EKSİ SONSUZLA ARTI SONSUZ ARASINDA

Gözleyebildiğimiz evrende bir trilyon galaksinin olduğu varsayılıyor. Her bir galaksinin yüz milyarlarca yıldız içerdiği, yıldızların da çevresinde birçok gezegenin döndüğünü düşünürsek nasıl bir büyüklükten söz ettiğimizi anlayabilirsiniz. Büyüklüğü hakkındaki "rivayetler"in muhtelif olduğu evren hakkındaki bilgilerimiz son derece kısıtlı. Henüz çok yeniyiz bu konuda. Fosili bulunan en eski homo sapienin 300 bin yaşında olduğunu düşünürsek 4,6 milyar yaşındaki Güneşi, 13,7 milyar yaşında olduğu ileri sürülen evreni anlamak için kat etmemiz gereken uzun yola henüz başladığımızı anlayabiliyoruz. Bir de 300 bin yılın son 64 yılında uzaya bir araç gönderebildiğimizi bilelim. Bilelim de öyle uluorta atıp tutarsam bana inanmayın yani.

Evrenin büyüklüğüyle ilgili bu bilgi notundan sonra asıl konuya gireyim. İnsanı yani bizi sıfır noktası olarak alsak ve bizden evren büyüklüğüne giden çizgiye artı sonsuz desek.

Yine sıfırdan yani bizim büyüklüğümüzden en küçüğe giden çizgiye eksi sonsuz desek. Hangi çizgi daha uzun olurdu acaba?

Bu yazının konusu işte bu olacak.

Demokritos: Trakya'nın Abdera kentinde M.Ö. 460 civarında doğdu, ancak tam olarak hangi yıl olduğu hakkında anlaşmazlıklar vardır. Metinlerde sıklıkla birlikte bahsedildiği için, tam katkılarını akıl hocası Leucippus'un katkılarından ayırmak zordur. Leucippus'tan alınan atomlar hakkındaki kuramsal düşünceleri, bazılarının Demokritos'u diğer Yunan filozoflarından daha çok bir bilim insanı olarak görmesine neden olan 19. yüzyıl atomik yapı anlayışına geçici ve kısmi bir benzerlik taşır; ancak fikirleri çok farklı temellere dayanıyordu. Antik Atina'da büyük ölçüde görmezden gelinen Demokritos'un Platon tarafından o kadar beğenilmediği söylenir ki, Platon tüm kitaplarının yanmasını diledi. Yine de, kuzey doğumlu filozof Aristo tarafından iyi biliniyordu ve Protagoras'ın öğretmeniydi.

Her şeyin başı atom

Atom, evrendeki tüm maddenin kimyasal ve fiziksel niteliklerini taşıyan en küçük yapı taşıdır. Evren derken tabii ki bilinebilen evreni kastediyorum.

Atomun sözcük anlamı bölünemezdir. Yunanca bu anlama gelen atomos sözcüğünden türemiştir. Atomos sözcüğünü ilk kez kullanan ise (M.Ö. 440'lı yıllarda yaşamış) Demokritos'tur. Atomu çıplak gözle görebilmek imkansızdır. Ancak atom mikroskobu ile görülebilir.

Atomu bize, 1960'lı yıllarda, okullarda maddenin bölünemeyen en küçük parçası olarak okutmuşlardı. "Parçalandığı zaman atom bombası oluyor" derlerdi. Atomla ilgili bu kadarcık bilgiye sahip bir öğretmenler kuşağının eğittiği öğrenciler kuşağıyız biz. Yani bilimsel bilgimiz çok sınırlıydı, çünkü eğitmenlerimizinki de sınırlıydı.

Öğretmenlerimizin eğitimleri ilkeldi. Batıda lisans eğitiminin üstüne lisansüstü eğitim ve hatta doktora yapmış olanlar öğretmenlik yaparken bizde eğitim enstitüsünden mezun olmuş genç öğretmenler çocuklara eğitim veriyordu. Öğretmenlik düşük puanla girilen okulların mezunlarına kalıyordu yani. Üstelik bu gençler de en son bilimsel bilgilerle değil, hiçbir değişime uğramamış elli altmış yıllık bilgilerle dolu ders kitaplarını ezberleyerek çıkıyordu okullardan. Ne biliyorlarsa onu öğretiyorlardı.

Bu yüzden Türkiye'de yaşayanların çoğunluğu  matematikten, fizikten, kimyadan, biyolojiden, jeolojiden, astronomiden nefret eder, çünkü bu konuların ders kitapları insanı bezdiren cinstendir. Gençlerde okuma hevesi uyandırmak için değil onları bu konulardan soğutacak biçimde yazılmıştır. Ben yukarıdakilere tarih ve coğrafyayı eklemek isterim. Bu iki devasa konuyu içeren kitaplar da öğrencilerde merak uyandırıp daha çok okumaya değil, nefret uyandırıp soğutmaya göre ayarlanmıştı sanki. Hele tarih... hamaset dolu cümleler, bilgi içermeyen uyduruk cümleler... tarih dersleri kahramanlık destanlarıydı sanki, gerçekten uzak, hayal dünyasına açık, ırkçı tanımlamalar ve nefret söylemleriyle doluydu. İlgimizi çekmemesi çok doğal.

Neyse konumuz atoma dönelim çünkü bizim kuşak bu konularda çok dertli, söyleyecek çok sözümüz, dertlenecek çok derdimiz var...

