Evrendeki diğer güçler arasındaki olağanüstü denge

Yerçekiminden sonra evrensel yasaları düzenleyen diğer kuvvetleri incelediğimizde, bu kuvvetlerin de son derece ince ayarlanmış değerlere sahip olduklarını ve bu değerlerin kendi aralarında son derece kritik oranlarda dengelenmiş olduklarını görürüz.


 

- Elektromanyetik kuvvet

Bilindiği gibi, canlı cansız tüm varlıklar atom adını verdiğimiz temel yapı taşlarından meydana gelir. Atom, çekirdekte proton adı verilen parçacıklar ve çekirdeğin etrafındaki yörüngelerde dönen elektronlardan oluşur. Bir atomun çekirdeğinde bulunan proton sayısı o atomun türünü belirler. Örneğin 1 protonu olan atoma "hidrojen" atomu, 2 protonu olan atoma "helyum" atomu ya da 26 protonu olan atoma "demir" atomu adı verilir. Diğer tüm elementler için de aynı durum geçerlidir. 

Atomun çekirdeğinde bulunan protonlar pozitif, etrafında dönen elektronlar ise negatif elektrik yüküne sahiptir. Proton ve elektronun sahip oldukları bu zıt elektrik yükü aralarında bir çekim oluşmasını sağlar ve bu çekim elektronları atom çekirdeğinin çevresindeki yörüngelerinde tutar. İşte zıt elektrik yüklü proton ve elektronları birbirine bağlayan bu kuvvete "elektromanyetik" kuvvet adı verilir. 

Atom çekirdeği etrafındaki elektron yörüngelerinin özellikleri, atomların kendi aralarında ne tür bağlar yaparak ne tür moleküller oluşturabileceklerini belirler. 

Evrendeki dört temel kuvvetten biri olan elektromanyetik kuvvetin değeri çok az daha küçük olsaydı az miktarda elektron, çekirdeğin etrafındaki yörüngelerde tutunabilirdi. Biraz daha büyük olsaydı, o zaman da hiçbir atom diğerleriyle birleşmek üzere yörüngesini paylaşamazdı. Her iki durumda da canlılık için gerekli olan moleküller oluşamazlardı. 


 

- Güçlü nükleer kuvvet

Güçlü nükleer kuvvet atomun çekirdeğindeki protonları ve nötronları birarada tutan kuvvettir. Az önce de bahsettiğimiz gibi, protonlar artı elektrik yüklü parçacıklardır. Elektromanyetik kanununa göre zıt elektrik yüklü parçacıklar birbirlerini çeker, aynı elektrik yüküne sahip parçacıklar ise birbirlerini kuvvetle iterler. Yani elektron ve protonlar birbirlerini çeker, protonlar diğer protonları, elektronlar da diğer elektronları iterler.

Pek çok atom türünün çekirdeğinde onlarca proton birbirine yapışık bir şekilde bulunur. Doğal olarak bu protonların biraraya gelir gelmez büyük bir enerjiyle birbirlerini itmeleri ve her birinin uzaklaşarak uzaya dağılmaları gerekirdi. Ancak böyle olmaz, atomun çekirdeğindeki protonlar büyük bir kararlılıkla birbirlerine bitişik bir biçimde dururlar. Çünkü onları birbirine adeta yapıştıran ve elektromanyetik itme kuvvetinden çok daha güçlü olan bir kuvvet vardır: "güçlü nükleer kuvvet".

Güçlü nükleer kuvvet evrendeki en güçlü kuvvettir. Muazzam gücünü atom bombalarında, hidrojen bombalarında sergiler. Bu enerji kaynağı, Güneş'in 4,5 milyar yıldan bugüne dek tükettiği yakıtı ve bundan sonra da tüketebileceği hesaplanan 5 milyar yıllık yakıtı sağlamaktadır. Bu muhteşem kuvvetin sayısal değeri evrenin en kilit sayılarından biridir. Güçlü nükleer kuvvet sabitinin değerindeki yüzde birkaçlık azalma ya da artmayla yaşamın en temel elementi olan karbon var olamazdı. Biraz daha ciddi bir oynama ise tüm fizik kanunlarının değişmesine ve evrendeki denge ve düzenin alt üst olmasına neden olurdu.

