Bölüm 16d- Şimdi atom-altı-öğeler aleminin doğal sistemi oluşturmasındaki gizemli öğelerden en önemlisini görelim: 

Prof. Dr. İsmet GEDİK

Doğada “universal fine-structure-constant = evrensel hassas-doku-sabiti” olarak tanımlanan yaklaşık 1/137 değerli bir sabit değer vardır. Peki neden 1/137?


Atom-altı-öğeler iki farklı davranışlı gruba ayrılırlar: FERMİYON ve BOSON (bozon). Fermiyonlar madde oluşturuculardır; aynı anda aynı yerde bulunamazlar ve hep farklı yerler işgal etmek zorundadırlar.


Bozonlar ise, fermiyonlara nasıl davranacakları bilgisini veren kuvvet-aktarıcılardır, kuvvet-alanı oluşturuculardır, üst-üste gelip, güçlerini, şiddetlerini artırabilirler.


Fermiyonlar madde oluşturuculardır; aynı anda aynı yerde bulunamazlar ve hep farklı yerler işgal etmek zorundadırlar.

Yani oluşturulan bilgiye göre davranmak dürtüsü, varlıkların en içlerindeki kuantsal öğelerde mevcuttur ve tüm diğer üst-sistemlerde de bu temel davranış devam ettirilir.

Fine-structure-sabiti, Sommerfeld tarafından 1916 ortaya atılan bir değerdir. Elektronların çevreleriyle etkileşim sağladıkları foton alış-verişleri için gerekli elektromanyetik güç değişim miktarını belirtir.

Örnekler: 

—- Hidrojen atomunun merkeziyle, çevresindeki elektron arasındaki mesafeye Bohr-radius = Bohr-yarı-çapı denir. Bu çapın, elektronun yarı çap değerine oranın kare-kökü 1/137 dir.

— Bir elektronun bir foton gönderecek derecede enerji depolama eşiği  1/137 dir.

— Pozitif yüklü çekirdek ile negatif yüklü elektronlar arasındaki etkileşim foton denilen etkileşim faktörüyle düzenlenir.  Bu elektromanyetik etkileşim, güçlü etkileşimin 1/137 si kadardır. 

— En temel enerji-alış-veriş öğesi olan Planck öğesinin, proton yüküne oranının karekökü de 1/137dir.

— Hidrojenin potansiyel enerji yükü 27.2 eV; normal durumdaki elektronun enerjisi ise 0.511 keV’dur. Bu iki değerin oranının kare kökü de 1/137’dir.

Kısa ömürlü ve hareketli öğelerden oluşan kuantsal alemi 138 birimli bir temel olarak düşünürsek, bu 138 birimin  137 birimi “strong-force = güçlü-kuvvet” adı verilen bir etkileşim sistemine tahsis edilmiştir. Geriye kalan 1 birim, tüm yapılaşmalarda kullanılacak enerji miktarıdır.

Yani doğadaki enerjinin binde 992si atom-çekirdeği oluşturma sistemine ayrılmış, geriye kalan binde 8lik kısım da tüm diğer etkileşimlere kalmıştır. Bu kalan kısmın da yine yüzde 99dan fazlası elektromanyetik sisteme ayrılmıştır.

 O nedenle her yerde bu sabit oran geçerlidir.

Doğadaki enerjinin sadece 1 birimlik kısmı elektro-manyetik kuvvete tahsis edilmiştir. (Zayıf-etkileşim, bu iki kuvvet türünün milyonda biri mertebesinde olduğundan dikkate alınmaz. Gravite kuvveti ise trilyonlarca kat daha küçüktür.)  Yani doğayı etkileyen-yönlendiren kuvvet sistemlerinin oranı yaklaşık 1/137 olmaktadır.

1/137 sabit ve evrensel ölçekte geçerli bir etkileşim katsayısıdır. Fine-structure-constant olarak bilinir. Elektronlar bu etkileşim faktörü nedeniyle asla çekirdekteki protona yaklaşamazlar.  Yani bu sabit değer evrendeki tüm elektro-manyetik olaylarda etkili bir sabit değerdir.

Astrofizikçi Fred Hoyle ve diğerleri, 1950’lerde, yıldızlar içindeki reaksiyonlarda da bu sabit değerin dikkate alınarak reaksiyonlara girdiklerini; Daha büyük veya küçük değerler söz konusu olduğunda karbon, oksijen, vs gibi atomların oluşamayacaklarını; Dolayısıyla böyle bir sabit değer olmasa, yaşadığımız doğal sistem hayatının mümkün olamayacağını hesaplamışlardır (Nath 2015).

Jeolojik ve astrofiziksel verilere göre tasarlanan zaman olgusu, evrenimizin başlangıcında her şeyin enerjiye dönüşmüş olduğunu göstermektedir. Madde dediğimiz tüm varlıklar parçalanmışlar ve atom-altı-öğelere dönüşmüşlerdir.

Moleküller, atomların çevresindeki elektronların ortak kullanılmalarıyla oluşurlar.  Yani elektronlar olmazsa, moleküller oluşturulamazlar.

