Einstein’ın çalışma odasının duvarında üç bilim insanının tablosu bulunurdu. Bunlar Newton ve Maxwell ve Michael Faraday idi.
1905 yılı, bilimsel çevrelerde Einstein’ın “mucize yılı” olarak bilinir. Çünkü kendisi aynı yıl içinde Brown hareketi, fotoelektrik etki, ünlü denklemi E = mc² ve belki de en önemlisi özel görelilik üzerine makaleler yayınlamıştır. Özellikle özel görelilik, hiçbir yerden ilham almamış gibi görünen keşiflerinden biridir. Peki bu fikir aklına nasıl geldi?
Bu soruya elbette farklı cevaplar verilecektir. Ancak Einstein’a göre cevap Michael Faraday tarafından 1831’de gerçekleştirilen bir deneydir. Aslında Michael Faraday’ın çalışmaları olmasaydı günümüzün teknolojisinin bir çoğuna sahip olamazdık.
Tarih boyunca bilimin gelişimi için son derece önemli katkılar yapan ancak yeterince takdir edilmeyen bir çok kişi olmuştur. Bu kişilerden birisi de Michael Faraday ve onun deneyleridir. Fiziksel gerçekliğimizi anlama çabasında doğru deneyi seçmek başlı başına bir sanattır. Çünkü doğru deneyi gerçekleştirirsek, bu deneysel sonuçlar bilgi açısından zengin ve potansiyel olarak devrim niteliğinde bir dizi yanıt sağlayacaktır. Faraday’ın bu sezgisi bizi, doğanın en büyük gerçeklerinden birçoğuna götürmüştü.
Kısaca Michael Faraday Kimdir?
Michael Faraday 1791’de yoksul bir demircinin oğlu olarak dünyaya geldi. Maddi yetersizlikler nedeniyle sadece temel bir örgün eğitim aldı. 14 yaşındayken bir ciltçinin yanına çırak olarak girip çalışmaya başladı. Bu iş sayesinde elinden değişik konularda pek çok kitap gelip geçti.
Faraday 1810’da, 19 yaşındayken Şehir Felsefe Cemiyeti’ne katıldı ve bilimsel konulardaki dersleri düzenli olarak takip etti. Temel fizik ve kimya öğrendi, deney çalışmalarında yer aldı. Ayrıca derslerde ayrıntılı, doğru ve tertipli notlar alıp bunları kitap formuna soktu. Ancak bir akıl hocasına ihtiyacı vardı ve bu kişi de çağının en büyük kimyageri olan Humphry Davy olacaktı.
Davy Faraday’ın coşkusundan etkilenerek Faraday’la bir görüşme yaptı. Ancak iş teklifinde bulunmadı; tersine ciltçiliğe devam etmesini önerdi. Ne var ki Davy kısa bir süre sonra, bir laboratuvar kazası yüzünden geçici bir süre kör oldu. Sonrasında Faraday’ı yanında not tutması için işe aldı. Aslında, Davy’nin en büyük keşfinin Michael Faraday olduğu söylenir.
Davy, zamanının en iyi kimyagerlerinden biri olduğundan bu Faraday için oldukça büyük bir fırsattı. İkilinin birlikte çalıştığı ilk proje, farklı kimyasalların moleküler yapısını yorumlamaktı. Bu ilk çalışma Faraday’a elektriğin temel işleyişi hakkında çok şey öğretti.
Faraday’ın Elektrik İle İlgili Çalışmaları
Elektrik ve manyetizma başlangıçta tamamen ayrı, bağımsız olgular olarak ele alınıyordu. Elektriğin ilk kez kontrol altına alındığı ve uygulamalarının henüz emekleme aşamasında olduğu bir zamanda, Faraday elektriğin manyetizma ile birbirine bağlı doğası hakkında bazı içgörülere sahipti.
Bu iki olgunun birbiriyle bağlantılı olduğunu ancak 1820’de ünlü Oersted deneyinin gerçekleştirilmesiyle
anlamaya başladık. İçinden elektrik akımı geçen bir teliniz olduğunu hayal edin. Şimdi bu telin yanına bir pusula iğnesi yerleştirdiğinizi hayal edin. Ne olur? Cevap pusula iğnesinin akım taşıyan tele dik olacak şekilde sapmasıdır. Nitekim de öyle oldu.
Bu deneyin sonucu devrim niteliğinde bir şey gösterdi: elektrik akımı veya hareket eden elektrik yükleri bir manyetik alan oluşturuyordu. Ancak Faraday tarafından atılan bir sonraki adım, daha da devrim niteliğinde olacaktı.
Oersted deneyinden, bir telin içindeki hareket eden bir elektrik yükünün bir manyetik alan üretebileceğini gördük. Bu senaryonun eşit ve zıt kurulumu ne olurdu? Faraday, bu soruya bir cevap verdi. Halka biçimindeki bir telin içindeki manyetik alanın, bir mıknatısın hareketi ile değişebileceğini ve bu değişen manyetik alanın halkanın kendisinde bir elektrik akımı üreteceğini gösterdi.