 

Atom çekirdeğini birarada tutan bu "güçlü nükleer kuvvet"le diğer bir evrensel kuvvet olan "elektromanyetik kuvvet" arasındaki oran da son derece hassas değerlerde düzenlenmiştir.

Eğer güçlü nükleer kuvvet birazcık bile daha zayıf olsaydı, yukarıda belirttiğimiz gibi atom çekirdeğini oluşturacak protonlar birarada tutunamaz ve elektromanyetik güç nedeniyle birbirlerini iterek uzaya dağılırlardı. O zaman da birden fazla proton içeren başka hiçbir atom oluşamazdı. Dolayısıyla, evrendeki yegane element tek protonlu hidrojen olurdu. 

 

Eğer güçlü nükleer kuvvet, elektromanyetik kuvvete göre birazcık daha güçlü olsaydı, bu sefer de evrende tek protonlu atomlar yani "hidrojen" atomları hiçbir zaman oluşamayacaktı. Çünkü nükleer kuvvet elektromanyetik kuvvete çok daha fazla baskın geleceğinden, evrendeki tüm protonlar birbirleriyle birleşme eğilimine girecek ve biraz önce belirttiğimiz gibi tek protonlu hidrojen atomları var olamayacaktı. Bu durumda yıldızlar ve galaksiler, eğer oluşsalar bile, şu anki yapılarından çok farklı olacaklardı. Açıkçası, eğer bu temel güçler ve değişkenler şu anda sahip oldukları değerlere tam tamına sahip olmasalar, hiçbir yıldız, süpernova, gezegen ve atom olmayacaktı. Bunun sonucunda doğal olarak hayat diye bir şey de olmayacaktı.


 

- Zayıf nükleer kuvvet

Evrendeki bir diğer temel kuvvet olan "zayıf nükleer kuvvet" de çok özel hesaplanmış bir değere sahiptir. Zayıf nükleer kuvvet, bazı atom altı parçacıklar tarafından taşınan ve bir tür radyoaktif parçalanmaya sebep olan bir kuvvettir. Zayıf nükleer kuvvetin sebep olduğu radyoaktif parçalanmaya bir örnek olarak nötronların, bir proton, bir elektron ve bir anti-nötrino açığa çıkararak parçalanmasını verebiliriz. 

Bundan da anlaşılacağı gibi, atom çekirdeğindeki temel parçacıklardan biri olan "nötron" aslında bu saydığımız diğer üç parçacığın biraraya gelmesiyle oluşur. Zayıf nükleer kuvvet ise, yukarıda belirttiğimiz gibi, nötronların bu bileşenlerine ayrılarak parçalanmasına neden olur. Fakat zayıf nükleer kuvvetin büyüklüğü bu olayı çok hassas bir dengede tutacak biçimde ayarlanmıştır.

Eğer zayıf nükleer kuvvetin değeri biraz daha büyük olsaydı, nötronlar daha kolay parçalanacak ve bu nedenle evrende nadiren bulunacaklardı. Bu durumda Big Bang’den bu yana ancak çekirdeğinde 2 nötron bulunduran helyum, o da çok az oluşabilecek ya da hiç oluşamayacaktı. Helyum bilindiği gibi hidrojenden sonra en hafif ikinci elementtir. Gerekli helyum olmadan ise yaşam için zorunlu olan ağır elementler yıldızların çekirdeklerindeki nükleer fırınlarda üretilemezlerdi. Çünkü "karbon", "oksijen", "demir" gibi ağır elementler -az önceki başlıklarda da anlatığımız gibi- helyum çekirdeklerinin dev yıldızların merkezinde birbirleriyle birleşmeleri sonucunda oluşurlar. Yani helyum bir anlamda diğer elementlerin temel yapı taşıdır. Dolayısıyla helyumun olmaması demek, yaşam için zorunlu olan diğer daha ağır elementlerin de oluşamaması demektir.

 

Öte yandan, eğer zayıf nükleer kuvvetin değeri biraz daha küçük olsaydı, Big Bang hidrojenin çoğunu, hatta tümünü helyuma çevirecek ve sonuçta yıldızlar tarafından üretilen ağır elementlerin sayısında anormal bir artış olacaktı. Bu durum da hayatın varlığını imkansız kılacak bir unsurdur.

