Piramitler mi, Gökdelenler mi: Hangisi Daha Uzun Yaşayacak?

Güney Kore’nin başkenti Seul'daki en büyük alışveriş merkezlerinden birinde önce çatlaklar oluşmaya başladı. Bu çatlaklar nisandan hazirana kadar arttı, daha sonra ise alışveriş merkezinin çatısından yüksek sesli çatırtılar duyulmaya başladı. Bu ses, yarılan çatlakların sesiydi.

Uzmanlar ve yetkililer durum değerlendirmesi yapmak için acil bir toplantı çağrısında bulundu ve binanın önlem amacıyla boşaltılması önerildi. Fakat alışveriş merkezinin yönetim kurulu başkanı, bu öneriye maddi kaygılarla karşı çıktı, daha sonra binadan kaçtı.

Aynı gün saat 17:00'ye gelindiğinde beşinci katın tavanı çökmeye başladı. Güvenlik alarmı bu çöküntüye rağmen bir saat boyunca çalmadı ve insanlar alışverişlerine normal seyrinde devam etti. Alarmlar çaldığında ise iş işten geçmişti. Tavandan sonra çatı, çatıdan sonra ana kolonlar, en sonunda da binanın güney kanadının tamamı çöktü. Yönetim kurulu başkanının üvey kızı dahil olmak üzere 1.500 kişi yıkıntının altında kaldı, 502 kişi yaşamını yitirdi.

Sampoong Alışveriş Merkezi, 29 Haziran 1995 tarihinde işte böyle yıkıldı. İnşaatına 1987'de, yeni nesil malzemelerle, ekipmanlarla ve modern fiziğin yardımıyla başlanan bir binanın bırakın 5000 yılı, sadece 5 yıl içinde yıkılması, modern yapıların aslında ne kadar kırılgan olabileceğini kanıtlar nitelikte.

Piramitlerin Devri, Gökdelenlerin Devri

Bir tarafta yapıldıktan birkaç yıl sonra yıkılan binalar, öbür tarafta ise binlerce yıldır ayakta duran Mısır piramitleri. Sahara’nın henüz yeşil bir arazi olduğu dönemlerde bile ayakta olan bu piramitler, neredeyse 5 bin yıldır doğal afetlere, barbarlara ve çeşitli zorluklara göğüs geriyor.

Unsplash

Bu piramitlerin içinde özellikle milattan önce 2540’ta yapılmış Büyük Gize Piramidi ön plana çıkıyor. Bu öylesine antik bir yapı ki, mamutların nesli tükenirken o, neredeyse bin yaşına basmıştı. Dönemin Antik Yunanlı turistleri onun kireç taşından yapılma, parlak cilalı basamaklarını görmek için binlerce kilometre yol tepmiş, bir kısmı piramidin duvarlarına isimlerini kazıyarak günümüze kadar uzanan izler bırakmıştır. Büyük Gize Piramidi'ni diğer piramitler arasında ön plana çıkaran şey ise bu piramidin diğer piramitlerden daha iyi malzemelerle, mimariyle ve mühendislikle yapılmış olmasıdır. Öyle ki, yapıldığı dönemde diğer tüm yapıları gölgesinde bırakan bu piramidin yüksekliğine bundan yalnızca 700 yıl önce, Lincoln Katedrali erişebildi.

Piramitlerin devasa boyutu, aslında Antik Mısır'daki yaşamın bir yansımasıdır. Örneğin Antik Mısır'da insanların ölümden sonra Güneş'e çıktığına inanılırdı. Pennsylvania'daki Penn State Üniversitesinde görev yapan Donald Redford, piramitlerin yüksekliğini yorumlarken bu inanışa atıfta bulunuyor ve piramitleri adeta gökyüzüne uzanan "fırlatma rampalarına" benzetiyor.

Dev boyu, Büyük Gize Piramidi'ni kendi döneminin Burj Khalifa'sı yapıyordu. Ancak köy ve kasabaların boşaldığı, şehirlerin gitgide kalabalıklaştığı günümüz dünyasında devasa saat kulelerinden ve Bangkok'taki robot binadan tutun da, (her ne kadar henüz yapım aşamasında olsa da) kilometrelik yapılara kadar, Büyük Gize Piramidi’ne kıyasla çok daha yüksek yapılar inşa ediliyor. Devir artık piramitlerin değil, gökdelenlerin devri.

