27-02-2007, 12:20 PM
ATOMUN YAPISI
Hava, su, dağlar, hayvanlar, bitkiler, vücudunuz, oturduğunuz koltuk,
kısacası en ağırından en hafifine kadar gördüğünüz, dokunduğunuz,
hissettiğiniz herşey atomlardan meydana gelmiştir. Elinizde tuttuğunuz
kitabın her bir sayfası milyarlarca atomdan oluşur. Atomlar öyle küçük
parçacıklardır ki, en güçlü mikroskoplarla dahi bir tanesini görmek mümkün
değildir. Bir atomun çapı ancak milimetrenin milyonda biri kadardır.
Bu küçüklüğü bir insanın gözünde canlandırması pek mümkün değildir. O
yüzden bunu bir örnekle açıklamaya çalışalım:
Elinizde bir anahtar olduğunu düşünün. Kuşkusuz bu anahtarın içindeki
atomları görebilmeniz mümkün değildir. Atomları mutlaka görmek istiyorum
diyorsanız, elinizdeki anahtarı dünyanın boyutlarına getirmeniz
gerekecektir. Elinizdeki anahtar dünya boyutunda büyürse, işte o zaman
anahtarın içindeki her bir atom bir kiraz büyüklüğüne ulaşır ve siz de
onları görebilirsiniz.5
Yine bu küçüklüğü kavrayabilmek ve heryerin nasıl atomlarla dolu olduğunu
görebilmek için bir örnek daha verelim:
Bir tuz tanesinin tüm atomlarını saymak istediğimizi düşünelim. Saniyede
bir milyar (1.000.000.000) tane sayacak kadar eliçabuk olduğumuzu da
varsayalım. Bu dikkate değer beceriye karşın, bu ufacık tuz tanesi
içindeki atom sayısını tam olarak tesbit edebilmek için beşyüz yıldan
fazla bir zamana ihtiyacımız olacaktır. 6
Peki bu kadar küçük bir yapının içinde ne vardır?
Bu derece küçük olmasına rağmen atomun içinde evrende gördüğümüz sistemle
kıyaslanabilecek derecede kusursuz bir sistem bulunmaktadır.
Her atom, bir çekirdek ve çekirdeğin çok uzağındaki yörüngelerde dönüp-dolaşan
elektronlardan oluşmuştur. Çekirdeğin içinde ise proton ve nötron ismi
verilen başka parçacıklar vardır.
Bu bölümde, canlı-cansız herşeyin temelini oluşturan atomun olağanüstü
yapısını ve atomların nasıl birleşerek molekülleri dolayısıyla maddeyi
oluşturduğunu inceleyeceğiz.
ÇEKİRDEK
Çekirdek, atomun tam merkezinde bulunmaktadır ve atomun niteliğine göre
belirli sayılarda proton ve nötrondan oluşmuştur. Çekirdeğin yarıçapı, atomun
yarıçapının onbinde biri kadardır. Rakam olarak verirsek; atomun yarıçapı 10-8
(0,00000001) cm, çekirdeğin yarıçapı ise 10-12 (0,000000000001) cm kadardır.
Dolayısıyla çekirdeğin hacmi, atomun hacminin 10 milyarda biri eder.
Maddenin yapıtaşı olan atom, proton ve nötronlardan oluşan bir
çekirdek ve bu çekirdeğin etrafinda durmadan dönen elektronlardan
meydana gelir.Bu büyüklüğü (daha doğrusu küçüklüğü) yine gözümüzde
canlandıramayacağımıza göre, kiraz örneğimizden devam edebiliriz. Biraz
önce bahsettiğimiz gibi elinizdeki anahtarı dünya boyutlarına
getirdiğinizde ortaya çıkan kiraz büyüklüğünde atomların içinde
çekirdeği arayalım. Ama bu arayış boşunadır, çünkü böyle bir ölçekte de
çok daha küçük olan çekirdeği gözlemleme olanağımız kesinlikle bulunmaz.
Gerçekten bir şey görebilmek için yeniden ölçü değiştirmek gerekecektir.
Atomumuzu temsil eden kiraz yeniden büyüyüp iki yüz metre yüksekliğinde
kocaman bir top olacaktır. Bu akıl almaz boyuta karşın atomumuzun
çekirdeği yine de çok küçük bir toz tanesinden daha iri duruma
gelmeyecektir.7
Öyle ki, çekirdeğin 10-13 cm olan çapı ile, atomun 10-8 cm olan çapını
kıyasladığımızda şöyle bir sonuç ortaya çıkar: Atomu bir küre şeklinde
kabul ederek bu küreyi tamamen çekirdekle doldurmak istediğimiz takdirde
bu iş için 1015 (1.000.000.000.000.000) atom çekirdeği gerekecektir.8
Ancak bundan daha şaşırtıcı bir durum vardır: Boyutları atomun 10 milyarda
biri olmasına rağmen, çekirdeğin kütlesi atomun kütlesinin % 99.95’ini
oluşturmaktadır. Peki bir şey nasıl olur da bir yandan kütlenin yaklaşık
tamamını oluştururken, diğer yandan da hemen hemen hiç yer kaplamaz?
Bunun sebebi şudur: Atomun kütlesini oluşturan yoğunluk tüm atoma eşit olarak
dağılmamıştır, yani atomun bütün kütlesi atomun çekirdeğinde birikmiştir.
Diyelim ki, sizin 10 milyar metrekarelik bir eviniz var ve bu evin tüm
eşyasını 1 metrekarelik bir odada toplamanız gerekiyor. Bunu yapabilir
misiniz? Tabii ki yapamazsınız. Ancak atom çekirdeği dünyada eşi-benzeri
olmayan çok büyük bir güçle bunu yapabilmektedir. “Güçlü Nükleer Kuvvet” diye
isimlendirilen bu kuvvet, proton ve nötronları çekirdekte toplamaktadır.
Güçlü nükleer kuvvet, bir atomun çekirdeğini birarada tutan, onu dağılmaktan
kurtaran, doğadaki kuvvetlerin en güçlüsü olarak bilinmektedir. Çekirdekteki
protonların hepsi pozitif yüklüdür ve elektromanyetik kuvvet nedeniyle
birbirlerini iterler. Fakat güçlü nükleer kuvvet onların itme gücünden 100 kat
daha büyük olduğundan, elektromanyetik kuvvet etkisiz hale gelir. Böylece
protonlar birarada tutunabilirler.
Kısacası gözle göremeyeceğimiz kadar küçük bir atomun içinde, birbiriyle
etkileşim halinde iki büyük kuvvet bulunur. Bu kuvvetlerin değerleri öylesine
hassastır ki, birinin biraz daha az veya biraz daha fazla olması atomdaki tüm
dengeleri alt üst eder. Dolayısıyla atomun yapısı bozulur, parçalanır ve
maddeyi oluşturamaz...
Atomun boyutlarını ve evrendeki atom sayısını dikkate aldığımızda, ortada
muazzam bir denge ve tasarım olduğunu görmemek mümkün değildir. Öyle ki,
evrendeki temel kuvvetlerin çok özel bir biçimde, büyük bir ilimle ve kudretle
yaratıldığı kesindir. İnkarcıların bu yaratılışı gözardı edebilmek için
sığındıkları tek yol, tüm bunların “tesadüfler” sonucu böyle olduğunu iddia
etmektir. Oysa olasılık hesapları evrendeki dengelerin “tesadüfen” oluşma
ihtimalinin “sıfır” olduğunu bilimsel olarak kanıtlamaktadır. Tüm bunlar,
Allah’ın varlığının ve yaratılışının açık delilleridir.
Atomdaki Boşluk
Daha önce de üzerinde durduğumuz gibi, bir atomun çok büyük bir bölümü
boşluktan oluşmaktadır. Peki böyle bir boşluk nasıl olur?
Şimdi şöyle düşünelim: Atom, en basit anlatımla içinde bir çekirdek ve
çekirdek etrafında dönen elektronlardan oluşmaktadır. Çekirdekle elektronlar
arasında başka hiçbir şey yoktur. Bu, hiçbir şey olmayan mikroskobik büyüklük
aslında atom ölçeğine göre çok geniştir. Bu genişliği şöyle
örneklendirebiliriz: Çapı 1 cm. olan küçük bir bilya çekirdeğe en yakın
elektronu temsil ederse, çekirdek bu bilyadan 1 km. ötede bulunacaktır.9
Kuşkusuz bu, çok büyük bir boşluktur. Öyle ki kafamızda tam olarak
canlandırabilmek için astrofizikçi Jean Guitton’dan bir örnek verebiliriz:
Temel parçacıklar arasında çok büyük bir boşluk egemendir. Eğer bir oksijen
çekirdeğinin protonunu şu önümdeki masanın üstünde duran bir toplu iğnenin
başı gibi düşünürsem, o zaman çevresinde dönen elektron Hollanda, Almanya ve
İspanya’dan geçen bir çember çizer. (Bu satırların yazarı Fransa’da
yaşamaktadır.) Onun için, bedenimi oluşturan tüm atomlar birbirlerine değecek
kadar bir araya gelseydi, artık beni göremezdiniz. Zaten, artık beni çıplak
gözle hiçbir zaman gözlemleyemezdiniz: Neredeyse milimetrenin birkaç bindebiri
boyutunda ufacık bir toz kadar olurdum.10
İşte bu noktada evrende bilinen en büyük mekanla, en küçük mekan arasında bir
benzerlik ortaya çıktığını farketmekteyiz. Öyle ki, gözlerimizi yıldızlara
çevirirsek, orada da atomdakine benzer bir boşlukla karşılaşırız. Yıldızlar
arasında da, galaksiler arasında da milyarlarca kilometrelik boşluklar
mevcuttur. Ama bu boşlukların her ikisinde de insan aklını zorlayan, anlama
kapasitesini aşan bir düzen hakimdir.
Çekirdeğin İçi: Proton ve Nötronlar
1932 yılına dek, çekirdeğin proton ve elektronlardan oluştuğu sanılıyordu.
Çekirdeğin içinde protonla beraber elektronların değil nötronların olduğu
ancak o tarihte keşfedilebildi. (Ünlü bilimadamı Chadwick 1932 yılında
çekirdeğin içinde nötronun varlığını ispatladı ve bu keşfiyle Nobel ödülü
kazandı.) İşte insanoğlunun atomun yapısıyla tanışması bu kadar yakın tarihte
gerçekleşti.
Atom çekirdeğinin ne kadar küçük boyutta olduğundan daha önce bahsetmiştik.
Atom çekirdeğinin içine sığabilen bir protonun büyüklüğü ise 10-15 metredir.