 

Zayıf nükleer kuvvetin hassas değerini kritik hale getiren unsurlardan biri de bu kuvvetin nötrino adı verilen atom altı parçacıklar üzerindeki etkisidir. Nötrinolar, yıldızların çekirdeğinde oluşan ve yaşam için zorunlu olan ağır elementlerin süpernova patlamalarında uzaya fırlatılmasında kilit rol oynarlar. Nötrinolar üzerinde etki edebilen tek evrensel kuvvet ise zayıf nükleer kuvvettir. 

Eğer zayıf nükleer kuvvet biraz daha küçük olsaydı, nötrinolar hiçbir çekim alanına yakalanmadan çok daha serbest hareket edebileceklerdi. Bunun sonucunda ise, bir süpernova patlaması esnasında, yıldızın dış tabakalarıyla yeterli derecede reaksiyona giremeden kolaylıkla kaçabilecek, bu da ağır elementlerin uzaya atılmalarını engelleyecekti. Bununla birlikte, eğer zayıf nükleer kuvvet daha büyük olsaydı, nötrinolar süpernovaların merkezlerinde tutsak kalacak ve yine hayatın yapı taşı olan ağır elementlerin uzaya fırlatılmasını sağlayamayacaklardı.

 

Paul Davies, evrendeki temel fizik yasalarının insan yaşamına en uygun biçimde belirlenmiş olduğunu, eğer evrendeki kuvvetlere ait sayısal değerler biraz daha farklı olsa, evrenin çok daha farklı bir yer olacağını belirtir ve şöyle devam eder:

Ve büyük olasılıkla onu görmek için biz burada olamayacaktık... Ve insan kozmolojiyi araştırdıkça, inanılmazlık giderek daha belirgin hale gelir. Evrenin başlangıcı hakkındaki son bulgular, genişlemekte olan evrenin, hayranlık uyandırıcı bir hassasiyetle düzenlenmiş olduğunu ortaya koymaktadır.

 

Big Bang'in büyük bir delili olan kozmik fon radyasyonunu ilk kez Robert Wilson ile birlikte gözlemleyen ve bu nedenle 1965'te Nobel ödülü kazanan Arno Penzias ise, evrendeki bu olağanüstü düzen karşısında şu yorumu yapmaktadır: 

Astronomi bizleri çok olağanüstü bir olaya götürmektedir: Hiç yoktan yaratılmış bir evren. Hayatın oluşmasına izin verecek gerekli şartları tam olarak sağlayacak hassas bir denge ile kurulmuş, bu amaca yönelik bir plana sahip olan bir evren.

 

Kolombiya Üniversitesi'nden teorik fizik profesörü Robert Jastrow da bu kaçınılmaz gerçeği, "fizikçilere ve astronomlara göre, evren tam insanın içinde yaşayabileceği çok dar bir değerler aralığında inşa edilmiştir. Bu gerçek "insani ilke" (anthropic principle) olarak adlandırılır. Bu, benim görüşüme göre, bilimin bugüne kadar varmış olduğu en metafizik sonuçtur" şeklinde ifade etmektedir. 

Buraya kadar detaylı olarak anlattığımız gibi, evrendeki kuvvetlerin hem kendi oranları hem de birbirleriyle oluşturdukları dengeler, tesadüfle açıklanması asla mümkün olmayacak derecede mucizevidir. Evrende gördüğümüz bu dengelere ilişkin sayısal değerlerde yüzde birlik, ikilik bile bir oynama olmaması bu olağanüstü durumu gözler önüne sermektedir. Üstelik bu dengelerin dünya ilk oluştuğu andan beri hiç değişmeden varlığını sürdürmesi, hep aynı hassas ayarları koruması, asla bir aksaklık yaşanmaması bu olağanüstü durumu daha da vurgulamaktadır. Yukarıdaki bilim adamlarının da açıkça ifade ettiği gibi, tüm bunlar evrenin "hassasiyetle düzenlenmiş" ve "hassas bir denge ile kurulmuş" olduğunun kesin bir göstergesidir. Elbette böyle mucizevi bir dengenin tesadüfen, kendi kendine kurulduğunu, kendi kendini düzenlediğini iddia etmek son derece büyük bir akılsızlık olacaktır. Bu kusursuz denge sonsuz ilim ve kudret sahibi bir Yaratıcı tarafından kurulmuş ve düzenlenmiştir. Yaratıcımız, gökleri üstün bir kudretle inşa eden Allah'tır.