Günlük yaşamın bilimi

Soğanlar adına üzülerek belirtmeliyim ki lakrimatör faktörün bir kısmı soğanda kalır ve muhteşem tatlar yaratacak şekilde bozulur. İnsanlar da soğanın tadı için bu acıya katlanacak derecede deliler.

Soğanlara o kadar düşkünüz ki gözyaşlarını nasıl engelleyeceğimize yönelik kapsamlı bir mitoloji oluşturmuşuz. Bu yöntemler, soğanı doğrarken tahta bir kaşık ısırmak gibi tuhaf ve yararsız şeylerden soğanları akan suyun altında doğramak gibi epey zahmetli olanlara kadar çeşitlilik gösteriyor. Ancak birkaç tane makul bilimsel çözüm var. Lakrimatör faktörün etkili olması için gözlerle temas etmesi gerektiğinden yüzücü gözlüğü takmak gözyaşı oluşumunun önüne geçer. Ancak sizi biraz aptal gösterebilir; dolayısıyla bu size uygun değilse, hafif bir esinti oluşturmak ve lakrimatör faktörü uzaklaştırmak için pencereyi açmayı ya da pervaneyi çalıştırmayı denemek de işe yarar. Soğan doğrama işini yapan şeflerin kullandığı çözüm çok daha basittir: Soğanı çabucak doğramak. Kimyasal reaksiyonların lakrimatör sensör üretmeye başlaması 30 saniyeyi bulur. Son derece keskin bir bıçak ve soğan doğramaya yönelik uygun bir şef tekniğiyle işi halletmeniz 30 saniyeden daha az zamanınızı alır. Tabii aynı zamanda doğranmış soğanları tavaya alıp, yağ ekleyip hemen pişirmeye de başlamanız gerekir. Soğanı gerçekten çabuk doğrayıp sonra da bolca lakrimatör faktör üretmesi için kesme tahtası üzerinde bırakmanın hiçbir anlamı yok.

Bu göz yaşartıcı sorunun bir bilimsel çözümü daha var. Yeni Zelanda’da çalışan Colin Eady ve biyologlardan oluşan ekibi 2008 yılında soğanların genetiğini değiştirip lakrimatör faktör sentez enzimi üretimini durdurmanın bir yolunu buldular; enzim yoksa lakrimatör faktör de yok ve dolayısıyla gözyaşı da yok. Lakrimatör faktör üretmeyince, tüm lezzetli kimyasalların içinde kaldığını ve böylece soğanın daha da lezzetli olduğunu iddia ettiler. Bunlar sadece ilk denemeler olduğundan, gözyaşı oluşturmayan soğanların fiilen süpermarket raflarında yerini almasına kadar yıllar geçecektir. O zamana kadar, yüzücü gözlüklerinizi takın ve hafif bir esinti eşliğinde daha hızlı doğramayı öğrenmeye bakın.

Ev ve Mutfak Biliminin Kalbi

Yiyeceklerimizi değiştiren icat

Buzdolaplarının tek amacı istediğiniz yiyeceği soğuk tutmak değildir. Buzdolapları Batı yemek kültürünün mihenk taşıdır. Hazır doğranmış yeşillik paketi gibi bir örneği ele alalım. Bu muhteşem yeşillik paketlerindeki yumuşak ve gevşek marul yapraklarından daha heyecan verici bir şey yememişimdir. Ancak bir yeşillik paketini buzdolabından çıkarırsanız, birkaç gün içinde tiksindirici bir görünüşe sahip siyah bir balçığa dönüşür. Bu inanılmaz etkileyici ve büyülü bir değişim; ancak konumuz bu değil. Mizuna3 ve roka yaprağı karışımını buzdolabına atarak hücresel bozulma ve bakteri büyümesini yavaşlatabilirsiniz. Siyah balçığa dönüşmeden yeşillikleri toplamak, yıkamak, poşetlemek ve nakletmek soğutma olmadığında pek de mümkün değildir. Yalnızca paket salatalar konusunda buzdolabına ihtiyaç duymayız elbette. Buzdolapları olmasa süpermarket raflarının yarısı boş olurdu. Hem Birleşik Krallık’ta hem de ABD’de en popüler meyve muzdur. Tropikal iklimde yetişen muz, 13°C’de soğutularak taşınıyor olmasaydı, kıyılarımıza ulaşmasına haftalar varken aşırı olgunlaşmaktan siyah bir pelteye dönüşürdü.

