimlerdendir. İtalyan elektrik mühendisi olan Marconi, 25 Nisan 1874’de İtalya’nın önemli bir şehri olan Bolonya’da doğar. Varlıklı bir İtalyan ailenin ikinci çocuğudur.

Annesi zengin bir İrlandalı olduğu için Marconi’nin İngilizcesinin çok iyi olduğu söylenir. Eğitimini İtalya’da alır ancak Herhangi bir üniversiteye kayıt yaptırmaz. Alanında uzman fizik hocalarından dersler aldığı için elektromanyetik radyasyon konusunda Heinrich Hertz, Oliver Lodge, Augusto Righi gibi bilim insanlarının çalışmalarını öğrenme fırsatı yakalamıştır.

Marconi 1894’te bir makale okur. Bu makale 8 yıl öncesinde, yani 1887’de Heinrich Hertz tarafından yapılan deneyde keşfedilen elektromanyetik dalgalardan bahseder. (Heinrich Hertz 1894 yılının ilk günü ölmüştür.) Marconi o dönemde Hertzian sinyalleri olarak adlandırılan dalgaları iletişim için kullanabileceğini düşünür. 1894 yılının sonuna kadar evinde çalışmalar yapar ve bu sinyalleri 10 metre mesafede iletişim için kullanır. Hertz dalgalarını kullanarak Morse kodlarını karşı tarafa kablosuz göndermiştir. O dönemde dalgaların daha evsafı tam bilinmiyordu. Benzer çalışmalar Rusya’da Aleksander Popov tarafından yapılıyordu.

Marconi, iletişim mesafesini artırmak için çalışmalara devam eder ve bu mesafeyi gittikçe artırmayı da başarır. Mesafeyi 1895 yılında 1.5 mile (2.4 kilometreye) kadar artırmayı başarmıştır. İlgilendiği iletim hattının işlevi ve başarısı konusunda çevresindekileri ikna etmekte zorlanmıştır. Yaptığı çalışmalar İtalya’da çok az ilgi gördüğü için İngiltere’ye gitmesi tavsiye edilir. Bunun üzerine Marconi, 1896’da İngiltere’ye gider. Limanda, çantasından çıkan aletler sebebiyle sorun yaşadığı bilinir. Görevliler panik olur ve bu aletleri suya atarlar. Ancak Marconi yaptığı çalışmalarla İngiltere’de bazı hükümet yetkililerinin ilgisini çekmeyi başarır. Elindeki ekipmanların menzilini artırmak için 5 yıl harcar. Önce 9 mil (14.4 kilometre) mesafeden iletişim kurmayı başarır. İlk patentini ise 1896 yılında alır. Bu, radyo üzerine alınan ilk patent olması açısından önemlidir. Bir yıl sonra İtalya’ya döner ve karadan gemiye 12 mil (19.2 kilometre) uzaktan sinyal göndermeye başlar. 1898’de ise tekrar İngiltere’ye gider ve 18 mil (28.8 kilometre) uzaktan iletişim kurar. Bu sırada oluşturduğu sistemi ticarileştirmek için uğraş verir.

Fotoğraf Telif: Penn State University Libraries; University Park, PA

 

1897’de bir şirketin kurulmasına yardımcı olur. (Wireless Telegraphic and Signal Co. Ltd.) Bu şirket 3 yıl sonra, yani 1900 yılında Marconi’nin şirketi olur. İsmi ise artık Wireless Telegraph Co. Ltd. olmuştur. Mart 1899’da Fransa ve İngiltere arasında ilk kablosuz iletimi başarır. Bu deneyi, uluslararası basında epey ilgi çekmiştir. Aynı yıl bazı gemilere taktığı antenler ile radyo telgraf sistemini gösterir ve bazı amiralleri ikna eder.

Marconi’nin 1900 yılında aldığı patent olan 7777 numaralı patent, 26 Nisan 1901 yılında tescil edilmiştir. Enterferans yapmadan birkaç istasyonun çalışmasını sağlar. Marconi 12 Aralık 1901’de İngiltere’de Poldhu’dan 3200 kilometre ötede Kanada’nın Newfoundland bölgesinde bir yere Morse kodunu radyo sinyalleri ile göndermeyi başarır. Nihayet ulaşmak istediği sonuca gelmiştir. O zamana kadar düşünülenin aksine bir durum ortaya çıkar: Radyo dalgaları direkt gitmesi gerekirken nasıl olur da bir yerden yansıma yapmaktadır ve dünyanın öbür ucunda bir yere inmektedir? Aslında Hertzian dalgalar direkt gitmiyor, dünyanın eğriliğini takip ediyor. Bu durumu bir yıl sonra açıklayan kişi Arthur Kennelly ve Oliver Heaviside olmuştur. İlk defa bunu ispat eden de Edward Victor Appleton‘dır (1892-1965). O zamana kadar Güneş ışınlarından kaynaklı olabilecek iyonosfer tabakası zaten tahmin ediliyordu. Dalgalar buradan tekrar geri dönüyor olmalıydı. Dolayısıyla 1901 yılı bu sistemin kullanılabilirliği açısından bir dönüm noktası olmuştur.

