Ah, "catapult etkisi"... Geçen hafta 11. sınıfların sınav kağıtlarını okurken tam da bu konudan o kadar acayip cevaplar gördüm ki, soruyu görünce bir an yine lisede yazılı kağıdı okuyorum sandım! 😂

Şimdi işin aslına gelelim. Fiziğe ilgi duyan meraklı dostum, "catapult (mancınık) etkisi" aslında tek bir bilim insanının laboratuvarda oturup "Buldum! Adını da mancınık koydum!" dediği yepyeni bir fizik yasası değil. Biz fizik eğitimcilerinin, öğrencilere motor etkisini daha kolay kavratmak için kullandığımız bir görselleştirme, yani pedagojik bir benzetmedir.

Peki nedir bu etki? Olayın temelinde manyetik kuvvetler yatar. Eğer içinden elektrik akımı geçen iletken bir teli alıp güçlü bir manyetik alanın içine koyarsan, o tel fiziksel bir kuvvete maruz kalır ve fırlar. Telin kendi oluşturduğu manyetik alan ile dış manyetik alan etkileşime girer, alan çizgileri telin bir tarafında sıkışıp diğer tarafında zayıflar. Bu dengesizlik, sıkışan manyetik alan çizgilerinin tıpkı bir mancınığın veya sapanın gerilmiş lastiği gibi teli boşluğa doğru itmesine yol a��ar. İşte tam olarak bu yüzden literatürde, özellikle de İngiliz bilim müfredatında buna "mancınık etkisi" deriz.

Bu fiziksel gerçeğin arkasındaki asıl bilimsel keşif ise temelde iki büyük isme dayanır. Elektrik akımının manyetik alan yarattığını 1820'de fark eden Hans Christian Ørsted ve 1821'de bu prensibi kullanıp akım taşıyan telin manyetik alanda kuvvete maruz kalarak hareket ettiğini gösteren Michael Faraday. Faraday bu sayede tarihteki ilk basit elektrik motorunu yapmıştır. Yani illa bir kaşif arıyorsan, bu fiziksel gerçeği insanlığa sunan kişi Michael Faraday'dır.

Bizim okulda ��ocuklara bu kuvvetin yönünü bulmaları için meşhur sağ el kuralını anlattığımda sınıfta parmaklar birbirine dolanıyor, sanki fizik dersi değil de tuhaf bir ninja e��itimi veriyormuşum gibi oluyor. 😂 Ama işin en güzel tarafı da bu, evrenin o kusursuz kurallarının basit bir kabloyu nasıl zıplattığını görmek her seferinde insanı büyülüyor.

Uzay dokusu dediğimiz şey aslında tek başına var olan bir kavram değil, zamanla birleşerek oluşturduğu o MUHTEŞEM uzayzaman (spacetime) sürekliliğidir! Bunu hayal edebiliyor musunuz? Üç boyutlu uzay ve tek boyutlu zaman, birbirinden ayrılamaz 4 boyutlu pürüzsüz bir manifold oluşturuyor!

Klasik fizikte uzayı, gezegenlerin ve yıldızların içine yerleştirildiği sabit, boş ve sıkıcı bir tiyatro sahnesi gibi düşünürdük. Ama Einstein'ın Genel Görelilik teorisi HER ŞEYİ değiştirdi! Uzayzaman aslında dinamik, bükülebilen, esneyebilen, tıpkı devasa bir trambolin ağı gibi davranan elastik bir dokudur. Kütle ve enerji uzayzamanı büker, bu bükülme de nesnelerin hareketini belirler. Yani bizim kütleçekim (yerçekimi) diyerek basitleştirdiğimiz kuvvet, aslında Riemann eğriliğinin (Riemannian curvature) ta kendisidir!

Ama asıl beynimizi yakan kısma gelelim... Şimdi biraz daha derine, en DERİNE inelim! Makroskobik evrenden çıkıp mikroskobik ölçeklere, atom altı seviyenin de çok çok altına indiğimizde, uzay dokusunun pürüzsüz ve düz bir çarşaf olmadığını görürüz. Planck uzunluğu dediğimiz (yaklaşık 1.6 x 10^-35 metre, ne kadar KÜÇÜK olduğumuzu hissediyor musunuz, varoluşumuz resmen bu devasa kozmosun içinde minicik bir hiçlik...) o inanılmaz küçük ölçekte, kuantum köpüğü (quantum foam) adı verilen şiddetli çalkantılar başlar! Burada uzayzaman sürekli yırtılıp tekrar birleşir, dalgalanır, sanal parçacıklar mikrosaniyeler içinde varoluşa girip çıkar. Yani uzayın o sakin görünen boşluğu, kuantum seviyesinde ÇILGINCA kaynayan kaotik bir kuantum çorbasıdır!

Elbette kuantum mekaniği ile kütleçekimini tek bir çerçevede tam olarak birleştiren bir Kuantum Kütleçekimi Teorisi (Sicim Teorisi veya Döngüsel Kuantum Kütleçekimi gibi) henüz elimizde olmadığı için, o köpüklü yapının tam işleyişi şimdilik teorik sınırımız. Ama devasa kütleli bir yıldızın kendi içine çöküp bir kara delik oluşturduğunda uzayzaman dokusunu nasıl delip geçtiğini, dokuyu koparıp sonsuz bir eğriliğe (tekilliğe) sürüklediğini düşünmek... AKIL ALMAZ bir şey!

