Tepemizdeki Şemsiye: MAGNETOSFER

Üzerinde durduğumuz bu mavi kayanın çoğu zamanda farkında bile olmayız. Bilmiyorum farkında mıyız ama bizler uzayda, güneş denilen bir yıldızın etrafında 108,000 km/sa hızla dönen ve güneşle birlikte de inanılmaz hızlarla uzayda doğrusal olarak ilerleyen bir gezegenin üzerindeyiz. O varoluşumuzdan beri hep bizimle birlikte idi. Bizler onun malzemesindeniz, kemiklerimize işlemiş. Dünyanın o kadar çok özelliği ve niteliği var ki hepsini anlayıp çözmeye nice ömürler yetmiyor. Ama ben burada dikkatlerinizi dünyanın herkesin sürekli aklına gelmeyecek ve çok da görünür olmayan bir özelliği üzerine çekeceğim: Dünyanın magnetik alanı...

GİRİŞ

Magnetik alan dediğimizde, ya da magnetizma dediğimizde ilk düşüneceğim şey, gündelik hayattan çok aşina olduğumuz birşey olacaktır; bir mıknatıs. Mıknatıslar, daha çocukluğumuzdan beri bizi magnetizmayla tanıştırırlar. Peki nereden çıkmıştır magnetizma? Kim bulmuştur? Şu sağdaki garip görünüşlü herif var ya.. İşte bu adam bundan yaklaşık 420 yıl önce magnetizma ile ilgili tohumları atan ilk bilim adamı. Kendisi William Gilbert. Bir astronom. Hatta o tarihlerde "De Magnet" diye bir kitabın da sahibi kendisi.

Şimdi efendim, sizlere devam etmeden öncelikle peşinen şunu bir söyleyim; bu magnetizma ile elektrik ikiz kardeştir. Davranışları birbirinin aynıdır. Bir madalyonun iki yüzü gibidir. Ya da bir elmanın iki yarısı. Tabi eskiden magnetizma ile elektrik arasındaki bu ilişki 1800 yıllara kadar hiç anlaşılamamış. 1820'de Oersted piyasaya çıkar. Bir telden elektrik akımı geçirir, sonra bu telin etrafında bir alan oluştuğunu gözlemler ve der ki, eğer bir telden elektrik geçirilirse etrafında bir magnetik alan oluşur. Vay be! Ne yedin be Adem!

Bu biliminsanı milleti bir kere ucunu kanattı mı, durmaz. Devamını mutlaka getirir. Rahat durmazlar bir kere! Ve işte o adam Faraday (hastasıyız dedeee!!!)!! O devreye girdi ve neler yaptı neler. Ama magnetizma ile ilgili en önemli şey. Elektromagnetik indüksiyondur. Yani, o telden akım geçirilince öyle samıt samıt etrafında alan oluşturmakla kalmıyor, bu bir de periyodik olursa değişen magnetik alanlar yaratabiliyor. Buradan da emk ile yürüyor işte.

Artık bir madalyonun iki yüzü olduğu net bir şekilde ispat edilen elektrik ve magnetizma, elektromagnetizma olmaya başlamıştı. Bugün elektronik mühendisi, fizikçi ve hatta diğer disiplinlerin mühendislerinin mutlak suretle bildikleri şeyleri ortaya çıkararak son noktayı koyan adam ortaya çıktı: James Clerk Maxwell. Elektrik ile magnetizmanın aynı şey olduğunu söyledi ve defteri kapattı. Zaten bu şahıstan sonra günüzmüdeki insan oğlu bildiğimiz gelişmişlik seviyesine gelmiştir. Elimizdeki cep telefonları, laptoplar, elektrik devreleri, uydular, uzay teknolojisi...Aklınıza gelen her ne varsa, yukarıdaki bu adamların sayesindedir. Hepsini derin bir saygıyla her daim anmak ve onlara teşekkür etmek boynumuzun borcudur. Onlar kendilerini ve beyinlerini bize adadılar.

MAGNETİZMA

Bir parçacığın ki bu elektron olabilir, nötron olabilir ya da aklınıza gelen ve maddenin yapı taşı olan başka birşey, en temel özelliklerinden birisi de yükleridir. Kimisi elektriksel olarak yüklüdür. Kimisi de nötron gibi yüksüz. Yüklü olanlar, + ve - yüklerden birine sahip olabilirler. Yük de tıpkı spin gibi, kütle gibi parçacığın karakteristik bir özelliğidir. Eğer yüklü bir parçacık hareket ederse, etrafında bir magnetik alan oluşturur. Şimdi bu açıdan bir düşünürseniz, dikkatli olan bazılarınız şunu söyleyecektir:

"Elektronlar da eksi yüklü ve çekirdeklerin etrafında fıldır fıldır dönüyorlar. Yani durmadan hareket ediyorlar. O halde?! Acaba!?

Evet! Evet! Aynen öyle. Düşündüğünüz gibi. Elektronlar çekirdeğin etrafında birer yüklü parçacık olarak durmadan hareket ederler ve hareketlerinden ötürü de maddeye magnetik bir özellik katarlar. Şimdi başka bir postun konusu olabilecek bir çok detay var burada. Mesela magnetizmanın çeşitleri ve büyüklüğü gibi. Ama çok temel olarak maddelerdeki magnetizmanın (yani mıknatıslığın buradan kaynaklandığını bilmeniz yeterli. Hareket eden yüklü parçacık ve etrafında yarattığı magnetik alan. Bir telin iki ucuna bir tarafı artı bir tarafı eksi olmak üzere bir potansiyel farkı (yani voltaj, yani pil) uygularsanız o telin elektronlarını bir ucundan diğer ucuna hareket ettirirsiniz yani akım oluşturursunuz. İşte bu hareket eden elektron olayından dolayı, o telin etrafında bir magnetik alan oluşur. Bu bir elektromıknatıstır. Bu elektromıknatıs denen, sizin yaptığınız suni mıknatısı, az önce yukarıda anlattığım atom-habele-hübele-falan-filan olayına sahip ve bu konude 'baskın' bir malzemeye (mesela demir) yaklaştırırsanız. Elinizdeki elektromıknatısınız o demiri ya iter ya da çeker.

_Kaynak

Yukarıda anlattıklarımla mıknatıslığın nasıl olabileceğine ilişkin epey bir içgörü sahibi olduğunuzu tahmin ediyorum. Yani hareket halindeki yük (ama şunu da ekleyeyim bu hareket ivmeli hareket olmaldır) ve tataaam!! Sonuç: Mıknatıs!

DÜNYANIN MAGNETİK ALANI

Üzerinde inanılmaz göllerin, haşmetli dağların, nehirlerin var olduğu bu dünya da bir mıknatıstır! Hem de devasa bir mıknatıs. Dünyanın kendisi bir mıknatıs olduğu için biz canlılar üzerinde var olabilmekteyiz. Peki nasıl? Bildiğiniz gibi bizler dünyanın en dış kabuğunun üzerinde yaşıyoruz. Bu kabuğu (litosfer) dağlar, ovalar, denizler-okyanuslar oluşturuyor ya da teşkil ediyor. Dünyanın kalınlığına nazaran oldukça ince olan bu tabakanın altında da oldukça kalın olan eriyik kayalardan oluşan bir manto tabakası bulunur. Burada alabildiğine lavlar vardır. Yani bildiğin cehennem. Ama buranın da altında, dünyanın çekirdeği bulunur. Dünyanın çekirdeği kabuğundan 2.5 yıl daha gençtir bu arada ;)). Çekirden dünyanın dünya olmasını sağlayan şeydir. Aslında çekirdeği biraz daha incelerseniz. İki kısımdan oluştuğunu görürsünüz. Hiç bir zaman göremezseniz şaka yapıyorum tabi. Dünyanın çekirdeğine kadar gidebilecek bir teknolojimizin olması için daha 15,000 yılımız var bence. Her neyse ne demiştik... Çekirdek de iki kısımdan oluşuyor. Aslına bakacak olursanız, iç çekirdeğin de içinde bir çekirdek var ki o da başka bir post konusu. Dış çekirdek, sıvıdan oluşur. İç kısım ise katı safi demirden. Demir bir çekirdek! Korkunç büyüklükte devasa bir demir çekirdek! Katriyonlarca katrilyonlarca katrilyon tane eksi yüklü elektronu olan ve kendi etrafında fıldır fıldır (Dünyanın dışının döndüğü yönün tersine yönde) dönen bir katı demir çekirdek! İşte bu korkunç büyük, haşmetli, devasa inanılmaz çekirdekin dönme hareketi ile dünyanın dışında kocaman bir şemsiye gibi bir magnetik alan oluşmaktadır.

Böyle bir mıknatısın her iki kutbu da var. Hani vardır ya bir mıknatısın 'N' ve 'S' ile gösterilen kuzey ve güney kutupları, işte dünyanın da vardır onlardan. Kuzey kutbumuz ve güney kutbumuz. Mıknatısımızın magnetik alanı kendini bu iki kutup arasında tamamlar. Ama burada üstüne basa basa söylemem gereken şey, bu magnetik kutupların yerlerinin tam olarak bizim bildiğimiz kutup noktalarında olmadığıdır. Buna dikkat edin. Yani dünyanın kutup noktaları tam üstünde ve tam altında olarak konumlanmıştır. Ama magnetik kutuplar bunlardan daha içeridedir. Bir diğer ilginç bilgi de bu kutupların 100bilmem kaç yılda bir (valla tam bilmiyorum ne yalan söyleyeyim :)) ) yer değiştirmesidir.

