Soru & Cevap: Soru Sor, Cevap Al

Kesinlikle nötr kalmazlar, bu maddeler birbirine sürtüldüğünde de zıt yüklerle yüklenir. Aralarındaki temas ve sürtünme sonucunda elektron alışverişi gerçekleşir, biri pozitif diğeri negatif yük kazanır. Bu maddelerin nötr kalacağı iddiası, okul kitaplarındaki basitleştirilmiş örneklerin yanlış genellenmesinden doğan çok yaygın bir kavram yanılgısıdır.

Yazılı kağıtlarında "Hocam müfredatta sadece cam ile ipek vardı, cam ile yün sürtünürse elektriklenme olmaz ve nötr kalır" cevabını gördüğümde hem gülümsüyor hem de öğrencilerimin ezber tuzağına düşmesine hafifçe hayıflanıyorum :) Derste cam çubuk ile ipek kumaşı, ebonit plastik çubuk ile yün kumaşı eşleştirmemizin sebebi doğanın yalnızca bu ikililerde elektriklenmesi değildir. Bu çiftleri seçeriz çünkü aralarındaki elektron çekme isteği farkı oldukça belirgindir, böylece deney sınıf ortamının nemine veya kumaşın kalitesine rağmen kolayca sonuç verir.

Olayın aslı triboelektrik etki dediğimiz temasla elektriklenme prensibine dayanır. Farklı malzemelerin elektron ilgileri ve iş fonksiyonları birbirinden farklıdır. Bilimde bu durumu açıklamak için malzemeler triboelektrik seri adı verilen bir cetvelde listelenir. Birbiriyle temas eden iki farklı maddeden elektron tutma eğilimi zayıf olan malzeme elektron kaybederek pozitif yüklenirken, elektron alma eğilimi yüksek olan malzeme negatif yüklenir.

Sorudaki örneklere gelirsek, ebonit plastik çubuk ile ipek kumaşı sürttüğünüzde ipek kumaş elektron verir ve pozitif yüklenir, ebonit çubuk ise bu elektronları alıp negatif yüklenir. Cam çubuk ile yün kumaş birbirine sürtüldüğünde de yüklenme gerçekleşir. Cam ve yün, seride birbirine daha yakın bölgelerde yer aldığı için transfer olan net yük miktarı cam ile ipek arasındaki kadar yüksek olmayabilir, fakat aralarında kesinlikle elektron geçişi olur ve zıt işaretle yüklenirler. İki farklı yalıtkan madde temas ettirildiğinde, elektron ilgileri mucizevi bir şekilde birebir eşit olmadığı sürece nötr kalmaları fizik kuralları gereği mümkün değildir.

Meteor çukuru veya yerbilimindeki adıyla çarpma krateri, uzaydan gelen gök taşlarının gezegen veya ay gibi katı bir gök cisminin yüzeyine yüksek hızla çarpması sonucu meydana gelen dairesel çöküntülerdir. Buradaki temel ayrım, bu çukurların gök taşının yeri fiziksel olarak kazımasıyla değil, taşıdığı muazzam kinetik enerjinin yüzeye ulaştığı anda yarattığı devasa bir patlama etkisiyle oluşmasıdır.

İşin fizik tarafına bakarsak mesele tamamen hız ve enerji aktarımıyla ilgilidir. Bir gök taşı Dünya atmosferine girdiğinde saniyede ortalama 15 ile 70 kilometre gibi inanılmaz hızlarda yol alır. Lisedeki fizik derslerinden aşina olduğumuz kinetik enerji denklemi burada tüm ihtişamıyla çalışır, yani kütle ile hızın karesinin çarpımı devrededir. Hızın karesi işin içine girince, hız iki katına çıktığında ortaya çıkan enerji dört katına fırlar. Balkondan halıya düşen bir kumanda sadece küçük bir ses çıkarır, fakat aynı kumandayı kozmik bir hızla yere fırlatabilseydiniz mahalle büyüklüğünde bir patlama elde ederdiniz.

Gök taşının yüzeye çarptığı o mikrosaniyelik anda kinetik enerji aniden ısıya ve şiddetli bir şok dalgasına dönüşür. Taşın kendisi ve çarptığı kaya tabakasının bir bölümü bu yüksek sıcaklık ve basınç altında anında buharlaşır. Patlama merkezden dışarıya doğru her yöne küresel bir şok dalgası şeklinde yayıldığı için, gök taşı yüzeye dik değil de eğik bir açıyla gelse bile krater neredeyse her zaman kusursuz bir daire şeklinde açılır.

