Bir Toz Zerresi Neden Yerinde Duramaz? Brown Hareketinin Görünmez Düzeni

Bir bardak suya baktığınızda sakinlik görürsünüz. Oysa yeterince küçülebilseydiniz, kendinizi durmaksızın çarpışan moleküllerin ortasında bulurdunuz. Bu görünmez kalabalığın arasına bırakılan küçük bir parçacık, sarhoş bir gezgin gibi sağa sola savrulur. Ne hedefi vardır ne de takip ettiği düzgün bir rota. İşte Brown hareketi, durağan görünen dünyanın içindeki bu sürekli telaştır. Üstelik rastlantının nasıl ölçülebilir bir düzene dönüştüğünü gösteren etkileyici bir örnektir.

Mikroskop altında başlayan bilmece

Botanikçi Robert Brown, 1827 yılında suda asılı duran polenlerden çıkan küçük parçacıkları incelerken tuhaf bir hareket fark etti. Parçacıklar sürekli, düzensiz ve kesintili biçimde yer değiştiriyordu. İlk akla gelen açıklama, bunun yaşamla ilgili olmasıydı. Fakat Brown, cansız maddelerin küçük parçacıklarında da aynı davranışı gözlemledi. Demek ki mikroskobun altında dans eden şey, canlılığın özel bir numarası değildi. Daha temel bir fiziksel mekanizma iş başındaydı.

Atomların Keşfi ve Aralarındaki Boşluk

Her Şeyin Atomlardan Oluştuğunu ve Atomun Büyük Bir kısmının Boşluk Olduğunu Nasıl Keşfettik?

Burnumun ucundaki bir hücrede bulunan hidrojen atomu, zamanında bir filin hortumunun parçasıydı. Jostein Gaarder

Silahı kullanmaya hiç niyetimiz yoktu. Ama öylesine başbelası bir ırktılar ki. Aksinin geçerli olduğunu göstermek için harcadığımız tüm çabalara rağmen, bizi “düşman” olarak algılamakta ısrar ettiler. Tüm nükleer stoklarını mavi gezegenlerinin yörüngesindeki gemimize ateşlediklerinde sabrımız taşmıştı. Silah basit, fakat etkiliydi. Maddenin içindeki tüm boşluğu çekip çıkardı. Sirian keşif seferimizin komutanı, kesiti ancak bir santimetre olan, parlak metalik küpü incelerken birincil kafasını umutsuzca salladı. “insan ırkından” geriye kalanın yalnızca bu olduğuna inanmak hiç de kolay değildi! Şayet tüm insan ırkının bir küp şekerin hacmine sığabileceği fikri bilimkurgu gibi geliyorsa, bir daha düşünün. Normal bir maddenin hacminin yüzde 99,9999999999999’unun boşluk olması dikkate değer bir gerçektir. Vücudumuzdaki atomların içerdiği boşluğun tümünü çekip çıkarmanın bir yolu olsaydı, insanlık gerçekten de bir küp şekerin sahip olduğu hacme sığabilirdi.

Brown Hareketi

Brown hareketi, bir sıvının veya gazın içindeki çok küçük parçacıkların dört bir yana yaptığı gelişigüzel hareketlerdir. İlk olarak mikroskobunun ıslak lamında hareket eden polenleri gören botanikçi Robert Brown tarafından gözlenmiştir. Hareketi matematiksel olarak açıklayan kişiyse Albert Einstein olmuştur. Brown hareketi, durgun suda veya havada kirliliğin nasıl yayıldığını açıkladığı gibi, su taşkınları veya borsa hareketleri gibi birçok rassal süreci de açıklar. Aynı zamanda fraktalların oluşumunda devreye girer.

Einstein, Brown’ın gözlemlediği hareketleri başarılı bir şekilde açıklamak için moleküllerin çarpışmasına dayanan ısı kuramından yararlanmıştır.