Mutlaka Bilmeniz Gereken 12 Bilimsel Teori ve Kanun
Bilim, herşeyin öncüsüdür. Doğanın ve evrenin nasıl işlediği hakkında bilgi sahibi olmamıza olanak sağlar. Bunun sonucunda bilimsel kanunlar ve teorilerle karşılaşırız. Öncelikle, nedir bu bilimsel teori ve kanun? Bilimsel kanunlar, genel olarak matematiksel bir denkleme indirgenebilir. Böylece uygun koşullarda ve verilerle istediğimiz sonucu kesin olarak elde edebiliriz. Bilimsel teoriler ise, gözlem ve araştırmalar sonucu elde edilen kanıtlara göre yapılan açıklamadır. Bilimsel kanunlar gibi matematiksel bir denklemi yoktur.
1. Büyük Patlama Teorisi
Einstein, Hubble, Lemaitre ve diğer birçok bilim adamının yaptıkları deneyler ve araştırmalar sonucu ortaya çıkan Büyük Patlama (Big Bang) Teorisi'ne göre evren 14 milyar yıl önce büyük bir patlama sonucunda oluşmuştur. Patlamadan önce, evren tek bir noktada sıkıştırılmış halde, bütün maddeleri içinde barındırıyordu. Patlamadan sonra, tek bir nokta gitgide genişleyerek şu anki evren haline geldi. Patlamanın etkisi hala günümüzde devam etmekte, evren genişlemektedir.
2. Hubble Kanunu
Hubble, astronomik araştırmaları sonucu evrende Samanyolu'ndan başka galaksilerin de olduğunu, ayrıca bu galaksilerin bizimkinden gitgide uzaklaştığını keşfetmiştir. Hubble'ın en büyük başarısı, bu uzaklaşmanın galaksiler arasındaki mesafeyle doğru orantılı olduğunu keşfetmesidir. Yani, bir galaksi diğerine ne kadar uzaksa o kadar büyük bir süratle uzaklaşıyordu. Hubble Kanunu; Hız = Hubble Sabiti x Mesafe. Hubble Sabiti, evren genişleme oranını verir. Zamanla değişiklik gösterir. Şu an kabul edilen değer 1 megaparsek için 70 km/s'dir.
3. Kepler'in Gezegensel Hareket Kanunları
Kepler, gezegenlerin kendi güneşlerinin etrafındaki dolanımını üç temel yasa ile açıklamıştır.
Her gezegen, odak noktalarının birinde güneşin bulunduğu elips bir yörünge üzerinde hareket eder.
Bir gezegeni güneşe bağlayan çizgi eşit zaman aralıklarında eşit alanlar tarar. Resimde görüldüğü gibi, iki turuncu alan birbirine eşittir. Böylece gezegenler, güneşlerinden uzaklaştıkça yavaşlar, yakınlaştıkça hızlanır.
Bir gezegenin yörüngesel periyodunun karesi, dolandığı elipsin ana eksen uzunluğunun küpüyle doğru orantılıdır.
4. Newton'un Evrensel Kütle Çekim Kanunu
Newton 300 yıl önce ortaya devrim niteliğinde bir fikir attı: maddesi, kütlesi ne olursa olsun iki obje birbirlerine çekim kuvveti uygular. Bu kanun, çoğumuzun lisede gördüğü F = G × [(m1m2)/r²] denkleme indirgenilmiştir. r, iki obje arasındaki mesafeyi; m'ler iki objenin kütlesini ve G yerçekimi sabitini temsil etmektedir. Bu kanun sayesinde, gezegenlerin, uyduların vs. hareketini açıklayabiliyoruz.
5. Newton'un Hareket Kanunları
Newton'un hareket kanunları, bir cisim üzerine etki eden kuvvetler ve cismin hareketi arasında ilişkileri koyan üç yasadır.
Bir cisim üzerine hiçbir kuvvet etki etmediği sürece, cisim hareket durumunu korur. Duruyorsa durur, sabit hızla hareket ediyorsa sabit hızla hareketine devam eder.
Bir cisim üzerindeki net kuvvet, cismin kütlesi ve ivmesinin çarpımına eşittir. Yani F = m x a.
Her etkiye karşılık, eşit ve zıt büyüklükte bir tepki vardır.
6. Termodinamik Kanunları
Termodinamik, bir sistem içerisinde enerjinin nasıl çalıştığını inceleyen bilim dalıdır. Bu sistem, bir motorun içi olabilir, Dünya'nın merkezi olabilir, ya da evrenin kendisi olabilir.
Enerji yoktan var edilemez, var olan enerji yok edilemez, sadece bir şekilden diğerine dönüşür.
Bir sistemde verim hiçbir zaman yüzde yüz olamaz. Çünkü evrende entropi (yani düzensizlik) sürekli artar, böylece enerji işe dönüştürülürken bir miktar kayıp entropiye gider.
Sıcaklık mutlak sıfıra yaklaştıkça, hareket azalır. Mutlak sıcaklık 0 Kelvin yada, -273 C'dir. Sıcaklık mutlak sıfıra yaklaştıkça, düzensizlik gitgide azalır ve sabit bir sayıda sabitlenir.
7. Arşimet Prensibi
Hepimiz mutlaka 'Eureka!'yı duymuşuzdur. Arşimet, suyun kaldırma kuvveti duş sırasında keşfettikten sonra çırılçıplak dışarıda koşmaya ve 'Eureka' diye bağırmaya başlamıştır. Nedir bu kaldırma kuvveti peki? Su kendi yoğunluğundan az yoğunluğa sahip olan cisimleri yüzeyine doğru itmektedir. Yoğunluk farklarından ortaya çıkan bu itki kuvvetiyle cisim yüzmeye başlar. Bu kuvvet F = Cismin batan hacmi x Özkütlesi x Yerçekimi İvmesi şeklinde indirgenir.
8. Bernoulli Prensibi
Bernoulli prensibi, sürtünmesiz bir akış boyunca, hızda gerçekleşen bir artışın aynı anda basınçta yada akışkan maddenin potansiyel enerjisinde bir azalmaya neden olduğunu ifade eder. Resimde denklemi görebilirsiniz. Bernoulli denklemi, uçağın kanatlarında, araba motorlarında sıklıkla kullanılan oldukça önem taşıyan bir denklemdir.
9. Evrim ve Doğal Seçilim (Seleksiyon)
Birçok bilim adamına göre, dünyadaki tüm canlılar tek bir ata canlıdan oluşmuştur. Evrim ve doğal seçilim sonucu canlılar, birçok farklı türe ayrılmıştır: bitkiler, mantarlar, hayvanlar, bakteriler vs. Doğal seçilim, yaşamaya daha elverişli canlıların üreyerek genlerini bir sonraki nesle aktarabilmesidir. Böylece yaşama elverişsiz canlıların neslinin tükenmesi ve ayıklanmasıdır. Ortama adapte olamayan canlılar yok olurlar, ortama adapte olabilen canlılar değişime uğrayarak zamanla -binlerce yıllık bir süreçte- evrilirler. Yani postları beyazlaşabilen ve kalınlaşabilen ayılar kutuplarda yaşamaya devam ederken, bu değişimleri geçiremeyen ayılar yok olmuşlardır.
10. Genel Görelilik Kuramı
Einstein'e göre yerçekimi kütleye ve objeye etki eden basit bir kuvvet değil, daha büyük ölçüde uzay ve zamanı etkileyen bir kuvvettir. Şekilde görüldüğü gibi, yerçekiminden dolayı boyutsal çizgiler düz değildir, eğri halindedir. Harita üzerindeki dünya ile, küre üzerindeki dünyayı düşünün. Eğer küre üzerinde dümdüz ilerlerseniz, harita üzerinde aşağıya doğru çapraz ilerlemiş olursunuz.
11. Heisenberg Belirsizlik İlkesi
Heisenberg Belirsizlik İlkesine göre, bir elektronun pozisyonu çok net bir şekilde belirleyebildiğinde, o elektronun momentumunu aynı netlikte hesaplayamazsın. Ya da tam tersi şekilde. Bunun sebebi ise, elektronun hem dalga hem parçacık özelliğini göstermesi. Yani, elektronun pozisyonunu hesaplarken parçacık olarak düşünüyoruz, fakat momentumunu hesaplarken dalga olarak düşünmemiz gerekir.
12. Dalton'un Kısmi Basınçlar Kanunu
Molekülleri arasında çekme ve itme kuvveti ihmal edilen, yok sayılan gazlara ideal gazlar denir. Gerçek durumda hiçbir gaz ideal değildir fakat bir gaz düşük basınç ve yüksek sıcaklıkla ideale yaklaşır. Bir hacim içerisinde bulunan ideal gazlardan herhangi birinin kısmi basıncı, o gazın aynı hacimde başka bir kapta ölçülen basıncına eşittir. Bunun bir sonucu olarak, ideal gazlar karışımının toplam basıncı, içinde bulunan gazların kısmi basınçları toplamına eşittir.
