Harika Bilim - 5. Bölüm

-Bu yılkı nobel ödülü büyük bir keşfe verildi.
-9 bin yıllık bizon fosili
-Rosetta uydusunun uzay yolculuğu
-Hayvanlar dünyasınd en zeki 10
-Görülmeyen bir nesnenin fotoğrafı nasıl çekilir?

 

HARİKA BİLİM 5

 

SUNUCU: Harika Bilim’e hoş geldiniz. Bu bölümde size bilim dünyasından en yeni gelişmeleri aktaracağız. Bilim dünyası son haftalarda neleri konuştu, önce hızlıca bunlara bir bakalım ve sonra detaylara geçelim.

 

DIŞ SES:

-10 Aralık’ta Nobel ödül töreni düzenlendi. Bu törende kimler hangi araştırmalarıyla ödüle layık görüldü?

-Sibirya’da bulunan 9 bin yıllık bizon fosili bilim insanlarını şaşkına çevirdi.

-Rosetta uydusunun uzay yolculuğu devam ediyor.

-Hayvanlar dünyasının en zeki 10’u kimler?

-Görülmeyen bir nesnenin fotoğrafı nasıl çekilir?

Harika Bilim başlıyor.

 

SUNUCU: Sibirya’da 9 bin yıllık, bütün olarak korunmuş bir step bizonu bulundu. Ancak bu antik bizonu diğer bulunan fosillerden ayıran önemli bir özelliği var. Tüyleri, derisi, tüm iç organları kısaca tüm beden olarak korunmuş halde bulunmuş olması. Biliyorsunuz bin yıllık, milyon yıllık hayvan fosilleri doğada kayaların arasında ancak sert dokuları yani kemikleri taşlaşmış halde bulunuyor. Ancak bu bizon Sibirya buzullarının içinde tüm bedeni korunmuş halde bulundu. Bu önemli, çünkü 9 bin yıllık bir bizonun günümüz bizonlarından hem görünüm hem fizyolojik açıdan bir farkı olmadığını görüyoruz. Peki bu ne anlama geliyor?

 

Bildiğiniz gibi evrimcilerin iddiası canlıların binlerce, hatta milyonlarca yıllık süreç içerisinde ilkelden gelişmişe doğru evrimleşerek bugünkü mükemmel yapılarına ulaştıklarıdır. Bakın burada 9 bin yıllık bizonu görüyoruz. O günkü haliyle olduğu gibi bugüne gelmiş. Dişleri, boynuzları, tüyleri, derisi, kuyruğu her şey bugün yaşayan bizonlarla birebir aynı. Peki ya iç organları?  Bilim adamları bu hayvana nekropsi yani hayvanlara yapılan otopsiyi yaptılar. Kalbinin, kan damarlarının ve sindirim sisteminin hala olduğu gibi yerinde olduğunu tespit ettiler. Hatta o kadar iyi korunmuş ki araştırmacılar her organdan incelemek üzere birer doku örneği almayı bile başardılar. Böylece evrimsel bir süreç olmadığı bir kez daha ispatlandı. Bu araştırmanın detaylı sonuçları yayınlandığında size bu ekranlardan bilgileri aktaracağız.

 

Kasım ayında bilim dünyasında son yılların belki de en önemli başarısı Avrupa Uzay Üssü’nden geldi. Rosetta isimli uydu, kuyruklu yıldızın üstüne bir sonda monte etti. Peki bu ne anlama geliyor, hayatımızda ne gibi bir değişikliğe yol açacak. Ayrıntılara birazdan bakacağız.  

 

Bir soruyla başlamak istiyorum. Görülmeyen bir cismin fotoğrafını çekmek sizce mümkün mü? Şaşırtıcı ama evet. Kuantum fiziği ile artık bu mümkün. Şimdi öyle bir fotoğraf çektiğinizi düşünün ki, ne fotoğrafını çektiğiniz cismi görebiliyorsunuz, ne de ondan yansıyan ışık, fotoğraf makinenize ulaşıyor. Ama kameranızda o cismin görüntüsü oluşuyor. Kulağa bilim-kurgu gibi geliyor ama bu tamamen gerçek. Bu deneyin ayrıntılarına girmeden önce görme olayını ve gözlerimizin basit birer kopyası olan fotoğraf makinalarının çalışma prensibine bir bakalım.

