Dünya'nın kendi ekseni etrafında döndüğünü gözler önüne seren dahi Fransız fizikçi Jean Bernard Leon Foucault, 18 Eylül 1819 tarihinde Fransa'nın başkenti Paris'te dünyaya gözlerini açtı. Kendi tasarladığı sarkaç ve jiroskop gibi çığır açan araçlarla bilim tarihine adını altın harflerle yazdıran bu vizyoner araştırmacı, tıp alanında başladığı kariyerini kan korkusu nedeniyle fizik yönüne kaydırarak insanlığa eşsiz bir miras bıraktı. Gökyüzü cisimlerinden ışık hızına kadar uzanan geniş bir yelpazede çalışan dahi bilim insanı, doğanın gizemlerini deneysel yöntemlerle aydınlatmayı başarıdı.
Tıp Eğitiminden Fizik Dünyasına Geçiş
Küçük yaşta büyük bir acı yaşayan Jean Bernard Leon Foucault, henüz on yaşındayken yayıncılık yapan babasını kaybetti. Bu büyük kaybın ardından annesinin himayesinde büyüyen genç Foucault, onun arzusuyla ilk olarak tđp fakültesine kaydoldu. Ne var ki anatomi derslerinde yüzleştiği kan görüntüsü onda aşırı bir korku uyandırdı. Bu psikolojik engel nedeniyle tđp eğitimini sürdüremeyeceğini anlayan Foucault, rotasını hızla fizik bilimine çevirdi. Dönemin saygın hekimlerinden Alfred Donné'un yanında üç yıl boyunca mikroskobik anatomi alanında asistanlık yaparak deneyim kazandı. Bu süreçte ünlü fizikçi Hippolyte Fizeau ile yolları kesişti. İki araştırmacı, güneş ışığının yoğunluğunu ortaklaşa incelediler. Foucault, aynı soyadını taşıyan ünlü sosyolog ve düşünür Michel Foucault ile sıklıkla karıştırılsa da, o 19. yüzyılın en üretken deneysel fizikçilerinden biriydi.
Işık Hızı Deneyleri ve Evrensel Başarılar
Deneysel çalışmalarına hız kesmeden devam eden başarılı fizikçi, ışık hızının ölçülmesi konusunda kritik adımlar attı. Fizeau ile birlikte yürüttüğü ortak çalışmaların meyvesi olan meşhur Foucault-Fizeau deneyini 1850 yılında hayata geçirdi. Bu önemli deney sayesinde, ışığın su gibi yoğun ortamlarda daha yavaş hareket ettiğini deneysel olarak kanıtladı. Bu çarpıcı buluş, Isaac Newton'ın hareket teorisinin ışık dalgaları için geçerli olmadığını ortaya koydu. Foucault, 1850 ile 1862 yılları arasında gerçekleştirdiği hassas ölçümlerle ışık hızının havadaki değerini saniyede 298 bin kilometre olarak belirledi. Elde ettiği bu netice, günümüzdeki modern ölçüm değerleriyle kıyaslandığında yalnızca yüzde bir oranında sapma göstermektedir.
Bunun yanı sıra, iki ayna arasına içi su dolu bir cam tüp yerleştiren Foucault, ışığın su içindeki hızının yaklaşık yüzde yirmi beş oranında düştüğünü saptadı. Bu sayede ışığın hızının, doğrudan yayıldığı fiziksel ortama bağlı olduğunu ispatladı. Araştırmalarının büyük bir kısmını prestijli Paris Gözlemevi'nde gerçekleştiren dahi isim, daha gelişmiş cihazlarla donatılmış özel bir laboratuvar kurmayı hayal ediyordu. Bu hayalini gerçekleştirebilmek için hemen sanayi sektörüne yöneldi. 1867 yılındaki sanayi fuarında, marangozluk ve dokuma makinelerinde kullanılmak üzere tasarladığı mekanik regülatörleri sergiledi. Bu ticari girişimleri sayesinde hedeflediği parayı kazansa da, sağlığı hızla bozulmaya başladı.