Marconi bu deneyde antenleri ayakta tutmak için balonları kullanmıştır. Dikey monopol antenlere bu sebeple Marconi antenleri de denir. Antenler 48 metre uzunluğunda tellerden oluşuyor ve 70 kHz‘de çalışıyordu. Bu noktadan sonra Marconi’nin artık ünü artar ve onu eleştirenler susar.

İyonosfer tabakası özellikle denizcilik açısından önemlidir. Daha sonra Marconi bu sistemleri iyileştirmek üzerine çalışmış ve şirketlerini yönetmiştir. Marconi, kendisi İtalyan olmasına rağmen şirketi İngiltere’dedir. Bu şirket tarihte birçok yapısal değişiklikten geçmiştir. Şu an BAE Systems firması altında faaliyet göstermektedir.

Marconi aslında başkalarının yaptığı çalışmaları pratik hale getirmiş, patentler almıştır. Anten kelimesini ilk kullanan kişidir. Ondan önce bu tür sistemlere aerial deniyordu. Marconi, I. Dünya Savaşı’nda İtalyan radyo hizmetlerinden sorumlu kişiydi. Savaş sonrası İtalya adına barış konferansına katılmıştır.

1923’te Faşist Partiye katılmış ve Mussolini’nin arkadaşı olmuştur. Büyük Faşizm Konseyinin üyesiydi. 1929’da İtalyan hükümeti tarafından asalet rütbesini (Marchese) almıştır. 1932’de Marconi, Vatikan ile Castel Gandolfo (Papa’nın yazlık konutu) arasında kısa dalga radyo telefonu sistemi kurmuştur.

Bununla beraber birçok ödül ve onursal derece almıştır. Marconi kablosuz telgraf teknolojisine yaptığı katkılardan dolayı 1909 yılında Nobel ödülü almıştır. Bu ödülü aynı konuda çalışmış ve katkıları olan Alman bilim insanı Karl Ferdinand Braun ile birlikte almışlardır. Marconi ayrıca 1929’da Royal İtalyan Akademi’nin başkanı olmuştur.

1937 yılında vefat etmiş ve cenazesi İtalyan hükümeti tarafından kaldırılmıştır. Cenazesi sırasında saygı göstermek amacıyla bütün BBC istasyonları iki dakikalığına susmuştur. Titanik gemisinden kurtulan 600 kişi kendisine bir altın tablet hediye etmiştir. Çünkü bu gemide kullanılan kablosuz sistemin mucidi Marconi’dir ve bu sistem ile çevreden yardım istenmiş ve 700 kadar kişi kurtulmuştur.

Marconi, kablosuz iletişim hayatımıza gireli 119 yıl olmuş. Bu vesileyle 12 Aralık gününü “Kablosuz Günü” mü ilan etsek? Ivır zıvırı bir şeylerin günü ilan edip duruyoruz ya… 🙂

Hazırlayan: Prof. Dr. Lokman Kuzu

Köşe Yazıları

Depremler, Deprem Tahminleri ve Uydular

• İçerik Üreticisi:

Bu yazıyı yaklaşık 5 dakikada okuyabilirsiniz.

Depremler, çoğunlukla dünyanın çekirdeğindeki dinamik süreçlerin bir sonucudur. Dağlar ve tepeler de benzer süreçler sonucu oluşur. Plakalar birbirine girmeye başladığında yükselti oluşur. Bunlar yılda birkaç santimetre civarındadır. Milyon yıla vurulduğunda ortaya dağ sıraları ortaya çıkar. Bir insan ömrü için bu değişim çok çok küçüktür.

Tektonik plakaların birbirine girmesi ve kırılması sonucu ortaya çıkan enerji yeryüzünde depremler oluşturur. Bazen volkanik bir dağın patlaması sonucu deprem oluşur. Ama insanların oluşturduğu depremler de vardır. Maden ocağı veya tünel göçükleri, yer altında patlatılan atom bombası denemeleri böyledir.