Faraday bu keşfi ilk olarak 1831’de yaptı. Konu ile ilgili daha fazla çalışmalar yapıp sorucunda Faraday’ın indüksiyon yasası olarak bilinen bir fiziksel kuralla bulgularını özetledi. Günümüzde bu kuralı Faraday yasası olarak da biliyoruz. Ve Einstein, bugün görelilik ilkesi olarak bildiğimiz şeyi ilk kez bu yasa hakkında düşünerek ortaya koydu.
Faraday Yasası Nedir?
Değişken bir manyetik alan içindeki tel üzerinde elektro motor kuvveti (emk) yani elektriksel
gerilim (voltaj) meydana gelir. Buna Faraday yasası denir. Peki ama görünüşte ilgisiz gibi gözüken bu yasa Einstein’a nasıl ilham vermiş olabilir?
Cevap için her ikisi de bir tel bobin ve kalıcı olarak mıknatıslanmış bir çubuk mıknatıs içeren aşağıdaki iki kurulumu düşünün. Düzeneğin birinde teli sabit kabul edelim ve mıknatısı hareket ettirelim. Sonuçta bobinde bir elektrik akımı oluşacaktır.
Diğerinde de sabit bir çubuk mıknatısınız ve mıknatısın üzerine serbestçe takıp çıkarabileceğiniz bir tel bobininiz var. Bobini mıknatısa doğru sabit bir hızla hareket ettirirseniz, bobinde oluşan elektrik akımını görebilirsiniz.
Bu iki senaryo ilk etapta birbirinden çok farklı olgular tarafından yönetiliyor gibi gözükecektir. Ancak deneysel olarak, bu iki kurulum da eşdeğerdir. Her iki senaryoda da, bir mıknatıs bir tel bobine doğru hareket eder ve bobinlerde elektrik akımı ortaya çıkar. İki şey birbirine göre hareket halindeyse, o zaman “şey 1″in hareket ediyor olması ve “şey 2″nin sabit olması veya tam tersi önemli değildir. Ve Einstein’ı görelilik ilkesine götüren, bu farkındalıktı.
Michael Faraday Durup Dinlenmek Bilmeyen Bir Bilim İnsanı İdi
Elektromanyetizma ve elektroliz çalışmalarının yanı sıra, Faraday başka önemli buluşlar da yaptı. Örneğin, sabit bir gaz olarak bilinen kloru sıvılaştırabilen ilk insan oldu. Sonraki yıllarda özellikle boya ve ilaç endüstrisinde önemli yer tutacak benzeni keşfedip yalıttı. Karbonla klor bileşikleri elde etmeyi başaran ilk bilim insanıydı. Çelik alaşımları üzerine yaptığı araştırmalar, çağımızdaki alaşım araştırmalarının temelinin oluşturdu.
Faraday zamanla bozulan sağlığına rağmen Kraliyet Enstitüsünde ders vermeye devam etti. Araştırmalarını en saf düzeyde sürdürmeyi istediğinden şövalye unvanını reddetti. İstediğinin ölene dek “sıradan Bay Faraday” olarak kalmak olduğunu söyledi. Michael Faraday, 25 Ağustos 1867’de 75 yaşında vefat etti.
Kaynaklar ve ileri okumalar:
- Michael Faraday: A True Scientific Hero Behind Electromagnetism. Yayınlanma tarihi: 10 Haziran 2020. Kaynak site: Interesting Engineering. Bağlantı: Michael Faraday: A True Scientific Hero Behind Electromagnetism
- 71 years earlier, this scientist beat Einstein to relativity. Yayınlanma tarihi: 28 Haziran 2023. Kaynak site: Big Think. Bağlantı: 71 years earlier, this scientist beat Einstein to relativity
Size Bir Mesajımız Var!
Matematiksel, 2015 yılından beri yayında olan ve Türkiye’de matematiğe karşı duyulan önyargıyı azaltmak ve ilgiyi arttırmak amacıyla kurulmuş bir platformdur. Sitemizde, öncelikli olarak matematik ile ilgili yazılar yer almaktadır. Ancak bilimin bütünsel yapısı itibari ile diğer bilim dalları ile ilgili konular da ilerleyen yıllarda sitemize dahil edilmiştir. Bu sitenin tek kazancı sizlere göstermek zorunda kaldığımız reklamlardır. Yüksek okunurluk düzeyine sahip bir web sitesi barındırmak ne yazık ki günümüzde oldukça masraflıdır. Bu konuda bizi anlayacağınızı umuyoruz. Ayrıca yazımızı paylaşarak da büyümemize destek olabilirsiniz. Matematik ile kalalım, bilim ile kalalım.
Matematiksel