Besinlerin raf ömrünü uzatmak için düşük sıcaklık uygulanması fikri yüzyıllardır biliniyor. On yedinci yüzyılda yaşamış büyük Francis Bacon (yirminci yüzyıl ressamıyla karıştırmayalım), donmuş tavuk icadıyla bilinir. Yaptığı tek şey bu değilse de Bacon’ın konumuzla ilgisi yalnızca budur. 1626 yılının baharında, Kuzey Londra’daki Highgate yolunda nedeni bilinmeyen bir şekilde Bacon içi boşaltılmış tavuk alıp içini karla doldurmaya karar verdi. Bu da soğutmanın besinleri daha uzun süre taze tutmanın faydalı bir yolu olduğunu gösterdi. Ne yazık ki tüm bu macera hazırlıksız bir deney olduğundan Bacon karlı havaya uygun giyinmemişti. Üşüttü, sonrasında zatürreye çevirdi ve hâlâ Highgate’teyken kısa bir süre içinde öldü. Kendi biliminin bir şehidi oldu ve maalesef dünyanın fırına atılmaya hazır, dondurulmuş ilk tavuğunun hikâyesi tarih kitaplarında yer almıyor.

Buzdolabınızın ürettiği soğuk, bir parça bilimin sonucudur; yani buharlaşmalı soğutmanın. Bir dahaki sefer duştan çıktığınızda neden havanın biraz soğuk olduğunu düşünün. Ne de olsa duşa girmek için soyunduğunuzda o kadar da soğuk gelmiyordu. Peki duştan çıktığınızda neden soğuk geliyor? Soğuk olan oda değil; cildinizin üzerindeki buharlaşan su sizi üşütüyor. Bu, 1756 yılında gerçekleşen bir konferansta, William Cullen adlı hünerli bir İskoç’un bir şeylerin nasıl soğutulabileceği konusu hakkında ilk kez ortaya koyduğu etkidir. Bu konferans İskoçya’nın Edinburgh şehrinde gerçekleşti, dolayısıyla dinleyiciler muhtemelen soğuk havalardan yeterince haberdardılar. Cullen konferansta, dietil eter adlı bir sıvının buharlaştığında suyu dondurup buz yapacak kadar soğuyacağını göstermiştir. Dietil eter kullanmasının nedeni, 35°C gibi çok düşük bir kaynama noktasına sahip olmasıdır (37°C’lik vücut sıcaklığından daha düşük). Söylentilere göre William’ın konuşması iyi geçmiş ancak yaptığı buz herhangi bir yaratıcı kıvılcıma sebep olmamış ve bu ilkenin makineye dönüştürülmesi için tam 150 yıl geçmesi gerekmiştir.

Evinizdeki buzdolabında da aynı ilke sözkonusudur. William’ın küçük gösterisi herkes için uygulanabilir hale getirildi. Bir dizi boru içindeki soğutucu özel sıvı dönüşümlü olarak buharlaşır ve soğur, ardından yoğunlaşır ve ısınır. Soğutucu akışkanınız, William Cullen’ın dietil eteriyle aynı şeyi yapar. Buharlaşmanın olduğu yer, buzdolabının içinde arka kısımdaki dikey plakadır. Soğutucu, enerji için buzdolabının içindeki ısıyı emerek bu plakanın içindeki borularda gaza dönüşür, bu da buzdolabını soğutur. Artık gaz halini alan soğutucu, buzdolabının arkasındaki metal ızgaraya doğru yol alır.