 

DIŞ SES: Karanlık bir odaya girdiğinizde ışığı yakarsınız. Lambadan çıkan ışık ışınları cisimlere çarpar, bir kısmı cisim tarafından tutulur, bir kısmı da gözünüze gelecek şekilde yansır. Böylece etrafınızdaki cisimleri görürsünüz. Fotoğraf makineleri de gözümüz gibi bu yansıyan ışık ışınlarını toplar ve fotoğraf haline getirir. Günümüzde farklı ışık türlerine göre farklı kameralar kullanılarak fotoğraf çekilebiliyor. Örneğin röntgende X ışınları kullanılarak vücudumuzun içi görüntülenebiliyor.

 

SUNUCU: Evet fotoğraf makinası ve kameralar prensipte, gözlerimizle aynı mantıkta çalışırlar. Ancak gözlerimizdeki mükemmel yaratılış ile fotoğraf makinaları arasındaki teknoloji arasında adeta bir uçurum vardır. Gözlerimiz görüntüyü 3 boyutlu algılar, ışık ve odak ayarları anında yapabilir. Bugün en gelişmiş fotoğraf makinalarının henüz bu teknolojiye ulaşamadığını biliyoruz. Peki cisimler eğer kendisine bir ışık ışını yani foton çarptığında görülebiliyor ve fotoğrafı çekiliyorsa, ortamda var olmayan bir cisim fotoğraf makinasıyla görüntülenebilir mi? Kuantum fiziğine göre evet görüntülenebilir. Bilim insanları geçtiğimiz günlerde bu tezlerini ispatlayan bir deney gerçekleştirdiler. Nature Dergisi’nde yayınlanan bu deneyde kuantum seviyesinde oluşan özel ışık ışınları ile bir cisim, ışık ona değmese de görüntülendi.  Şimdi dikkatle ekrana odaklanın çünkü deneyin detaylarına geçiyoruz.

 

DIŞ SES: Viyana Üniversitesi Kuantum Optik ve Bilim Merkezi’nden bilim insanları, temeli kuantum fiziğine dayanan devrim niteliğinde yeni bir görüntüleme metodu geliştirdiler. Bu deneyde kuantum fiziğinin öncü bilim insanı Schrödinger’in anısına bir kedi figürü ve dolanık fotonlar kullanıldı. Bu deneyin en çarpıcı yanı fotonların kedi figürü ile hiç etkileşime girmemiş olması. Yani kedi figürünü belirleyen fotonlar, onu kaydeden kamera tarafından algılanamıyor. Bilim insanları, kedi cisminin fotoğrafını direkt olarak çekmeden, kuantum bağlantısını kullanarak kedi görüntüsünün kamerada oluşmasını sağladılar. Bunu yaparken araştırmacılar sarı ve kırmızı dolanık foton çiftleri oluşturdular. Sarı fotonları kedi figürünün üstüne gönderdiler, kırmızı fotonları ise kameraya yönlendirdiler. Bu fotonların dolanıklılık özelliği sayesinde kırmızı fotonlar kedi figürünü kameraya yansıttılar. Kırmızı fotonlar bu görüntüyü, sarı ikizleriyle olan kuantum bağlantıları sayesinde oluşturdular. Silikon kedi maketi kırmızı ışığa karşı geçirgen yani üstüne kırmızı ışık tutulduğunda görülmüyor. Kamera ise sadece kırmızı ışıkta yansıyan görüntüleri algılıyor. Bu deney cisimlerin kendilerini algılayan fotonlara karşı duyarsız olsalar dahi görüntülenebildiklerini ortaya koydu.

SUNUCU: Evet oldukça ilginç. Bunu daha basit bir anlatımla şöyle düşünün. Zifiri karanlık bir odada kameranın karşısında duran bir kedi maketinin sizden görüntüsünü almanız istendi. Işık olmadan bu mümkün mü? Elbette hayır. Çünkü nesneleri görmek, fotoğraflamak için o nesneye çarpıp geri dönen ışınların yani fotonların ortamda var olması gerekir. Bu deneyde dikkat ederseniz kedi figürünün bulunduğu ortama kameranın algılayamadığı kırmızı ışık veriliyor. Yani diğer bir deyişle kamera kör. Buna rağmen klasik fizik kurallarına aykırı olarak kamerada kedi figürü görüntülendi. Bunun sebebi dolanık ikiz fotonların kuantum ilişkisi. Evet farkındayım kulağa çok karmaşık geliyor ancak şöyle düşünün; kamera sadece sarı ışığı algılıyor. Kediye ise kırmızı ışık veriliyor. Ancak yine de kamerada kedi görüntüsü oluşuyor. Bu durumda akla şu soru geliyor. Etrafımızda gördüğümüz nesneler peki gerçekten oradalar mı? Acaba gerçek versiyonları başka bir boyutta mevcutlar ve biz de bu deneydeki kamera gibi kuantum dolanıklığı sayesinde bu cisimleri gerçekte karşımızda var olmadıkları halde mi görebiliyoruz? Aslında bu tarihte yaşamış tüm fizikçilerin, filozofların cevaplayamadığı bir soru. Bugüne kadar klasik fizik de, kuantum fiziği de maddenin varlığını ispat edemedi. Bugün bilim, maddenin zihnimizin dışındaki varlığını sadece varsayımlara dayanarak kabul ediyor. Ancak bilimdeki gelişmeler yakında bu sorunun cevabına bizi ulaştıracak gibi görünüyor. En azından yakın zamanda kuantum görüntüleme tekniğinden tıp alanında faydalanılabilecek.

