Büyük K’nın serüveni

16 Kasım 2018 tarihinde Uluslararası Ağırlıklar ve Ölçüler Bürosu, Uluslararası Birimler Sistemi’ni (SI) gözden geçirmek amacıyla 26.’sı düzenlenen Ağırlık ve Ölçüler Konferansı’nda bir araya geldi. Konferansın sonuncunda, 60 üye ülkenin oylamasıyla 7 temel ölçü biriminin 4’ünün tanımı değişti. Kütle birimi olan kilogram da bunlardan bir tanesi. Sürecin temel noktalarını açıklamadan önce kilogramı ve tarihini yakından tanıyalım.

Kilogram nedir?

Bir santimetre küp suyun, buzun erime sıcaklığında bulunduğu ağırlık olarak tanımlanan gram, kilogram tanımının temelini oluşturur. Yunanca bin anlamına gelen khilioi kelimesinin Latince grammadan gelen ve küçük ağırlık anlamına gelen gramın önüne eklenmesiyle ortaya çıkmış olan kilogram kavramı ilk kez Fransa’da kullanılmaya başlandı. 16. Louis’nin bir grup bilim insanını yeni bir ölçü sistemi geliştirmesi için görevlendirmesiyle başlayan bu süreç, Fransız Devrimi sonrasında kilogramın kendi tanımının fiziksel karşılığı olan bir prototipe bağlanmasıyla sonuçlandı. 1875’de kilogram olarak tanımlanan kütle birimi, “arşivlerin kilogramı” olarak adlandırılan ve insan yapımı tam bir kilograma karşılık gelen bir nesneye göre şekillendirildi.

Bir kilogramın karşılığı olarak kabul edilen ve Le Grand K olarak da bilinen Uluslararası Kilogram Prototipi (IPK) korunma amacıyla üç cam fanusun altında bir kasada saklanır, BIPM izniyle.

Kilogram prototipi nedir?

Kütle birimi kilogramın tanımı 1889 yılından itibaren maddesel bir ölçüte bağlı olarak yapılıyor. Uluslararası Kilogram Prototipi (IPK) olarak adlandırılan, %90 platin ve %10 iridyum alaşımından oluşan, silindirik yapıda, insan yapımı bir nesneye göre ölçütü sağlanan kilogram, yüz yılı aşkın süredir dünyadaki bütün diğer kilogram ölçümlerinin referansı olarak kullanılıyor. Fransızların “Le Grand K” yani “Büyük K” olarak adlandırdıkları bu temel referans kilogramı ise, kimsenin göremediği bir ortamda, Pavillon de Breteuil’de, yüksek güvenlikli ve izole bir ortamda muhafaza ediliyor.

Bu silindir, Uluslararası Kilogram Prototipinin (IPK) birebir kopyasıdır. Maryland'deki Gaithersburg, Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü'nde saklanan bu özel kopya, Amerika Birleşik Devletleri'ndeki tüm ağırlık kalibrasyonlarının temelini oluşturur.


Uluslararası Kilogram Prototipi (IPK) referans alınarak üretilen numaralı prototipler diğer ülkelere gönderiliyor. Örneğin Türkiye 54 numaralı prototip kilograma ev sahipliği yapıyor. Bu kilogram Tübitak Ulusal Metroloji Enstitüsü’nde muhafaza ediliyor.

Peki, bütün kopyaların doğruluğundan nasıl emin olunuyor?

İşte kilogramın tanımının değişim hikâyesi tam da burada başladı. Her kırk yılda bir farklı kurumlardaki prototipler Pavillion de Breteuil’e gönderilip, “en gerçek” kilogram olan  “Le Grand K” ile karşılaştırılıyordu. Bugüne kadar üç defa yapılabilmiş bu karşılaştırma işlemleri sırasında işler karıştı. Çünkü temel kilogram ile prototipler arasında farklar ortaya çıktı. Temel kilogramın zaman içerisinde bir tuz tanesi ağırlığına denk gelen 50 μg yani 50 mikrogram kadar ağırlık kaybettiği fark edildi.

Norveç'in Ulusal Kilogram Prototopini Paris’teki Ağırlık Konferansına Götürme Görevini Üstlenen Karakterin Yolculuğu Etrafında Şekillenen Film, “1001 GRAMS”tan Bir Görsel.

Neden tanımda değişikliğe gidiliyor? Kilogram eksik mi tartıyor?

Bir kilogram tuzu alırken bir tanenin eksik olduğunu bilmek hayatlarımızda pek bir şeyi değiştirmeyebilir ancak hassas ölçüm gerektiren laboratuvar merkezli deneyler, bilimsel çalışmalar, ilaç ve teknoloji sektörü gibi mikrogram farkların büyük değişikliklerle sonuçlandığı durumlar için bu değişiklik çok büyük bir anlam taşıyor. Kilogramın tanımında yapılacak değişiklikle eksik tartma durumunun önüne geçilmesi planlanıyor.

