İşitmenin Düşündürdükleri

Scientific American’dan

Mehmet Akif Baysal

İç kulak hassasiyeti üzerine yapılan ölçmeler, işitme hadisesinin harikuladeliğini bir kere daha ortaya koydu. Elde edilen neticelerde sinir hücreleri çevresindeki mikroskobik kirpiklerin kulağa, mekanik titreşimleri almada santimetrenin milyonda biri kadar hassasiyet kazandırdığı anlaşıldı. Buradan hareketle ilim adamları, duyulabilecek en düşük ses sinyalinin (kulak zarında mekanik enerjiye çevrilip orta kulaktaki kemikçikler yardımıyla iç kulaktaki salyangoz sıvısına geçirildikten sonra) 1 watt’ ın milyonda birinin milyonda biri kadar olduğunu hesapladılar.

William Bialek ve AlIan Schweitzer bir dergide yaptıkları açıklamada, bu gibi sinyallerin duyulabilmesinin çok zor olduğunu söyledikten sonra, bunun sebebini sinyalin salyangoz sıvısında iletilirken “kuvantum gürültüsü” denen çok zayıf kuvvetlerin tesirine bağladılar. Kuvantum seviyesinde yapılan ölçmelerde, ölçülecek miktarın çok küçük olması ve bu sebeple ölçme aletinin bu miktar üzerine tesirinin artmasıyla hassasiyet elde edilemez. Halihazırdaki bu gürültü ancak en hassas dedektörlerle, bazı şartların sağlanmasından sonra farkedilebilmiştir. Ayrıca termal gürültü denen bir diğer tip gürültü de bu tesiri azaltmaktadır. Termal gürültü sıcaklığın sebep olduğu serbest molekül hareketinden kaynaklanmaktadır. Eğer sıcaklık fazlaysa daha çok enerjiye sahip moleküllerin hareketi ve titreşimlerinden dolayı termal gürültü de artmaktadır.

Bu iki tip gürültünün enerjileri iç kulaktaki sıcaklık göz önüne alınarak karşılaştırıldığında çok şaşırtıcı bir sonuç görülmüştür. Çünkü termal gürültü, kuvantum gürültüsünden 10 milyon kez daha kuvvetli çıkmaktadır. Bu durumda kirpikler, böyle kuvvetli bir termal gürültünün ortasında kuvantum gürültüsü seviyesindeki sinyalleri nasıl alabilmektedir?

Aynı ilim adamları çalışmalarının neticesinde güzel bir teori ortaya koydular. Teori şöyleydi: Bulunduğu sistemle termodinamik denge halinde olan bir dedektörün yapacağı ölçmelerde sadece (sistemin sıcaklığından ileri gelen) termal gürültü seviyesinin üzerindeki sinyaller ayırdedilebildiğine göre; kirpiklerin daha düşük sinyalleri alabilmesi için vücut sıcaklığındaki çevresi ile denge halinde olmaması gerekir. Bunun sağlanabilmesi için yankılarla güçlenen bir mekanizmanın herhangi bir termal etkiyi yok edecek şekilde kirpikleri titreştirmesi gerekmektedir. Böyle bir sistem tamamen mutlak sıfır noktasındaki (-273 ° C, termal hareket ve dolayısıyla gürültüsünün olmadığı nokta) denge durumunun özelliklerini gösterecektir. Böylece termal gürültü hissedilmeyeceğinden ondan çok düşük seviyedeki sinyaller farkedilebilecektir.

Odasının bir köşesinde uçan sineğin, kulağına gelen ufacık tesirinden rahatsız olabilen insanın, kulağının içinde vücut sıcaklığından dolayı uçan, çarpışan milyarlarca molekülün ses tesirini hissetmemesi, bunu sağlayacak muhteşemlikte bir mekanizmanın ancak kâinatın mimarı Allah (C.C.) tarafından koyulabileceğini bize apaçık gösteriyor. Bu mükemmel mekanizma sayesindedir ki işitmemiz gerekenleri işitiyoruz.