ATOMU BİRARADA TUTAN PARÇALAR

Gözle görülmeyecek kadar küçük parçacıkların nasıl olup da bir boşlukta düzenlenerek atomu oluşturabildikleri önemli bir sorudur. Bu parçacıklar, atomu çok özel bir tasarım ile meydana getirmektedirler. Bu tasarımın en önemli özelliklerinden biri, parçaların birbirlerini itmelerini ve çekmelerini sağlayan temel kuvvetlerin varlığıdır. Bu temel kuvvetler, atmosfer basıncından dünyanın yörüngesine kadar evrendeki tüm hassas dengeleri kontrol altına aldıkları gibi, atomu oluşturan parçacıklar üzerinde de etkilidirler. Bu dört temel kuvvet; Güçlü Nükleer Kuvvet, Zayıf Nükleer Kuvvet, Yerçekimi Kuvveti ve Elektromanyetik Kuvvet'tir.

Bu kuvvetler öylesine hassas bir orana sahiptirler ki, bu orandaki en küçük bir değişiklik, canlılığın yok olmasına, gezegenlerin birbirleriyle çarpışıp birer toz bulutu haline gelmesine ve dolayısıyla evrenin silinip gitmesine neden olabilir. Örneğin Yerçekimi Kuvveti biraz farklı olsa, yıldızların sabit konumu etkilenecek, yıldızlar ya birbirlerinden uzaklaşarak uzay boşluğunda başıboş dolaşacaklar ya da birbirlerine gitgide yakınlaşarak çarpışacaklardır. Dört temel kuvvet, devasa boyutlar için olduğu kadar en güçlü mikroskoplar altında bile zorlukla görülebilen mikro alemler için de denge sağlayacak kusursuz oranlarla yaratılmışlardır. Her bir kuvvet, evrende üstlendiği görevi yerine getirebilmek için planlanmış özel bir tasarımın ürünüdür. Bu tasarım ise, en küçükten en büyüğe kadar her varlığı kusursuzca yaratan Allah'a aittir. Allah, yerde ve gökte en küçükten en büyüğe kadar herşeyin bilgisine sahip olduğunu bir ayette şöyle bildirmektedir:


 

... Göklerde ve yerde zerre ağırlığınca hiçbir şey O'ndan uzak (saklı) kalmaz. Bundan daha küçük olanı da, daha büyük olanı da, istisnasız, mutlaka apaçık bir kitapta (yazılı)dır." (Sebe Suresi, 3)


 

Bu kuvvetlerden Güçlü Nükleer Kuvvet, atomun içinde son derece büyük ve önemli bir denge sağlar. Normal şartlarda atomun içinde protonların birbirlerini itmeleri ve mümkün olduğunca birbirlerinden uzaklaşmaları gerekmektedir. Çünkü protonlar artı yüklüdürler ve aynı yükler birbirlerini daima iterler. Ancak evrende var olan Güçlü Nükleer Kuvvet sayesinde protonlar, yüksüz olan nötronlarla birlikte çekirdekte birbirlerine kenetlenmiş haldedir. Bir başka deyişle Güçlü Nükleer Kuvvet, protonları birarada tutarak atomun merkezindeki çekirdeği oluşturur. Bu gücün şiddetini anlayabilmek için atom bombasının meydana getirdiği etkiyi düşünmek yeterlidir. Bu bomba, atom çekirdeğine bir parçacık -genellikle nötron-, fırlatılması ile çekirdeğin parçalanması sonucunda oluşmaktadır. Çekirdek parçalandığında, çekirdekteki proton ve nötronları birarada tutan kuvvet açığa çıkmakta, karşısına çıkan her canlıyı "kül" haline getiren ve radyoaktif etkisi yıllarca devam eden benzersiz bir güç oluşmaktadır. Bu, sadece, gözle görülmeyen bir atomun içine gizlenmiş olan ve karşısındaki insanları aciz ve savunmasız bırakan bir kuvvettir. Çekirdeğe etki eden söz konusu Güçlü Nükleer Kuvvet öylesine dengelidir ki, evrenin oluşumundan beri maddenin var olması ve aynı zamanda bir denge içinde varlığını sürdürmesi için en uygun değere sahiptir. Eğer söz konusu kuvvet biraz daha güçlü olsaydı proton ve nötronlar birbirlerinin içine geçerlerdi. Eğer biraz daha az olsaydı, bu parçacıklar birbirlerinden ayrılıp uzaklaşırlardı. Bu durumda canlı veya cansız varlıklardan, Dünya, Güneş veya evrenden kuşkusuz söz edilemezdi. 