Dünya üzerinde sürekli deprem olur. Yılda 800.000’den fazla sarsıntı meydana gelir. Bazıları karada, bazıları deniz diplerinde yaşanır. Bunların büyük kısmını (%95’den fazlasını) insanlar hissetmez.

Yer altında kayaçlar kırıldığı zaman ortaya çıkan enerji sismik dalga şeklinde yayılmaya başlar. Bu dalgalar saniyede 6-14 km hızla ilerler. Boylamasına giden bu dalgalara P dalgaları denir. Bunun yarı hızında S dalgaları vardır; dikey hareket eder ve sadece katı maddelerin içinden geçer. Geçen sene Ankara’da bir deprem olmuş ve oturduğumuz evde babam koltuğun altından biri vurdu demişti.

Bir de bu dalgaların haricinde Love ve Rayleigh dalgaları vardır. Depremlerde hissedilen dalgaların çoğu Rayleigh dalgalarıdır. Rayleigh dalgaları dikey eliptik hareket eder.

Görsel Kaynağı: Jens M. Turowski/Research Gate

 

Dünya üzerinde ateş çemberi (ring of fire) diye bilinen bir sınır vardır. Büyük okyanusun (Pacific Ocean) çevresindedir. Depremlerin %90’ı ve büyük depremlerin %81’i bu sınırlarda olur. Japonya, Alaska, Kalifornia, Meksika ve Şili bu sınırdadır.

Tarihte Depremler

En fazla insanın öldüğü deprem Ming hanedanlığı zamanında Çin’de yaşanmış. 23 Ocak 1556 tarihinde 8.0 ölçeğindeki deprem 830.000 insanın ölmesi ile sonuçlanmış.

Richter ölçeğine göre ise en fazla 9.5 kaydedilmiş. Bu deprem Şili’de 1960’da olmuş. Sonrakiler sırayla Alaska 9.2 (1964), Sumatra 9.1 (2004), Japonya Sendai 9.1 (2011) şeklinde gidiyor. 1999 Marmara depremi sıralamada ilk 20’de yok.

Sendai depremi sonrası Japonya’ya gittim. Deprem çok bir şey yapmamıştı ama ardından gelen tsunami birçok yeri silip süpürdüğü gibi TEPCO (Tokyo Electrical Power Company)’ya ait bir nükleer reaktörü kısa devre yaptırmıştı. Bildiğim kadarıyla burası hâlâ kontrol altına alınamadı. İyonlaştıran radyasyon yayılımı devam ediyor.

Zaten tarihte deprem kadar deprem sonrası çıkan olaylar da çok büyük etkilere sebep olmuştur. 1906 San Francisco depreminden sonra çıkan yangın çok büyük hasar vermişti. Sendai depreminde de tsunami çok zarar verdi.

Tarihte tsunami birçok defa yaşandı. 1755 Portekiz depreminden sonra Lizbon şehri sular altında kalmıştı. Şimdiye kadar kaydedilmiş en yüksek tsunami 52 metre civarındadır. Tsunami suyla doldurduğu yerlerden çekilirken birçok şeyi yutarak geri döner. Tsunami’nin etkisini azaltmak için erken uyarı sistemi geliştirilmiştir. Bu sistem tsunami yaşanabilecek bölgelere kuruluyor ve bilginin bir kısmı deniz su seviyesini ölçen uydulardan alınıyor.

Türkiye deprem kuşağı üzerinde bir ülke. Birçok deprem yaşandı. Daha bu senenin başında 6.7 büyüklüğünde Elazığ depremi, bir hafta önce ise 6.6 büyüklüğünde İzmir Seferihisar depremini gördük. Hala binaların yapımı ve denetimi konusunda alınacak yol var.

Beklenen Depremler

Önümüzdeki 50 yıl içinde “Büyük Afet” olarak beklenen çok yıkıcı bir deprem Los Angeles ve San Francisco‘da olacak. Ayrıca Marmara depremi bekleniyor.

Deprem Tahmini ve Uydular

İnsanlık, depremleri tahmin etmeye çalışıyor. Nerede ve ne zaman olacak? Tarihte tahmin edilmiş depremler de var. Ancak çoğu zaman depremlerin nerede olacağı bilinirken ne zaman ve ne şiddette/büyüklükte olacağı bilinememiştir. Bu yüzden depremlerin yıkıcı etkilerinden kısmen korunabiliyoruz. Büyük depremler şimdiye kadar tahmin edilemedi. Ancak istatistiki olarak belli zaman aralığında ve belli bir büyüklükte olması hesaplanabiliyor.

