If you use this photo, please link to www.CGPGrey.com for attribution.

Fizik Verilerinden Oluşan Şarkı: Simya

If you use this photo, please link to www.CGPGrey.com for attribution.

Uzak evrende iki kara deliğin çarpışmasının ardından bu olayı Dünya’ mızda su damlasının düşüşünü andıran bir ses “ping”- olarak duyduk. Jüpiter’ de oluşan yıldırımlar da kendisini çizgi filmlerde uçurumdan düşen karakterlerin çıkardıkları ses gibi duyuruyor bize. Yıldızlar ve gezegenlerden en küçük atom altı parçacıklara kadar bir zamanlar sessiz olan her şey fısıldıyor, cızırdıyor ve adeta şarkı söylüyor.

Fakat bilim insanları bu sesleri seslendirebilene kadar duyamıyorlardı. Seslendirme, ilgili olsun olmasın her türlü bilgiyi ses olarak temsil etme anlamına geliyor. Anlaşılması en zor fiziksel olguları geniş kitlelere anlaşılabilir ve hoş bir şekilde çevirmenin hikayesi epey uzun. Fakat bazı durumlarda seslendirmeler anlamsız olabiliyor. Biz de bütün bu sesleri memnun kalabileceğimiz bir şeye yani müziğe dönüştürmesi için müzisyen Simonne Jones’ a başvurduk.

“Alchemy” yani Türkçe karşılığı “simya” olan şarkı, bu yıl içerisinde gerçekleştirilen önemli seslendirmelerin birleştirilmesi ile oluşturuldu. Şarkı; çarpışan kara deliklerin cızırtısını, yerçekimi dalgaları ve  dünyanın en büyük atom çarpıştırıcısı olan Büyük Hadron Çarpıştırıcısı’ ndan alınan hafif tonların sese dönüştürülmesi sonucu elde edilen verileri içeriyor.

Jones üniversiteden biyomedikal derecesine sahip ve geçen Mayıs ayında çıkardığı son tek parça albüm şarkısının adı da Gravity (kütle çekimi).Kendisi, sıklıkla yazmış olduğu sözlerde ve prodüksiyonlarında bilimle müziği birleştiriyor.

“Alchemy (Simya)” adı bugün bile hala nispeten varlığını sürdüren Orta Çağ biliminin büyülü algısından geliyor. “Aslında biz hala bu gizemli fikirleri alıp dünyayı anlamak için kullanmaya çalışıyoruz” diyor Jones Popular Science’ a verdiği demeçte. Simyacılar gibi bilim insanları “tabu ya da büyücülükle kolayca karıştırılabilecek ürkütücü işler yapmaktalar”. Jones, “Alchemy” gibi şarkıların, insanların fikirleri ile daha rahat olabilmeleri adına bilimi kitlelerin önüne çıkarabileceğini umuyor.

Jones’ a göre “Alchemy” içine sinsice fizik yerleştirilmiş “aşkın siyah büyülü kimyasını” temsil ediyor. Fakat bilim bu şarkının derinlerine kadar işlemiş durumda.

21077284995_9042378746_k

Simonne Jones

Ses, bir ortamda, genellikle havada yayılan bir gürültüden ibarettir aslında. Kaynaklar sınırsızdır. Hoparlöre bir şarkı gönderdiğimi varsayalım. Hoparlör, hava moleküllerinin birbirleriyle sertçe dans etmesini ve çarpışmasını sağlayacak titreşimler yaratır.  Bu dans, titreşen hava moleküllerinin kulak zarınıza vurmasına kadar ilerleyişini sürdürür. Beyninin kulak zarınıza vuran titreşimleri bir vuruş sesi ve nota olarak algılar ve bunları sese veya gürültüye dönüştürür.

Gezegenler arası ve yıldızlar arası uzayda ses alışık olduğumuz bir olgu değildir. Sesler, gaz ortamı gibi uygun bir ortama sahip olmadan titreşip ilerleyemezler, tıpkı okyanus dalgalarının ilerlemesi gibi.

Fakat, ışık ve kütle çekimi dalgaları gibi bazı dalga formları boş uzay boyunca ilerleyebilir ve ses dalgalarıyla özellikleri mükemmel bir şekilde uyuşur. Frekans, dalganın ne sıklıkla tepe yaptığını ölçülendirir. Kulaklarımız ses frekansını ses perdesi aralığına çevirirken, gözlerimiz de gözümüze gelen ışık dalgası frekansını renklere çevirir.

Genlik, dalganın ne kadar uzun olduğunu bize verir. Yani genlik X-Y iki boyutlu koordinat düzleminde bize Y doğrultusunda tepe noktasının X eksenine uzaklığını verir. Kulaklarımız ses dalgalarının genliklerini bize ses şiddeti olarak yansıtırken, gözlerimiz ışık dalga boyu genliğini bize parlaklık olarak yansıtır. Bu durum tam olarak bize radyoların nasıl çalıştığı hakkında bilgi verir. Radyolarda ses dalgası ışık dalgasına ve tekrar ses dalgasına çevrilir. Fakat radyo dalgalarının çalışma frekansları görünür ışık tayfının çok gerisinde olduğu için bu frekanstaki bir dalga boyunu gözümüz yakalayamaz.

Bütün seslendirmelerin dalgalardan oluştuğu da açıkçası söylenemez. Herhangi bir veriyi sese dönüştürmek için ses sentezleyicisine hangi notayı çalacağını ve sesin şiddetinin ne olacağını söylemeniz yeterlidir. Bilgisayara “mavi arabalar geçerken Do, siyah arabalar geçerken Re ve kırmızı arabalar geçerken Mi notasını çal” diyerek “Mary Had A Little Lamb ( Mary’nin küçük bir kuzusu vardı)” şarkısını arabaları doğru kombinasyon ve zamanda geçirerek çaldırabiliriz.

Fizikçi Hans Geiger’ in 1900 lerde Geiger Sayacı’ nı icat etmesinden bu yana bilim insanları fiziksel verileri sese dönüştürüyorlar. Geiger radyoaktif elementlerden yayılan radyasyonu okumanın yolunu “klik” sesi çıkaran bir cihazla bulmuştu. O günden bu yana seslendirilmiş veriler, insanlara fiziği açıklamada bir araç oldular.

Iowa üniversitesinden Bill Kurth bu seslendiricilerden birisi. Kendisi, 1979 daki NASA Voyager basın toplantısında Jüpiter’in atmosferindeki yıldırımlardan yayılan ışık dalgalarının gezegenin manyetik alanıyla etkileşime girmesi sonucu bükülmesi ile oluşan ve alçalan fısıltı şeklindeki sesleri içeren kaydı oynattı.

Halka bu grafikleri gösterdiğiniz zaman, “ birden gözleri bulanıyor ve şekillerde kayboluyorlar” diyor Kurth, Popular Science’a verdiği demeçte. “ Fakat uzay mekiğine bindiğinizde ve kulaklığınızı taktığınızda sanki gerçekten o yıldırımları duyuyormuş gibi bir ses oynattığımızda, bu daha gerçekçi bir uygulama oluyor. Ayın resmini görmeniz gibi aynı gerçeklikte”.

Bu yıl Kurth’ un takımı, yine Jüpiter’den sesler elde ettiler. Bu sesler Juno tarafından kayda geçirilen ve gezegenin manyetik alanı ile güneşten gelen yüklü parçacıkların etkileşmesi sonucu ortaya çıkan sonik patlamaları içeren verilerin seslendirilmiş halleriydi.

“Alchemy” de ise klavye altyapı örnekleri farklı türden bir dalgaya sahip: Geçtiğimiz kış aylarında LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (Lazer Girişimölçer Kütle Çekim Dalga Gözlemevi)) bilim insanları tarafından takdim edilen kütle çekim dalga sesleri.

Yüz yıl önce Einstein kütle çekiminin evren boyunca çok küçük etkileşim ile yol aldığını ve bu durumun da uzayda esneme ve sıkışmaya yol açtığını öngörmüştü. LIGO’ da yapılan ise iki parça olan lazerlerden birisini L şeklindeki tünellerden geçirmek ve çıktığında diğer lazer ile arasında kütle çekim dalgalarından dolayı bir faz farkı oluşmasını izlemek. Geciken lazer ışını bilim insanlarının kütle çekim dalgalarının frekansı ve genliği hakkında bilgi sahibi olmasını sağlıyor. Bu frekans bize uzayın ne sıklıkta titreştiği ve titreşimin ne kadar güçlü olduğunu öğrenmemize yardımcı oluyor. Elinizde bir frekans ve genlik varsa onu bilgisayara yollayıp bir ses elde etmeniz işten bile olmaz.

LIGO bilim insanlarının Şubat’ta yayınladıkları kütle çekim sesleri, birisi güneşten 29, diğeri ise 36 kat daha ağır olan ve birbirlerini sarmal bir şekilde bütünleyerek daha büyük bir kara delik oluşturan iki adet kara deliğe ait.