Bu kadar küçük bir parçacığın insan hayatında pek bir önemi olamayacağını
düşünebilirsiniz. Ancak, insan aklının tahayyül bile edemediği küçüklükteki bu
parçacıklar aslında etrafınızda gördüğünüz herşeyin temelidir.
Evrendeki Çeşitliliğin Kaynağı
Bilimin, şu ana kadar tespit edebildiği 109 tane element vardır. Tüm evren,
dünyamız canlı-cansız bütün varlıklar bu 109 elementin çeşitli biçimlerde
birleşmeleriyle oluşmuştur. Buraya kadar tüm elementlerin birbirinin benzeri
atomlardan oluştuğunu gördük; atomlar da birbirinin aynı parçacıklardan
oluşuyordu. Peki madem elementleri oluşturan bütün atomlar aynı parçacıklardan
oluşuyor, o halde elementleri farklı kılan, sınırsız çeşitlilikte maddeyi
oluşturan nedir?
Elementleri temelde birbirlerinden farklı kılan şey, atomlarının
çekirdeklerindeki proton sayılarıdır. En hafif element olan hidrojen atomunda
bir proton, ikinci en hafif element olan helyum atomunda iki proton, altın
atomunda 79 proton, oksijen atomunda 8 proton, demir atomunda 26 proton
vardır. İşte altını demirden, demiri oksijenden ayıran özellik, yalnızca
atomlarının proton sayılarındaki bu farklılıktır. Soluduğumuz hava, vücudumuz,
herhangi bir bitki veya bir hayvan ya da uzaydaki bir gezegen, canlı-cansız,
acı-tatlı, katı-sıvı her şey... Bunların hepsi sonuçta aynı
proton-nötron-elektronlardan meydana gelmiştir.
Fiziksel Varlığın Sınırı: Kuarklar
Günümüzden 20 yıl öncesine kadar atomları oluşturan en küçük parçacıkların
protonlar ve nötronlar oldukları sanılıyordu. Ancak çok yakın bir tarihte,
atomun içinde bu parçacıkları oluşturan çok daha küçük parçacıkların var
oldukları keşfedildi.
Bu buluştan sonra, atomun içindeki “alt parçacıkları” ve onların kendilerine
has hareketlerini incelemek üzere “Parçacık Fiziği” isimli bir fizik dalı
ortaya çıkmıştır. Parçacık fiziğinin yaptığı araştırmalar şu gerçeği açığa
çıkarmıştır: Atomu oluşturan proton ve nötronlar da aslında “kuark” adı
verilen daha alt parçacıklardan oluşmaktadırlar.
İnsan aklının kavrama sınırlarını aşan küçüklükteki protonu oluşturan
kuarkların boyutu ise daha da hayret vericidir:
10-18 (0,000000000000000001) metre
Protonun içinde bulunan kuarklar hiçbir şekilde birbirlerinden çok fazla
uzaklaştırılamazlar; çünkü, kuarklar arasında lastik bant gibi bir kuvvet
vardır. Kuarkların arası açıldıkça bu kuvvet büyür ve iki kuark birbirinden en
fazla 1 metrenin katrilyonda biri kadar uzaklaşabilir. Kuarklar arasındaki bu
lastik bağlar, bir diğer parçacık türü olan “Gluon”lardır. Kuarklarla gluonlar
birbirleriyle son derece güçlü bir iletişim halindedirler. Ancak,
bilimadamları bu iletişimin nasıl gerçekleştiğini halen keşfedememişlerdir.
'Parçacık Fiziği' hiç durmadan parçacıklar dünyasını aydınlatmak için
araştırmalar yapmaktadır. Varlığının üzerinden binlerce yıl geçmiş insanoğlu,
sahip olduğu akıl ve şuura rağmen kendisiyle birlikte herşeyi oluşturan özü
yeni yeni keşfetmektedir. Üstelik bu özün içine girdikçe konu daha da
detaylanmakta ancak insan kuark ismini verdiği 10-18 sınırında takılmaktadır.
Peki bu sınırın altında ne vardır?
Bugün bilimadamları bu konu ile ilgili çeşitli tezler öne sürmektedir ama
yukarıda da belirttiğimiz gibi bu sınır fiziksel evrenin son noktasıdır. Bunun
altında bulunacak olan herşey madde ile değil ancak enerji ile ifade
edilebilecektir. Asıl önemli olan nokta ise, insanın tüm teknolojik
imkanlarına rağmen yeni keşfedebildiği bir mekanda çok büyük dengelerin, fizik
kanunlarının bir saat gibi işliyor olmasıdır. Üstelik bu mekan evrendeki tüm
maddenin ve insanın da yapıtaşını oluşturan atomun içidir. İnsan kendi
vücudundaki organlarda, sistemlerde her saniye işleyen kusursuz mekanizmadan
yeni yeni haberdar olmaya başlamıştır. Bunları oluşturan hücrelerin
mekanizmalarını öğrenmesi ise ancak son birkaç on yıla dayanır. Hücrenin
temelindeki atomların, atomların içindeki proton ve nötronların, ve bunların
da içindeki kuarkların mekanizmaları ise, inansın inanmasın herkesi hayrete
düşürecek kadar mükemmeldir. Çok önemli bir nokta da, tüm bu muazzam
mekanizmaların insan yaşamındaki her saniye boyunca “kendi kendine” insanın
kontrolü dışında çalışmasıdır. Tüm bunların üstün bir iradeye sahip bir
Yaratıcı tarafından varedildiği ve denetiminin de yine aynı üstün Yaratıcı’ya
ait olduğu, vicdan sahibi akıllı her kişi için çok açık bir gerçektir.
ATOMUN DİĞER UCU: ELEKTRONLAR
Elektronlar, çekirdeğin etrafında belirli yörüngelerde durmaksızın dönen
parçacıklardır ve çekirdeği elektrik yükünden oluşan bir zırh gibi kuşatırlar.
Elektronları daha yakından inceleme ve onlara bakabilme imkanımız olsaydı,
onların tıpkı dünyamız gibi hareket ettiklerini görürdük. Evet; elektronlar
tıpkı dünyanın güneş çevresinde dönerken aynı zamanda kendi çevresinde dönmesi
gibi dönerler.
Ancak kuşkusuz, elektronların büyüklüğü dünyanın büyüklüğünden çok farklıdır.
Eğer bir kıyas yapmak gerekirse; bir atomu dünya kadar büyütsek, bir elektron
sadece bir elma boyutuna gelecektir.11
En güçlü mikroskopların bile göremeyeceği kadar küçük bir alanda dönüp-duran
onlarca elektron, atomun içinde çok karışık bir trafik yaratır. Ancak,
elektronlar atomun içinde en ufak bir kazaya yol açmazlar. Üstelik atomun
içinde yaşanacak en ufak bir kaza atom için felaket olabilir ama atom, kendi
sonunu getirecek bu felaketi hiçbir zaman yaşamaz ve varlığını sürdürür.
Çekirdeğin etrafında saniyede 1.000 km gibi akılalmaz bir hızla hiç durmadan
dönen elektronlar, bir kez bile birbirleri ile çarpışmamaktadırlar. Bu durum,
bunların büyük bir düzen içinde bulunduklarını, bizlerin “yörünge” adını
verdiğimiz yollarda hareket ettiklerini gösterir. Oysa birbirlerinin aynı olan
elektronların farklı yörüngelerde bulunmalarının “dizayn” dışında bir
açıklaması olamaz. Kütleleri ve hızları birbirlerinden farklı gezegenlerin
güneş etrafında sıralandığı güneş sistemimizde çok açık bir dizayn görülmekte
iken, birbirlerinin tıpatıp aynı elektronların niçin çekirdek etrafında farklı
yörüngelere sahip oldukları, bu yörüngeleri şaşmadan takip ettikleri,
akılalmaz küçüklükteki boyutlarda akılalmaz büyüklükteki süratleriyle nasıl
çarpışmadıkları soruları bizleri bir noktaya götürür. Bu noktada bulacağımız
yegane güç, Allah’ın kusursuz yaratışından başkası değildir.
Elektronlar, nötron ve protonların neredeyse ikibinde biri kadar ufaklıkta
parçacıklardır. Bir atomda, protonlarla eşit sayıda elektron bulunur ve her
elektron her bir protonun taşıdığı artı (+) yüke eşit değerde eksi (-) yük
taşır. Çekirdekteki toplam artı (+) yük ile elektronların toplam eksi (-) yükü
birbirini dengeler ve atom nötr olur.
Elektronların taşıdıkları elektrik yükü itibariyle bazı fizik kurallarına
uymaları gerekir. Bu fizik kuralları ‘aynı elektrik yüklerinin birbirini
itmesi ve zıt yüklerin birbirlerini çekmesi’dir.
İlk olarak; normal koşullarda hepsi eksi yüklü olan elektronların bu kurala
uyup birbirlerini itmeleri ve çekirdeğin etrafından dağılıp-gitmeleri gerekir.
Ancak durum böyle olmaz. Eğer, elektronlar çekirdeğin etrafından dağılsalardı,
tüm evren boşlukta dolaşan, proton, nötron ve elektronlardan ibaret olurdu. Bu
durum da tabii olarak evrenin sonunun gelmesine sebep olurdu.
İkinci olarak; artı yüke sahip olduğu için çekirdeğin, eksi yüklü elektronları
kendine çekmesi ve elektronların da çekirdeğe yapışmaları gerekir. Böyle bir
durumda da çekirdek bütün elektronları kendine çeker ve atom içine çöker.
Ancak bu olumsuzlukların hiçbiri olmaz! Elektronların az önce belirttiğimiz
(1.000 km/s) olağanüstü kaçış hızları, bunların birbirlerine uyguladıkları
itici kuvvet ve çekirdeğin elektronlara uyguladığı çekim kuvveti o kadar
hassas değerler üzerine kurulmuştur ki bu üç zıt etken birbirlerini mükemmel
bir şekilde dengelerler. Sonuçta atomdaki bu muazzam sistem dağılıp
parçalanmadan sürüp gider. Atoma etki eden bu kuvvetlerden birinin olması
gerekenden çok az daha fazla veya az olması atom diye bir kavramın hiç
varolmamasına neden olurdu.
Bu etkenlerin yanısıra, çekirdekteki protonları ve nötronları birbirine
bağlayan nükleer kuvvetler olmasaydı, eşit yüke sahip olan protonlar değil
kenetlenmek, birbirlerine yaklaşamayacaklardı bile. Nötronlar da çekirdeğe
hiçbir şekilde bağlanamayacaklardı. Bunun sonucunda çekirdek, dolayısıyla atom
diye birşey olmayacaktı.