Oluşan kraterler boyutlarına göre temel olarak ikiye ayrılır. Çapı birkaç kilometreyi geçmeyen nispeten küçük çarpmalarda kase şeklinde basit kraterler oluşur, Arizona'daki meşhur Barringer Krateri buna güzel bir örnektir. Eğer çarpan kütle devasa boyutlardaysa ve enerji çok yüksekse, kaya tabakası şok dalgası sonrasında tıpkı sıkışan bir yay gibi esneyip merkezden yukarı doğru geri sıçrar. Çay bardağına damlayan bir damlanın ortada minik bir sütun yükseltmesi gibi, kraterin tam ortasında merkezi bir tepe belirir. Bu yapılara da karmaşık kraterler denir.

Son olarak, Ay yüzeyi delik deşik kraterlerle doluyken Dünya'da neden bu kadar az çukur gördüğümüz sorusu akla gelebilir. Gezegenimiz hem kalın atmosferi sayesinde birçok küçük misafiri yere ulaşamadan sürtünmeyle yakıp yok eder, hem de rüzgar, su erozyonu ve levha hareketleri gibi jeolojik süreçlerle bu çukurların izini zamanla siler. Yani gezegenimiz kendi temizliğini kendi yapan oldukça canlı bir yapıya sahiptir.

Erkek katırlar tamamen kısırdır, dişi katırlarda ise doğurganlık literatürde vaka raporlarına konu olacak kadar olağanüstü bir istisnadır. Bir dişi katır at veya eşekle geriye melezlendiğinde oluşan yavruların farkı sadece kromozom sayısından ibaret değildir, asıl fark hangi ebeveyn genomunun elenip hangisinin korunduğu ve yavrunun genetik olarak neye dönüştüğüdür.

Sorudaki temel yanılgı, mayoz bölünmenin 63 kromozomu paketlerken 31 eşek ve 32 at kromozomunu birbirinden temizce ayırabileceği varsayımıdır. 32 at ve 31 eşek kromozomu mayoz profaz 1 evresinde homolog çiftler oluşturup sinapsis yapamaz. Kromozomlar kutuplara rastgele dağılsaydı, örneğin 18 at ve 14 eşek kromozomundan oluşan dengesiz gametler türerdi, bu da gen dozajı yetersizliğinden embriyonik ölümle sonuçlanırdı. Dişi katırın nadiren canlı yavru verebilmesi, tesadüfi bir ayrılmadan değil, mayoz sırasında ebeveyn genomlarından birinin bütünüyle korunması veya dışlanması gibi nadir sitogenetik mekanizmalardan kaynaklanır.

Literatürde sitogenetik olarak belgelenmiş vakalara göre iki temel senaryo ortaya çıkar:

• Katır ile At Çiftleşmesi: Doğurgan dişi katırın yumurtasına genellikle at genomunu (32 kromozom) bir bütün olarak aktardığı görülmüştür. Aygırdan gelen 32 kromozomla birleştiğinde 64 kromozomlu bir yavru oluşur. Bu yavru fenotipik ve genetik açıdan melez bir ara form değil, bildiğimiz attır.
• Katır ile Eşek Çiftleşmesi: Dişi katır yine at genomunu (32 kromozom) yumurtaya aktarırsa, erkek eşekten gelen 31 kromozomla birleşerek 63 kromozomlu yeni bir katır meydana gelir. Katırın istisnai olarak eşek genomunu (31 kromozom) yumurtaya geçirdiği senaryoda ise eşekten gelen 31 kromozomla 62 kromozomlu, yani fenotipik olarak tam bir eşek doğar.

Kısacası iki yavru arasındaki fark, yavrunun ya ebeveyn türlerden birine (tam at veya tam eşek) genetik olarak geri dönmesi ya da ebeveyni gibi 63 kromozomlu bir melez profilini korumasıdır. Laboratuvarda mayoz anomalileriyle boğuşan sitogenetik çalışmalarının da gösterdiği gibi, genomik uyumsuzluk rastgele kromozom sayılarıyla değil, türün evrimsel süreçte biriktirdiği genetik bütünlüğün korunmasıyla aşılabilir.