LIGO yayılan bu kütle çekim dalgalarının genliklerinin, atomu oluşturan proton ölçeğinin küçük bir kesri olduğunu kayda geçirdi. Dolayısıyla bu kadar küçük olan bir genlik değerinin daha çok yükseltilmesi gerekliydi. LIGO’ nun aldığı bu sinyaller ayrıca bu işten olmayan kimseler için hiç de memnuniyet uyandıracak seviyede değildi.

“Sinyallerimiz üzerinde oynamalar yaptık ve bilgisayar aracılığı ile frekansını yükselttik ki sesler kulağa daha hoş gelsin” diyor LIGO araştırmacılarından ve Caltech fizik profesörü olan Alan Weinstein ve ekliyor; “Hala LIGO’ da haberleşme bilimi içinde seslendirme uygulamalarından daha ilgi çekici bir şey düşünemiyorum.”

“Alchemy” ayrıca benim “Mary Had A Little Lamb” örneğim ile benzer nitelikler taşımakta. Şarkının başındaki dış dünyadan gelen uzaysal sesler, MIT araştırmacılarının yürüttüğü ve Büyük Hadron Çarpıştırıcısındaki çarpışmalar sonucu oluşan parçacıkları sese dönüştüren Quantizer projesine ait. Büyük Hadron Çarpıştırıcısı verileri parçacık türü ve onun enerjisi hakkında bilgiler içeriyor. Quantizer ekibi özel bir ses dosyası yapabilmek için parçacığın içinden geçtiği algılayıcı ve parçacık büyüklüğüne dair notlarla ilişkili bir harita yaratmışlar. Bu aşamada da devreye MIT mezunu müzisyen Evan Lynch girmiş. Lynch oluşturduğu bilgisayar programı ya da sentezleyici aracılığı ile yaratılan bu dosyaları duyulabilir notalara dönüştürmüş.

CERN ve LIGO’ nun oluşturduğu seslerin daha ileri götürülmesi gerek. Konuştuğum çoğu bilim insanı, bu sesleri dinledikten sonra “seslerin elde edildikleri karadeliklerin dünyadan 30 kat daha büyük olduğunu söylemenin mümkün olmadığı konusunda benimle aynı fikirdeler.”

Yine de bu seslere verilerle alakalı biraz his katmak araştırmacıların işini kolaylaştırabilir.  “Bence bu bilgileri beynimize yerleştirmek için hislere ait belli bir aralığı kullanmamamız için herhangi bir sebep yok” diyor Manchester Jodrellbank Üniversitesi Astrofizik departmanı seslendiricisi ve yardımcı direktörü Tim O’Brien. “ Verilerle ilgili gerçekten farklı hissetmenizi sağlayabilir. Bu sadece uzman olmayan insanları bu işe dahil etmekle ilgili değil. Bazen görselleştiremediğiniz gerçek bir ses duyarsınız önemli olan duyduğunuz sesi anlamlandırmaktır.”

İşi biraz daha ileriye götürmek önemli. “Alchemy” büyük bilim kelimelerinden uzak. “Bilim meraklısı olmayan ve terminolojiyi anlamayan biri için ilk bakışta şarkımın fiziğe adandığını anlamak zor olabilir” diyor Jones. Şarkısına bakıyor ve çıkardığı işin varoluşsal fikirlerin düşünürleri birleştirmek için nasıl bir yol olacağını görüyor.

Jones’ a göre simyacıların, bilim insanlarının ve sanatçıların çalışmalarını yönlendiren ve onların da anlamaya çalıştığı sorular; “-Biz kimiz? -Nereden geldik? -Neden buradayız? Ve Bütün bunlar ne anlama geliyor?. “Bu durum benim neden bilim ile sanatsal çalışmalarımı entegre ettiğimi de büyük oranda açıklıyor. Bu, onları meydana getiren ve evrenin sırlarını bulmak için cevap aradıkları soruları ortak olan iki köklü disiplinin bir toplamı.


Batuhan Şahin

 

Bunları da okumak isteyebilirsiniz...

1 Yorum

  1. ... dedi ki:

    muhteşem bir şey

Bir cevap yazın

Abonelikle İlgili Konular İçin abone@doganburda.com

Eksik Sayılar İçin okurhizmetleri@doganburda.com

Müşteri Hizmetleri (212) 478 0 300

Danışma Hattı (212) 410 32 00

 

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir