Dünyanın kendi ekseni etrafında döndüğünün ilk ve en etkili fiziksel kanıtlarından biri olan Foucault (Okunuşu: Fuko) sarkacı keşfinden beri geçen 150 yıllık süreye rağmen dünyanın bir çok yerinde kullanılmaya devam ediyor. Bu sarkacı bir çok bilimsel araştırma merkezlerinde, bazı müzelerde, ya da Paris’teki Pantheon binasında görebilirsiniz.
Foucault Sarkacı nedir. Ne işe yarar ? Dünyanın kendi ekseni etrafında dönüşünü nasıl ispatlar? özellikle Savunma ve havacılıkla hakkındaki videolarından tanıdığımız Ayhan Tarakcı’nın hazırladığı bu videoda bunlardan bahsediliyor.
Dünyanın yuvarlak olduğunun fiziksel kanıtı var mı?’
İnsanoğlu, dünyanın kendi ekseni etrafında döndüğünü, aslında uzun yıllardan beridir biliyordu. Bununla ilgili bir çok matematiksel formül vardı ve bu formüllerin sonucunda da dünyanın kendi ekseni etrafında düzenli bir hızda döndüğü ortaya çıkıyordu. Fakat 19.yy a kadar bunun hiç bir fiziksel kanıtı ortaya çıkmamıştı. O dönemlerde uzaya çıkıp dünyayı dışardan gözleme imkanı yoktu. Ve o yüzyılda da Dünya’nın kendi ekseni etrafında dönmediğine, yuvarlak olmadığına, dünyanın düz olduğuna inanan pek çok insan vardı. Ve her seferinde bilim insanlarına ve aydınlara aynı soruyu soruyorlardı :
Dünyanın yuvarlak olduğunun fiziksel kanıtı var mı?
Foucault Sarkacı nedir?
Foucault sarkacı, en az 11 metre uzunluğundaki çelik tele bağlı ağır bir küre ve kürenin ucundaki sivri cismin, sarkaç çalışmaya başladığında kum zemine açtığı izlerin takibi şeklinde çalışan sistemdir. Peki Foucault sarkacı nasıl bulundu ?
19. yy’ın ortalarında, dönemin önemli bilim insanlarından Jean Bernard Leon Foucault bu duruma çok ilginç bir çözüm buldu. Kendisi o dönemin en yüksek hassasiyetine sahip olan jiroskobunu yapmıştı. Aynı zamanda indüksiyon akımı konusunda da ciddi çalışmaları olmuştu. Aslında bu konuyla ilgilenmiyordu, tamamiyle bir tesadüf sonucu bu sarkacı yapmak aklına geldi.
Leon Foucault, atölyesinde yaptığı çalışmalar sırasında torna tesviye makinesine takılı bir tele yanlışlıkla dokundu. Makine büyük bir hızla dönerken, ona bağlı olan telin hareketi, makinenin dönüşüne hiç uymuyordu. Sanki makinenin dönüşündne hiç etkilenmiyormuş gibi Foucault’un dokunduğu şekilde salınım yapıyordu. O anda Leon Faucault’un kafasında büyük bir şimşek çaktı.
Eğer hareketli bir nesnenin üzerindeki bu tarz bir sarkaç hareketi, yüzeyden hiç bir şekilde etkilenmiyorsa, bu mekanizmayı bir sarkaç haline getirerek dünyanın kendi etrafında döndüğünü fiziksel olarak kanıtlayabilirim diye düşündü ve ardından çalışmalara başladı.
İlk olarak bir sarkaç tasarladı ancak yaptığı ilk sarkaçlarda hüsran yaşadı, çünkü ipin boyu 2 metre idi, küçük bir ağırlık kullanmıştı ve bu uzunluktaki sarkaç dış etkenlerden çok kolay etkileniyordu. İpin uzunluğunu her seferinde artırarak 11 metre uzunlukta ip kullandığında istediği sonuca ulaşmıştı.
Foucalt’un bu buluşu çok büyük yankı uyandırdı ve bütün Paris’te konuşulmaya başlandı. Bu hikayeler saraya kadar ulaştı ve İmparator 3. Napolyon, Foucault’u bu deneyi yapması için davet etti.
Foucault, sarkaç deneyi için meşhur Pantheon binasını kullanacaktı. Bu binanın tavanı 67 metreydi ve bu kadar yüksek bir sarkaç kullanması deney sonuçlarını daha da kesinleştirecekti. 31 Mart 1851 tarihinde Pantheon’da yüzlerce insan toplandı. Katılımcılardan sessiz olmaları istendi, deneyi bozabilecek olası hava akımlarına engel olmak için kapılar pencereler kontrol edildi.
Leon Faucault 66 metre uzunluğundaki çelik bir telin ucuna 28 kg ağırlığında metal bir gülle bağlamıştı. Güllenin altında da bir çivi vardı. Bütün bu yğzeyin altında da ince serilmiş bir kum tabakası hazırlanmıştı.
Sarkaç hareket ettirilmeye başlandı. Başlangıçta görülecek hiç bir şey yoktu. Sadece ortada hafifçe hareket eden bir sarkaç vardı. Bu sarkaç yerdeki kumun üzerine bir çizgi çiziyordu. Fakat 1 saat sonra ilginç bir şey olmaya başladı. Foucault sarkacı yönünü değiştirmeye başladı. Saat yönüne doğru çizgiler çizmeye başladı. Düz çizgiler yavaş yavaş yerini eliptik çizgilere bırakmaya başladı.
Deneyin bittiği 32. saat itibarı ile sarkacın konumu başlangıçtaki yerine geri döndü.
Foucault atölyesinde yaşadığı kazada bir şey fark etmişti. Bu tarz sabit bir salınım olursa ve bu salınım çevresel faktörlerden (hava akımı, titreşim vb) etkilenmezse, Bu salınım hareketi dünyanın dönüşünden hiç bir şekilde etkilenmeyecekti. Dünya hangi hızla dönerse dönsün, salınım sabit kalmaya devam edecekti.
Aslında Pantheon’da insanların gördüğü şey sarkacın yönünü değiştirmesi değildi. Sarkaç hep aynı düzlemde hareket etmişti. Aradaki farkı oluşturan şey dünyanın kendi dönüş ekseniydi. Yani yerdeki çizgilerin değişmesine sebep olan şey dünyanın kendi pozisyonunun değişmesiydi. Dünya kendi ekseni etrafında döndüğü için kum zemin de dönüyordu.
Foucault’un deneyi büyük yankı uyandırdı ve farklı ülkelerde, farklı enlemlerde de denendi.
foucault’un sarkacı saatte 11 derece hızla dönuyordu, bu da bir turunu 32 saatte tamamladigi anlamına geliyor, çunkü düzlemin dönme hızı enleme baglidir. yani 0 enlemdeki ekvator’da foucault sarkacı dönmez.
yerkürenin 24 saat icerinde 360 derece döndügünden yola çıkarak, dönme hızı 15 derecedir, ve foucault sarkacı bu hıza ancak kuzey ya da güney kutbunda ulaşabilir.
sarkacın dönme hızını hesaplamak isteyenler icin formul:
yerkürenin dönme hızı x sinüs (sarkacin bulundugu yerin enlem derecesi)
bu formulle yerkürenin dönme hızının o noktadaki yüzeye dik olan bileseni bulunur, ki sarkacın olayı matematiksel olarak bundan ibarettir.
Videoyu beğendiyseniz Ayhan Tarakcı’nın değişik konularda hazırladığı videolara ulaşmak için aşağıdaki bağlantıya tıklayın
Kaynak: Ayhan Tarakcı Youtube kanalı