Fizik

Vücudumuzun % 99,9’u Boş Alan İse Kütlemiz Nereden Geliyor?

Bazı günler kendinizi oldukça önemli biri gibi hissedebilirsiniz. Belki çok arkadaşınız vardır, önemli bir işiniz ya da gerçekten büyük bir arabanız. Ancak tüm bunların hatta Evrendeki her şeyin % 99,9999999 boşluk içerdiğini bilmek sizi daha alçakgönüllü yapabilir. Çekirdekler, içinde barındırıldıkları atomlardan yaklaşık 100.000 kat daha küçüktür. Çekirdek bir fıstık büyüklüğünde olsaydı, atom bir futbol stadyumu büyüklüğünde olurdu. Atomlarımızın içindeki tüm ölü boşluğu kaybedebilseydik, her birimiz bir toz parçacığına denk gelirdik. Bu durumda bütün insan soyu bir küp şeker kadar küçük bir yere sığabilirdi.

Nobel ödülü almış olan Amerikalı fizikçi Richard Feynman, “Kla­sik bakış açısıyla, atomlar tamamen imkânsızdır,” demişti. Feynman şunu kastediyor: Elektromanyetizma teorisine göre bir atom çekirdeği etrafında dönen elektronun sürekli olarak “elektromanyetik dalgalar” yayması gerekirdi. Bu da onun enerji kay­betmesine ve saniyenin yüz milyonda biri kadar bir sürede spiral çize­rek çekirdeğin içine düşmesine yol açardı. Yani atomlar kendi içlerine çökerdi. Ve var olmazlardı. Tabii gerçek bunun tersidir.

“Klasik fiziğin bakış açısıyla değerlendirirsek, atomların var olmasının tümüyle imkânsız olduğunu görürüz.”

RIchard Feynman

Öyleyse tüm kütlemiz nereden geliyor?

Cevap enerji! Oldukça basit bir seviyede, hepimiz elektronlardan, protonlardan ve nötronlardan oluşan atomlardan oluşuyoruz. Ve daha da basit veya belki de en temel düzeyde, kütlemizin büyük bir kısmını tutan protonlar ve nötronlar, kuark adı verilen temel parçacıklardan oluşuyor. Ancak, bu kuarkların kütlesi, proton ve nötronların kütlesinin yalnızca küçük bir yüzdesini oluşturur. Ve bu kuarkları bir arada tutan gluonlar da tamamen kütlesiz. Pek çok bilim insanı, vücudumuzun neredeyse tüm kütlesinin kuarkların kinetik enerjisinden ve gluonların bağlanma enerjisinden geldiğini düşünüyor.

Evrendeki tüm atomlar neredeyse tamamen boş ise, neden herhangi bir şey katı gibi geliyor?

Boş atomların bir araya toplanması, bedenlerimizi, binalarımızı ve ağaçlarımızı oluşturması fikri biraz kafa karıştırıcı olabilir. Atomlarımız çoğunlukla boşluktan oluşuyorsa, neden bir şeylerin içinden geçemiyoruz mesela? Bunu açıklayabilmek için boşluk derken neyi kastettiğimizi yeniden düşünmemiz gerekir. Çünkü aslında uzay aslında asla gerçekten boş değildir.

Dalga fonksiyonları ve görünmez kuantum alanları da dahil olmak üzere bir avuç dolusu şeyle doludur. Atom çekirdeğinin çevresinde bulunan elektronlar, kuantum mekaniğiyle açıklandığı üzere dalga özelliğine de sahiptir. Parçacığın kütlesi ne kadar küçük olursa, bu kuantum dalgası da o kadar büyük olur. Elektron doğadaki en küçük parçacıklardan biridir. Bu yüzden doğadaki en büyük kuantum dalgalarına sahip olan da odur. Elektronun dalgaları öyle büyük bir alan kaplar ki tam da bu nedenle atomun yüzde 99,9’u boş olmak zorundadır.

“Bir masayı ya da çevremizdeki her şeyi elle tutulur hale getiren, elektronların asla birbiri üzerine binmiyor oluşudur.”

RICHARD FEYNMAN

Elektronlar, çekirdek çevresinde dönerken asla birbirlerine çarpmaz, karmaşa yaratmaz, birbirleri üstüne yığılmazlar. Bu, farklı atomların elektronları arasında da geçerli olan bir kuraldır. Siz masaya dokunduğunuzda parmaklarınızdaki elektronlarla masanın elektronları asla birbirlerine dokunmazlar. Çünkü bir atomun elektronları başka bir atomun elektronlarına yaklaşınca hepsinin yörünge dansları değişir. Özetle iki atomu birbirine yaklaştırdıkça tüm elektronlar yüksek enerji seviyesine geçer ve parmak atomlarınızı masa atomlarına doğru biraz daha yaklaştırmak için gereken enerji kas gücünüzün çok ötesindedir. Bu nedenle parmaklarınızın altında bir direnç hissedersiniz. Bu da masayı sert bir nesne gibi hissetmenizle sonuçlanır.

Bunun anlamı şudur

Eğer şu anda oturuyorsanız aslında oturmuyorsunuz. Poponuzdaki atomlar ile koltuğu oluşturan atomlar var güçleriyle birbirlerini itiyorlar ancak aradaki boşluk öylesine küçük ki, bunu anlamanız ya da doğrudan deneyimlemeniz mümkün olmuyor. Fakat kuantum düzeye inip poponuzdaki atomları inceleyecek olsaydınız, hiçbirinin koltuğa değmediğini görürdünüz.

Sonuç olarak: Sizin için çok önemli olduğundan emin olduğumuz vücudunuz, gerçekten, bir nevi, bir şekilde, sadece boş bir Evren’deki boş bir gezegen üzerindeki boş alanların algısal bakımdan yanıltıcı şekilde bir araya gelmesinden ibaret. Fakat tabii, en azından sükse yapabileceğiniz bir arabanız var…

Göz Atmak İsterseniz

Kaynaklar:

  • The Physical Universe, Frank Shu, Cosmology, Edward Harrison, Cambridge Uni Press.
  • Biraz Kuantumdan Zarar Gelmez, Marcus Chown, Alfa Yayınevi.
  • 99.9999999% of your body is empty space; https://www.businessinsider.com.

Matematiksel

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak.

İlgili Makaleler

Başa dön tuşu