Moleküller parçalanıp, atomlar tek-tek izole edildiğinde, atom-çekirdekleri ortaya çıkar. Elektron halesinden yoksun bir çekirdeğin boyutu 1-2 femtometredir. 1 femtometre, milimetrenin trilyonda biri kadardır (10-15 m). Halbuki çevrelerinde elektron halesi olan atomlar (yani molekül yapıcılar) 100.000 femtometre’den büyüktürler.

Atom-çekirdeği boyutu ile çevresindeki elektron halesi boyutu arasında 1 milyonluk fark vardır. Atom çekirdeği İstanbul’daki Kızkulesi tepesinde bir portakal ise, çevresindeki elektron Büyükada’daki bir toplu-iğne ucudur.


Adsız.pngŞekil 58:Atomlardan moleküllere geçişte muazzam bir genişleme ortaya çıkar ve yanlışlıkla “Big-Bang” olarak adlandırılır. Aslı “Büyük genleşmedir”


Proton veya nötron gibi atom-altı-öğeler femtometre boyutludurlar: 10-15m .  Atom dediğimiz kimyasal elementler ise, nanometre boyutundadırlar: 10-9m . Dolayısıyla atom-altı-öğelerden atomlara geçişte bir milyon katlık bir hacim artışı söz konusudur. Doğadaki 1080  civarında atom-altı-öğesini 1 milyon ile çarptığınızda ortaya çıkacak genleşmeyi tasarlayabilir misiniz?

Atom-çekirdeği çok küçük boyutlu olduğundan, çevresindeki hiçbir şeye çarpmadan ışık-hızıyla hareket edebilir; ama bizlerim madde olarak algıladığımız şeyler devasa balon gibi şişmiş olduklarından, çok ama çok yavaş hareket ederler.

Yani madde dediğimiz varlıklar sabun-köpüğü gibi boşluksu bir yapıdadırlar. Maddenin temel kütlesi (protonların bulunduğu yer olan) atom-çekirdeğindedir. Molekül oluşturmak için gereken ikinci bir atomla arasında böyle muazzam bir boşluk vardır. Ve molekül oluşturacak atomları birbirlerine bağlayanlar ise elektronlardır.

Güçlü-etkileşim sadece atom çekirdekleri içinde etkilidir. Atom çekirdekleri de bir-kaç femtometre gibi çok küçük boyutlu olduklarından, çok ama çok dar alanlarda etkili olurlar. Bizlerin yaşamını etkileyip yönlendiren elektromanyetik kuvvet ise, çok daha geniş alanlarda etkilidirler.

Şimdi kuvvet dediğimiz varlıkları birbirine çeken veya iten faktörün, çok farklı etki alanlarına sahip olduklarını tasarlayabilirsiniz. Bir hücrenin içindeki atomlar ve moleküller birbirleriyle etkileşirken yapıcı veya yıkıcı bir faktöre gereksinim olduğunda, sadece atom-çekirdeği içinde (bir femtometrelik bir alanda) değişim-dönüşümlerle gerekli düzenleme yapılabilmektedir.

Atom-altı-öğelerden atomlara-moleküllere geçildiğinde evrensel sistemin, muazzam bir genleşmeye uğraması kaçınılmazdır. 3° kelvin radyasyonu bu genleşme sonucu oluşan soğuma sonucudur.

İşte evrenin genişlemesi, atom-altı-öğeler aleminden atomlar alemine geçişte gerçekleşen bu 1 milyon katlık genleşmedir. Bu genleşmenin evrendeki 10 üzeri 80 kadar atom-altı-öğede gerçekleştiğini düşünürseniz, genleşmenin ne kadar büyük olduğunu tasarlaman daha kolay olur.

Zaman kavramının bilgi oluşumuyla bağlantılı olarak gerçekleşen değişim-dönüşümler olduğunu bilmeyen fizikçilerin, böyle bir genleşmeyi nasıl açıklayacaklarını tasarlayın: Büyük bir patlama oldu ve evren genleşmeye başladı ve soğudu; bu soğumanın sonucu da 3 derece Kelvin radyasyonu (Cosmic Microwave Backgrond = CMB) olarak günümüzde bile hala evrende mevcut!

E= mc2 formülüyle ifade edilen Atom enerjisi neden çok önemlidir?

Önemlidir çünkü 1 gramlık bir maddenin içinde 900,000,000,000,000,000,000,000.0 erg kadar enerji vardır. Bu kadar enerji 100 watt’lık bir ampulün 30.000 yıl boyunca yaydığı enerjiye eşittir. Yani 1 gram madde o kadar enerji içermektedir.

Şimdi doğadaki sistemin varlıkları oluşturmak için ne kadar büyük bir yatırımda bulunduğunu tasarlayabilir misiniz?

Evrensel sistem harici bir güç sistemince yaratılmış mıdır? Yoksa içten içe, bilgi oluşturularak mı geliştirilmektedir? Biraz düşünün.

Bir Cevap Yazın

Please log in using one of these methods to post your comment:

WordPress.com Logosu

WordPress.com hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap /  Değiştir )

Twitter resmi

Twitter hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap /  Değiştir )

Facebook fotoğrafı

Facebook hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap /  Değiştir )

Connecting to %s

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

%d blogcu bunu beğendi: