Fizik – 6 –

İçerik: Şu an Güneş kaç derece?

Uluslararası bir bilim toplantısında tanıştığım Romanyalı bir meslektaş, selâm vermezden evvel hep “Evren mucizelerle doludur.” der idi, tabii İngilizce. Ben de bunu her şeyi anlayıp kavrayabilecek zihinsel yetkinliğe (henüz?) ulaşmamış olduğumuza bağlar, karşımdakine “Doğru söylüyorsun.” mealinde karşılık verir idim.
Ama o türden olmayan bir mucize, Karacisim Işıma İzgesi formülünün eldesine yoğun katkıları olduğu bilinen Boltzmann’ın veya Planck’ın değil de onlardan biraz daha genç Wilhelm Carl Werner Otto Fritz Franz Wien’in dikkatini, bu izgenin tepe noktasının çekmiş olmasıydı. Bkz., https://tr.wikipedia.org/wiki/Wien_yasas%C4%B1#/media/Dosya:Wiens_law.svg
O tepenin özelliklerini saptamak hayli kolay bir işti hâlbuki. O denli kolaydı ki, şu adresteki şekil üstünde yer alan Karacisim Işıma İzgesi formülünün frekansa göre türevini (*) alıp sıfıra eşitlemekten ibaretti: https://blog.metu.edu.tr/caglart/2024/10/17/zenodan-einsteina-kuvantum-b/
Bu denli basit bir işi yapmayı Boltzmann ve Planck niçin ihmal etmişlerdi? Bilmiyorum. İhtimaldir ki, sıradan, önemsiz bir sonuç çıkacağını düşünmüşler ve türev alma zahmetine bile girişmemişlerdi. (**)
Wien’in kolay bir türev alıp bulduğu gerçek, şimdi ‘Wien Yasası’ olarak tanınıyor. Bkz., https://www.jstor.org/action/doBasicSearch?Query=Wien%27s+displacement+law&so=rel ve https://en.wikipedia.org/wiki/Wien%27s_displacement_law ve bu adreslerdeki kaynaklar.
Wien yasası

https://en.wikipedia.org/wiki/Wien%27s_displacement_law#/media/File:Wiens_law.svg
Hemen bir üstteki paragraf baştan sona aldatmaca aslında. Zira, oradaki grafiklerin hepsi de kuramsal yani formülden türetilme. Bir başka deyimle, formülde önce T değeri yerine konmuş ve sonra da tepeler elde edilmiştir.
Ama gerçek, o paragraftaki açıklanmışlardan hayli farklı, tıpkısı tıpkısına şu adresteki Güneş’in gerçek, gözlemsel (‘empirical’) grafiğinde olduğu gibidir: Bkz., https://dergipark.org.tr/en/download/article-file/116445 Şekil 1.
Çünkü, Güneş yüzeyinin her yeri, örneğin Güneş yalazları (Güneş dilleri), Güneş lekelerinin her biri aynı sıcaklıkta değildir. Oralardan gelen ışımalar da üst üste binince hemen üst paragraftaki Şekil 1’e benzer karmaşık yapılar çıkar ortaya.
Sadece Güneş’te değil tabii ki, gövdesinde bünyesinde sıcaklığın dağılım gösterdiği insan gövdesi gibi, tüm malzemelerden yayılan Karacisim Işıması İzgesi’nin tepe bölgesi hayli karmaşık bir görünüm yansıtır. Açıktır ki, ilgili izgelerin tepelerinden uzaklaşıldıkça profiller birbirine benzeyerek yakınlaşır.
Hülasa, katı olsun, sıvı olsun, plazma halinde olsun, herhangi bir cismin sıcaklığını saptamak hiç de kolay değil. Çünkü cisim irileştikçe sıcaklık dağılımı homojen olmaktan uzaklaşır; küçüldükçe de sıcaklık tanımsız hale dönüşür. Örneğin molekülün, atomun, parçacığın ısısı, sıcaklığı olmaz, kinetik enerjisi, potansiyel enerjisi olur.
Kısacası; sıcaklık, cisimlerin gövdesinin, bünyesinin, cüssesinin özelliğidir. Gövde, cüsse, bünye küçükse, sıcaklık tanımı da belirsizleşir. Dahası, ölçüm sırasındaki etkilere karşı verdiği tepkiler, sonucun belirsizliğini arttırır.
İşte, ‘Thermodynamics’in temel niceliklerinden olan T gayet edna (#) bir parametredir.
Pekii, T böyledir de c yani ışık hızı çok mu açık, seçik ve belirgindir?
Örneğin, ışık hızı Dünya koşullarında ve noktadan sonraki ondalık basamaklar atılmış olarak saniyede 299 milyon 792 bin 458 metre kadardır.(***) Hiçbir kütleli cisim ışık hızını aşamazsa Cherenkov ışıması nedir? (****)
Bu konuda sözü uzatmadan, şu minik hususu anımsayalım; ışığın sudaki hızı yukarıdaki değerin yaklaşık %75’i (=3/4)’ü kadardır. Camdaki hızı ise, daha düşük ve yukarıdaki değerin yaklaşık 2/3’ü kadardır (yaklaşık 200 milyon metre/saniye kadar). Tabii, o suyun ve o camın bileşimine (terkip) bağlı olarak bu son değerler az çok değişiklik gösterebilir.

(*) Dalga boyuna göre de türev alınsa aynı sonuç elde edilir.
(**) Hani, sıkça işitiriz; “Öküz altında buzağı aranmaz!” derler. Herkese öğüdümdür; öküz ararken dahi buzağı altına bakmazlık yapmayın, mutlaka bakın. Belki o öküz, olur a, beklenmedik ölçüde zekidir.
(***) https://www-britannica-com.translate.goog/science/speed-of-light
(****) https://www.jstor.org/action/doBasicSearch?Query=Cherenkov+radiation&so=rel
(#) Emrah’ın “Bugün Ben Bir Güzel Gördüm” türküsüne öykünerek. https://www.baglamaci.net/notalar/eser12932/bugun-ben-bir-guzel-gordum-1()14436

Yakında: 1) Madde dalgasız olmaz mı? 2) Hızlı giden nesnelerin boyu gerçekten kısalır mı?