Bütün bu ince hesaplar, tek bir atomun bile başıboş olmayıp üstün bir iradenin
kontrolünde hareket ettiğinin bir göstergesidir. Aksi takdirde içinde
yaşadığımız evrenin sonunun gelmesi kaçınılmaz olurdu. Hatta daha başlangıçta
meydana gelmesi bile imkansızdı. Ancak herşeyin Yaratıcısı, sonsuz güç ve ilim
sahibi olan Allah, evrendeki tüm dengeler gibi, atomun içinde de çok hassas
dengeler kurmuştur ve bu sayede atom, ihtişamlı düzeni ile varlığını
sürdürmektedir.
Allah’ın yarattığı bu denge, bilimadamları tarafından yıllar boyunca
araştırılarak çözülmeye çalışılmış ve sonunda gözlenen olaylara çeşitli
isimler takılarak sözde açıklanmış sayılmıştır: “elektromanyetik kuvvet”,
“güçlü nükleer kuvvet”, “zayıf nükleer kuvvet”, “kütlesel çekim kuvveti”, vs.
gibi. Ancak, kitabın girişinde de değindiğimiz gibi, kimse “Neden?” sorusu
üzerinde düşünmemiştir. Örneğin, neden aynı protonların —eşit yüke sahip
olduklarından— bazen birbirlerini ittikleri, bazen de —eşit yüke sahip
oldukları halde— birbirlerini kuvvet ile çektikleri bilim dünyasında cılız
hayret ifadeleriyle geçiştirilmiştir.
Aslında bu durum fizik kanunları içinde mantıksal bir paradoks
oluşturmaktadır. Çünkü “eşit yükler birbirlerini iterler!” evrensel bir fizik
kuralıdır. Peki o halde neden bu durum çekirdekte tersine işlemekte ve neden
eşit yüklü protonlar birbirlerinden şiddetle uzaklaşmaları gerekirken, muazzam
bir güçle birbirlerini çekip kenetlenmektedirler. Çekirdekteki proton da
serbest haldeki proton da aynı protondur. Yapılarında en ufak bir farklılık
yoktur. O halde itme ve çekme kuvvetlerinin protonun kendisinden kaynaklandığı
kabul edilirse, proton her seferinde bu iki kuvvetten birini uygulaması
gerekmektedir. Bazen elektromanyetik kuvvetle bir diğerini itmesinin, bazen de
nükleer güçle birbirini çekmesinin fiziksel çerçevede hiçbir mantığı yoktur.
Çevrede protonun böyle farklı farklı davranmasını gerektirecek başka fiziksel
etkenler de yoktur. Demek ki bu kuvvetler protonun kendisinden
kaynaklanmamaktadır. Ortada tek bir kuvvet vardır, o da tüm güç ve kudret
kendisinde bulunan Allah’a ait kuvvettir. Allah dilediği anda dilediği noktada
kudretini tecelli ettirmektedir. Değişik zamanlarda, değişik durumlarda
Allah’ın kuvveti değişik biçimlerde yansımaktadır. En küçük atomundan uçsuz
bucaksız galaksilere kadar tüm evren de ancak Allah’ın dilemesi ve her an
ayakta tutması ile varlığını sürdürmektedir.
Allah, Kuran’da kendisinden başka kuvvet olmadığını vurgularken (Kehf, 39),
bunun bilincine varamayıp da Allah’ın, kudretini kendilerinde yansıttığı aciz
varlıkları (canlı olsun cansız olsun), Allah gibi güç ve kuvvet sahibi
sanarak, o yaratıklara ilahi vasıflar yükleyenlerin sonunu şöyle
bildirmektedir:
... O zulmedenler, azaba uğrayacakları zaman, muhakkak bütün kuvvetin
tümüyle Allah’ın olduğunu ve Allah’ın vereceği azabın gerçekten şiddetli
olduğunu bir bilselerdi. (Bakara, 165)
Bugüne kadar hiçbir bilimadamı atomdaki dolayısıyla evrendeki kuvvetlerin
sebebini, kaynağını ve niçin belli durumlarda belli kuvvetlerin ortaya
çıktığını izah edememiştir. Bilimin yaptığı sadece gerçekleri gözlemlemek ve
bunları ölçüp birer “isim” takmaktır.
Bu tür ‘isim takmalar’ bilim dünyasında büyük buluşlar olarak değerlendirilir.
Halbuki, bilimadamları evrende yeni bir denge oluşturmaya, yeni bir sistem
kurmaya değil, sadece evrende var olan mevcut dengeyi kavramaya-çözmeye
çalışmaktadırlar. Yapılan şey de çoğunlukla, Allah’ın evrendeki sayısız
yaratılış harikalarından birini bir ucundan gözlemleyip buna bir isim
vermekten ibarettir. Allah’ın yarattığı üstün bir sistemi veya yapıyı
keşfeden, tesbit eden bir bilimadamı çeşitli bilimsel ödüllere layık görülür,
yüceltilir, insanlar arasında kendisine hayranlık beslenir. Bu durumda o
yapıyı yoktan vareden, akılalmaz derece hassas dengeler ve karmaşık hesaplarla
donatan ve bunun gibi daha sayısız, olağanüstü harikalıkları yaratan bir
Yaratıcı’nın ne derece sonsuz bir övgü ve yüceltmeye layık olduğunu anlamak
hiç de zor değildir.
Elektronların Yörüngesi
En güçlü mikroskopların bile göremeyeceği kadar küçük bir alanda dönüp-duran
onlarca elektron, daha önce de belirtildiği gibi atomun içinde son derece
karışık bir trafik yaratır. Ancak bu trafik, en düzenli şehir trafiğinden bile
daha düzenlidir ve elektronlar hiçbir şekilde birbirleriyle çarpışmazlar.
Çünkü elektronların herbirinin ayrı ayrı yörüngeleri vardır ve bu yörüngeler
hiçbir zaman birbiriyle çakışmaz.
Asla değişmeyen bu yedi yörüngedeki elektron sayısı da bir matematiksel
formülle belirlenmiştir: 2n2. Atomların tüm yörüngelerinde bulunabilecek
maksimum elektron sayısı işte bu formülle sabitlenmiştir (formüldeki “n”,
yörünge numarasını belirtir).
Evreni oluşturan sınırsız sayıdaki atomun elektron yörüngelerinin asla
şaşmadan belirli sayıda kalmaları bir düzenin göstergesidir. Herbir
yörüngedeki elektron sayısının 2n2 formülüne uymaları bir düzenin
göstergesidir. Elektronlar inanılmaz hızlarda hareket edip karmaşa
çıkarmamaları da bir düzenin göstergesidir. Bu öyle bir düzendir ki,
tesadüflerle oluştuğu asla iddia edilemez. Şans faktörü böyle bir düzenin
sebebi olarak asla gösterilemez. Bu düzenin tek geçerli açıklaması Kuran’da
bildirildiği gibi Allah’ın herşeyi kudretinin bir tecellisi olarak düzen ve
intizam içinde yaratmış olmasıdır. Bu düzenden bahseden bazı ayetleri şöyle
sıralayabiliriz:
Allah, her şey için bir ölçü kılmıştır. (Talak, 3)
Her şeyi yaratmış, ona bir düzen vermiş, belli bir ölçüyle takdir etmiştir.
(Furkan, 2)
O’nun katında her şey bir miktar (ölçü) iledir. O, gaybı da, müşahede
edileni de bilendir. Pek büyüktür, yücedir. (Ra’d, 8-9)
Yere (gelince,) onu döşeyip-yaydık, onda sarsılmaz-dağlar bıraktık ve onda
her şeyden ölçüsü belirlenmiş ürünler bitirdik. (Hicr, 19)
Gökyüzü, Onu da yükseltti ve mizanı (ölçüyü) koydu. (Rahman, 7)
Güneş ve ay (belli) bir hesap iledir. (Rahman, 5)
Şüphesiz, Allah her şeyin hesabını tam olarak yapandır. (Nisa, 86)
Ayetlerden anlaşıldığı gibi Alemlerin Rabbi olan Allah’ın, herşeyi kusursuz
bir ölçü, hesap ve düzen içinde yaratma vasfı vardır. Bu ölçü ve hesap atomun
en küçük parçacığından uzaydaki devasa gök cisimlerine, güneş sistemlerine,
galaksilere kadar, bunların arasındakiler de dahil, bütün varlıklar alemini
içine alır. Bu da Allah’ın sonsuz gücünün, ilminin, sanatının ve hikmetinin
bir sonucudur. Allah, yarattığı varlıklardaki ve sistemlerdeki mükemmel ölçü,
düzen, denge ve hesaplarla bu sıfatlarını insanlara tanıtır. Sonsuz kudretini
gözler önüne serer. İşte bütün bilimsel araştırmaların, hesaplamaların insanı
ulaştırması gereken asıl gerçek budur. Elde ettiği bilgilerden bu en önemli
gerçeğe varamayan bilimadamlarının görevi de, bu gerçeğe varabilecek
insanlara, yani inananlara, ömürleri boyunca malzeme toplayıp, Rablerinin
ayetlerini, delillerini, onları takdir edebilecek müminlerin gözleri önüne
sermektir. Allah kendisine inanmadığı halde bilimle uğraşanları da bu şekilde
müminlerin hizmetine sunmuştur. Aynen, bir zamanlar şeytanları ve cinleri Hz.
Süleyman’ın hizmetine sokması gibi... Örneğin, uzunca bir yoldan bir krala,
çuvallar dolusu kıymetli eşya taşıyan bir devenin, atın ya da eşeğin ne kadar
değerli bir yük taşıdığının farkına varmamasının son derece önemsiz olması
gibi. O yalnızca kendisine yükletilen görevi yapmış, kralına hizmet etmiştir.
Hayatlarını bilime adadıkları halde Yaratıcıları’nın delillerinin şuuruna
varmayan ateist bilimadamlarının durumu da bu örnektekinden pek farklı
değildir.
Dalga mı, Parçacık mı?
Elektronlar ilk keşfedildiklerinde parçacık oldukları sanılıyordu. Ancak daha
sonra yapılan deneylerde tıpkı ışık (fotonlar) gibi dalga özellikleri de
gösterdikleri ortaya çıktı.