 

DIŞ SES: Birazdan doğadaki 10 akıllı ile tanışacaksınız.

 

SUNUCU: Bu yaz gök olayları açısından oldukça renkli geçti. 133 yılda bir dünyadan görülebilen Swift Tuttle kuyruklu yıldızıyla birlikte muhteşem Perseid meteor yağmuruna şahit olduk. Hatırlarsanız önceki programda bu muhteşem görüntüleri birlikte izlemiştik. Meteor yağmurunun ardından dünyamızın uydusu ayın, çeşitli evrelerini yaşadık; süper ay ve kanlı ay. Peki bu evrelerde gökyüzünde ne yaşandı? Bu isimler ne anlam ifade ediyor, birlikte bakalım.

 

DIŞ SES: Ay Tutulması, Güneş, Ay ve dünyanın aynı hizaya geldiği sırada dünyanın gölgesinin Ay üzerine düşmesi ile gerçekleşir.  Ay, dünyanın tam gölgesine girdiğinde saniyede yaklaşık 1 kilometre hızla hareket eder. Artık güneş ışıkları direkt olarak ayın üzerine düşemez. Dünyaya düşen güneş ışıkları atmosferden yansıyarak dolaylı olarak ay üzerine düşer. Bu durumda ayın yüzeyinin gri ya da koyu renk görünmesi hatta ayın görüntüden kaybolması beklenirken ay, bakır ve kırmızı bir renk alır. Bu astronomi olayına “kanlı ay” adı verilir. "Kanlı Ay Tutulması" son 500 yılda sadece 3 kez gerçekleşti. Bu tutulma esnasında Güneş, Ay ve Dünya aynı hizaya geliyor ve dünyanın gölgesi ayın üzerine düşerek kırmızı görünmesine neden oluyor. Bu, güneşin batışı sırasında gökyüzünün kırmızı renge bürünmesine benzer bir durum. Kanlı ay tutulması bu yıl özellikle Amerika kıtasında çok net olarak izlendi. 78 dakika boyunca süren bu tutulma, Türkiye'den, gündüz olması nedeniyle izlenemedi. Bu yaz gerçekleşen tutulma, 2014-2015 yılları içerisinde dört kez gerçekleşecek olan tutulmaların ilkiydi. İkinci tutulma 8 Kasım 2014’te gerçekleşti. Tutulma, NASA'nın canlı yayınıyla internetten de izlendi.

 

SUNUCU: Bir sonraki kanlı ay tutulması ne zaman yaşanacak? 4 Nisan 2015 ve 28 Eylül 2015 tarihlerinde. Peki kanlı ay tutulmalarını bu kadar ilgi çekici kılan nedir? Bu tarihlerde gerçekleşen önemli olaylar. Yıl 1493. Bu yıl, kanlı ay tutulmasının yaşandığı günlerde İspanyol Engizisyonu, Müslümanları ve Musevileri İspanya’dan sürgün etme kararını uygulamaya koydu. İkinci kanlı ay tutulması 1949’da yaşandı. Bu tarihte ise İsrail-Arap savaşı başladı. Üçüncü tutulmanın tarihi ise 1967. Bu yıl Ortadoğu’da 6 gün süren Arap-İsrail savaşı yaşanmıştı. Bundan sonraki tetrad yani dörtlü Kanlı Ay Tutulması Serisi 2032-2033 yıllarında yaşanacak. Genel kanıya göre bu yıllarda yaşanacak kanlı ay tutulması, Hz İsa (a.s)’nın yeniden gelişine işaret ediyor. Peki bu tutulma esnasında neden ay kızıl renge bürünüyor?

 

DIŞ SES: Işığın belli dalga boyları vardır, farklı dalga boylarındaki ışığı farklı renkler olarak algılarız. Görünür ışığın tüm dalga boyları aynı anda gözümüze geldiğinde de beyaz ışık olarak algılarız. Ay tutulması sırasında Dünya, Ay ve Güneş arasına girer ve dünyanın çevresinde dairesel bir ışık halkası oluşur. Bu halka, güneşten Ay’a ulaşması beklenen ışınların dünyanın etrafında oluşturduğu yansımadır.  Kızıl ay tutulmasında ayın kırmızı renk almasının nedeni kırmızı ışığın uzun dalga boyuna sahip olmasıdır. Gün ortasında gökyüzü mavi renktir, güneşin açısının eğilmesiyle birlikte gökyüzünün rengi kızıla döner. Atmosferden geçen ışınlar tıpkı güneşin batışında olduğu gibi çok küçük bir açıyla atmosfere girerek, uzun bir yol kat ederler. Bu sırada kısa dalga boyundaki ışıklar dağılırken, kırmızı renk uzun dalga boyuna sahip olduğu için dağılmadan önce dünyanın yüzeyine sonra da Ay’ın yüzeyine yansıyacak şekilde kırılır. Bu nedenle ay kızıl bir renk alır.

 

SUNUCU: Evet kızıl ayın sırrı böyle. Bakalım, 2015’te, bir sonraki kızıl ay tutulması ne zaman gerçekleşecek ve nereden izlenebilecek? Şimdi hazır olun. Sırada, yaratılıştan yetenekli, doğanın en akıllı 10 canlısı var.

 

SUNUCU: Hayvanlarda “bu kadarı da olmaz” dedirtecek bu akıllı davranışlar, doğadaki yaratılışın nasıl incelikli ve muntazam olduğunu bize anlatıyor.

 

Evet şimdi size bu yılki Nobel Tıp Ödülleri’nden biraz bahsetmek istiyorum. Bu yıl Nobel Tıp Ödülü aynı alanda çalışma yapan üç bilim insanına verildi. Yüzlerce yıldır bilim insanlarının, felsefecilerin cevabını aradığı bir sorunun sır perdesini kısmen aralayan tıp ödülünün sahipleri, O'Keefe ve Moser çifti, 870 bin euroluk para ödülüne de layık görüldü. Peki yüzlerce yıldır cevabı aranan bu soru nedir? İnsanlar konumlarını nasıl belirlerler ve uzaklık hissini nasıl algılarlar? Şimdi hep birlikte izleyelim.

 

DIŞ SES: Bu yıl Nobel Tıp Ödülleri beyindeki GPS sisteminin nasıl çalıştığını keşfeden üç bilim insanına verildi. İngiliz John O'Keefe ve Norveçli karı-koca, May-Britt Moser ve Edvard Moser insan beyninde adeta bir 'GPS' gibi çalışan, kişinin nerede olduğunu ve nereye gideceğini haritalayarak bu bilgileri hafızaya depolayan sinir hücrelerini keşfetti. Nörobilim profesörü John O'Keefe beyinde, hipokampusta bulunan konum hücrelerinin varlığını ortaya çıkardı. Bu hücreler grup halinde çalışarak, görme duyusundan bağımsız bir şekilde, kişinin nerede olduğunu anlamasını sağlayan hayali bir harita oluşturuyorlar. Hayvanlar üzerinde yapılan deneylerde, canlı, yeni bir yere girdiğinde konum hücrelerinin aktif hale geçip, hemen o bölgenin bir haritasını çıkardıkları anlaşıldı.

 

SUNUCU: Sabah uyanıp, gözümüzü açtığımız anda nerede olduğumuzu hemen biliriz. Mutfağın yeri, merdiven basamakları, işe gidilecek yol, bunların hepsi kare kare hafızamızdadır. Beynimiz mükemmel bir GPS sistemiyle çalışır. Bu sistemde devreler, elektronik çipler, kablolar yok. Sadece ve sadece çıplak gözle görmenin mümkün olmadığı mikro boyutta hücreler var. Birbirleriyle koordinasyon halinde çalışan bu hücreler gözümüzü açtığımız andan itibaren bize hayatımızı, benliğimizi veriyorlar. Neden mi? Çünkü bir düşünün beynimizde konum hücreleri olmasaydı neler oldu?