Eminim neyi kastettiğimi anladınız; muhtemelen üzerinde kalın bir toz tabakası olan, buzdolabının arkasına düşen şeylerin takıldığı ve daha da önemlisi dokunduğunuzda sıcak gelen parça. Bu borular içerisinde tersi bir süreç gerçekleşir. Bu enerji ısı olarak ortaya çıkar ve buzdolabınızın arkasından havaya salınır. Bu sistemin çalışması için yapılması gereken tek şey soğutucu akışkanı bu borular içine pompalamaktır. Farklı çaplardaki boruları bağlayarak, mühürlü bir sistem içerisinde yüksek ve alçak basınç alanları oluşturursunuz ve soğutucu uygun bir şekilde doğru yerlerde buharlaşıp yoğunlaşabilir. Kullandığımız boruların ve soğutucuların düzeni değişmiş olsa bile, bilimin arkasındaki ilke değişmedi. Yüzlerce yıl boyunca çoğunlukla değiştirilmeden kalan son derece basit bir sistemdir bu.

Peki, daha iyi bir buzdolabı yaratmak mümkün mü? Elektriği doğrudan bir sıcaklık değişimine çevirerek soğutmayı sağlayan Peltier etkisi gibi başka teknolojiler de var artık; ancak bu çok da verimli değil ve sadece küçük buzdolapları yapmak için kullanılabilir. Buzdolabınızı daha verimli hale getirmek istiyorsanız yapabileceğiniz birkaç şey var. Öncelikle kapağını açmayın. Çok da iyi bir tavsiye olmadığının ben de farkındayım ama kapağını her açtığınızda soğuk hava buzdolabından dışarı kaçar ve yerine sıcak hava geçer. Yapabileceğiniz daha gerçekçi bir diğer şeyse buzdolabınızı dolu tutmaktır. Böylece, kapağı açtığınızda dışarı çıkabilecek daha az hava olur ve buzdolabının içi daha soğuk kalır. Son olarak, daha hevesliler için polistiren (strafor) levhalar kullanarak buzdolabını izole etme önerisinde bulunabilirim. Bu, sıcak havanın içeri sızmasını engellemeye yardımcı olacak ve buzdolabının kullandığı enerjiyi yarıya indirecektir. Ancak bir şeye dikkat edin: Bunu yapmaya kalkarsanız buzdolabının arkasındaki sıcak boru bobinlerini sarmadığınızdan emin olun, aksi takdirde ısı yayma görevini gerçekleştiremeyeceklerdir.

En göz alıcı ya da şaşırtıcı icatlardan biri olmasa da hiç şüphesiz buzdolapları ve kuzeni dondurucular, Batı dünyasının beslenme düzeninde herhangi bir icattan daha büyük bir etki yaratmıştır.

Büyük kalori karmaşası

Sol elimde açılmamış bir paket reçelli ve kremalı sandviç kurabiye var. Paketin yanındaki besin bilgileri, tek bir lezzetli kurabiyenin enerjisinin 75 kcal yani 75 kilokalori ya da 75.000 kalori olduğunu söylüyor. Fakat yukarıda her bir kurabiyenin sadece 75 kalori olduğunu söylerken aşağıda her birinin 312 kj (kilojul) enerjiye sahip olduğunu söylemesi gerçekten çok kafa karıştırıcı. Tüm bunlar ne anlama geliyor?

Bu üçlünün hepsi -kilokalori, kilojul ve kalori- aynı şeyi ölçüyor: Tek bir kurabiyenin içerisindeki enerji miktarını. Ancak her biri farklı bir birimle ifade edilmiş. Resmi enerji birimi, Uluslararası Birimler Sistemi (bkz. 55. sayfa) tarafından jul olarak tanımlanmıştır. Adını, James Prescott Joule’dan almıştır. Burada sorun enerjinin çok farklı biçimlerde ortaya çıkmasıdır ve her birinin de kendi özel ölçü birimi vardır. Dolayısıyla elektrik enerjisi birimi kilovat/saat iken gaz içindeki enerji birimi termidir. Beygirgücü/saat arabalar, İngiliz termal birimleri ise ısıtma sistemleri için kullanılmaktadır ancak benim favorim, adının muhteşem olduğunu düşündüğüm ergdir. Erg, şu anda kullanımdan kalkmış olan ve 1873’te İngiliz Teknoloji Geliştirme Birliği tarafından pek de iyi bir amaçla icat edilmemiş olan santimetre-gram-saniye sisteminin bir parçası olan enerji birimidir. Ne yazık ki, santimetre-gram-saniye sistemi, yerini son derece makul olan metre-kilogram-saniye sistemine bırakınca, erg de yerini adını daha nahoş bulduğum birine bıraktı: jul.

Besinler açısından şu anda iki sistem kullanıyoruz: kalori ve jul. Besin içindeki enerji miktarı başlarda besinin kapalı bir kapta tamamen yakılması ve küçük miktardaki bir suyun sıcaklığında yol açtığı sıcaklık artışı ölçülerek hesaplanırdı. Kalori buradan gelmektedir ve ısı birimi olarak 1824’te tanımlanmıştı. 1 gram suyun sıcaklığını tam olarak 1°C yükseltmek için gerekli ısı miktarıydı bu. Dolayısıyla 1 kilokalori de 1000 gram ya da 1 litre suyu 1°C yükseltecektir.

Ancak günümüzde besin enerjisi ölçümlerinin çoğu bu şekilde yapılmaz. Eskiden içerdikleri enerji miktarını ölçmek için besinler laboratuvarlarda gerçekten yakılıyor olsa da artık Atwatar sistemi adlı farklı bir şey kullanılıyor. Bu sistemle ilk olarak, test ettiğiniz yiyecekteki protein, yağ ve karbonhidratın ayrı ayrı toplam miktarlarını hesaplıyorsunuz. Besin içindeki enerji miktarı ise sonrasında protein, yağ ve karbonhidrattaki enerjilerin ortalama değerlerini hesaplayarak bulunuyor. Yani benim kurabiyemde her gramı 4 kilokalori edecek 10 gr karbonhidrat varsa bu da şu anlama gelir: Kurabiyemin 40 kilokalorisi karbonhidrattan alınır. Kurabiyenin üstünde her gramı 4 kilokalori edecek 1 gr protein ve her gramı 9 kilokalori edecek 3,4 gr yağ var. Tüm bunları çarpıp ardından toplayınca kurabiye başına 75 kilokalori ediyor.

Ne yazık ki kalori, enerjinin görece küçük bir birimini temsil ediyor. Yediğimiz besinlerin çoğu binlerce kalori barındırıyor. Sadece benim kurabiyemde bile 75.000 kalori ya da 75 kilokalori var. İşte asıl kafa karışıklığı da burada ortaya çıkıyor. En küçüğünden bile olsa besinlerdeki enerji kilokaloriyle ölçüldüğünden kilokalori teriminin yerini sadece kalori teriminin alması besin endüstrisi için normal bir hal aldı. Herhangi bir tutarlılık çabası olmadığı için de işler iyice karışıyor. İşte bu yüzden kurabiye paketimin üzerinde hem 75 kalori, hem de 75 kilokalori içerdiği yazıyor. Enerji ölçümlerinin aynı zamanda daha bilimsel olan jul birimleriyle ifade edildiği Avrupa ülkelerinde bu durum daha da kafa karıştırıcı.

Sadece tek bir birim üzerinde karar kılıp tüm bu kafa karıştırıcı kalori, kilokalori ve jul karmaşasından kurtulsak her şey daha basit olabilirdi. Hangisini tercih edeceğimden emin değilim. İçimdeki bilim insanı jul demek istiyor, zira bu resmi Uluslararası Birimler Sistemi enerji ölçüsü. 1 kalorinin, 1 gr suda 1°C’lik bir artışa eşit olması tanımıysa bizlerin sezgisel olarak anlayabileceği bir şey. Bu bizlere ağzımıza attığımız besinlerin içerdiği enerjiyle başa çıkma yolu sağlıyor; bu da Batı beslenme biçimi için çok önemli bir mesele. En azından aslında kilokaloriyi kastediyorken kalori kullanmaktan kurtulmalıyız.