Işığın, tıpkı havuza atılan bir taşın su yüzeyinde yaptığı dalgalanmalar gibi
yayıldığı bilinmektedir. Ancak ışık, bazen de sanki maddi parçacık özelliği
taşımakta ve pencere camına vuran yağmur damlaları gibi kesik kesik, aralıklı
darbeler halinde de gözlenmektedir. İşte aynı ikilem bu kez elektronda da
yaşandı. Tabii bu durum bilim dünyasında büyük bir kargaşa yarattı. Bu kargaşa
ünlü Kuramsal Fizik Profesörü Richard P. Feynman’ın sözleriyle şöyle çözüldü:
Elektronların ve ışığın nasıl davrandıklarını artık biliyoruz. Nasıl mı
davranıyorlar? Parçacık gibi davrandıklarını söylersem yanlış izlenime yol
açmış olurum. Dalga gibi davranırlar desem, yine aynı şey. Onlar kendilerine
özgü, benzeri olmayan bir şekilde hareket ederler. Teknik olarak buna
“kuantum mekaniksel bir davranış biçimi” diyebiliriz. Bu, daha önce
gördüğünüz hiçbir şeye benzemeyen bir davranış biçimidir...... Bir atom, bir
yay ucuna asılmış sallanan bir ağırlık gibi davranmaz. Küçücük gezegenlerin
yörüngeler üzerinde hareket ettikleri minyatür bir güneş sistemi gibi de
davranmaz. Çekirdeği saran bir bulut veya sis tabakasına da pek benzemez.
Daha önce gördüğünüz hiçbir şeye benzemeyen bir şekilde davranır. En azından
bir basitleştirme yapabiliriz: Elektronlar bir anlamda tıpkı fotonlar gibi
davranırlar; ikisi de “acayiptir”, ama aynı şekilde. Nasıl davrandıklarını
algılamak bir hayli hayal gücü gerektirir; çünkü açıklayacağımız şey
bildiğimiz herşeyden farklıdır.12
Bilimadamları, elektronların bu şekilde davranmalarını hiçbir şekilde
açıklayamadıkları için çözüm olarak bu harekete yeni bir isim takmışlardır:
‘Kuantum Mekaniksel Hareket’. Bu noktada görülen olağanüstülüğü ve bilimin
düştüğü hayreti yine Profesör Feynman’ın kaleminden aktarıyoruz:
Size doğanın ne şekilde davrandığını anlatacağım. Onu, bu şekilde
davranabileceğini kabul ederseniz, çok sevimli ve büyüleyici bulacaksınız.
Eğer yapabilirseniz, kendinize sürekli “Ama bu nasıl olabilir?” diye
sormayın; çünkü çabanız boşunadır; şimdiye kadar hiç kimsenin kurtulamadığı
bir çıkmaz sokağa girersiniz. Bunun neden böyle olabildiğini hiç kimse
bilmiyor.13
Ancak, burada Feynman’ın bahsettiği “çıkmaz sokak” aslında çıkmaz değildir.
Burada bazılarının bir türlü işin içinden çıkamamasının sebebi, ortadaki açık
delillere rağmen bu inanılmaz sistemlerin ve dengelerin bilinçli ve şuurlu bir
Yaratıcı tarafından varedildiğini kabul edememeleridir. Halbuki durum son
derece açıktır: Allah evreni yoktan varetmiş, olağanüstü dengelere dayalı ve
örneksiz olarak yaratmıştır. İçinden bir türlü çıkılamayan, anlaşılamayan ve
bilimadamlarının her fırsatta “Ama bu nasıl olabilir?” diye kendi kendilerine
sordukları sorunun cevabı, herşeyin yaratıcısının Allah olmasında yatmaktadır.
Elektronların Bir Başka Fonksiyonu: Renkler
Kapkara bir dünyada yaşamak nasıl olurdu, hiç düşündünüz mü? Bedeniniz,
etrafınızdaki insanlar, denizler, gökyüzü, ağaçlar, çiçekler, kısacası
herşeyin kapkara olduğunu gözünüzde bir canlandırın. Böyle bir yeryüzünde
yaşamayı hiç istemezdiniz öyle değil mi?
Peki, yeryüzünü renkli kılan nedir? Dünyamızı olağanüstü güzel kılan renkler
nasıl oluşmaktadır?
Maddenin yapısında bulunan, birazdan göreceğimiz özellikler bizim maddeyi
renkli olarak algılamamıza yol açarlar. Evet; renkler, elektronların atom
içindeki bazı hareketlerinin bir fonksiyonu olarak oluşur. ‘Elektronların
hareketiyle renklerin ne ilgisi olabilir?’ diye düşünebilirsiniz. Bu ilişkiyi
hemen kısaca açıklayalım.
Elektronlar sadece belirli yörüngelerde dönerler. Bu yörüngelerin 7 tane
olduğundan az önce bahsetmiştik. Her bir yörünge belirli bir enerji seviyesine
sahiptir. Sözkonusu bu enerji seviyesi yörüngenin çekirdekten olan uzaklığına
bağlı olarak değişir. Bir yörünge çekirdeğe ne kadar yakınsa elektronun
enerjisi o kadar az, çekirdeğe ne kadar uzaksa enerjisi o kadar yüksek olur.
Elektronların yörüngelerinin her birinin altında da “alt yörüngeler” vardır.
Elektronlar, bulundukları yörüngenin “alt yörüngeleri” arasında seyahatler
yaparlar. Nasıl mı?
Elektronlar bulundukları alt yörüngeden bir başka yüksek enerjili alt
yörüngeye atlarlar. Bir üst enerji seviyesinde boş bir yer olduğunda elektron
birdenbire ortadan kaybolur ve şaşırtıcı bir şekilde o üst enerji seviyesinde
tekrar ortaya çıkar. Ancak elektron bunu yaparken dışardan çok önemli bir
destek alır: Enerji. Elektron bulunduğu yörüngeden daha yüksek enerjili alt
yörüngeye sıçrarken bu iki enerji seviyesinin arasındaki fark kadar dışardan
enerji almak zorundadır. Üst enerji seviyesinin gerektirdiği enerji seviyesine
ulaşmadan elektron bu yörüngeye sıçrayamaz. Elektronun dışardan temin ettiği
enerji “Foton”dur.
Foton, en basit anlatımıyla “ışık parçacığı”dır. Evrendeki yıldızların hepsi
birer foton kaynağıdır, Dünyamız içinse en önemli kaynak elbette ki Güneş’tir.
Fotonlar Güneş’ten saniyede 300.000 km. hızla tüm uzaya dağılmaktadırlar. Peki
ışık ile az önce bahsettiğimiz elektronların hareketleri arasında nasıl bir
bağlantı var, hemen açıklayalım.
Bir cismin rengi, gerçekte o cisimden yansıyarak gözümüze ulaşan ışıkların bir
karışımıdır. Genellikle kendi ışık yaymayan ve güneşten aldığı ışığı yansıtan
bir cismin rengi, hem aldığı ışığa hem de bu ışık üzerinde yaptığı değişikliğe
bağlıdır. Beyaz ışıkla aydınlatılan cisim “kırmızı” görünüyorsa güneş
ışığındaki karışımın büyük bölümünü soğuruyor ve yalnız kırmızıyı yansıtıyor
demektir. Burada “soğurmak”tan kastedilen şudur:
Yukarıda da belirttiğimiz gibi atomdaki her bir yörüngenin altında bir de
alt yörüngeler vardır ve elektronlar bu alt yörüngeler arasında seyahat
yaparlar. Herbir alt yörüngenin bir enerji seviyesi vardır ve elektron
bulunduğu alt yörüngenin enerji seviyesi kadar enerji taşımaktadır.
Yörüngeler çekirdekten uzaklaştıkça enerjileri de artar. Elektron, bulunduğu
alt yörüngeden yukarıda başka bir alt yörüngede, 1 elektronluk boş yer
olduğunda bir anda yok olur. Ve üst enerji seviyeli alt yörüngede ortaya
çıkar. Yalnız elektronun bu hareketi yapabilmesi için enerjisini geçiş
yaptığı alt yörüngenin gerektirdiği enerjiye çıkartmalıdır. Elektron,
enerjisini arttırmalıdır ve bunu da foton soğurarak (yutarak) yapar. Evet,
elektron tıpatıp bu iki alt yörünge arasındaki enerji farkı kadar enerjiye
sahip ışık parçacığı olan fotonu soğurur. Daha sonra da tekrar eski
yörüngesine geri döner. Bu hareket sürekli devam eder….
Güneşten çok çeşitli enerji seviyelerinde fotonlar gelmektedir. Ancak, bu
fotonlar arasındaki görünür ışık, çok dar bir alanı kaplamaktadır. Güneşten
gelen ışık parçacıkları maddeye çarptığında, işte ışığın bir kısmı yukarıda
anlattığımız şekilde madde tarafından soğurulur, soğurulmayan diğer kısım ise
maddeye çarpıp dışarı geri yansır. Nihayet, cisimden yansıyan ışık gözümüzün
retinasına çarpar. Retinaya çarpan bu ışık işareti sinir akışına dönüşür ve
beynimize kadar ulaşıp görüntüyü oluşturur.
Durumu birkaç örnekle daha anlaşılır hale getirebiliriz: Bir Morpho Kelebeğini
(Sarı Kelebek) ele alalım. Kelebekte pterin adı verilen pigmentler, sarı hariç
bütün güneş ışığını soğurmaktadırlar. Kelebeğe çarpıp, kelebekteki pigment
molekülünün elektronları tarafından soğurulmadan dışarı yansıtılan ışık
parçacıkları, sahip oldukları enerji sarıya denk geldiği için beynimiz
tarafından sarı renk olarak algılanmaktadır.
Cismin rengi, ışık kaynağından gelen ışığın özelliğine ve sözkonusu cismin bu
ışığın ne kadarını dışarı yansıttığına bağlıdır. Örneğin bir elbisenin rengi,
güneş ışığında veya bir mağazada bakıldığında aynı değildir. Bir cisim şayet
beynimiz tarafından siyah olarak algılanıyorsa, güneşten gelen bütün ışığı
soğuruyor ve dışarı hiç ışık yansıtmıyor demektir. Aynı şekilde eğer cisim
güneşten gelen ışığın tümünü birden yansıtıyor ve hiç ışık soğurmuyorsa
beynimiz tarafından beyaz olarak algılanmaktadır. Bu durumda üzerinde dikkatle
düşünülmesi gereken noktalar şunlardır:
1-Cismin rengi, ışık kaynağından gelen ışığın özelliklerine bağlıdır.
2-Cismin rengi, kendi yapısındaki moleküllerin elektronlarının hareketine, bu
elektronların hangi ışığı soğurup hangisini soğurmayacağına bağlıdır.
3-Cismin rengi, retinaya çarpan fotonu beynimizin nasıl algılayacağına
bağlıdır.