Unsplash

Bu gibi yüksek yapılar yıldırımlara, hızı saatte 160 kilometreye varan rüzgarlara, yer çekimine ve hatta zaman zaman depremlere maruz kalır ve ancak bunlara göğüs gererek yıkılmadan, düz bir şekilde ayakta kalabilir. Tabii ayakta kalabilirler ama, piramitler zaten bunu binlerce yıldır yapıyor! Aynı şey gökdelenler için de söylenebilecek mi? Gökdelenler için de "binlerce yıldır yıldırımlara göğüs geriyorlar" diyebilecek miyiz?

Piramitler Nasıl Bu Kadar Sağlam Olabiliyor?

Ne amaçla yapıldıkları düşünülecek olursa piramitlerin bu başarısının pek de tesadüf olmadığı görülebilir. Antik Mısırlılar ölümden sonra sonsuz bir yaşam olduğuna inanıyor ve inşa ettikleri yapıların da sonsuza kadar ayakta kalmasını istiyorlardı. Sonsuza kadar yıkılmayacak binalar inşa etmek adına birbirinden farklı malzemelerle deneyler yapmış, çeşitli mimari yöntemleri test etmişlerdir. Piramitlerin inşası bu birikimin bir sonucudur.

Mısırlıların sonsuz yaşama duydukları inanç onların konuştuğu dili ve mimari yapılara verdikleri isimleri de etkilemiştir. Redford’ın araştırmalarına göre Antik Mısırlılar inşa ettikleri yapılar sanki "on milyonlarca yıl" ayakta kalacakmış gibi konuşuyor, bu yapılara isim verirken sonsuzluk kavramına vurgu yapıyorlardı.

Antik Mısırlılar kendilerini bu abartılı iddialara ne kadar adamış olsalar da fizik bilgilerinde büyük eksiklikler vardı ve bu eksiklik, zanaatlerine de yansıyordu. Örneğin kolonun ne olduğunu biliyorlardı ama onun çatı desteği olarak kullanılabileceğinden bihaberlerdi. İlginç bir şekilde bu bilgi eksikliği, işin sonunda onlar için bir avantaja dönüştü. Çünkü bilgi konusundaki eksikliklerini mühendislikle telafi ediyor ve örneğin, inşa ettikleri yapılara ne olur ne olmaz diye fazladan duvar koyuyor, sağlamlaştırıyorlardı. Piramitlerin bunca süre ayakta kalmasını kolaylaştıran şeylerden biri bu oldu.

Bir diğer kolaylık sağlayan şey ise bu yapıların inşasında kullanılan malzemelerdi. 50 milyon yıllık taşlarla inşa edilen Büyük Gize Piramidi için yaklaşık altı milyon ton taş kullanılmıştır. Buna karşın her ne kadar Büyük Gize Piramidi'nden altı kat daha yüksek olsa da Burj Khalifa'nın yapımında sadece 110 bin ton beton ve 39 bin ton çelik kullanılmıştır.

Zaman içinde sadece inşaatlarda kullandığımız malzemeler değil, bu inşaatlara olan yaklaşımımız da değişti. Roma Agrawal adlı bir yapı mühendisinin de ifadesiyle, Antik Mısırlılar inşa ettikleri şeyleri "sonsuza dek ayakta kalsın diye tasarlıyorlardı". Günümüz inşaatlarında sağlamlık bu kadar ön plana çıkmıyor ve daha "pratik" tasarımlar yapılıyor.

Piramitlerle gökdelenler arasındaki tasarımsal farklılıklar bir yana dursun, gökdelenlerin inşaatında da zamanla kayda değer değişimler yaşandı. Bugünün imkanlarıyla eskiye kıyasla çok daha etkili hesaplamalar yapabiliyoruz. Agrawal'ın belirttiği gibi, insanlar 20. yüzyılın başında gökdelen yaparken elle hesap kitap yapmak zorunda kalıyordu ve inşaatlarda "ne olur ne olmaz diye fazladan çelik kullanıyorlardı". Öyle ki meşhur Empire State binası Burj'dan yarı yarıya daha kısadır; ama onun üçte ikisi kadar daha ağırdır. Dolayısıyla eskiden yapılan gökdelenler aslında sağlamlık bakımından günümüzdekilerden üstün olabilir. Bu sağlamlık 1945'te yaşanan bir olayla da sınanmıştır. Empire State'e B-25 model bir uçak çarpmış ama binanın yeniden kullanıma açılması sadece birkaç gün sürmüştür.

Unsplash

Gökdelenler Nelere Göğüs Geriyor?

Uzun süre boyunca ayakta kalacak bir yapının sağlam olması esastır. Ancak piramitlerin yaşına erişecek bir gökdelenin sağlam olması yetmez. Bunun ötesinde, rüzgarlara, fırtınalara ve yağmurlara da binlerce yıl boyunca göğüs gerebilmesi gerekir.

Rüzgar

Burj'un yapımında çalışmış mühendis Bill Baker'a göre, gökdelen gibi yüksek bir yapı inşa edilirken göz önüne alınması gereken en önemli faktör rüzgar olmalı. Rüzgar, önüne bir şey çıktığı zaman o şeyi bir bütün olarak sarmalar ve sağına, soluna doğru daireler çizer. Ağaç, sokak lambası gibi şeyler rüzgarda bu sebeple sallanır. Yerden yükseldikçe hızlanan rüzgarlar Burj Khalifa'nın bir buçuk metreye varan sallantılar yaşamasına sebep olabilir.

Buna rağmen, gökdelenler rüzgar yüzünden yıkılmaz. Çünkü bu binalar, tasarımları sayesinde rüzgarin kendi etraflarında sergileyeceği sarmal hareketi kırabilir. Örneğin Burj ve The Shard gibi gökdelenler, kertikli tasarımlarıyla tanınır. Bunlar sadece güzel gözüksün diye değil, güvenli olsunlar diye de böyle tasarlanmıştır.

Unsplash

Gökdelenler bu tasarım sayesinde fırtına çıktığında dahi yıkılmıyor. Sıradan binalar da fırtına çıktığında yıkılmıyor; ancak Burj gibi önemli binalarda bu dayanıklılığa özellikle dikkat ediliyor ve iki bin yıldır görülmemiş şiddette bir fırtına çıksa bile yıkılmayacak şekilde tasarlanmasına özen gösteriliyor.

Yıldırım

Bir gökdelenin sağlam ve rüzgara dayanıklı olmanın ötesinde daha farklı zorluklarla da baş etmesi gerekiyor. Örneğin Burj2un bulunduğu Birleşik Arap Emirlikleri'nde yılda yaklaşık 10 defa yıldırım fırtınası çıkar. Bir yıldırım tek başına 1 milyar volt akım gücüne sahip olabilir. Bu, gökdelenlerin göğüs germesi gereken zorluğun bir nükleer reaktörden daha büyük bir güce sahip olduğu anlamına geliyor. Burj özelinde konuşan Baker, konu hakkında şunları söylüyor:

Dubai'de olduğum bir sırada yıldırım fırtınası çıkmıştı ve Burj, adeta şehrin paratoneri gibiydi. Hemen hemen dakikada bir çarpılıyordu.

Unsplash

Neyse ki bununla baş etmenin de bir yolu var. Bu binaların yapımı sırasında gökdelenin dış yüzeyinde kalan çelik parçalar, gökdelenin tepesinden temeline kadar uzanacak şekilde birbirine bağlanıyor ve böylece mikrodalga fırınlarda olana benzer bir Faraday kafesi oluşturuluyor. Bu sayede kafesin içinde güvenli bir ortam sağlanıyor ve elektrik, kafesin dışında tutuluyor. Baker’ın açıklamalarına göre yıldırım fırtınaları, Burj'a zarar vermiyor.

Deprem

Çözülmesi gereken bir diğer sorun ise depremler. Gökdelenlerin deprem anında dahi büyük oranda sağlam durabildiği biliniyor. Bu binalar rezonans mekanizması sayesinde ne kadar sallanırlarsa sallansın, etkilenmiyorlar. Eğer zemin, deprem anında binanın sallanma hızına denk bir hızda sallanıyorsa bu sallanma gitgide hızlanabilir ve binanın yıkılmasıyla sonuçlanabilir. Baker'ın açıklamalarına göre Burj, bu öne arkaya sallanma işini kendisinden daha zayıf binalara kıyasla çok daha kısa bir sürede (11 saniyede) yapabiliyor ve bu sayede sallanma olsa bile kırılım olmuyor.

Ancak bu deprem direnci bir gökdelenin sallanan sandalye gibi sonsuza kadar sallanabileceği anlamına gelmez. Eğer bir gökdelenin inşasında kullanılan çelikler, sallanma sırasında yeterince strese maruz kalırsa kırılabilirler. Tabi, kırılsalar bile ilgili gökdelenin akıbeti 2015 yapımı San Francisco filminde tasvir edilenden çok daha farklı olur.

Su

Gökdelenlerin karşılaştığı en büyük güçlük aslında beyaz perdeye uyarlanamayacak kadar sıkıcı bir güçlüktür. Bu güçlük, Baker'ın da dediği gibi, "suyu dışarıda tutabilmektir."

Agora Bilim Pazarı

TYT MATEMATİK TEMATİK İZLEME MODÜLLERİ (TİM) KONU KİTABI

Devamını Göster

₺770.00

Satın Al Tüm Ürünler

• Dış Sitelerde Paylaş

Eski ve yeni gökdelenler arasında bazı farklar olduğu bariz bir gerçektir. Bu farklardan biri, kullanılan malzemenin türüdür. 1930'lu yılların en yüksek 100 binasının 96'sının yapımında çelik kullanılırken, günümüzde betonarme tercih edilmektedir. Metal esnemeye, taş sıkmaya dayanıklıdır. Betonarme kullanıldığında bu iki özellikten de faydalanılmış olur.

Betonarme eğer yeteri kadar kuru kalabilirse sonsuza kadar ayakta kalabilir. Ama su alması takdirinde suyun içindeki zayıf asitler çimentodaki kireç taşıyla reaksiyona girer. Bu reaksiyon aşınmaya sebep olarak çeliğin paslanmasına ve binada oyukların meydana gelmesine sebep olur.

Mısır piramitlerinin bir başka avantajı da budur. Drexel Üniversitesinde görevli bilim insanı Michel Barsoum’a göre piramitlerin kurak bir iklimde bulunuyor olması, bunca süredir nasıl sağlam kalabildiğinin anlaşılması açısından "büyük önem taşıyor". Ancak inşa edilen ilk piramitler, ilk gökdelenler gibi kimi eksikliklerden muzdaripti. Çünkü çöl ne kadar kurak olsa da geceleri sıcaklık düşüyor, kırağı tutuyor ve bu kırağı, erken dönem piramitlerinde de oyukların oluşmasına yol açıyordu.

Teknolojinin zamanla gelişmesiyle bu sorun da aşıldı, ancak yine de Antik Mısırlıların bu sorunu nasıl çözmüş olabileceği araştırmacılar için bir soru işaretiydi. 2000'li yılların başına kadar genel kabul gören görüş, Antik Mısırlıların blokları birbirine tutturma konusunda gitgide iyileştiği ve sorunun önüne bu şekilde geçildiği yönündeydi. Bu görüşün popülerliğine karşın Barsoum, ilgili piramitlerde kullanılan taşların kireç taşı değil, çimento olduğundan şüphelenerek bu blokları yüksek çözünürlüklü bir mikroskop aracılığıyla inceleme kararı aldı.

Uzmanlığının seramik üstüne olması ve hayatında piramitlerle ilgili hiç çalışma yapmamış olması, Barsoum’u durdurmadı. Barsoum, yaptığı inceleme sonucunda blokların içinde diatom olarak da bilinen tek hücreli yosunların olduğunu, bunların yüzeylerinin çimentodaki alakiler yüzünden kısmen aşındığını gözlemledi. Barsoum'a göre piramidin yaklaşık %90'ı doğal, kalanı ise suni taştan yapılma.

Mısırlılar bu taşları yapmak için kireç taşı, kireç, su ve balçık kullanıyordu. Bu bileşenler birbiriyle kimyasal reaksiyona girerek bir yapışkan oluşturmakta, zaman içinde ise tekrar taşlaşmaktadır. Barsoum, bulguladığı bileşenin tadının doğal kireçtaşına benzediğini, doğal kireçtaşı gibi göründüğünü ve koktuğunu ifade ediyor.

Cam

Nitekim gökdelenlerin sağlamlık bakımından pek eksik kalır yanları yok. Ama uzun vadede piramitler için sorun olmayıp da gökdelenler için sorun olabilecek başka bir husus var: Cam kullanımı. Cam ağırlık bakımından granite yakın olsa da sertlik bakımından alüminyuma benzer. 1 santimlik tek bir küp parça cam ancak 10 tonluk baskı uygulanırsa parçalanır. Bir cam parçası, sahildeki çakıl taşlarına dönüşmeden önce denizde 50 yıl dayanabilir. Ancak cam bu sağlamlığına rağmen bir o kadar da parçalanmaya müsaittir. Baker’ın da dediği gibi cam, bazen “sebebini kimsenin bilmediği” bir şekilde, aniden parçalara ayrılabilir.

Tek kat yerine çift kat cam kullanmak da başlı başına çözüm olmaz çünkü bu camlara her halükarda düzenli bakım yapılması gerekir. Leeds Üniversitesinden bilim insanı Konstantinos Tsavdaridis, camın çevre koşullarından pek etkilenmediğini ama “rüzgar kaynaklı titremeler, fırtınalar ve benzeri şeyler yüzünden zamanla kırıldığını” söylüyor.

Camla ilgili başka bir soru işareti daha var: Cam, eğer yeteri kadar zaman geçerse içinde bulunduğu çerçevenin altına doğru kayar mı? Bu sorunun ortaya çıkışı aslen hatalı bir varsayıma dayanır. Şöyle ki, orta çağdan kalma bazı pencerelerde camın alt kısmının üst kısmından daha kalın olduğu gözlemlenmektedir. Bu gözlemi camın aşırı derecede sabit bir sıvı olduğu mitiyle birleştiren insanlar orta çağda belli bir çerçeveye oturtulmuş camın, birkaç yüzyıl sonra o çerçevenin altına doğru kaydığı çıkarımını yaptılar.

Bu popüler varsayımın yanlış olduğu 1998 yılında, bir grup fizikçi tarafından ortaya çıkarıldı. Oda sıcaklığının baz alındığı bu çalışma gösterdi ki bu mitin ifade ettiği tarzda bir değişimin gözlemlenmesi için "Evren'in yaşından daha uzun" bir sürenin geçmesi gerekiyor.^[1] Dolayısıyla, geçmişte yapılmış camların alt taraflarının daha kalın olmasının bu mitle bir ilgisi bulunmuyor.

Sonuç

Peki, günümüz gökdelenlerinin ömrü, piramitlerin ömrü kadar uzun olabilecek mi?

Bill Baker'a göre bu sorunun yanıtı "evet" olabilir. Baker bu konudaki görüşlerini şu sözlerle açıklıyor:

[Gökdelenlerdeki] yapı malzemeleri şayet bakımları yapılırsa hemen hemen sonsuza kadar dayanabilir. Bakımları yapılmazsa bu sorunun cevabı hayır olacaktır.

Agrawal da benzer bir görüşü savunarak şunları ekliyor:

Bakımları yapıldığı sürece [o kadar uzun] olmaması için bir sebep göremiyorum.

Konstantinos, çeliğin paslanmasının betonun parçalanmasından daha kısa sürede gerçekleşmesi sebebiyle betondan yapılma binaların daha uzun süre boyunca ayakta kalacağını düşünüyor. Buna karşın Redford, gökdelenlerin piramitler kadar uzun bir süre boyunca ayakta kalabileceği düşüncesine şüphe ile yaklaşıyor. Bu binaların işlevsel amaçlarla kullanıldığını söyleyen Redford, konu hakkında şunları söylüyor:

Bunların ömrü, karşıladıkları ihtiyaca ne kadar uzun süre ihtiyaç duyulursa o kadar uzun olacak. Bu ihtiyaç ortadan kalktığında binalar da terk edilecek.

Gökdelenler pratik binalardır ve düzenli bakıma ihtiyaç duyarlar. Dolayısıyla, bir gökdelenin doğal sebeplerle yıkılması yerine insanlar tarafından kasten yıkılması daha olasıdır. Bundan 4 bin 500 yıl önce Büyük Gize Piramidi gibi etkileyici olan daha farklı yapılar da vardı ama görevlerini yerine getirip yıkıldılar.

Bu binalara bir örnek olarak Büyük Gize Piramidi'nden bile daha etkileyici olduğu söylenen Labirent gösterilebilir. Redford, onu şu sözlerle yorumluyor:

Yunan tarihçi Heredot, Labirent’i gördüğünde nefesi kesilmişti. Yapımında kullanılmış dev blokların boyutunu ve ağırlığını tarif dahi edemiyordu.

Bu etkileyicilik, onu yerle bir edilmekten kurtaramadı. İnsanlar Labirent’i yağmaladı ve yağmaladıkları malzemeleri yeni yapılar inşa etmek için kullandılar. Redford’ın dediği gibi, aslen Labirent’te kullanılmış malzemelere bugün Kahire’deki eski binalarda rastlamak mümkündür.

Eğer New York gibi bir yerdeki gökdelenlerin hiçbirini yıkmazsak, bu gökdelenlerin hiçbiri kendiliğinden çökmezse ve inşaat sektörü bu hızda büyümeye devam ederse yıl 7 bine geldiğinde yüksekliği 160 metreyi aşan yaklaşık 10 bin bina olacak. Belki bunların bir kısmının Labirent’le aynı kaderi paylaşması fena olmaz.