Barometrenin tarihi ve çalışma şekli - Asaf Bar-Yosef

Dersin tamamı için tıklayın: http://ed.ted.com/lessons/the-history-of-the-barometer-and-how-it-works-asaf-bar-yosef

Barometre hava basıncını ölçerek meteoroloji uzmanlarının ve bilim insanlarının şiddetli hava olaylarını daha iyi tahmin etmelerini sağlayan bir alettir. Çok kullanışlı olmasına karşın, barometrenin icadı hiç de kolay olmamıştır. Asaf Bar-Yosef barometrenin icadına katkıda bulunan bilim insanları ve olaylar dizisini anlatıyor -- ve barometrenin aslında nasıl çalıştığını açıklıyor.

Ders: Asaf Bar-Yosef, animasyon: Reflective Films.

Aristoteles, ünlü sözünde şöyle der:

"Doğa boşluktan korkar."

Mutlak bir boşluğun, yani maddeden
yoksun bir boşluğun

- onu çevreleyen bir maddeyle
hemen doldurulacağı için -

var olamayacağını iddia ettiğinde

neyse ki Aristoteles yanıldı.

Boşluk, barometrenin
anahtar bir bileşenidir

ve hava basıncını ölçen bir aygıttır.

Hava basıncı, sıcaklıkla
ilintili olduğundan

ve içindeki hızlı değişiklikler
kasırgalara, hortumlara

ve başka sıra dışı hava olaylarına
katkıda bulunabileceğinden

barometre, hem meteoroloji uzmanları
hem de bilim insanları için

en elzem aygıtlardan biridir.

Bir barometre nasıl çalışır
ve nasıl icat edilmiştir?

Bu biraz zaman aldı.

Aristoteles ile diğer antik filozofların

günlük yaşamda boşluğun
imkânsızlığını ilgilendiren teorileri

geçerli gibi göründüğünden

neredeyse 2 bin yıl boyunca
çok az kişi bunu ciddiyetle sorguladı.

Ta ki bir gereklilik, bunu tartışma
konusu hâline getirene dek.

17. yüzyılın başlarında,
İtalyan madenciler

pompalarının 10,3 metre yükseklikten
fazla su çekemediğini fark edince

ciddi bir sorunla karşı karşıya kaldılar.

Galileo Galilei gibi
o zamanın bazı bilim insanları

borudan çıkıp havayı emen şeyin,

boşluğun yerini almak için
suyu yükselttiğini ileri sürdüler.

Fakat bunun gücü sınırlıydı
ve 10,3 metreden fazla suyu kaldıramazdı.

Yine de, boşluğun var olduğuna dair fikir,

hâlâ tamamen tartışmalı
olarak nitelendiriliyordu

ve Galileo'nun alışılmışın dışındaki
teorisi üzerindeki coşku,

bunun mümkün olduğunu göstermek için

Gasparo Berti'nin basit ama harika
bir deney yapmasına sebep oldu.

Uzun bir tüp suyla doldurulmuştu

ve iki ucu tıpalı olarak sığ bir havuza
dik biçimde yerleştirilmişti.

Sonra, tüpün alt ucu açıldı

ve tüpteki su seviyesi
10,3 metre olana dek

su havuza doğru aktı.

Üstte bir boşluk kaldı
ve tüpe hava girişi olmadı.

Berti doğrudan sabit bir
boşluk yaratmayı başardı.

Fakat boşluğun var olma
olasılığı kanıtlansa da

Galileo'nun fikrinden
herkes memnun değildi,

bu fikir, boşluğun su üzerinde

gizemli fakat sınırlı
bir güç ortaya koymasıydı.

Galileo'nun genç öğrencisi ve arkadaşı
olan Evangelista Torricelli,

soruna farklı bir bakış açısından
bakmaya karar verdi.

Tüpün içindeki boş alana
odaklanmak yerine,

kendine şunu sordu:
"Suyu başka ne etkiliyor olabilir?"

Suyla bağlantısı olan tek şey
havuzu çevreleyen hava olduğu için

bu havadan gelen basıncın,

tüpteki su seviyesini daha çok düşürmesini
engelleyen tek şey olduğuna inandı.

Deneyin sadece boşluk
yaratan bir araç olmadığını,

tüpün dışındaki su üzerindeki
atmosferik basınç ile

tüpün içindeki su sütunundan
gelen basınç arasında

bir denge olduğunu fark etti.

Tüpün içindeki su seviyesi
iki basınç eşit oluncaya dek düşer,

bu da su seviyesi 10,3 metre
olduğunda gerçekleşir.

Bilindiği üzere, Galileo ve diğerleri

atmosferik havanın ağırlığının olmadığını

ve basınç uygulamadığını düşündükleri için

bu fikir kolaylıkla kabul edilmedi.

Torricelli, Berti'nin deneyini su yerine
cıvayla tekrar yapmaya karar verdi.

Çünkü cıva daha yoğundu,
sudan daha fazla çöküyordu

ve cıva sütunu sadece
76 santimetre uzunluğunda idi.

Bu, Torricelli'nin aygıtı sadece
tek parça yapmasını değil,

ağırlığın belirleyici faktör
olduğu fikrini de destekledi.

Deneyde bir farklılık yaparak

iki tüpün birinin üstünde
geniş bir baloncuk kullandı.

Galileo'nun yorumu doğru olsaydı

ikinci tüpteki daha büyük olan boşluk

daha çok emme gücü uygulardı
ve cıvayı daha yukarı kaldırırdı.

Fakat iki tüpteki seviye de aynıydı.

Torricelli'nin teorisine son destek
Blaise Pascal'dan geldi,

Pascal, cıva tüpünü bir dağa götürmüş

ve yükseklik arttıkça
atmosferik basınç azaldığı için

cıva seviyesinin düştüğünü göstermişti.

2007’ye kadar, atmosferik basıncı ölçmenin

en yaygın yöntemlerinden biri
olarak kalan cıvalı barometreler,

Torricelli'nin orijinal
modelini esas aldı,

cıvanın zehirliliği yüzünden
kullanımına getirilen kısıtlamalar,

artık Avrupa’da
üretilmemesine sebep oldu.

Yine de, Torricelli'nin buluşu,

uzun süreler kabul edilen dogmaları
sorgulama isteğini doğurdu,

boşluklar ve havanın ağırlığı
ile ilgili olan bu dogmalar,

farklı açıdan düşünmenin büyük bir
etkisi olabileceğinin sıra dışı örneği.