Bu şartlar altında, gördüğümüzün cismin gerçek hali olduğunu asla
söyleyemeyiz. Cismin rengi kesinlikle görecelidir ve gördüğümüz rengin hangi
aşamadaki halinin gerçek olduğundan emin olamayız.
Bu noktada bir kere daha durup bir düşünelim.
Gözle görülemeyecek kadar küçük bir madde olan atomun çekirdeğinin etrafında
inanılmaz bir süratle dönen elektronlar, mevcut yörüngelerinden bir anda
kaybolup alt-yörünge adı verilen bir başka mekana geçiyorlar. Bu geçiş için
alt-yörüngede boş bir yerin olması da şart. Bu esnada ihtiyaç duydukları
enerjiyi foton soğurarak temin ediyorlar. Sonra asıl yörüngelerine geri
dönüyorlar. Bu hareket esnasında insan gözünün algılayabileceği renkler
oluşuyor. Üstelik sayıları trilyonlarla ifade edilebilecek kadar çok atom,
üstelik her saniye hiç durmadan bunu yapıyorlar. Bizler de hiç kesintisiz bir
“görüntü” elde ediyoruz.
Bu müthiş mekanizma, insan yapısı hiçbir makinenin işleyişine benzetilemez.
Örneğin bir saat tek başına çok karmaşık bir mekanizmadır, ve saatin doğru
olarak çalışabilmesi için tüm parçalarının (çarklar, dişliler, vidalar,
somunlar, vs.) doğru yerlerde, doğru biçimde bulunması şarttır. Bu mekanizmada
en küçük bir aksama, saatin işleyişine zarar verir. Fakat atomun yapısını ve
elektronların yukarıda anlattığımız mekanizmasını, işleyişini düşününce, bir
saatin yapısı çok hafif kalıyor. Dediğimiz gibi bu mekanizma hiçbir insani
sistemle kıyaslanamayacak kadar karmaşık, mükemmel ve organize. Peki son
derece sistematik biçimde işleyen, hiç aksamadan devam eden böyle bir sistem
kendi kendine, tesadüfler sonucunda meydana çıkabilir mi? Ya da şöyle soralım:
Issız bir çölde ilerlerken yerde işleyen bir saat görseniz, bunun toz, toprak,
kum ve taşlardan şans eseri oluştuğunu düşünür müsünüz? Bunu hiç kimse
düşünmez, çünkü saatteki tasarım ve akıl her yönüyle gözler önündedir. Oysa
bir atomdaki tasarım ve akıl, yukarıda da söylediğimiz gibi insan yapısı
herhangi bir mekanizmayla kıyaslanmayacak kadar üstündür. Bu aklın sahibi de
büyük ilim sahibi, Bilen, Gören ve Yaratan Allah’tır.
Bu bölümde bize verilen en büyük nimetlerden biri olan renklerin oluşumunu
inceledik. ‘Renk’ kavramının var olmasından da anlaşıldığı gibi, Allah
gördüğümüz ve göremediğimiz heryeri sonsuz bir sanatla yaratmış ve bizim
haberimiz bile olmadığı halde sayısız sebebi bizim emrimize vermiştir. Daha
önceden hiç bilmediğimiz, belki de öğrenmeyi hiç aklımıza getirmediğimiz
renkler konusu, bilim ilerledikçe işte bu kadar detaylı olarak bize aktarılır.
Bilimin, akıl ve vicdan sahibi her insanın Allah’ın varlığına inanmasına
vesile olacağı bir gerçektir. Tüm bunlara rağmen evrenin her noktasında şahit
olunan üstün sanatı ve aklı görmemezlikten gelenler olabilmektedir. Ünlü
bilimadamı Louis Pasteur bu konuyla ilgili ilginç bir tespit yapmıştır:
“Bilimin azı Allah’tan uzaklaştırır, ama çoğu, O’na götürür.”14
İşte bizim de çevremizde gelişen sayısız olayla ilgili bilgimiz arttıkça her
geçen gün Allah’ın ilmine olan hayranlığımız da artmaktadır. Bu hayranlık ise
Allah’ın sonsuz kudretini, gücünü mümkün olduğunca idrak etme, ve dolayısıyla
O’ndan gereği gibi korkup-sakınma yolunda çok önemli bir adımdır. İnsanın
teknik bilgisi arttıkça, Allah’ın kendisini her yönden kuşattığını, gökten
yere her işi onun düzenlediğini, kontrolünü elinde tuttuğunu, canının bir gün
mutlaka alınacağını ve dünyada yaptıklarından hesaba çekileceğini
kavrayabilir. Kuran bu durumu bir ayette şöyle açıklar:
Allah’ın gökyüzünden su indirdiğini görmedin mi? Böylece biz onunla,
renkleri değişik olan meyveler çıkardık. Dağlardan da beyaz, kırmızı
renkleri değişik ve siyah yollar (kıldık). İnsanlardan, hayvanlardan ve
davarlardan da renkleri böyle değişik olanlar vardır. Kulları içinde ise
Allah’tan ancak alim olanlar ‘içleri titreyerek-korkar’. Şüphesiz Allah,
üstün ve güçlü olandır, bağışlayandır. (Fatır, 27-28)
Parçacıkların Programlanmış Hareketi
Buraya kadar, atomu oluşturan tüm parçacıkları inceledik. Bunların birçok
özelliklerini gördük. Şimdi bu parçacıkların, daha önce bahsetmediğimiz ortak
bir özelliğini ele alacağız: Spin Dönüşü.
Atomu oluşturan parçacıkların kendi eksenleri etrafında olağanüstü bir hızla
dönüşlerine “spin” denilmektedir. Parçacıkların spin hareketi ilk kez 1925
yılında farkedildi ve bu dönüş “Pauli Dışlama İlkesi” olarak anılmaya
başlandı. Bu ilkeye göre, iki benzer parçacık aynı duruma sahip olamazlar,
yani belirsizlik ilkesinin tanımladığı sınırlar içinde hem aynı konumda, hem
de aynı hızda bulunamazlar. Bu kuralı şu şekilde açıklayabiliriz: Atom son
derece ufak bir yapıdır ve o ufak yapının içinde de çok karmaşık bir trafik
vardır. Eğer bu yapıyı oluşturan birbirine benzer parçacıklar aynı hızda ve
aynı yönde hareket etselerdi ne olurdu, bir düşünelim:
Önce, protonu oluşturan 3 kuarkı ele alalım: 3 kuark aynı anda, aynı hızda
ve aynı yönde hareket ettikleri takdirde, artık 3 kuark diye bir şey kalmaz,
hepsi de tek bir kuark halini alırlar. Böyle bir durumda da protonların
oluşması mümkün olmaz ve çekirdek, yani dolayısıyla atom oluşamaz. Çünkü
kuark bir enerjiden ibarettir. Madde gibi aynı yönde ve aynı hızda hareket
eden 3 ayrı enerji olabilmesi mümkün değildir. Bunların bir şekilde
birbirlerinden ayrılmaları gerekir. Bu ayırım da ancak hareket
farklılıklarıyla oluşabilmektedir. Ancak bu şartla, kuarklar (enerji
paketçikleri), nötronları ve protonları oluşturabilirler. Şayet, kuarkların
hepsi aynı yönde ve aynı hızda hareket etselerdi, ne protonlar, ne
nötronlar, ne de çekirdek oluşabilirdi. Sonuç olarak, atomlar, moleküller
dolayısıyla madde varolamazdı…
Görüldüğü gibi, “spin” hareketi, şu ana kadar gördüğümüz diğer özellikler gibi
evrenin oluşumunda son derece hayati bir öneme sahiptir. Prof. Stephen
Hawking’in ifadesiyle;
Eğer dünya, dışlama ilkesi olmadan yaratılsaydı kuarklar, birbirinden ayrı
ve kesin tanımlı proton ve nötronları oluşturamazdı. Proton ve nötronlar da
elektronlarla birlikte atomları oluşturamazdı. Hepsi, oldukça düzgün, yoğun
bir “çorba” oluşturmak üzere biraraya çökerdi.15
Bilim bugün atomaltı parçacıkların bu hareketlerini keşfetmiştir, ama
parçacıkların neden böyle hareket ettiklerini bir türlü açıklayamamaktadır. Bu
parçacıkların bu şekilde hareket edebilmeleri için, hareketlerinin sonucunda
atomu oluşturacaklarını idrak edebilmeleri gerekir. Bu idrakin arkasından da
ne şekilde hareket edeceklerine karar vermeleri yani bir strateji
belirlemeleri şarttır. Hangi parçacık, hangi yönde ve hangi hızda hareket
edecektir, son derece detaylı bir stratejiye ihtiyaç vardır ve bu belirlenir.
Daha sonra sıra bu stratejiyi evreni oluşturan sonsuz sayıdaki parçacığa
duyurmaya ve hepsinin bu stratejiye uymalarını sağlamaya gelmektedir. Strateji
tüm parçacıklara duyurulur ve tüm parçacıklar ne şekilde hareket etmeleri
gerektiğini öğrenirler.
Şimdi, cevaplanması gereken çok önemli bir soru vardır ki bu soru bizi en başa
döndürmektedir: Neden tüm parçacıklar bu stratejiye uymakta, yani itaat
etmektedirler? Neden bir parçacık bile bu stratejiye uymamazlık etmemektedir?
Tüm bu parçacıkların, burada saydıklarımızı uygulayabilecek şuur, akıl, irade
ve zekaları mı vardır?
Kütlesi bile olmayan, sadece enerjiden ibaret olan bu parçacıkların, hiç
şüphesiz ne kendilerine ait bir akılları, ne de müstakil bir iradeleri var
olabilir. Asıl var olan Allah’ın sonsuz aklı, sonsuz gücü ve sonsuz ilmidir.
Allah, tüm bu parçacıklara, boyun eğdirmiş ve böylece evreni yaratmıştır. Bir
ayet bu gerçeği bize şöyle bildirmektedir:
... Hayır, göklerde ve yerde her ne varsa O’nundur, tümü O’na gönülden boyun
eğmişlerdir. (Bakara, 116)
MADDEYE GİDEN İKİNCİ BASAMAK: MOLEKÜLLER
Maddeye giden ilk basamak olan atomlardan sonra ikinci basamak da
moleküllerdir. Moleküller, bir maddenin kimyasal özelliklerini belirten en
küçük birimleridir. Moleküller iki veya daha çok atomdan oluşur; bazıları da
binlerce atom gruplarından oluşur. Bütün çeşitliliği ile madde, atomlardan
meydana gelen moleküllerin çeşitli biçimlerde biraraya gelmeleriyle
oluşmuştur.
Atomların molekülleri oluşturması veya moleküllerin ayrışarak atomlarına
ayrılması, genel olarak “kimyasal reaksiyon” olarak adlandırılır. Kimyasal
reaksiyonlar laboratuvarlarda yapıldığı gibi, doğada, vücudumuzda, bir yemek
fırınında, çamaşır makinasında, atmosferde vs. heryerde ve her an
gerçekleşmektedir. Acaba atomlar nasıl ve neye göre kimyasal reaksiyona
girerler?
Atomları, molekül içinde elektromanyetik çekim kuvvetine dayalı kimyasal
bağlar birarada tutar. Her atomun başka bir atomla özel bir birleşme
kabiliyeti vardır. Bu birleşmeler, atomların dış yörüngelerindeki elektronlar
aracılığıyla yapılır. Her yörüngenin alabileceği maksimum elektron sayısı
sabittir. Her atom en dıştaki yörüngesini, alabileceği maksimum elektron
sayısına tamamlama gayreti içindedir. Bunun için ya en dış yörüngesindeki
elektronları maksimum sayıya tamamlamak için başka atomlardan elektron alır ya
da en dış yörüngesinde az sayıda elektron varsa, bunları bir başka atoma
vererek önceden tamamlanmış olan bir alt yörüngeyi en dış yörüngesi haline
getirir. Atomların bu genel eğilimi, birbirleri arasında yaptıkları kimyasal
reaksiyonların temel itici gücünü oluşturur. Birbirlerinin bu eğilimlerine
karşılıklı birebir cevap verebilecek atomlar yanyana geldiklerinde gereken
enerji de sağlandığı takdirde bahsettiğimiz alışverişi gerçekleştirirler. Bu
alışveriş sonucunda aralarında kimyasal bir bağ kurulur. Atomların aralarında
bu şekildeki bir kimyasal bağla oluşturdukları yapıya molekül adı veriyoruz.
ÜÇ BENZER MOLEKÜL
SONUÇ: ÜÇ ÇOK FARKLI MADDE
Moleküller arasındaki birçok atomluk bir farklılık bile, çok değişik
sonuçlar oluşturur. Örneğin şimdi vereceğimiz iki moleküle dikkatle bir
bakın. İkisi de birbirine çok benziyor, ancak karbon ve hidrojen
sayılarında çok ufak farklılıklar var. Ama sonuç iki zıt madde
oluşturmaya yetişiyor:
C18H24O2 ve C19H28O2
Bu moleküller nedir, bir tahminde bulunabiliyor musunuz? Hemen
söyleyelim: Birincisi Östrojen, ikincisi ise Testostoren'dur. Yani biri
kadınlık, diğeri de erkeklik hormonudur. Birkaç atomluk bir fark bile,
hayret verici biçimde, cinsiyet farklılıklarına sebep olmaktadır.
Şimdi, vereceğimiz formüle bir bakın:
C6H12O2
Yukarıdaki molekül, öströjen ve testeron hormonları moleküllerine ne
kadar da benziyor, değil mi? Peki, bu molekül nedir? Başka bir hormon
mu?
Hemen cevaplayalım: Bu molekül şeker molekülüdür.
Aynı çeşit elementlerden oluşan bu üç molekül örneğinde, atom
sayılarındaki farklılığın, ne derece farklı moddeler oluşturabildiğini
çok net olarak gördük. Bir tarafta cinsiyet oluşturan hormonlar, bir
diğer tarafta da temel besin maddesi şeker var.
Atomun içindeki dengelerin, parçacıkların birbirleriyle etkileşimlerinin ve
atoma etki eden kuvvetlerin aralarındaki ilişkilerin bir tanesi bile tesadüfle
açıklanamaz. Düşünün ki evrende var olan herşey atomlardan oluşmuştur. Bu
atomlar öyle küçüktürler ki tek bir toplu iğne ucundaki atomların sayısı bile
trilyonları aşmaktadır. O halde tüm evrendeki atomların sayısı telaffuz dahi
edilemeyecek bir miktardadır. Bu kadar çok sayıdaki atomun herbirinin içinde,
insan aklının sınırlarının çok ötesinde bir faaliyet vardır. Bu düzenli
faaliyet ise, elbette ki tesadüfler neticesinde atomun içine girip yerleşmiş
olamaz.
Evrenin Hammaddeleri ve Periyodik Cetvel
Doğada bulunan 92 adet ve laboratuvarlarda oluşturulan 17 adet farklı
element "Periyodik Cetvel" diye adlandırılan bir tabloda, proton
sayılarına gore yerleştirilmişlerdir.
İlk bakışta, Periyodik tablo birer, ikişer harflı alt ve üst köşelerinde
rakamlar yazan kutucuklardan ibaret gibi gözükebilir. Ama, bu tabloya,
şu an solumakta olduğumuz hava ve bedenimiz dahil tüm evren sığmaktadır.
Kimyasal Bağlar
Az önce bahsedildiği gibi, atomlar son yörüngelerindeki elektron sayılarını
maksimuma tamamlama amacındadırlar. Bu amaçlarını da, diğer atomlarla 3 çeşit
bağ kurarak gerçekleştirirler. Bunlar iyonik bağ, kovalent bağ ve metalik
bağdır. Bu bağların özellikleri nedir ve nasıl kurulurlar, kısaca ele alalım.
Yukarıda bir kovalent bağ, aşağıda ise bir iyonik bağ örneği
görülmektedir.
Atom, eğer dış yörüngesinde 4’ten az elektronu varsa bunları verme, 4’ten
fazla elektronu varsa dışarıdan elektron alma eğilimindedir. Atomların bu
şekilde birbirleriyle elektron alıp-vererek birleşmeleri “iyonik bağ” olarak
isimlendirilir.
Eğer 2 tane atom, dış yörüngelerindeki elektronları ortak kullanırsa buna
“kovalent bağ” denir. Kovalent bağın daha iyi anlaşılabilmesi için kolay bir
örnek verelim: Hidrojen atomunda tek bir elektron vardır. Daha önce elektron
yörüngelerinden bahsederken de belirttiğimiz gibi atomların ilk yörüngelerinde
en fazla 2 elektron taşınabilir. Hidrojen atomu tek bir elektrona sahiptir ve
elektron sayısını 2’ye çıkarıp kararlı bir atom olma eğilimindedir. Bu yüzden
hidrojen atomu 2’nci bir hidrojen atomuyla kovalent bağ yapar. Yani, 2
hidrojen atomu da birbirlerinin tek elektronlarını 2. elektron olarak
kullanır. Böylece H2 molekülü oluşur.
Eğer çok sayıda atom, birbirlerinin elektronlarını ortaklaşa kullanarak
birleşiyorlarsa bu kez “metalik bağ” sözkonusudur.
Acaba tüm bu bağlarla, kaç farklı bileşik oluşabilmektedir?
Laboratuvarlarda, hergün yeni yeni bileşikler oluşturulmaktadır. Ancak şu an
için yaklaşık 2 milyon bileşikten bahsetmek mümkündür.16 En basit kimyasal
bileşik, hidrojen molekülü kadar ufak olabildiği gibi, milyonlarca atomdan
oluşan bileşikler de vardır.
Bir element acaba en fazla kaç değişik bileşik oluşturabilir? Bu sorunun
cevabı oldukça ilginçtir. Çünkü bir tarafta hiçbir elementle birleşmeyen bazı
elementler (soygazlar) vardır. Diğer tarafta ise 1.700.000 bileşik
oluşturabilen karbon atomu vardır. Toplam bileşik sayısının 2 milyon kadar
olduğunu tekrar hatırlarsak, 109 elementin 108’i toplam 300.000 bileşik
yapmaktadırlar. Ancak karbon olağanüstü bir şekilde tek başına tam 1.700.000
bileşik yapabilmektedir.
Canlı Hayatının Temel Taşı: Karbon Atomu
Karbon, canlı hayatı için en hayati elementtir. Çünkü bütün canlı maddeler
karbon bileşiklerinden oluşmuşlardır. Bizlerin varlığı için bu kadar önemli
olan karbon atomunun özelliklerini sayfalarca yazsak bitiremeyiz, nitekim
kimya bilimi de henüz bu özelliklerin tümünü keşfedebilmiş değildir. Biz
burada karbonun çok önemli birkaç özelliğinden bahsedeceğiz.
Karbonun rekor sayıda (1.7 milyon) bileşik yapabilmesinin sebebi nedir?
Karbonun en önemli özelliklerinden birisi, birbiri ardınca dizilerek çok kolay
zincir oluşturabilme özelliğidir. En kısa karbon zinciri 2 karbon atomundan
oluşur. En uzun zincirin kaç karbon atomundan oluştuğu konusunda kesin bir
rakam verilemez, ancak yaklaşık olarak 70 halkalı bir zincirden
bahsedilebilir.17 Karbon atomundan sonra en uzun zincir oluşturabilen atomun,
6 halka ile silisyum atomu olduğunu düşünürsek, karbon atomundaki olağanüstü
durum daha iyi farkedilebilir.
Karbonun bu kadar çok halkalı zincir yapabilmesinin sebebi, zincirlerinin
sadece düz çizgi şeklinde olmamasıdır. Zincirler dallar halinde de
olabilirler, çokgenler de oluşturabilirler.
Bu noktada, zincirin şeklinin önemi çok büyüktür. İki karbon bileşiğinde, eğer
karbon atomu sayısı aynı olup da bileşiklerin zincir biçimleri farklıysa,
ortaya 2 farklı madde çıkmaktadır. Karbon atomunun, yukarıda saydığımız
özellikleri ile, canlı hayatı için çok büyük önemi olan moleküller
yaratılmaktadır.
Yanyana Gelen Her Atom Hemen Reaksiyona Girseydi Ne Olurdu?
Az önce tüm evrenin 109 elementin atomlarının birbirleriyle reaksiyona
girmeleri sonucu oluştuğunu söylemiştik. Burada, üzerinde dikkatle durulması
gereken bir nokta vardır; o da, tepkimenin oluşabilmesi için çok önemli bir
koşulun gerçekleşmesi gerektiğidir.
Örneğin, oksijenle hidrojen her biraraya geldiğinde su oluşmaz. Ya da demir
havayla temas eder-etmez hemen paslanmaz. Eğer öyle olsaydı, katı ve parlak
bir metal olan demir, birkaç dakika içinde yumuşak bir toz olan demir okside
dönüşürdü. Durum böyle olmasaydı yeryüzünde metal diye bir madde kalmazdı. Çok
tuhaf bir dünyada yaşardık. Yanyana gelen 2 maddenin atomları hemen tepkimeye
girerdi. Böyle bir durumda ise, koltuğa bile oturmanız mümkün olamazdı. Çünkü
koltuğu oluşturan atomlarla vücudunuzu oluşturan atomlar hemen tepkimeye girer
ve koltuk-insan arası bir varlık (!) olurdunuz. Şüphesiz ki, böyle bir dünyada
canlı hayatın varlığı sözkonusu bile olamazdı. Acaba, böyle bir sonucun
yaşanmasını ne engellemektedir?
Bir örnekle açıklamak gerekirse, hidrojen ve oksijen molekülleri oda
sıcaklığında çok yavaş tepkimeye girerler, yani “su” oda sıcaklığında çok
yavaş oluşur. Ancak, ortamdaki sıcaklık arttığında moleküllerin enerjileri de
artar ve tepkime hızlanır, yani su daha hızlı oluşur.
Bilimadamları bu durumu açıklayabilmek için, “Aktifleşme Enerjisi” diye
adlandırdıkları bir kavram ortaya atmışlardır. Bu kavram, moleküllerin
tepkimeye girebilmeleri için gerekli enerji sınırını ifade etmektedir. Su
örneğinde görüldüğü gibi, hidrojen ve oksijen moleküllerinin tepkimeye girip
suyu oluşturabilmeleri için, enerjilerinin aktifleşme enerjisinden yüksek
olması gerekmektedir.
Düşünün ki, yeryüzündeki sıcaklık biraz daha yüksek olsaydı atomlar çok çabuk
tepkimeye girerdi ve doğadaki denge de bozulurdu. Ancak tersi olsaydı,
yeryüzündeki sıcaklık daha düşük olsaydı, bu durumda da atomlar tepkimeye
girmekte çok ağır kalacaklar ve doğadaki dengeler yine bozulacaktı. Bundan da
anlaşıldığı gibi Dünya’nın güneş sistemindeki konumu, tam olarak canlı
hayatına uygun olacak bir noktadadır. Elbette ki canlılık için gereken hassas
dengeler bununla kısıtlı değildir. Dünyanın eksenindeki eğim, kütlesi, yüzey
genişliği, atmosferindeki gazların oranı, uydusu ay ile arasındaki mesafe ve
daha sayabileceğimiz birçok faktör, sadece ve sadece şu andaki değerleriyle
mevcut olduklarında canlıların hayatta kalması mümkün olmaktadır. Bundan da
anlaşılan, tüm bu faktörlerin hepsinin birbiri ardınca tesadüflerle
olmayacağı, hepsinin de canlıların tüm özelliklerini bilen üstün bir kudret
tarafından bilinçli bir şekilde varedildikleridir.
Kuşkusuz bilimin bu noktada verdiği cevap, karşı karşıya bulunduğu fizik
kurallarına bir isim takmaktan ibarettir. En başta da belirttiğimiz gibi bu
tür olaylarda ne, nasıl, ne şekilde gibi soruların pek bir anlamı yoktur. Bu
sorularla ulaşabildiğimiz ancak, zaten var olan bir kuralın detaylarıdır. Bu
kuralın niçin ve kim tarafından varedildiği bilim açısından yine bir
muammadır.
İşte bilimin cevap veremediği bu noktada, aklı ve vicdanıyla bakan bir göz
için durum son derece açıktır: Hiçbir şekilde tesadüflerle açıklanamayacak
olan evrendeki kusursuz dengeler, üstün bir aklın ve iradenin dilemesi sonucu
gerçekleşmiştir.
MUCİZE BİR MOLEKÜL: SU
Dünyamızın üçte ikisi su ile kaplıdır ve yeryüzünde yaşayan bütün canlıların
%50-%95’i sudan oluşmaktadır. Kaynama noktasına yakın sıcaklıktaki kaynaklarda
yaşayan bakterilerden tutun da, erimekte olan buzulların üzerindeki bazı özel
yosunlara kadar, suyun olduğu heryerde ve her sıcaklıkta hayat vardır.
Yağmurdan sonra yapraklar üzerinde kalan bir su damlacığında bile binlerce
mikroskopik canlı doğar, çoğalır ve ölür.
Yeryüzünde hiç su olmasa yeryüzü nasıl görünürdü? Şüphesiz her yer çölden
ibaret olurdu, denizlerin yerlerinde dipsiz ve ürkütücü çukurlar yeralırdı.
Gökyüzü de bulutsuz ve çok garip renkte görülürdü.
Yeryüzündeki hayatın temeli olan suyun oluşabilmesi ise aslında son derece
zordur. Öncelikle suyun bileşenleri olan hidrojen ve oksijen moleküllerini bir
cam kabın içinde düşleyelim. O kabın içinde çok uzun bir süre bırakalım. Bu
gazlar kabın içinde yüzlerce yıl bile hiç su oluşturmayabilirler. Oluştursalar
da çok yavaş olarak, mesela binlerce yıl sonra kabın dibinde çok az su
farkedilebilir.
Böyle bir durumda suyun bu derece yavaş oluşmasının sebebi sıcaklıktır. Oda
sıcaklığında oksijenle hidrojen çok yavaş tepkimeye girerler .
Oksijen ve hidrojen, serbest halde iken H2 ve O2 molekülleri halinde
bulunurlar. Bu moleküllerin su molekülünü oluşturmak için birleşmeleri için
çarpışmaları gerekir. Bu çarpışma sonucunda, hidrojen ile oksijen molekülünü
oluşturan bağlar zayıflar ve oksijen ile hidrojen atomlarının birleşmesine
engel kalmaz. Sıcaklık, bu moleküllerin enerjisini, dolayısıyla hızlarını
arttırdığı için çarpışmaların sayısını da büyük ölçüde arttırır. Böylece,
tepkimenin hızlı ilerlemesini sağlar. Ancak, şu anda yeryüzünde suyun
oluşmasını sağlayacak kadar yüksek ısı yoktur. Suyun oluşması için gerekli
olan ısı, dünya oluşurken sağlanmış ve dünyanın dörtte üçlük kısmını oluşturan
su o zaman oluşmuştur. Artık bu su kaynakları buharlaşarak atmosfere
yükselmekte, orada da soğuyarak yağmur şeklinde yeniden yeryüzüne dönmektedir.
Yani mevcut miktara yeni bir ilave olmaz, sadece bir çevrim yaşanır.
Su, kimyasal olarak pekçok olağanüstü özelliğe sahiptir. Herbir su molekülü
hidrojen ve oksijen atomlarının birleşmesiyle oluşmuştur. Biri yakıcı, diğeri
de yanıcı olan iki gazın birleşerek bir sıvıyı, hem de suyu oluşturuyor
olmaları oldukça ilginçtir.
Kimyasal olarak suyun nasıl oluştuğuna gelince; suyun elektrik yükü sıfır yani
nötrdür. Ancak oksijen ve hidrojen atomlarının büyüklüklerinden dolayı su
molekülünün oksijen tarafı hafifçe eksi, hidrojen tarafı da hafifçe artı
yüklüdür. Birden fazla su molekülü biraraya geldiğinde artı ve eksi yükler
birbirini çekerek “hidrojen bağı” denilen çok özel bir bağı oluşturur.
Hidrojen bağı çok zayıf bir bağdır ve ömrü aklımızın kavrayamayacağı kadar
kısadır. Bir hidrojen bağının ömrü, yaklaşık olarak bir saniyenin yüzmilyarda
biri kadardır. Ama bağlardan biri kırıldığında hemen bir diğer bağ oluşur.
Böylece su molekülleri birbirlerine yapışırlar ve diğer taraftan zayıf bir
bağla birbirlerine bağlandıklarından akışkan olurlar.
Hidrojen bağlarının suya kattığı bir başka özellik de, suyun sıcaklık
değişimlerine direnç göstermesidir. Havanın sıcaklığı aniden artsa bile suyun
sıcaklığı yavaş yavaş artar, aynı şekilde havanın sıcaklığı aniden düşse bile
suyun sıcaklığı yavaş yavaş düşer. Suyun sıcaklığının önemli oranda
oynayabilmesi için çok büyük miktarlarda ısı enerjisine ihtiyaç vardır. Suyun
ısı enerjisinin bu derece yüksek olmasının canlı hayatına sağladığı çok büyük
faydalar vardır. Çok basit bir örnek verecek olursak, vücudumuzda çok büyük
oranda su vardır. Su eğer havadaki ani sıcaklık iniş ve çıkışlarına aynı
oranda uysaydı aniden ateşimiz çıkardı veya aniden donardık.
Aynı şekilde, suyun buharlaşmak için de çok büyük bir ısı enerjisine ihtiyacı
vardır. Su buharlaşırken, çok ısı enerjisi kullandığı için suyun sıcaklığında
eksilme olur. Yine insan vücudundan bir örnek verecek olursak; vücudumuzun
normal sıcaklığı 36oC’dir ve dayanabileceğimiz en yüksek sıcaklık 42oC’dir.
Aradaki bu 6oC’lik aralık çok küçük bir aralıktır ve birkaç saat güneş altında
çalışmak vücut sıcaklığını bu kadar arttırabilir. Ancak vücudumuz terleyerek,
yani içindeki suyu buharlaştırarak çok büyük miktarda ısı enerjisi harcar ve
vücut sıcaklığı düşer. Vücudumuz otomatik olarak çalışan böyle bir mekanizmya
sahip olmasaydı, birkaç saat güneş altında çalışmak bile bizler için öldürücü
olurdu.
Yandaki şemada solda tek bir su molekülü, sağda ise birbirleriyle
'hidrojen bağı' oluşturmuş su molekülleri görülmektedir.
Hidrojen bağlarının suya kazandırdığı bir başka olağanüstü özellik, suyun sıvı
iken katı haline oranla daha yoğun olmasıdır. Halbuki, yeryüzündeki maddelerin
çoğu katı iken sıvı haline oranla daha yoğundur. Ancak, su diğer maddelerin
tersine donarken genleşir. Bunun sebebi hidrojen bağlarının su moleküllerinin
birbirlerine sıkı şekilde bağlanmasını engellemesi ve arada birçok boşluğun
kalmasıdır. Su sıvı iken hidrojen bağları kırıldığından oksijen atomları
birbirine yaklaşır ve daha yoğun bir yapı elde edilir.
Bu durum aynı şekilde buzun sudan daha hafif olmasını da beraberinde getirir.
Normalde herhangi bir metali eritip içine aynı metalden birkaç katı parça
atsanız, bu parçalar hemen dibe çöker. Ancak suda durum farklıdır. Onbinlerce
ton ağırlığındaki buz dağları suyun üzerinde mantar gibi yüzmektedirler. Peki
suyun bu özelliğinin ne gibi bir faydası olabilir?