Küçük ama büyük bir değişiklik: Yeni tanımla ne değişecek?

Kilogramın güncel tanımının Uluslararası Kilogram Prototipi (IPK) olarak adlandırılan, platin ve iridyum alaşımından dökme, silindirik yapıda, insan yapımı bir nesneye göre referans alındığından bahsetmiştik. Yeni tanım ise kilogramın insan yapımı bir nesneye bağlanmasının yerine evrensel bir değer olan Planck sabiti cinsinden tanımlanmasını öne sürüyor.

“Planck sabiti de ne?” diye soruyorsanız, yalnız değilsiniz. Planck sabiti, adını fizikçi Max Planck’tan alır ve modern fizikte ışık hızıyla birlikte en önemli iki sabitten biridir. Planck sabiti (h) ışığın içerisindeki en küçük enerji parçacıkları olan fotonların enerjileri (E) ile frekansları (ν) arasındaki sabit orandır ve formülü E=hν olarak yazılır.

Yeni tanımla birlikte bilmemiz gereken en önemli nokta bu formülden de öte, kilogramın Planck adı verilen evrensel bir sabit ile belirleneceği aslında. Yapılacak bu değişiklikle yalnızca kilogramın değil, 7 uluslarası birimden 4’ünün tanımında değişikliğe gidilecek ve kilogram, amper, kelvin ve mol birimleri, evrensel sabitlerden sırasıyla Planck sabiti, elemanter yük sabiti, Boltzmann sabiti ve Avogadro sabiti cinsinden yeniden tanımlanacak. Böylelikle insan yapımı zamanla değişebilir referans noktaları yerine, evrensel olarak her koşulda aynı kalan sabitler kullanılacak.

Suna ve İnan Kıraç Vakfı Anadolu Ağırlık ve Ölçüleri Koleksiyonu’na yeni bir bakış!

Kilogramın tanımında yapılan bu değişiklik ağırlıkların başına gelen ilk değişiklik değil aslında. Yine de binyıllar boyunca farklı isimlerle karşımıza çıkan tartma sistemlerinin ne kadar köklü olduğunu anımsatır nitelikte. Fransa’da ortaya çıkan metrik sistemden çok önce, tarım ürünlerinin tartılması, arazilerin ölçülmesi ya da ticaret sistemlerinin standartlaştırılması amacıyla geliştirilen en erken tartı ve ölçü sistemlerinin örneklerine zaten rastlanıyordu. Mısır, Mezopotamya, Filistin ve Anadolu coğrafyaları bu ilk ağırlıkların şekillendiği coğrafyalar olarak karşımıza çıkar.

Koleksiyondan Erken İslam Dönemi Terazi Ağırlıkları.

Ticaret hayatının vazgeçilmez aracı olan terazi ve terazi ağırlıklarının ise MÖ 3. binden itibaren Yakın Doğu coğrafyasında kullanılmaya başlandığı söylenebilir. İlk ölçme ve tartma sistemleri bugün standardize ettiğimiz metrik sistemden uzak olsa da benzer bir endişenin ürünüydü.

Örneğin Mezopotamya, Filistin ve Anadolu’da kullanılan temel ağırlık sistemi mina birimi üzerinden tanımlanıyordu. 1 mina 60 şekel’e eşitti ve 1 şekel de 180 arpa tanesinin ağırlığına sahipti. Bugünkü kütle birimi kilograma da esas teşkil eden mina, günümüz metrik sistemine göre yaklaşık 500 g’a karşılık geliyordu.

Koleksiyondan Hayvan Biçimli Mezopotamya Ağırlıkları, MÖ 2-1. Bin.

Ticaretin doğuşundan itibaren, ağırlıkları doğada var olan bitkilere, hayvan formlarına yahut dini figürlere atfederek oluşturan uygarlıklar, yüzyıllar sonra 1875’te kilogram olarak tanımlanan kütle birimini, insan yapımı tam bir kilograma karşılık gelen bir nesneye göre şekillendirildi. Ancak bütün bu insan yapımı nesnelerin ne kadar iyi korunursa korunsun mikrogram seviyesinde de olsa değişebileceğini hesaba katmadı. Bu sebeple de zaman içerisinde yeni bir tanıma ihtiyaç duyuldu.

Tanrı ve Tanrı Formlu Kantar Ağırlıkları, Geç Roma ve Bizans Dönemleri.

Suna ve İnan Kıraç’ın ilk kez 1980’lerde oluşturmaya başladıkları Anadolu Ağırlık ve Ölçüleri Koleksiyonu prehistorik dönem, Klasik Dönem, Beylikler ve Osmanlı Dönemi ile Erken Cumhuriyet dönemi başta olmak üzere Anadolu’nun ev sahipliği yaptığı birçok uygarlığa ölçüler ve tartılardan oluşan yaklaşık 10.000 esere ev sahipliği yapıyor. Koleksiyon sergimizi kilogramın yeniden yazılan tarihiyle birlikte yeni bir bakışla gezmeniz dileğiyle!