Dünyanın Kendi Ekseni Etrafındaki Dönüş Kanıtı: Foucault Sarkacı
Leon Foucault'yu kitleler nezdinde ölümsüzleştiren en popüler çalışması, 1851 yılında gerçekleştirdiği sarkaç deneyi oldu. Bir sarkacın asıldığı nokta değişse bile salınım düzleminin değişmediğini fark eden fizikçi, son derece özgün bir kuram geliştirdi. Bu kurama göre, yeterince uzun bir tel ucuna bağlı ağır bir cisim harekete geçirildiğinde, salınım yönü sabit kalacak ancak altındaki zemin, yani Dünya hareket edecekti. Yeryüzündeki gözlemciler Dünya ile birlikte döndükleri için, sarkacın salınım düzleminin yavaşça yön değiştirdiğini göreceklerdi. Bu dahi fikir toplumda büyük yankı uyandırınca, İmparator III. Napolyon deneyi Paris'teki görkemli kubbesiyle ünlü Pantheon binasında tekrarlaması için Foucault'ya özel izin verdi.
Pantheon'un merkezine 67 metre uzunluğunda çelik bir tel çeken Foucault, bu telin ucuna 28 kilogram ağırlığında bir demir küre monte etti. Kürenin en alt kısmına yerleştirilen sivri uç sayesinde, zemine serilen ince kum tabakası üzerinde salınım izlerinin takip edilmesi sağlandı. Deneyi izlemek için binada toplanan büyük kalabalık, titreşimleri önlemek adına derin bir sessizlik içinde beklemeye başladı. İlk başta herhangi bir değişiklik görülmese de, zaman geçtikçe kumun üzerindeki izlerin yavaşça yön değiştirdiği fark edildi. Sarkacın salınım düzlemi saat yönünde gözle görülür biçimde dönmekteydi ve tam turunu bir günde tamamlayacaktı. Bu tarihi an, insanlığın Dünya'nın kendi ekseni etrafında döndüğüne ilk kez doğrudan şahit olmasını sağladı.
Pantheon'daki bu özgün sarkaç hâlâ ilk yerinde asılıdır. Dünya genelinde bu düzeneğin çok sayıda kopyası vardır. Türkiye'de de bu bilimi yaşatan çeşitli Foucault sarkaçları mevcuttur. Ülkemizdeki bu düzeneklerin sergilendiği başlıca noktalar şunlardır:
- Ege Üniversitesi Rasathanesi
- Gaziantep Büyükşehir Belediyesi Gezegen Evi
- Bilkent Üniversitesi Fen Fakültesi Binası
- Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi Gözlemevi
- Ankara'da bulunan Maden Tetkik Arama Enstitüsü Müzesi
- Eskişehir Büyükşehir Belediyesi Bilim ve Deney Merkezi
- Isparta Belediyesi Halı, Kilim ve Etnografya Müzesi
Jiroskop Teknolojisi ve Bilimsel Mirası
Leon Foucault, 1852 yılında dönme eylemsizliği ilkesinden yola çıkarak jiroskop adını verdiği aracı geliştirdi. Bu cihaz, hızla dönen bir tekerlek yardımıyla kendi yönünü dış etkilere karşı güçlü bir biçimde koruyordu. Sarkaçta olduğu gibi jiroskop da Dünya dönerken yıldızlara göre dönme açısını sabit tutmaktaydı. Manyetik kutuplar yerine coğrafi yönleri gösteren cayropusulayı tasarladı. İlk olarak 1910 yılında Alman ordusu tarafının kullanılmaya başlanan bu teknoloji, günümüzde uzay ve havacılık sektörlerinde vazgeçilmez bir yere sahiptir.
Fizik dünyasına yaptığı bu üstün katkılar sayesinde 1862 yılında Légion d'Honneur nişanıyla ödüllendirildi. İki yıl sonra, İngiliz Kraliyet Akademisi üyeliğine seçildi. Ancak sanayi fuarındaki yoğun çalışmalarının ardından hızla ilerleyen multiple sklerozis (MS) hastalığına yakalandı. Sağlığı günden güne bozulan değerli bilim insanı, 11 Şubat 1868 tarihinde Paris'te 49 yaşında hayata gözlerini yumdu. Bilim dünyası onun anısını yaşatmak adına Ay'daki bir kratere Foucault krateri adını verdi. Ayrıca 22 Mart 1984'te keşedilen 5668 numaralı asteroit de onun adıyla anılmaktadır.