Bana öyle geliyor ki beni asıl endişelendirecek meseleden kaçıyorum. Yazarken yanımdaki açık pakette duran iki kurabiyenin, oda sıcaklığındaki 2 litre suyu neredeyse kaynama noktasına kadar ısıtabileceğini fark etmiş olduğum için gerçekten gerildim. Daha fazla kurabiye ilk ikisinin gittiği yolu takip etmeden paketi uzaklaştırmam iyi olur sanırım.

Damlatan çaydanlık

Kendimi de içlerinden biri olarak gördüğüm İngiliz toplumu için çay, kültürel mirasın bir parçasıdır. Bu yüzden damlatan bir çaydanlığın bizler için özellikle kaygılandırıcı olduğunu düşünebilirsiniz. Sonunda bu konuda çalışmaya karar verenler Lyon Üniversitesi’nden dört Fransız olmuştur. Damlatan çaydanlığın belirli özelliklerinin hidrodinamik bilimiyle öngörülemeyeceğini keşfetmişlerdir (bunun bu zamana dek keşfedilmemesinin nedeni, daha önce bir başkasının bunu incelemeye zahmet etmemesidir).

Dünya ön-çaydanlık deneyine göre, büyük miktarlarda sıvı (bir fincan çay gibi) bir boru (çaydanlık ağzı gibi) içerisinden akıtıldığında borunun yüzeyinin doğası önemli değildir. Ancak biz önemli olduğunu biliyoruz. Damlatan bir çaydanlık için geleneksel çözüm, çaydanlık ağzının ucuna küçük bir miktar yağ sürmektir; bu fikir bana her zaman saçma gelir, çünkü yağ bulaşmış çay içmektense çayımın yarısını sağa sola dökmeyi tercih ederim. Açıkça görülüyor ki çaydanlık ağzının yüzeyi onun damlatıp damlatmamasına etki etmektedir.

Fransız ekip, bu durumda etkili olan üç şey olduğunu keşfetmiştir. İlki sıvının akış hızı. Daha hızlı sıvılar damlatmaya daha az meyillidir; bu da daha dikkatli ve yavaş çay doldurmanın neden damlatmayı daha beter hale getirdiğini açıklıyor. İkincisi çaydanlığın ağzındaki kıvrımının yarıçapı. İnce, keskin uçlu ağza sahip çaydanlıklar; kalın, nazikçe kıvrılan, topraktan yapılmış çaydanlıklara göre daha az damlatma eğilimi gösterirler. Metal çaydanlıkların daha iyi doldurmasının nedeni de budur. Son olarak da su tutmaz ağız maddesi kullanımı damlatmayı tamamen kesmeyi garantiler (bu da yağın neden işe yaradığını açıklıyor).

Üç etki birleştiğinde damlatma şu şekilde gerçekleşir: Çayın buharı, çaydanlık ağzının ucuna vurduğunda, ağzın ucuna küçük bir miktar sıvı sıkışır. Ağız yeterli derecede su tutmazsa çay ağza yapışır ve sıvının buharını arkaya, ağzın alt taraflarına doğru iter. Arkaya itilen buharın miktarı, temas açısına da bağlıdır ve bu da ağzın kalınlığı ve kıvrık oluşuyla ilişkilidir. İkisi birlikte, çay buharını ağzın altına yapışıp damlamasını sağlayacak kadar arkaya iter. Sıvının akma hızı arttıkça, bu etki daha hızlı akan çayın yönünü değiştirebilmek için yetersiz kalacak ve damlama kesilecek ya da en azından azalacaktır.

Ancak çaydanlığın damlatmasının arkasındaki hidrodinamik nedenleri anlamak, çaydanlığınız damlatıyorsa çok da değerli bir bilgi değildir. Çayı daha hızlı doldurmayı deneyebilirsiniz ancak bardaktan taşıracağınız için masanın üstüne çok daha fazla çay dökülebilir. Çin restoranlarında gördüğüm bir diğer numarada da çaydanlığınızın ağzının kalınlığı değiştirilir. Ağız içine kısa boylu, temiz, plastikten bir boru iterek ve bunu doğru bir açıda keserek, daha yeni, ince, keskin kenarlı ve su tutmaz bir çaydanlık ağzı elde edebilirsiniz. Ancak elbette bu gerçekten çirkin görünecek ve çaydanlığınızın tasarımının güzel çizgilerini mahvedecektir.

Eğer hiçbir çözüm ilginizi çekmediyse ağza bir süper-hidrofob (son derece su tutmaz) madde tabakası uygulamanızı önerebilirim. Klasik yağ sürme de aynı şeyi yapar ancak çayın yüzeyinde ince bir yağ tabakası bırakır. Modern bilimin elinde birçok süper-hidrofob madde çeşidi var, ancak maalesef çok pahalılar ve bir tanesi hariç bunları elde etmesi de oldukça zor: kurum. Bir mumdan alacağınız kurum tabakası ıslanmayan bir yüzey oluşturur; herhangi bir sıvı kayar gider. Çaydanlığınızın ağzını, kararıncaya kadar mum alevinin üzerine tutun, dış yüzeydeki karalıkları silin, iç tarafında ise kurum kaldığından emin olun. Böylece çaydanlığınız artık damlatmayacak. Gerçi çayınızın üzerinde kurum parçacıkları olacak ama yağ olmasından daha iyidir.

Mutfak terazileri ve kilogram

Dijital mutfak terazileri bana göre yirmi birinci yüzyılın insanlığa en büyük hediyelerinden birisidir. Çok az yer kaplıyorlar, kullanımları oldukça kolay, İngiliz ölçü biriminden metrik sisteme kolayca geçiyorlar ve üzerine bir kap koyup kolayca darasını alabiliyorsunuz; ama yine de kesinlikle yalan söylüyorlar.

Terazimin üstene bir dilim peynir koyup 153 gr geldiğini söylediğimde, peynirin ağırlığı gerçekten 153 gr mıdır? Terazilere daha yakından baksam ya da kullanma kılavuzunu okusam, bir doğruluk derecesi olduğunu görürüm; benimkinde artı eksi 5 gr olduğunu söylüyor. Yani peynirin ağırlığı aslında 148 ila 158 gr arasında değişiyor. Bu fark, pişirdiğim yemekte çok da bir farklılığa yol açmasa da bu türde bir ağırlık yelpazesinin bile doğru olup olmadığı sorusunu ortaya çıkarır. Herhangi bir şeyin ağırlığını kati ve yüzde yüz kesinlikle bilebilir miyiz? Cevap evet, ama sadece dünya üzerindeki küçük bir nesnenin yardımıyla.

Esneyen ve büzülen bir folyo gerinim ölçer

Benim terazim kesinlikle Uzakdoğu’da bir yerlerde yapılmıştır. Terazinin içinde, terazinin üstüne konan ağırlığı elektrik sinyaline çeviren gerinim ölçer adlı bir alet bulunur. Gerinim ölçerler, paralel, son derece ince metal folyo şeritlerinden oluşmaktadır. Terazi bir ağırlık tarafından ezildiğinde, folyo şeritler daha da incelecek şekilde esner. Esnedikçe, elektriğe karşı dirençleri değişir. Terazilerin içindeki mikroişlemcilerin tespit edip ekranda numaralara dönüştürdüğü şey de budur. Fabrikalardaki imalatları esnasında mikroişlemciler, gerinim ölçerin okumasını 0 gr ve 1 kg olarak tanımlayacak şekilde kalibre edilmişlerdir. Bu noktadan, mikroişlemciler üzerlerine konulan herhangi bir şeyin ağırlığını hesaplayabilirler. Kalibrasyon esnasında fabrika tam olarak 1 kilogram gelen bir test ağırlığı kullanır; bunun tam olarak 1 kilogram geldiğini biliyorlar, çünkü onu başka bir fabrikada yapılmış daha doğru bir dizi tartı üzerinde ölçmüşlerdir. Bu şekilde her ölçüm cihazı, daha doğru bir alet tarafından ölçülmüş standart bir kilogram kullanılarak kalibre edilir. Her bir terazi, doğal olarak bir yanılma payına sahip olduğu için her bir ardışık standart kilogram, ölçülen ağırlıkta daha büyük bir çeşitlilik üretecektir. Peki bunun sonu yok mu? Bu zincirden geriye doğru gitmeye başlarsanız ne bulursunuz? Sonuç olarak, terazilerimin kalibrasyonu Uzakdoğu üreticisinden Paris’in banliyölerine kadar gider.

1960’da on birinci Conférence Générale des Poids et Mesures’de (Ağırlık ve Uzunluklar Genel Konferansı) toplanan ileri gelenler, Le Système International d’Unités ya da bilinen haliyle SI birimlerini tanıttı. Bu standart, yedi temel birim ve onların nasıl ölçüleceğine dairdir. Bu sistem o günden bu yana güncellenmiştir ve birimlerden biri hariç hepsi için bu sistem büyük ölçüde güvenilirdir. Örneğin, metre artık ışığın boşlukta saniyenin 299.792.458’de birinde katettiği mesafedir. Saniye, belirli bir türde sezyum atomundan gelen ışınımın 9.192.631.770 devrinde geçen zamandır. Tek düzensiz ölçü birimi kilogramdır. Mutlak terimde kilogram, 1889 yılında yüzde 90’ı platinden ve yüzde 10’u iridyumdan oluşan bir yığının ağırlığı olarak tanımlanmıştır; bu yığın şu anda Paris’in banliyölerinden Sèvre’de bir kasada bulunmaktadır. Bunu bir platin ve iridyum yığını olarak tanımlamak aslında biraz hafife almak gibi oluyor. Uluslararası Kilogram Prototipi olarak adlandırılan bu yığın, 39,17 mm uzunluğunda ve aynı şekilde 39,17 mm çapında mükemmel, kusursuz bir silindirdir. UKP’nin kopyaları yapılmış ve dünyaya dağıtılmıştır; böylece ulusal ağırlık ve ölçü kurumları bu ilk nesil kopyalarını, daha fazla ve kaçınılmaz olarak daha az doğru ikinci nesil kopyaları yapmak için kullanmışlardır. Bu durum bu şekilde devam etmiştir, ta ki benim mutfak terazime kadar. Prototipten uzağa atılan her adımda, tartma cihazı giderek daha az doğru olmaya başlar. Mutfak terazim peynir diliminin kesinkes 153 gr geldiğini söylediğinde bunun gerçekten doğru olma olasılığı inanılmaz derecede azdır.

Bilimle pişirme

Hayatımda en çok zevk aldığım şeylerden biri de yemek yapmaktır. Buna ek olarak küçük mutfak aletlerinin büyük bir hayranı olduğumu söylersem de muhtemelen şaşırmazsınız. Mutfak dolaplarım ve çekmecelerim her türden alet ve edevatla doludur; kimisi çok kullanışlı kimisi o kadar da değil. Ancak en büyüğü ve en muhteşemi indüksiyonlu ocağımdır. Bu bana sanki Star Trek ya da dilediğiniz başka bir uzay dizisinden fırlamış bir parça gibi geliyor. Pişirme yüzeyi tamamen pürüzsüz, siyah seramik bir plakadan oluşuyor ve görülür herhangi bir ısı üretim aracına sahip değil. Evet, ocağın üstüne bir tencere su koyar ve düğmesine basarsam, ani bir ısı yaratıp dakikalar içinde suyu kaynatabiliyorum. Ancak bunu inanılmaz yapan şey kaynayan suyla dolu tencereyi kaldırıp elinizi ocağın üstüne koyduğunuzda oluşuyor. Tencere ocağın üzerinde çok uzun kalmadığı sürece, eliniz seramiğe değdiğinde bir acı çığlığı atmak yerine ılık bir ocakla karşılaştığınızı görüyorsunuz. Peki, kendisi ısınmadan bir tencere suyu nasıl kaynatabildi? Bunu yapmasını sağlayan nasıl bir düzenbazlık var? Bunu test etmeye kalkarsanız lütfen dikkatli olun.