Atom çekirdeği: Proton (kırmızı) ve nötronlardan (mavi) oluşan atom çekirdeği modeli. Bu gösterimde proton ve nötronlar birbirine bağlı küçük toplara benzemektedir fakat gerçekte (modern çekirdek fiziğinden anlaşılacağı üzere) çekirdek bu şekilde açıklanamaz. Kuantum fiziği açısından değerlendirildiğinde doğru bir şekilde açıklanabilir.

Atom nedir?

Bir atomda, çekirdeği saran negatif yüklü bir elektron bulutu vardır. Çekirdek ise pozitif yüklü  protonlar ve yüksüz nötronlardan oluşur.

Bir atomun çapı, elektron bulutu da dahil olmak üzere yaklaşık 10^-8 cm. civarındadır, yani santimetrenin 100 milyonda biri kadardır. Atom çekirdeğinin çapı ise 10^-13 cm. kadardır, yani santimetrenin on trilyonda biri kadardır. Çekirdeğin büyüklüğü atomun ancak yüz binde biridir. Atom çekirdeğinin atomun içinde kapladığı alanın küçüklüğünü hayal edin.

Biraz önce atomun üç temel parçacıktan meydana geldiğini söyledik, elektron, proton ve nötronlar. Tüm elementlerin atomlarında bu üç element kesinlikle bulunur ancak hidrojen-1 atomunda nötron bulunmaz.  Bu tek istisnadır.

Negatif yüklü elektronun kütlesi 9x11^-31 kg.dır. Yani bir bölü çizgisi çekin üzerine 9 yazın, altına da 11 yazın ve yanına 31 tane sıfır koyun. Yani 110 nonilyonda 9 kg.

Pozitif yüklü protonun kütlesi ise 1,6726^-27 kg.dır. Elektronun kütlesinin 1836 katıdır.

Nötronun kütlesi  ise 1,6929^-27 kg.dır. Yani proton ve nötronun kütlesi birbirine yakındır.

Proton ve nötronlar standart modele göre kuarklardan oluşur.

Yani daha da küçükler var.

Proton ve nötronların tümü çekirdektedir.

Bir karşılaştırma yapalım mı?

Dünya 5.97237×10²⁴ kg. ağırlığındadır. Yani 1000 milyon kere katrilyon insan ancak bir Dünya ağırlığına erişebiliyor. Bir insanın yaklaşık 60 kg. olduğunu varsaydım.

Şimdi Dünya-insan ağırlık karşılaştırmasını, proton ve nötron ağırlığıyla kıyaslayın. İnsan ağırlığının Dünya ile kıyaslanması nötronun ağırlığının insan ağırlığıyla kıyaslanması yanında daha anlaşılır kalıyor.

Ne kadar uçuk değil mi? Atom ve onun altındaki evren, atom üstü evrenle galiba aynı. Yani atomu göremiyoruz zaten bir de onun altında göremediğimiz, ancak teleskoplarla görebildiğimiz evrenden daha büyük bir evren var.

Fisyon ve füzyon

Atom çekirdeğinin bölünmesine fisyon, iki atom çekirdeğinin büyük bir güçle bir araya getirilip birleştirilmesine ise füzyon denir. Her iki reaksiyonda da muazzam bir enerji açığa çıkar. Fisyon işleminde kullanılan madde uranyumdur. Çünkü uranyum atomu en ağır atomlardan biridir yani çekirdeğinde çok sayıda proton ve nötron bulunur. Uranyum çekirdeğine büyük bir hızla nötron gönderilirse çekirdek çok kararsız bir hale gelir yani içindeki nötron ve proton sayısı denge halindeyken fazladan gelen bu nötron ile denge bozulur.

Çekirdek yeniden dengeyi bulmak için fazla gelen enerjiyi yayarak parçalara bölünmeye başlar. Bir yandan da ortaya çıkan enerjinin etkisiyle içindeki parçaları çevreye fırlatmaya başlar. Fisyon parçalanma nükleer  santrallerde enerji üretmek için ve atom bombalarının yapımında (tabii öldürmek için) kullanılır. Fisyon parçalanma sonucunda çok yüksek sıcaklığa ve radyasyon açığa çıkar.

Füzyonda ise çok hafif iki çekirdek birleştirilerek daha ağır bir çekirdek elde edilir. Bu sırada oluşan bağ enerjisini kullanmak amaçlanmıştır. Örneğin yıldızımız Güneş'te sürekli olarak füzyon tepkimesi oluşur. Hidrojen bombası da böyle bir tepkime sonucunda ortaya çıkar.

Keşke her buluşu insanlığın yararı için kullansak... Ama kullanmıyoruz.

Fizikçiler atomu parçalamanın mümkün olduğunu keşfettiklerinde bunun Hiroşima ve Nagazaki'nin üzerine atılacak bir bomba haline getirileceğini sanırım bilmiyorlardı. Bilseydiler yaparlar mıydı? Bilimin böyle keskin kılıca benzeyen iki yüzü var. Birini keşfedersen diğerini de kaçınılmaz olarak keşfetmiş oluyorsun. İnsan denilen yaratık ne yazık ki kendi yararına olacak keşifleri derhal başka insanların zararına neden olacak biçimde kullanma yolunu seçiyor.

Neyse yeni yılın ilk gününe böyle "derin" bir konuyla girdiniz işte, ne çok bilgi edindiniz düşünsenize, hadi gene bana dua edin... Günlük yaşamda "bu kadar gerekli olacak bilgileri" başka nasıl edinebilirdiniz değil mi? Herkese sağlıklı geçecek yeni bir yıl diliyorum.

Ben Metin Gülbay, herkese keyifli bir haftasonu dilerim.
Kaynak: https://tr.wikipedia.org/wiki/Atom