Kilogramın Tanımı Değişiyor!

Tarihi bir ana tanıklık ediyoruz. Kilogramın tanımı değişiyor! 16 Kasım 2018 tarihinde Fransa’nın Versay şehrinde düzenlenen, Ağırlıklar ve Ölçüler Genel Konferansında (CGPM) elli dört ülkenin temsilcilerinin katılımıyla oylama sunulan bu değişiklik kabul edildi. Kütle ölçüm standardı olarak kullanılan Uluslararası Kilogram Prototipi (IPK), 130 yıl sonra yerini evrensel bir sabit olan Planck Sabitine (Planck Constant) bırakacak.

Böylelikle kilogram tanımlanırken insan yapımı bir nesne olan IPK yerine, 20 Mayıs 2019 tarihi itibarıyla, kuantum dünyaya açılan kapının anahtarı Planck Sabiti ‘nin kullanımına başlanacak. Dünya çapında bu alanda yürütülen 228 yıllık araştırmaların zirvesi olan bu değişikliğe hep beraber şahitlik edeceğiz.

 

 

Kilogramın Tanımı Değişiyor

 

Kilogramın Tanımı Neden Değişiyor?

Bugün kullandığımız kilogram fiziksel nesnelerle belirlenen bir ağırlık birimidir. Uluslararası Kütle Prototipi (IPK) yani Büyük K (KA) “orijinal kilogram”, %90 platin ve %10 iridyum alaşımından, yaklaşık 39 mm yüksekliğinde ve çapında bir silindir biçiminde üretilmiştir. 40 yılda bir kopyaları ile karşılaştırılan orijinal kilogram, Fransa ‘da bir mahzende 3 adet cam fanus içerisinde muhafaza edilmektedir.

 

Kilogramın Tanımı Değişiyor | Fransa'da özel bir mahzende saklanan silindir şeklindeki orijinal kilogram

Kilogramın Tanımı Değişiyor | 90 yıldır Fransa’da özel bir mahzende saklanan %90 platin ve %10 iridyum alaşımından oluşan silindir şeklindeki orijinal kilogram (Arşiv Kilogram
(KA))

 

Bu alaşımda kullanılan elementlerin yarı ömür süreleri, orijinal kilogramın kütlesinin değişmesine neden olduğu için bilim insanları kilogramın tanımının değişmesi gerektiğini düşünmüşlerdir.

Platin‘in yarılanma ömrü 6 milyar yıl  olmasına rağmen İridyum‘un yarılanma ömrü yaklaşık olarak sadece 78 gündür. Bu yarılanma ömrü de bize, artık kilogramın eskisine göre biraz kilo verdiğini göstermektedir. Bu zayıflama pazarda 1 kilo portakal alırken pazarcıya: “Abi artık 1 kilo eski 1 kilo değilmiş at içine 1-2 tane daha bakayım” diyeceğiniz türden bir zayıflama değil!”

Bu zayıflama bir gramın 50 milyonda biri kadar görünüp bize günlük hayat için bir şey ifade etmese de, oldukça hassas bilimsel hesaplamalar için önemli bir zayıflama olarak görünmektedir.

İlginizi Çekebilir : Karbon 14 atomunun yarılanma süresine göre bir fosilin yaşı nasıl tespit edilir? Karbon 14 Tarihlendirme Yöntemi Nedir?

 

 

Kütle Birimi Tarihçesi

 

İlk Kütle Birimi: Grave

Metrik sistemde bilinen ilk kütle birimi grave ‘dir. İngilizce mezar, kabir anlamına gelen kelime, latince ağırlık anlamına gelen “gravitas” sözcüğünden türetilmiştir.

Dönemin Fransız Kralı XVI.Louis, Fransız Bilimler Akademisi tarafından atanan bilim insanlarından oluşan Ağırlıklar ve Ölçüler Komisyonu’na, uzunluk ve ağırlık birimlerinde ölçüm standardını sağlayacak yeni bir ölçü sistemi oluşturmalarını istedi.

Bu standart ile ticaret de güven altına alınabilecekti.  Kütlenin korunumu yasasını bulan, modern kimyanın öncülerinden Fransız Kimyacı Antoine Laurent Lavoiser gibi seçkin bilim insanlarının da yer aldığı Ağırlıklar ve Ölçüler Komisyon, onluk metrik sistemin temellerini attı.

Komisyon tarafından kütle birimi grave, donma sıcaklığında 1 desimetre küp hacminde damıtılmış suyun kütlesi olarak tanımlandı.