 

Atomları kararlı ve dengeli bir yapıda tutmaya yarayan bir diğer güç ise Zayıf Nükleer Kuvvet'tir. Özellikle içinde fazla sayıda nötron ve proton olan atomlar için önemli olan bu kuvvet, atomun içinde bir nötronun protona dönüşmesi gibi bir durumda atomun parçalanmasını engellemektedir. Bu son derece önemli bir önlemdir, çünkü hatırlanacağı gibi atomun parçalanmasının anlamı bir atom bombasının oluşmasına neden olan gücün açığa çıkmasıdır. Bazı atomlarda kontrolsüzce meydana gelebilecek bu durum büyük bir tehlikedir ve Zayıf Nükleer Kuvvet'in etkisi sonucunda ortadan kalkmaktadır. 

 

Atomun içinde Güçlü ve Zayıf Nükleer Kuvvetler'in, proton veya nötron kadar etki etmediği bir parçacık vardır: Elektron. Elektronun diğer parçacıklar kadar etkilenmemesinin nedeni diğerlerine göre çok daha küçük olmasıdır. Elektronların, çekirdeğin çevresindeki yörüngelerinden ayrılmadan dönmelerinin nedeni, onlara etki eden Elektromanyetik Kuvvet'tir. Elektron, sahip olduğu eksi elektrik yükü nedeni ile, artı yüklü çekirdeğin çevresinde hiç durmadan döner. Dönüşü sırasında ortaya çıkan merkez kaç kuvveti, Elektromanyetik Kuvvet ile dengelenir ve böylece elektron yörüngede kalır. Elektromanyetik Kuvvet'in hassas değeri ise elektronların çekirdeğe yapışmalarını veya çekirdekten tamamen uzaklaşmalarını engellemektedir. İşte "atom"un yapısı bu şekilde oluşur. 

 

Molekülleri tanıyabilmek için büyük bir öneme sahip olan elektronlara geçmeden önce, atomun şimdiye kadar kısaca anlattığımız yapısı hakkındaki detaylar üzerinde biraz düşünelim. Şu ana kadar okuduğunuz bilgiler, herhangi bir fizik kitabında bulabileceğiniz bilgilerden farklı değildir. Ancak o tip kitaplarda atomun yapısındaki mükemmelliğin, insanı düşündüren mucizevi yönünün vurgulandığına pek şahit olmamışsınızdır. Milimetrenin milyonda biri büyüklüğündeki cansız parçacıkların, büyük bir ustalıkla ve eksiksiz bir tasarımla biraraya gelerek nasıl canlılığı ve cansız maddeleri oluşturdukları, milyarlarca yıldızı, ırmakları, gökyüzünü, dağları, çiçekleri, insanı, denizleri nasıl meydana getirdikleri ve bunlara nasıl olup da bir düzen verebildikleri genellikle üzerinde durulmayan konulardır. 

 

Yine çoğu kez sözü edilmeyen çok önemli bir gerçek vardır: Evrendeki dört temel kuvvetin şiddetleri birbirinden çok farklıdır ve bu fark çok ince bir dengeye dayanmaktadır. Örneğin Güçlü Nükleer Kuvvet, Yerçekimi Kuvveti'nin değerinden yaklaşık "milyar kere milyar kere milyar kere milyar kere milyar" kadar daha büyüktür. Güçlü Nükleer Kuvvet ile Elektromanyetik Kuvvet arasında ise "milyon kere milyon"dan daha büyük bir fark bulunmaktadır.

 

Eğer bu değerler biraz farklı olsalardı ne olurdu?

Protonlar çekirdekte birarada durmaz, elektronlar etrafa dağılır ve evrende tek bir tane bile atom olmazdı. Tüm evren, radyasyondan ibaret olurdu. Yıldızlar, gezegenler ve insanlar var olamazdı.

Örneğin şu anda eğer bedeninizi oluşturan atomların Güçlü Nükleer Kuvvet'i birazcık olsun zayıflasa, vücudunuz bir anda tuzla buz olur. Bunun için sadece "binde birlik" bir oynama bile fazlasıyla yeterlidir. 

Ama bedeninizi ve diğer maddeleri oluşturan atomlar, dört temel kuvvetin hassas dengesi sayesinde hep istikrarlı olarak dururlar. Dört temel kuvvetin değerlerindeki bu hassasiyet, bilim adamlarını son derece şaşırtmıştır. Bu bilim adamlarından biri olan ünlü astrofizikçi Paul Davies, şu yorumu yapar:

Eğer biraz daha farklı sayısal değerler seçilmiş olsaydı, evren çok daha farklı bir yer olacaktı. Ve büyük olasılıkla onu görmek için biz burada olamayacaktık... İnsan kozmolojiyi araştırdıkça, inanılmazlık giderek daha belirgin hale gelir. Evrenin başlangıcı hakkındaki bu bulgular, evrenin, hayranlık uyandırıcı bir hassasiyetle düzenlenmiş olduğunu ortaya koymaktadır.

(Paul Davies, The Accidental Universe, Cambridge: Cambridge University Press, 1982, Önsöz)

 

Evrenin, hayranlık uyandırıcı bir hassasiyetle düzenlenmiş olması, yaratılmış olması demektir. 

Bu gerçeğin bir diğer ilginç yönü ise, kullanılan kavramları biraz incelediğimizde ortaya çıkar. Bilim adamlarının evrendeki fiziksel güçleri "Dört Temel Kuvvet" olarak tanımladıklarını belirtmiştik. Ama tanımlama, neden böyle kuvvetlerin var olduğu ve neden çok dengeli oldukları sorusunu açıklamaz. Eğer bu tanımların daha ötesine gidersek, evreni, gerçekte tek bir Kudret Sahibi'nin her an düzen içinde tuttuğu gerçeği ile karşılaşırız. 

Modern fiziğin ulaştığı bu gerçek, aslında Allah'ın Kuran'da 1400 yıl önce bildirdiği bir sırrın keşfinden başka bir şey değildir:


 

Şüphesiz Allah, gökleri ve yeri zeval bulurlar diye (her an kudreti altında) tutuyor. Andolsun, eğer zeval bulacak olurlarsa, Kendisi'nden sonra artık kimse onları tutamaz. Doğrusu O, Halim'dir, bağışlayandır. (Fatır Suresi, 41)


 

Biraz düşünen, aklını ve vicdanını kullanan her insan için, %99.9999999'dan fazlası boşluktan oluşan bir atomun bu kadar önemli özelliklere sahip olması, Allah'ın yaratışının mucizelerinden biridir. Allah'ın yarattıklarında inananlar için deliller olduğunu Rabbimiz şöyle bildirmektedir:


 

Gerçekten, gece ile gündüzün ardarda gelişinde ve Allah'ın göklerde ve yerde yarattığı şeylerde korkup-sakınan bir topluluk için elbette ayetler vardır. (Yunus Suresi, 6)


 

Atomun bu kusursuz yapısı, içinde daha pek çok özelliği barındırmaktadır. Bunlardan en önemlisi atomların biraraya gelerek molekülleri oluşturmalarıdır. Bu konuya geçmeden önce moleküllerin meydana gelişinde en önemli role sahip olan elektronları inceleyelim.