Şimdiye kadar geliştirilen sistemlerde depremler maksimum bir dakika öncesinde haber veriliyor. Bu uyarı çoğu zaman da yanlış çıkıyor. Japonya’da böyle bir sistem var ve deprem öncesi şehirde belli bir siren sesi ile duyuruluyor. Orada depremleri birkaç defa yaşamış biri olarak söyleyebilirim: Bu bile önlem almak için faydalı.

Depremleri Tahmin Etmek İçin Ne Yapabiliriz?

  1. Sismik aktiviteyi izlemek için çeşitli metotlar geliştirilmiştir. Sismograflar kullanılarak sismik aktivite izlenir. Küçük büyük bütün depremler kayıt altına alınır.
  2. Deprem öncesi hayvanlar garip davranışlar sergilemeye başlar. Ama bu her zaman olmaz. Dünyanın manyetik alanındaki değişimler izlenir.
  3. Ayrıca başka yollar da denenmiştir: Bulutlarda oluşan iyonları takip etmek, kayalardan sızan elektrik yüklü oksijeni takip etmek gibi…

Ancak bunların hepsi henüz emekleme aşamasında olan metotlar. Dikkate değer başarıya ulaşmış bir sistem henüz bulunamadı.

DEMETER Uydusu

DEMETER, 2005 yılında fırlatılmış Fransa’ya ait bir mikro uydudur. 660 km yüksekte konumlandığı için bir alçak yörünge uydusu olarak tanımlanır. DEMETER, depremlerden veya volkanik aktivitelerden kaynaklı iyonosfer tabakasındaki değişimleri izliyor. 2006 Haziran’ında Toulouse’da yapılmış bir sempozyuma katılmış ve konuyu orada tartışmıştık. Acaba iyonosfer tabakasındaki değişimler incelenerek depremler tahmin edilebilir mi?

 

DEMETER, 2010 Haiti depreminde ULF bandında bir RF sinyalinde yükselme görmüştü. Ayrıca yine aynı yıl Merapi Volkan Dağı’nın patlamasında iyonosferdeki değişiklikleri tespit etti. Uydu 2010 yılında görevini tamamladı.

Gözlem ve radar uyduları depremin etkisinin izlenmesi ve tespiti açısından birçok bilgi verir. Afet bölgelerini izlemek için optik, radar ve lidar uyduları yapılmıştır.

Çok düşük frekansları izlemek için küpsatlar yapılmıştır. Quakesat bunlardan biriydi. Kopernik programı kapsamında Sentinel-3B uydusu okyanusları izlemek için yapıldı. 2018’de fırlatıldı. Ayrıca multispektral resim almak için başka Sentinel uyduları da fırlatılmıştır.

Uydulardan alınan bilgiler işleniyor, inceleniyor ve birçok bilgi çıkarılmaya çalışılıyor. Deprem tahmini ile ilgili çalışmalarda uydular tamamlayıcı bilgi sağlıyor. Ancak bu konuda daha gidilecek çok uzun yol var.

Prof. Dr. Lokman Kuzu

Okumaya devam et

Evrenin Keşfi

İran’ın Uzay Faaliyetleri

• İçerik Üreticisi:

Bu yazıyı yaklaşık 5 dakikada okuyabilirsiniz.

Daha önce bazı ülkelerin uzay faaliyetleri konusunda yazılar hazırlamıştık. Şimdi de biraz komşu ülkemiz İran’ın uzay faaliyetlerinden bahsedelim.

İran, 1959 yılında kurulan BM UBAKK komitesinin kurucuları arasındadır. Bu komiteyi o zaman 24 ülke kurmuştur. İran, aynı zamanda OST (Dış Uzay Anlaşması: Outer Space Treaty)’nin ilk imzacılarından biridir. 1970’lerin başından itibaren uzaya dair projeleri yoğunluk kazandı. Şah Muhammed Rıza Pehlevi döneminde uzay konusunda Amerika ve İsrail ile çalışıyorlardı. 1978 yılında Tahran yakınlarında Mahdeşt şehrinde uydu veri toplama ve işleme merkezi kuruldu. Ancak 1979 devriminden sonra bu işler sekteye uğramıştır. 1990’ların sonlarında tekrar toparlanmaya başlamışlar ve dışarıdan alınan teknik destekle uydu ve roket projeleri yapmışlardır. Devrim sonrası ambargo olmuş ve yıllar süren İran-Irak savaşı sebebiyle bazı faaliyetleri uzamıştır.

Roketler konusunda Şah Rıza Pehlevi döneminde başlayan çalışmalar olmuştur. 1977 yılında İsrail ile petrol karşılığı silah tedarikini öngören altı anlaşma yapılmıştır. Bunlardan biri de Project Flower idi. Taktik balistik füze geliştirilecek, İran’ın güneyinde bir füze test merkezi kurulacaktı. İran devrimi ile bu proje durdu. Bundan sonra Rusya, Çin, Kuzey Kore, Libya ve Suriye ile ilişkiler geliştirildi. Libya’dan Scud-B tipi füzeleri temin etti. Sonrasında roketler konusunda ciddi aşamalar kaydetmişlerdir.

Scud-B Füzesi

 

Şu an İran’ın uzay faaliyetleri aslında kıtalararası balistik füze (ICBM: Intercontinental Ballistic Missile) geliştirmek için bir kılıf olarak algılanıyor. Uzay endüstrisi gelişmiş ülkelere göre zayıf ve geliştirdikleri teknoloji genelde Ruslardan ve Kuzey Kore’den alınma. Çin ile birlikte çalıştıkları alanlar da var.

Geliştirilen Uydular ve İran Uzay Ajansı

İlk geliştirdikleri uydu Misbah, 65 kg ağırlığında deneysel bir uydu idi. Bunu İtalyan Carlo Gavazzi Space şirketi ile yapmışlardır. Ancak fırlatma olmamıştır. 2004 sonrası İran Uzay Ajansı kurulmasının ardından Rusya ile ilişkiler çok gelişmiştir. Sina-1 mikro uydusunu Ruslarla birlikte geliştirmişlerdir ve bu uydu Rus Kosmos-3 roketi ile 2005 Ekim ayında yörüngeye yerleşmiştir. İran’ın yörüngeye giren ilk uydusudur. Ruslarla Zühre isimli bir haberleşme uydusu geliştirmek istemişler ancak uluslararası baskılardan dolayı Rusya geri adım atınca bu iş ilerlememiştir.

İran Uzay Ajansı (ISA: Iranian Space Agency) 2004 yılında kuruldu. ISA, Bilgi ve Haberleşme Teknolojileri Bakanlığı altında faaliyet göstermektedir. Fakat direk talimatları Yüksek Uzay Konseyinden alır. Bu konseyin başkanı İran Cumhurbaşkanıdır ancak Savunma Bakanı da başkanlık yapabilmektedir. Uzay Ajansı başkanı ise bu konseyin sekretaryasını yapar. Ajans başkanı aynı zamanda bahsettiğim bakanlığın bakan yardımcısı konumunda.

İran Uzay Ajansı haricinde İran Uzay Araştırma Merkezi (Iranian Space Research Center) var. Teknolojiyi bunlar geliştiriyor. Konuyla ilgili üniversiteler de var. Amirkabir Teknoloji Üniversitesi gibi.

İran Uzay Araştırma Merkezi

 

İran şimdiye kadar çeşitli balistik füzeler geliştirdi. Kendi yaptıkları ilk roket Safir’dir ve ilk denemesi 2008 Ağustos ayında başarısız olmuştur. 3 Şubat 2009 tarihinde ise yine kendi yaptıkları ve 26 kg olan Omid (Ümit) ismini verdikleri uyduyu Safir-2 füzesi ile uzaya gönderdiler. İran, böylelikle yörüngeye bir uyduyu yerleştirme kapasitesine ulaşmış oldu. Zaten Safir-2 füzesi uzaya uydu taşımak için geliştirildi.

  • Bir sonraki görev ise 15 kg’lık Rasad-1 deneysel gözlem uydusudur ve 15 Haziran 2011 tarihinde yörüngeye yerleşmiştir.
  • Üçüncü görev 50 kg’lık Navid adlı gözlem uydusudur ve 3 Şubat 2012 tarihinde yörüngeye yerleştirilmiştir.

Fırlatma Üsleri ve Füzeler

İran’ın kuzeyinde Semnan ilinde iki ayrı yerde fırlatma tesisi var. Ayrıca Kazakistan’daki Baykonur Uzay Üssü‘nü kullanmak için anlaşmaları var.

İlk geliştirdikleri füze Safir, 2008 yılında başarısız olmuştu. Sonraki denemelerde de kazalar yaşadılar. Ancak İran işin peşini bırakmadı. Safir-2 isimli füzeyi geliştirdi ve ismini Simurg füzesi olarak değiştirdi. Bu füze, 3 kademeli, 27 metre uzunluğunda ve 87 ton ağırlığında bir füzedir.

Simurg füzesinin ilk denemesi 19 Nisan 2016 tarihinde olmuştur. Ağır yükleri yörüngeye götürmek için geliştirildi. Dört denemenin dördü de başarısız olmuştur. En son denemesi 9 Şubat 2020 tarihinde olmuş ve füzenin yeterince hız kazanamamasından dolayı Zafer-1 adlı uydunun düşmesiyle sonuçlanmıştır.

İran, 2025 yılına kadar uzaya insan götürmeyi planladığını duyurdu. Bazı canlıları (fare, kaplumbağa, solucanlar gibi) uzaya götürüp, canlı şekilde geri getirdiler. 2013 yılında maymun götürüp getirdiklerini ifade ettiler. Böylelikle uzaya canlı götüren 6. ülke oldular.

Şahab-1‘den itibaren Şahab-6‘ya kadar geliştirdikleri orta menzilli balistik füzeleri var. Nükleer başlık taşıyabildiği sanılıyor. Bunu Kuzey Kore’nin Nodong-1 füzesinden aldıkları düşünülüyor. Bu konularda İran ile Kuzey Kore birlikte çalışıyor.

İran askeri uzay uygulamaları konusunda da çalışmalar yapıyor. Uzayı yerden radar ve elektro optik sistemler ile izleme konusunda çalışmaları var. Hangi uydunun üstümüzden geçtiğini bilmek önemli.

İran, İHA’ları da daha uzun menzilde kontrol etmek için uyduları kullanıyor. Ayrıca uydu sistemlerini köreltici lazer ve jammer sistemleri geliştirdikleri biliniyor. Bu teknolojiyi Rusya veya Çin’den aldıkları düşünülüyor.

İran’ın ASAT silahları geliştirdiğine dair bir bilgi yok ancak balistik füzeleri sayesinde böyle bir yetenek geliştirebilecek durumda. Bununla birlikte öncelikleri ASAT silahından çok, nükleer başlıklı ICBM geliştirmek.

İran’ın uplink jamming, downlink jamming ve spoofing üzerine epey bir çalışması ve başarıları var. Özellikle GPS spoofing konusunu kendileri kamuya açıklamışlardır. 2011 yılında bir Amerikan dronunu uydu sinyalini karıştırarak ve GPS spoofing kullanarak başka bir yere indirmişlerdir. Benzer bir olay geçen yıl (2019) tekrar etmiştir. İlk yaptıkları Omid uydusu 3 Şubat’ta fırlatıldığı için bu günü ulusal uzay teknolojileri günü olarak kutluyorlar.

Hazırlayan: Prof. Dr. Lokman Kuzu

Okumaya devam et

Amatör Astronomi

Çocuklara Neden Astronomi Sevgisi Aşılamalıyız?

• İçerik Üreticisi:

Bu yazıyı yaklaşık 4 dakikada okuyabilirsiniz.

Uzay bilinmeyenler kümesidir. Uzayla ilgili yanıtları tartışılan ya da hala yanıt bulamamış soruların cevaplarını keşfetmek üzerine yapılan araştırmaların heyecanı bir yana, kafamızı kaldırıp yanıp sönen ışıltılara bakmak bile bizleri büyüler. Bu heyecan çocuklar için de benzerdir.

Daha önceki yazılarımızda çocuklara astronomiyi sevdirmenin yollarından bahsetmiştik. Bu yazımızda ise sizlere çocuklara astronomi sevgisi aşılamanın öneminden bahsedeceğiz.

Çocuklar, yaşadıkları dünya hakkında daha fazla bilgi edinmek ve gördüklerini anlamlandırmak için sık sık sorular sorarlar. Yetişkinlerin aksine etraflarında gördükleri her şeyi ilgi çekici bulan ve hayal kuran çocukların sorularına cevap vermek, onların zekâ gelişimine de olumlu biçimde etkiyecektir. Bu nedenle çocukluk döneminde sorulan bu soruların ebeveynler tarafından doğru biçimde yönlendirilmesi oldukça önemli bir konu haline gelir. Erentay ve Erdoğan’ın çalışmalarına göre okul öncesi dönemdeki çocuklar bilime doğal olarak yönelim gösterirler. Piaget’nin İşlem Öncesi Dönem (2-7 yaş) olarak da adlandırdığı, çocukların sürekli sorular sorduğu ve sorularına cevap aradıkları dönem, astronomi sevgisinin aşılanması için ideal dönemdir.

Peki, çocuklara astronomi sevgisini nasıl aşılayabiliriz? 

1) Çocukları doğayla tanıştırıp, ekranlardan uzaklaştırmak: Gökyüzünü gözlemlemek için açık ve
karanlık bir gökyüzü idealdir. Bu nedenle yapay ışık kaynaklarından uzak olmak sağlıklı bir gözlemin olmazsa olmazıdır. Bununla paralel olarak çocuklar hayatlarında da akıllı telefonlardan, tabletlerden uzak kalarak, vakitlerini dürbünle ya da teleskopla gökyüzüne bakarak, sorarak ve düşünerek geçirebilirler. Gökyüzündeki takımyıldızların konumlarını öğrenmek ve gök cisimlerini dürbün gibi basit ekipmanlarla gözlemlemek, çocukların el – göz koordinasyonunun gelişimine de olumlu biçimde etkiyecektir.

(Fotoğraf Telif: Gettyimages)

 

2) Bilime karşı merak uyandırmak: Uzayla ilgili “Dünya’dan başka gezegende hayat var mı?”, “Uzayın sonu var mı?” gibi cevapları hala tartışılan sorular, bizlerde olduğu gibi çocuklarda da merak uyandırır. Özellikle küçük gruplar cevaplarını aradıkları sorularla ilgili konuşmaya ve araştırma yapmaya bayılırlar. Yıldızlar, gezegenler, güneş sistemi, uydular ve hatta asteroitlerle ilgili bilgi edinen ve uzayla ilgili sorularına cevap arayan çocuklar matematik, fizik gibi bilim dallarıyla da tanışır ve bu alanlarla da ilgili hale gelirler.

3) Merak duygularını tetikler: Uzayın gizemli ve sorularına yanıt bulma isteği çocuklarda eleştirel
düşünme becerilerinin ve hayal güçlerinin gelişimine pozitif katkı sağlarken, içlerindeki bilim insanını keşfetmelerine olanak tanır. Eleştirel düşünme becerisi kazanmış bir çocuk, ilerleyen dönemlerde karşılaştığı problemlere farklı yollar kullanarak, rasyonel çözümler getirebilir.

4) Hayat boyu öğrenme isteği ve kıymetli bir hobi: Teleskop ya da dürbünle gökyüzünü izlemek çocuklar için hayat boyu keşfetme ve öğrenme kapılarını açan bir deneyimdir. Ayrıca, astronomi konusunda işler profesyonel kariyer olarak ilerlemese bile, hobi boyutunda devam edebilir. Erken yaşlarda edinilen bu hobiler, ilerleyen yaşlarda stres veya depresyon gibi mental rahatsızlıklardan korunmaya da yardımcı olur.

5) Aile bağlarını güçlendiren bir aktivite: Çocuklar için aileyle birlikte geçirilen zamandan daha verimli bir şey varsa o da aileyle birlikte doğada, tüm gizemi ve görkemiyle gözler önüne serilen gökyüzünü gözlemleyerek geçirilen zamandır.

(Fotoğraf Telif: Gettyimages)

 

6) Edebiyatı ve mitolojiyi anlamlandırmalarına fayda sağlar: Birçok astronomi eseri Home, Aristotle ve Shakespeare tarafından yazılmıştır. Temel astronomi bilgisi çocukların Odise Destanı’ndaki Odysseus’nin yıldızları baz alarak gemisini kullanması gibi, uzay gözlemlerinden bahseden klasik edebiyatı anlamalarına yardımcı olabilir. Astronomi çocukların sadece edebiyatı değil, mitolojiyi anlamalarına da katkı sağlar. Çünkü her takımyıldızının bir hikayesi vardır. Eski uygarlıklar gökyüzündeki gördükleri işaretleri hikâyeleştirmişler ve bu hikayeler gelenekler, efsaneler ve masallar olarak bizlere kadar ulaşmıştır.