 

İlk Kütle Birimi : Grave -Pirinç grave standardı. Kütlesi donma sıcaklığında 1 dm3 hacminde damıtılmış suyun kütlesine eşittir.

Kilogramın Tanımı Değişiyor | İlk Kütle Birimi : Grave -Pirinç grave standardı.
Kütlesi donma sıcaklığında 1 dm3 hacminde damıtılmış suyun kütlesine eşittir.

 

Grave biriminin katları olarak;

donma sıcaklığında 1 santimetre küp hacminde damıtılmış suyun kütlesine gravet,

donma sıcaklığında 1 metre küp hacminde damıtılmış suyun kütlesine bar,

kullanılmıştır.

 

Kütle Birimi: Gram

Fransız ihtilalinin ardından, Fransa rejim olarak cumhuriyeti benimsedikten sonra yeni kurulan hükumet aldığı karar ile Kral XVI. Louis ve Fransız Bilim Akademisi ’nde görevli Kimyacı Antoine Laurent Lavoisier ‘i giyotin ile idam etti.

Kimyacı Antoine Laurent Lavoisier, hani şu öldürülürken dahi ispat arayışında olan özellikle sosyal medyada hikayesi çokça dolaşan kafası giyotin ile kesilen kimyanın babası sayılan ve bilime yön veren bir bilim insanı var ya işte o.

Kimyacı Antoine Laurent Lavoisier idam esnasında, Matematikçi Lagrange‘ye : “Kafam sepete düştüğünde gözlerime bak. Eğer iki kez göz kırparsam; insanın kafası kesildikten sonra bir süre daha beyin düşünmeye devam etmekte demektir.” der.

Lavoisier ‘in kafası sepete düşer ve gülerek iki kez göz kırpar.

1795 yılında, yeni dönem yönetimin düzenlemesiyle, gravet yerini Latince “küçük ağırlık” anlamında olan “gramme” ‘a yani İngilizce yazılışıyla “gram” ‘a bıraktı.

Üst ve alt onluk katları için ise binde bir anlamında “mili” ya da bin katı anlamına “kilo” gibi ön ekler kullanılmaya bu dönem başlandı.

Fakat bir gram küçük olması sebebiyle hem kullanım hem de özellikle üretim açısından zor olduğu için, yeni tanıma ait kütle standardının, gramın bin katı olan kilogram olarak üretilmesine karar verildi.

Bu karardan yaklaşık dört yıl sonra, 1799’da, Arşiv Kilogram (KA) standardı oluşturuldu. Daha önce pirinçten oluşturulan grave ‘in devamı olan gram, pirincin paslanmaya elverişli bir malzeme olmasından dolayı, yerini platine bıraktı.

NOT: Uluslararası birim sisteminde (SI) “kilo” ön ekini alan tek birim (metre, saniye, amper, kelvin, mol) kilogramdır.

 

Uluslararası Birim Sistemi (SI)

Uluslararası Birim Sistemi (SI) | Kilogramın Tanımı Değişiyor.

 

 

Son Kütle Birimi: Kilogram

1870 ‘li yıllara gelindiğinde ulusal standartların birbirleri ile uyuşmayan kütle değerleri sebebiyle, evrensel bir ölçüm sistemi oluşturulması amacıyla, Osmanlı Devleti ’nin de yer aldığı 17 ülke arasında Metre Anlaşması (20 Mayıs 1875) imzalandı.

Metre Anlaşmasının yapıldığı tarih olan 20 Mayıs, Dünya Metroloji Günü olarak kutlanır.

Osmanlı Devleti, metrik sisteme Osmanlı padişahı Sultan Abdülaziz (1830-1876) döneminde geçmiştir. O zamanlar kütle birimi “gram” yerine “dirhem-i aşari” terimi kullanılıyordu. Eski dilde “aşar” ondalık anlamına geldiği için bu terim ondalık ölçü birimini simgelerdi. Metre Anlaşması ile temel kütle birimi Osmanlı Devletinde “kilogram” olarak güncellendi.

İlginizi Çekebilir : Osmanlı padişahları tuğraları ne amaçla kullanırdı? Tuğralar hangi bölümlerden oluşur? Padişah İmzaları : Tuğralar

Osmanlı Devleti Gerileme Dönemi’nde Metre Anlaşması’na üye ülkelerin yapması gereken yıllık ödemeleri gerçekleştiremedi ve 1883 yılında Metre Anlaşması’ndan çekilmek zorunda kaldı. Sultan II. Abdülhamit’in (1842-1918) padişah olduğu bu dönemde, Osmanlı Devleti’ne ulusal kütle standardı gönderilmedi.

Osmanlı Devleti ’nin dağılıp Türkiye Cumhuriyeti ’nin kurulmasından 10 yıl sonra, 1933 yılının Mart ayında, Metre Anlaşması’na yeniden imzalanması sonucunda, Türkiye’ye 42 numaralı kütle standardı gönderildi. Bu standartların kütle değerleri belli aralıklarla (kırk yılda bir) karşılaştırıldığında 42 numaralı kütle standardının hasarlı olduğu tespit edildi ve Türkiye’ ye şu an hali hazırda TÜBİTAK Ulusal Metroloji Enstitüsü’nde (UME) tarafından muhafaza edilen 54 numaralı Ulusal Kilogram Standardı verildi.

 

Türkiye’nin 54 numaralı Ulusal Kilogram Standardı. %90 platin ve %10 iridyum alaşımından yaklaşık 39 mm yüksekliğinde ve çapında bir silindir biçiminde üretilmiştir.

Kilogramın Tanımı Değişiyor | Türkiye ’nin 54 numaralı Ulusal Kilogram Standardı. %90 platin ve %10 iridyum alaşımından yaklaşık 39 mm yüksekliğinde ve çapında bir silindir biçiminde üretilmiştir.

 

Planck Sabiti Nedir?

Planck sabiti, 1901 yılında Alman teorik fizikçi Max Karl Ernst Ludwig Planck (1858 -1947) tarafından, zamanın en önemli problemlerinden olan “Morötesi Felaketi” ‘ni açıklamak için matematiksel bir model olarak ileri sürüldü.

Karl Planck ‘ın bu buluşundan dolayı kendisine 1918 yılında Nobel Fizik Ödülüne layık görüldü. Bu buluş, bugün modern fiziğin başlangıcı olarak anılmakta ve makro ölçekteki gerçeklikten mikro ölçekteki tuhaflığa geçişin eşiği kabul edilmektedir.

Planck sabiti, bir fotonun enerjisi ile ona eşlik eden elektromanyetik dalganın frekansı arasındaki bağıntıdır diyebiliriz.

Aşağıdaki tabloda, yıllar geçtikçe Planck Sabiti Belirsizliğinin araştırmalarla ve gelişen teknoloji ile virgülden sonra kaç basamak daha küçüldüğünü görmek mümkün. Planck sabitinin en azından kilogramın mevcut tanımını karşılayacak belirsizlikte ölçülebilmesinin ardından kilogramın tanımının Planck Sabiti ile değiştirilmesine karar verilmiştir.

 

Planck Sabiti Nedir | Planck Sabiti Belirsizliği Tablosu

Planck Sabiti Nedir? | Planck Sabiti Belirsizliği Tablosu

 

Kilogram Tanımının Değişmesi Günlük Hayatımızı Etkileyecek Mi?

Hayır etkileyemeyecek.

Benim gibi tartıya çıkıp istediği kiloyu göremeyenler için üzücü bir haber ama kilogramın planck sabiti ile tanımlanması günlük hayatta ağırlık için okuyacağımız değerleri etkilemeyecek. Ama moraliniz düzelecekse şunu söyleyebilirim. Şu an ki ağırlığınız her bir kilogramından, 50.000 ‘de biri kadar ağırlığı düşebilirsiniz. Sevinebiliriz. Diyet işe yaramış!

Yeni tanım ileri teknolojilerin yer aldığı bilimsel hesaplamalarda, uzay teknolojisinde, çok hassas kütle ölçümlerine ihtiyaç duyulan eczacılık gibi faaliyet alanlarında ya da kilogram biriminin etkilediği diğer ölçü birimlerinde etkili olacak.

 

Bizi takip ederek, sosyal medyada paylaşımlarda bulunarak, fikirlerinizi yorum bölümünde bizimle paylaşarak katkıda bulunabilirsiniz. Umarım yararlı bir içerik olmuştur.

Takipte kalmanız dileğiyle…

 

Kaynaklar:

  • Bilim ve Teknik Dergisi Şubat 2019 Sayısı
  • https://www.bipm.org/utils/en/pdf/si-mep/MeP-kg-2018.pdf
  • https://www.nist.gov/si-redefinition/kilogram-introduction

Yorum Yapmak İster Misiniz?

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.