Ve bu magnetik kutupların yer değiştirmesi (ki buna da literatürde magnetik tersinme denir) dünyada inanılmaz doğal afetlerin (özellikle de iklim değişimleri) yaşandığı dönemlerin yaşanmasına neden olmaktadır. Doğa kendinde o kadar ilginç canlıların var olmasını sağlamıştır ki, bazen akıl sır almakta zorlanıyor. Milyarlarca kuş, on binlerce kilometre yol katederken, ne sıcaklık değişiminden, ne coğrafi özelliklerden ne de başka bir şeyden faydalanır. El kadar kuşun 10,000'lerce km nasıl bir cm bile şaşmadan her sene gideceği yere hiç ama hiç şaşmadan uçabildiğini bir hayal edin. Bizim milyon dolarlık seyr-ü sefer sistemleriyle donatılmış son teknoloji uçaklarımız bile az bişey kapalı havalarda rotalarını sapıtmaya ve hatta düşmeye çok elverişli iken, el kadar kuşun (az daha büyük olabilir tamam kabul ediyorum :)) ) kendisinin bile farkında olmadığı bir kabileyetle nasıl uçtuğunun cevabı, bizim dünyamızın magnetik alan çizgilerinde gizlidir. Kuşun kafasının içindeki bazı almaçlar otomatikman bu magnetik alanları algılamak üzerine evrimleşmiştir. Magnetik alan yalnızca kuşların değil, daha bir çok türün hayatını idame ettirmesinde önemli bir etkendir. Böcekler, bazı sürüngenler vs. vs.

KOZMİK PARÇACIKLAR

Az önce dünyanın magnetik alanından bahsederken "bir şemsiye gibi" demiştim. Bunun bir nedeni var. Çünkü şemsiye yağmura ya da gökten düşen istenmeyen partiküllere karşı nasıl bizler için birer koruyucuysa dünyanın magnetik alanı (yani magnotosferi ) da bizi uzaydan gelen bir çok partiküle karşı bizim bir şemsiyeymiş gibi korur. Hem de bunu milyarlarca yıldır yapmaktadır. Zaten bu sayede dünyada yaşam oluşabilmiştir. Bakın şimdi çok çok yakınımızda bir yıldız var. Adı güneş. 1000 adet dünyayı içine alabilecek kadar da devasa. Her saniye milyarlarca nükleer bombanın patlatılmasıyla eşdeğer bir enerjiye sahip olacak şekilde üzerinde nükleer tepkimeler oluyor. Bunların nasıl bir şey olduğunu biz burada iki satır sanki bir oyunmuş gibi yazıyoruz ama gerçekten nasıl bir şey olduğunu tahayyül edemiyoruz. Yalnızca Nasacı amcalar filan gözlemleyebiliyorlar. O da ellerindeki milyorlarca papellik aletlerle! İşte bu kadar korkunç bir olay neticesinde, oradan gelen şey yalnızca foton (ışık) değil bir o kadar da bizim radyasyon dediğimiz şey geliyor. Peki radyasyon değil mi zaten bu foton dediğiniz şey diyebilirsiniz? Ben ondan bahsetmiyorum. Benim dediğim şey, katrilyonlarca katrilyon çarpı katrilyon atom altı yüklü parçacığın ışık hızıyla , güneşten dünyaya fırlatılmasından bahsediyorum. Bu kadar yüksek oranda ve güçlü radyasyon (yani yüklü parçacık) uzaydaki herhangi bir şeyin atomunu, molekülünü ve hatta atom altı yapısını tarumar eder!!! Delik deşik eder. Öyle bir şeyin üzerinde hiç bir canlı olamaz. Hatta cansız maddeler bile zamanla değişecek, etkilenecektir. İşin kötü tarafı, uzayda bu parçacıklar için öyle dünya atmosferinde olduğu gibi her hangi bir sönüm ya da zayıflama mekanizması olmadığından, milyonlarca ışık yılı uzaklıktaki her hangi bir yıldız ya da süper nova patlamasının bu mendebur parçacıkları da doğrudan bizim dünyamıza ışık hızında gelirler.

Kaynak

İşte bu radyasyonu olduğu gibi alıp yolundan saptıran ve dünyaya öyle ölümcül derecede gelmesini engelleyen şemsiye, dünyanın magnetik alanıdır. Eğer dünyanın magnetik alanı bir anlığına var olmasa bütün okyanuslar yavaş yavaş buharlaşır, yer yüzündeki tüm canlılar kavrulurdu. Hele ki arasıra güneş patlamaları denilen şeyler var ki, böyle bir şeye denk gelindiğinde yerin 1 km kadar altına kadar hiç bir şey cayır cayır yanmaktan kurtulamazdı. Güneşten gelen bu radyasyonun eser seviyede miktarlarına dahi belli oranda maruz kalınırsa, canlı, her nekadar cayır cayır yanmayacak olsa bile hücrelerinin çekirdeklerindeki DNA'lar paramparça olacaktır. Bu bozulma nedeniyle zamanla o canlıda çok büyük bir olasılıkla kanser ya da radyasyon zehirlenmesine dayalı ölüm olayı gerçekleşecektir.

Dünyanın yörüngesinde çeşitli uzay istasyonları olduğunu hepimiz biliyoruz. Astronotlar, bu uzay istasyonlarında 8 - 10 ay civarında kalıyorlar ve çoğunlukla da uzay yürüyüşü yapıyorlar. Yani bizim o güzel şemsiyemizin korumasından ayrı kalıyorlar. Bu nedenle, o uzay araçları ya da giydikleri kıyafetler radyasyona karşı o kadar dayanıklı tasarlanıyor ki, hepimiz maaşlarımızı birleştirsek bir eldivenini bile alamayabiliriz. Tabi muhtemelen içimizde ayda 30k TL maaşı olan pek yoktur diye tahmin ederek böyle bir çıkarımda bulundum :)) Ama bütün bunlara rağmen uzay radyasyonundan korunmakta bu bile tamamen yeterli olmayabiliyor.

Dünya yörüngesindeki astronotların, kozmonotların ya da taykonotların (bunlar Çinli olanlar) yaşadığı o kadar ilginç bir olay var ki, anlatmadan geçemeyeceğim. Astronotlar uzay gemilerinde (havada asılı) bir şekilde uyurlarken, ya da gözleri kapalı iken (ya da açık da olabilir farketmez) gözlerinin önünde ışık patlamaları şeklinde çok tuhaf bir şey yaşıyorlar. Orada her hangi bir flaş ya da ışık kaynağı olmamasına rağmen bunu epey de sıklıkla yaşıyorlar. İşte bunun tek nedeni gözlerinin retina tabakasına dokunan o yüklü parçacıklar, başka bir şey değil. Bu durum da, onların her türlü önleme rağmen o korkunç yüklü parçacıklardan tam anlamıyla kurtulamadıkları manasına geliyor. Yüklü parçacıklardan birisi geliyor, kafataslarının içine giriyor, göz yuvarlarının arkasındaki retinalarında bulunan optik sinirlerine çarpıyor ve beyinlerinde bir elektriksel sinyal oluşturuyor. Onlar da bunu bir ışık parlaması olarak görüyorlar. Uzayda bu ışık parlamalarından kaçacak, kurtulacak bir yer yok!

ÇIKIŞ

Makaleden çıkarken, elbette ki tepemizdeki magnetik alan şemsiyesinin bizim için ne büyük bir veli nimet olduğundan ve ona teşekkürü bir borç bildiğimizden bahsetmeden yoluma devam etmeyeceğim. Yukarıdaki partta anlattığım kozmik ışınlar (yüklü parçacıklar) dünya tarafından def edilirken, aslında biz bunu dünya üzerinde görebiliyoruz. Ama belli yerlerde. O da magnetik kutupların bulunduğu ülkelerin gökyüzündü. Buna Aurora Boraleis yani nam-ı diğer kuzey ışıkları diyoruz. İsveç, Norveç, Finlandiya gibi kuzey ülkelerinin semalarında gece vakti görünen ve müthiş bir seyir zevki veren o dalgalı dalgalı ışık şovları yapan görüntüler. Orada dalgalanan her bir ışık hüzmesi aslında trilyonlarca yüklü parçacığın atmosferimizin hemen üzerindeki belli miktardaki maddeyle girdiği etkileşim sonucu görülen ışık yayılımıdır.

Kaynak

Eğer şu sıralar elinize bir mıknatıs geçerse, o mıknatısa bakıp aslında onun en devasasından bir tanesinin üzerinde yaşadığımızı ve dünyadaki 4 milyar yıllık yaşamın aslında o küçük mıknatısın sahip olduğu özelliğe borçlu olduğunu aklınıza getirin. Bir de fırsatınız varsa "Magnetik Soğutma" ile ilgili yazılara da göz atın. Müthiş bir teknoloji. Demedi demeyin. Okuyun, öğrenin. Tavsiye ederim! Bakarsınız, belli olmaz belki ben de uygun bir zaman ve enerji bulabilirsem bu konuda da bir şeyler karalayabilirim ileride. Kim bilir. Yazıyı okuduğunuzu ve faydalanabildiğinizi tahmin ediyorum. İlginiz için tekrar tekrar teşekkür ederim.

UPVOTE, RESTEEM, COMMENT Üçlüsü Çekmeyi Unutmayın...

Görüşmek üzere