7) Tevazuyu öğretir: Dünya’nın Evren’e kıyasla boyutu ve ne kadar yer kapladığımızla ilgili fikir sahibi olan çocuklar, bu bağlantıyı hayatlarında da kurarak mütevazılığı öğrenirler. Astronomi bize uzayın sonsuzluğundaki önemsizliğimizi hatırlatırken, aynı zamanda hayatın ne kadar sıra dışı ve kıymetli olduğunu, Dünya’nın bizim tek evimiz olduğunu ve onu korumamız gerektiğini öğretir.

Ek olarak, ailelerin yanı sıra öğretmenler de astronomi sevgisinin kazandırılmasında önemli bir rol oynamaktadırlar. Ailelere konuyla ilgili rehberlikte bulunabilir, teşvik edebilirler. Çocukların astronomi ile ilgili sorularını basit ve anlaşılır bir dil ile yanıtlarken, astronomi temalı etkinliklere de dahil edebilirler.

Hazırlayan: Gizem Y. Çetin (Büyüme Atölyesi)
Editör: Kemal Cihat Toprakçı

Kaynak ve Referanslar

  1. Önder E., Özeş B., Timur S., Timur B., Astronomy Education for Preschool Children: Exploring the Sky, 2020
  2. www.kidengage.com

Okumaya devam et

Evrenin Keşfi

Serbest Kuantum Parçacığın Lokalliğini Kaybettiğinin Matematiksel İspatı

• İçerik Üreticisi:

Bu yazıyı yaklaşık 2 dakikada okuyabilirsiniz.

Bu yazımızda, kuantum dünyasında üzerine hiçbir kuvvet etki etmeyen bir parçacığın bile lokalliğini kaybettiğinin layman terimleriyle ispatını göstereceğiz.

Kuantum fiziğinin temel taşlarından birisi belirsizlik ilkesidir ve bu ilke matematiksel olarak operator algebrasını ve olasılık-istatistik teorisini temel almaktadır. Kuantum fiziğinde pozisyon, linear momentum, açısal momentum vb. tarzda fiziksel olarak ölçülebilir terimler operatör olarak ele alınır bunu en basit düzeyde matrix olarak düşünebilirsiniz. Ancak bu düşünce belli bir noktaya kadar doğrudur; çünkü gerçekte bunun içine tensörler ve spinörler de girebilir. Hamiltonian bir sistemin total enerjisini verir ve aşağıdaki gibi gösterilebilir:

Burada H: Hamiltonian, T: kinetik enerji ve V: potansiyel enerjiyi temsil eder ve bütün bu terimler birer operatördür. Üzerine herhangi bir kuvvet etmeyen parçacığın Hamiltonian’ı aşağıdaki gibi yazılır:

Parçacığın momentumu ile pozisyonunun;

commutation ilişkisi:

Burada;

ise kronecker delta yani i=j olduğu takdirde

ve eşit olmadığı zamanlar 0 demektir. Anlatılmak istenen pozisyon ve momentumun farklı koordinatlarda commute etmesidir. Yani daha açık olmak gerekirse; bir parçacığın x doğrultusundaki momentumunu ve y doğrultusunda ki konumunu ölçmenizde bir belirsizlik yoktur. Aşağıda bahsedeceğimiz commutation ilişkilerinin ispatının layman terimleri ile anlatılması zor olduğundan size doğrudan sonuçları vereceğiz. Ardından yavaş yavaş üzerine hiçbir kuvvet etki etmeyen parçacığın lokalliğini nasıl kaybedeceğini göstereceğiz.

Hamiltonian sadece momentum operatörüne bağlı olduğundan dolayı momentum operatörü ve Hamiltonian operatörü commute eder ve kütle bir operatör değildir. Bu yüzden kütle commutation ilişkisi dışına çıkarılabilir ve sonuç:

Bildiğimiz üzere p=mv aşağıdaki gibi yazılabilir:

Başlarda yaptığımız açıklamada açık olduğu gibi, aşağıdaki commutation ilişkilerini farklı koordinatlar arasında yazabiliriz:

Fakat fark edildiği gibi bunlar bize farklı zamanlardaki pozisyon operatörlerinin commutation ilişkisinde ne gibi bir sonuç vereceğini söylemiyor. Ancak hesaplaması da zor değil:

Heisenberg belirsizlik ilkesi aşağıdaki kompakt formunda yazılabilir:

Ve bu kuantum dünyasında bir parçacığın üzerine hiçbir kuvvet etki etmese bile bu parçacığın lokalliğini kaybedeceğinin çok basit bir ispatıdır.

Eyüp Gürses

Okumaya devam et

Çok Okunanlar