İndüksiyon ya da tam adını vermem gerekirse elektromanyetik indüksiyon, diğer birçok elektrikli alette olduğu gibi, Londra’da Kraliyet Enstitüsü’nün bodrum katı laboratuvarlarında çalışan ünlü Michael Faraday tarafından keşfedilmiştir. Ne mükemmel ki keşfinin sadece tam olarak yerini değil, aynı zamanda keşif tarihini de net olarak biliyoruz: 29 Ağustos 1831. Arkadaşına yazdığı mektupta da söylediği gibi, “İyi bir şey yakalamış olabilirim ama kesin bir şey de diyemiyorum; tüm bu çabalarımdan sonra denizden çektiğim şey, bir balık değil de yosun olabilir.” Öyle görünüyor ki kocaman bir balık yakalamış.

Faraday’in yakaladığı şey şudur: Bir telin yanında bir mıknatıs oynatırsanız, elektrik akımı telin içinden geçecektir. Tabii aksi de gerçekleşebilir. Bir akımı bir telin içinde ileri geri hareket ettirirseniz, telin etrafında manyetik bir alan üretir. Elektromanyetik indüksiyon tam olarak budur. Ancak sonuçları nedeninden çok daha geniş kapsamlıdır.

Yassı bir bobin teli alın ve hızlı bir şekilde bu tele alternatif akım verin. Elektromanyetik indüksiyona göre bu değişken akım, kendisinin kuzey kutbuyla değişim yaratacağı manyetik bir alan oluşturur. Bobinin üstüne çelik gibi bir manyetik metal yığını koyarsanız, alternatif manyetik alan, metal yığınının içinde akacak bir akımı başlatacaktır (indükleyecektir). Ancak bu süreçte çeliğin elektriği iletmede kötü olduğu ortaya çıkar ve elektrik akımı direndikçe enerjisinin bir kısmı ısıya dönüşür. Dolayısıyla bobinin kendisi ışımadığı halde, tel bobini üzerindeki çelik yığını ısınmaya başlar.

Şimdi, bir tel bobini, çok şık siyah bir seramik plakanın altına koyun ve üstüne de tabanı çelik bir tava bırakın. Vay canına, kendi kendinize bir indüksiyon ocağı yaptınız. Tel bobin tarafından üretilen manyetik alan seramik plakanın içinden geçecektir. Hatta 1973’te Westinghouse Elektrik Şirketi tarafından geliştirilen indüksiyonlu ocağın satıcıları tarafından kullanılan numarayı bile deneyebilirsiniz. İzleyicilerin gözü önünde, ocağın üstüne serdikleri çok sayıda gazete kâğıdının üstünde yemek pişirmişlerdi.

Ancak omzumda oturan dokuz yaşındaki hayali çocuğun henüz cevaplamadığım rahatsız edici bir sorusu var. Öncelikle tüm bu elektromanyetik indüksiyon nasıl gerçekleşiyor? Elektrik ile manyetik düzenin bir arada olmasını sağlayan nedir? Aslında cevabın bir kısmı elektromanyetik sözcüğünün kendisinde gizlidir. Bunlar her zaman birbiriyle bağlantılı değildir; çünkü bunlar aynı şeydir.

Doğada sadece dört esas güç var. Öncelikle zayıf nükleer ile güçlü nükleer güçler, atomları birbirine yapıştırırlar, çok da anlayamadığımız yerçekimsel güç ise bize yerçekimini verir. Bunların dışında bir de elektromanyetik güç var. Bu güç, tamamen nedensiz bir şekilde birbirine doğru açıda beliren iki güç olarak düşünülebilir. Bunlardan birine manyetik, diğerine elektrik diyoruz ancak bunları ayrı gören tamamen bizim kusurlu bakış açımızdır. Elektrik ve manyetik düzeni bir arada yapan şey aslında onların temelde aynı şey olmasıdır.