 

Sabah gözümüzü açtığınız andan itibaren her şeyi yeniden öğrenmek, yeniden tecrübe etmek zorunda kalırdınız. Her gün cevabını bulmak zorunda olduğunuz onlarca soru. “Ben neredeyim, bulunduğum yer tanıdık bir yer mi, güvenli mi, okulum bulunduğum yere göre hangi konumda, mutfak nerede?” gibi sorular olurdu. Bir değil, iki değil; bir ömür boyu, her gün bu durumu yeni baştan yaşamak ne kadar sıkıntılı olurdu değil mi? İşte bu yıl Nobel Ödülü’nü kazanan bilim insanları, varlıklarıyla bize müthiş bir hayat konforu sunan konum hücrelerinin işleyiş mekanizmasını çözdüler. Konum hücreleri süper akıllılar ancak tek başlarına hareket etmiyorlar. Bizim bulunduğumuz konumun farkında olabilmemiz için “şebeke hücreleri” ile koordinasyon halinde çalışıyorlar. Şimdi kılavuz hücrelerindeki süper yaratılış nedir bir bakalım.

 

DIŞ SES: Bu yıl Nobel Tıp Ödülü iki ayrı ekibe verildi. Ödülün diğer sahibi Norveçli Moser çifti, beynin bir başka bölgesinde, entorinal kortekste yer alan kılavuz hücrelerinin varlığını keşfetti. Kılavuz hücreleri hipokampustaki konum hücreleri ile işbirliği içinde çalışıyor ve kişinin nerede olduğunu anlamasına yardımcı oluyor. Bu hücreler beyinde bir koordinat sistemi kurulmasını ve hareket ettikçe yol bulmayı sağlıyor. 

 

SUNUCU: Biz yer değiştirdiğimizde kılavuz hücreleri hipokampustaki konum hücrelerine altıgen kodlar gönderiyorlar. En ufak bir yer değişilmesiyle birlikte konum hücrelerine yeni kodlar ulaştırılıyor. Onlar da noktalar halinde yer belirlemesi yapıyor. Tıpkı bir ustanın yer karolarını döşemesi gibi, canlının bulunduğu yerin hayali bir haritasının çıkarılmasını sağlıyorlar. Çok küçük alanlarda bile bu haritalama yapılabiliyor. Bir nokta daha var ki bu daha çok önemli; yön tayini yapan bu hücreler aynı zamanda bu bilgileri hafızalarında da tutuyor. İşte tüm bu gelişmeler Alzheimer ve diğer hafıza hastalıklarının tedavisinde yeni bir çığır açacak gibi görünüyor. Çünkü Alzheimer hastalarında beyinde ilk zarar gören kısımlar genelde hipokampus ve kılavuz hücrelerinin bulunduğu bölgeler oluyor. Şimdi sırada sokakların, evimizin vazgeçilmesi sevimli kedilerin maceraları var.

 

SUNUCU: Bu ay da harika bilimin sonuna geldik. Kapatmadan önce size vatozların bazı durumlarda hiç de tehlikeli olmadığını gösteren bir film göstermek istiyorum. Olay yeri Karayipler, Cayman adası. Burada yaşayan vatozlar bölge halkının hatta turistlerin elinden yemek yiyor, kendilerini sevdiriyorlar. Biliyorsunuz aslında vatozlar oldukça tehlikelidir. Kuyruklarında savunma anında kullanılan çok sayıda diken bulunur. Bu dikenler battığında ağrıya, enfeksiyona hatta bazen ölüme neden olabilirler. Ancak vatozlar oldukça akıllı çünkü bu savunma mekanizmalarını ancak riskli durumlarda düşmana karşı kullanıyorlar. Cayman adasındaki dikenli vatozlar çevredeki insanların kendileri için bir tehlike olmadığını anlamışlar. Çünkü onlarca yıldır aynı yerde balıkçıların av dönüşü balıkları temizlerken suya bıraktıkları parçalarla besleniyorlar. Bu yüzden vatozlar her motor sesi duyduklarında yemek vakti geldiğini anlayıp hemen sahile toplanıyorlar. Ve artık Dikenli Vatoz Şehri adını alan bu bölgeye gelen ziyaretçilere evcil bir hayvan gibi sevgi gösterip, onlarla oynayıp, ellerinden yemek yiyorlar. Sizi bu görüntülerle baş başa bırakmadan önce, unutmayın, bize soru ve fikirlerinizi Twitter’da @harika_bilim adresine yazabilirsiniz. Ayrıca Harika Bilim’in kısa videoları ve fotoğraflarına Instagram’da harika_bilim hesabını takip ederek ulaşabilirsiniz.  Tekrar görüşmek üzere.  Hoşça kalın.