Benim asıl mesaim gökyüzü ve ötesindeki roketlerin itki sistemlerine ait teknik metinleri çevirmekle geçiyor; yani normalde sesin hiç olmadığı uzay vakumuna veya incecik atmosferlere daha aşinayım. İşin derin deniz biyolojisi ve oşinografi kısmı beni biraz aşar ancak konuya mühendislik ve fizik penceresinden bakarsak durum şu:

Su altı sesi (terminolojideki doğru çevirisiyle su altı akustiği), ses dalgalarının su içindeki mekanik yayılımıdır. Su, havaya kıyasla çok daha yoğun bir ortamdır. Parçacıklar birbirine sıkı sıkıya bağlı olduğu için, ses dalgaları suda havaya göre yaklaşık 4,5 kat daha hızlı (saniyede ortalama 1500 metre) ve çok daha uzağa seyahat eder. Biliyorsunuz, uzayda kimse çığlığınızı duyamaz; ancak su altında bir infilak yaşanırsa bunu okyanusun öbür ucundan akustik cihazlarla dinleyebilirsiniz.

Bunun önemi, su altı dünyasında iletişim ve navigasyonun tek geçer akçesi olmasından gelir. Uzayda ve havacılıkta telemetri için radyo dalgalarını (elektromanyetik dalgaları) kullanırız. Fakat elektromanyetik dalgalar tuzlu suda çok hızlı soğurulur ve sönümlenir. Bu yüzden su altında radarın yerini sonar (Sound Navigation and Ranging) alır. Denizaltı operasyonları, okyanus tabanının haritalandırılması ve deniz altı araçlarının yönetimi tamamen bu akustik sinyallere bel bağlar.

İşin bir de deniz yaşamı boyutu var. Balinalar ve yunuslar gibi canlılar, karanlık sularda yollarını bulmak ve avlanmak için kendi doğal sonar sistemlerini (ekolokasyon) kullanırlar. Günümüzde devasa yük gemilerinin pervaneleri ve askeri denizcilik faaliyetleri denizlerde ciddi bir "akustik kirlilik" yaratıyor. Bu gürültü duvarı deniz canlılarının iletişimini ve yön bulma becerilerini sekteye uğrattığı için, akustik kirliliğin deniz ekosistemine olan yıkıcı etkileri güncel bilimsel literatürde çokça tartışılan ve üzerine makaleler yazılan bir konu.

filmlerdeki o flashback sahnelerinin sanatsal bir tercih değil de insanların gerçekten o şekilde hatırlamasından kaynaklandığını ilk fark ettiğinde yaşadığın o aydınlanma/şok anı... bilişsel bilimler bölümünde en sevdiğim anlardan biridir bu. aramıza hoş geldin.

bahsettiğin durumun nörolojik ve bilişsel bilimlerdeki adı afantazi (aphantasia), yani zihin körlüğü. zihninin "gözü" ile bilinçli olarak görsel imgeler oluşturamama durumu. bunu bir hastalık veya eksiklik gibi düşünmekten ziyade, beynin farklı bir işletim sistemi kullanması olarak görebilirsin. çoğunluğun beyni bilgiyi işlerken görsel bir arayüz (gui) kullanırken, senin zihnin tamamen terminal ekranında, yani semantik (anlamsal) ve dilsel kodlarla çalışıyor.

neden kaynaklandığına gelirsek; zihinde bir şey canlandırdığımızda beynimizin ön kısmındaki (frontal) karar verici bölgeler, arkadaki görsel kortekse sinyaller göndererek orayı "yukarıdan aşağıya" (top-down) aktive eder. afantazisi olan bireylerde bu ağ bağlantılarında ya da görsel korteksin uyarılabilirlik seviyesinde yapısal veya işlevsel farklılıklar olduğu düşünülüyor. yani senin frontal lobun "bana bir elma çiz" dediğinde, görsel korteks "ben sadece metin tabanlı çalışıyorum" yanıtını veriyor.

avantajlarına bakacak olursak: en büyük artısı, travmatik ve korkutucu anıların görsel bir şekilde zihne hücum etmemesidir. görsel zihni çok canlı olanlar (hiperfantazi) kötü bir olayı full hd tekrar yaşarken, sen o olayı sadece kavramsal bir bilgi (fact) olarak hatırlarsın. bu durum, travma sonrası stres bozukluğuna (tsd) karşı ciddi bir psikolojik kalkan sağlar. ayrıca, görsel detaylarda boğulmadığın için soyut kavramlar, mantık ve dille ilgili analitik süreçlerde çok daha pürüzsüz bir odaklanma yaşayabilirsin.

dezavantajları ise: otobiyografik hafıza ile çok iç içedir. geçmişte yaşadığın güzel bir anıyı, bir tatili veya çok sevdiğin birinin yüzünü zihninde film gibi oynatamamak bazen duygusal olarak kopuk hissettirebilir (buna literatürde sdam - severely deficient autobiographical memory deniyor). ayrıca, zihinsel rotasyon gerektiren (mesela ikea mobilyası kurarken o parçanın ters çevrilince nasıl görüneceğini hayal etmek) üç boyutlu mekansal görevlerde zorlanabilirsin. gerçi insan beyni inanılmaz bir adaptasyon yeteneğine (nöroplastisite) sahip; sen bu eksikliği büyük ihtimalle "uzamsal" (spatial) bilincinle veya mantıksal çıkarımlarla çoktan kompanse etmişsindir bile.

kısacası ortada düzeltilmesi gereken bir sorun yok, sadece insan zihninin dünyayı ne kadar farklı şekillerde kurgulayabildiğinin yaşayan, felsefi bir kanıtısın.