Bu soruyu bir ırmak örneği ile cevaplayalım: Havalar çok soğuduğunda ırmaktaki
suyun tamamı değil, sadece üzeri donar. Su, +4oC’de en ağır halindedir ve bu
dereceye ulaşan su hemen dibe çöker. Suyun üzerinde ‘katman halinde buz’
oluşur. Bu katmanın altında su akmaya devam eder ve +4oC canlıların
yaşayabileceği bir sıcaklık olduğu için sudaki canlılar bu sayede hayatlarını
sürdürürler.
Buraya kadar bahsettiğimiz, Allah’ın suya vermiş olduğu muhteşem özellikler;
yeryüzünde canlı hayatının varolabilmesini mümkün kılan özelliklerdir.
Aşağıdaki ayette de görebileceğiniz gibi, üstün bir yaratılış örneği olan su,
Allah tarafından, insanın ihtiyaçlarını karşılamaya yönelik olarak gökten
indirilmiştir. Kuran’da Allah’ın insanlara sunduğu bu büyük nimetin önemi
şöyle bildirilmiştir:
Sizin için gökten su indiren O’dur; içecek ondan, ağaç ondandır (ki)
hayvanlarınızı onda otlatmaktasınız. Onunla sizin için ekin, zeytin,
hurmalıklar, üzümler ve meyvelerin her türlüsünden bitirir. Şüphesiz bunda,
düşünebilen bir topluluk için ayetler vardır. (Nahl, 10-11)
Suyun Kimya Kurallarını Altüst Eden Özelliği
Hepimizin de bildiği gibi su 100oC sıcaklıkta kaynar ve 0oC sıcaklıkta donar.
Ancak, normal şartlarda suyun 100oC değil, -80oC kaynaması gerekirdi. Neden
mi?
Periyodik tabloda aynı gruptaki elementlerin özellikleri, hafif elementten
ağır elemente doğru düzenli değişiklikler gösterir. Bu düzenlilik, özellikle
hidrojen bileşiklerinde hakimdir. Periyodik tabloda oksijenin bulunduğu grupta
bulunan elementlerin bileşikleri hidrid diye adlandırılır. Su, aslında oksijen
hidrid’dir. Bu gruptaki diğer elementlerin hidridleri su molekülü ile aynı
molekül yapısına sahiptirler.
Bu bileşiklerin kaynama noktaları kükürtten başlayıp daha ağır olanlara doğru
düzenli bir şekilde değişir; ancak umulmadık bir şekilde suyun kaynama noktası
bu dizinin dışına çıkar. Su (oksijen hidrid) olması gerekenden 180oC daha
yüksekte kaynar. Bir diğer şaşırtıcı durum da suyun donma noktası ile
ilgilidir: Yine periyodik sistemdeki düzene göre, suyun -100oC sıcaklıkta
katılaşması gerekir. Ancak su bu kuralı bozar ve olması gerekenden 100oC
yukarıda, yani 0oC de buz haline gelir.
Eğer su, periyodik sistemdeki düzene göre hareket etseydi, yeryüzünde sadece
buhar olarak bulunurdu. Bu noktada; niçin hidritlerden başka biri değil de,
sadece suyun (oksijen hidrit) periyodik sistem kurallarına uymadığı sorusu
akla gelmektedir.
Gerek fizik kuralları, gerek kimya kuralları ya da kural olarak
nitelendirdiğimiz ne varsa; insanların, evrendeki olağanüstü dengenin ve
yaratılışın sebebini açıklama gayretinden başka şeyler değildirler. Bu
kurallar, her ne kadar süslü isimlerle anılsalar da, bu isimler bu kuralların
gerçekten işlediğini ispatlamaz. Nitekim, az önce ele aldığımız gibi, “su”
evrende canlı yaşamın var olabilmesine en uygun şekilde ve kimya kurallarını
alt-üst edecek şekilde yaratılmıştır. Aşağıdaki ayette de bildirildiği gibi;
Allah, gökte ve yerde ne varsa, herşeye bizler için boyun eğdirmiştir. “Su” da
bu boyun eğdirişe çok güzel bir örnektir.
Kendinden (bir nimet olarak) göklerde ve yerde olanların tümüne sizin için
boyun eğdirdi. Şüphesiz bunda, düşünebilen bir kavim için gerçekten ayetler
vardır. (Casiye, 13)
Koruyucu Tavan: Ozon
Soluduğumuz hava, yani aşağı atmosfer büyük ölçüde oksijen gazından oluşur.
Burada oksijenden kastettiğimiz O2 gazıdır. Yani oksijen molekülleri 2’şer
atomdan oluşmuştur. Ancak, oksijen molekülü bazen 3’er atomdan da
oluşabilmektedir. Bu durumda bu molekül artık oksijen değil “Ozon” olarak
isimlendirilir, zira bu iki gaz birbirlerinden çok farklıdırlar.
Hemen burada üzerinde durulması gereken bir nokta vardır: İki oksijen atomu
birleşince ‘Oksijen gazı’ oluşmaktadır da, niçin üç oksijen atomu birleşince
‘Ozon gazı’ diye farklı bir gaz oluşmaktadır? Sonuçta iki de olsa, üç de olsa
birleşen oksijen atomu değil midir? O zaman, neden ortaya iki farklı gaz
çıkmaktadır? Bu soruyu cevaplamadan önce, bu iki gazın ne yönden farklı
olduklarını ele alıp, sonra cevap vermek daha yerinde olacaktır:
Oksijen gazı (O2) aşağı atmosferde bulunur ve solunum yoluyla yeryüzündeki tüm
canlılara hayat verir. Ozon gazı (O3) ise, zehirli ve çok kötü kokulu bir
gazdır. Atmosferin en üst tabakalarında bulunur. Eğer, oksijen yerine ozon
solumak zorunda olsak hiçbirimiz yaşayamazdık.
Ozon, yukarı atmosferdedir; çünkü orada canlı yaşamı için çok hayati bir
fonksiyonu vardır. Atmosferin yaklaşık 20 km. yukarısında tüm dünyayı bir
kuşak gibi sarıp sarma
Hava, su, dağlar, hayvanlar, bitkiler, vücudunuz, oturduğunuz koltuk,
kısacası en ağırından en hafifine kadar gördüğünüz, dokunduğunuz,
hissettiğiniz herşey atomlardan meydana gelmiştir. Elinizde tuttuğunuz
kitabın her bir sayfası milyarlarca atomdan oluşur. Atomlar öyle küçük
parçacıklardır ki, en güçlü mikroskoplarla dahi bir tanesini görmek mümkün
değildir. Bir atomun çapı ancak milimetrenin milyonda biri kadardır.
Bu küçüklüğü bir insanın gözünde canlandırması pek mümkün değildir. O
yüzden bunu bir örnekle açıklamaya çalışalım:
Elinizde bir anahtar olduğunu düşünün. Kuşkusuz bu anahtarın içindeki
atomları görebilmeniz mümkün değildir. Atomları mutlaka görmek istiyorum
diyorsanız, elinizdeki anahtarı dünyanın boyutlarına getirmeniz
gerekecektir. Elinizdeki anahtar dünya boyutunda büyürse, işte o zaman
anahtarın içindeki her bir atom bir kiraz büyüklüğüne ulaşır ve siz de
onları görebilirsiniz.5
Yine bu küçüklüğü kavrayabilmek ve heryerin nasıl atomlarla dolu olduğunu
görebilmek için bir örnek daha verelim:
Bir tuz tanesinin tüm atomlarını saymak istediğimizi düşünelim. Saniyede
bir milyar (1.000.000.000) tane sayacak kadar eliçabuk olduğumuzu da
varsayalım. Bu dikkate değer beceriye karşın, bu ufacık tuz tanesi
içindeki atom sayısını tam olarak tesbit edebilmek için beşyüz yıldan
fazla bir zamana ihtiyacımız olacaktır. 6
Peki bu kadar küçük bir yapının içinde ne vardır?
Bu derece küçük olmasına rağmen atomun içinde evrende gördüğümüz sistemle
kıyaslanabilecek derecede kusursuz bir sistem bulunmaktadır.
Her atom, bir çekirdek ve çekirdeğin çok uzağındaki yörüngelerde dönüp-dolaşan
elektronlardan oluşmuştur. Çekirdeğin içinde ise proton ve nötron ismi
verilen başka parçacıklar vardır.
Bu bölümde, canlı-cansız herşeyin temelini oluşturan atomun olağanüstü
yapısını ve atomların nasıl birleşerek molekülleri dolayısıyla maddeyi
oluşturduğunu inceleyeceğiz.
ÇEKİRDEK
Çekirdek, atomun tam merkezinde bulunmaktadır ve atomun niteliğine göre
belirli sayılarda proton ve nötrondan oluşmuştur. Çekirdeğin yarıçapı, atomun
yarıçapının onbinde biri kadardır. Rakam olarak verirsek; atomun yarıçapı 10-8
(0,00000001) cm, çekirdeğin yarıçapı ise 10-12 (0,000000000001) cm kadardır.
Dolayısıyla çekirdeğin hacmi, atomun hacminin 10 milyarda biri eder.
Maddenin yapıtaşı olan atom, proton ve nötronlardan oluşan bir
çekirdek ve bu çekirdeğin etrafinda durmadan dönen elektronlardan
meydana gelir.Bu büyüklüğü (daha doğrusu küçüklüğü) yine gözümüzde
canlandıramayacağımıza göre, kiraz örneğimizden devam edebiliriz. Biraz
önce bahsettiğimiz gibi elinizdeki anahtarı dünya boyutlarına
getirdiğinizde ortaya çıkan kiraz büyüklüğünde atomların içinde
çekirdeği arayalım. Ama bu arayış boşunadır, çünkü böyle bir ölçekte de
çok daha küçük olan çekirdeği gözlemleme olanağımız kesinlikle bulunmaz.
Gerçekten bir şey görebilmek için yeniden ölçü değiştirmek gerekecektir.
Atomumuzu temsil eden kiraz yeniden büyüyüp iki yüz metre yüksekliğinde
kocaman bir top olacaktır. Bu akıl almaz boyuta karşın atomumuzun
çekirdeği yine de çok küçük bir toz tanesinden daha iri duruma
gelmeyecektir.7
Öyle ki, çekirdeğin 10-13 cm olan çapı ile, atomun 10-8 cm olan çapını
kıyasladığımızda şöyle bir sonuç ortaya çıkar: Atomu bir küre şeklinde
kabul ederek bu küreyi tamamen çekirdekle doldurmak istediğimiz takdirde
bu iş için 1015 (1.000.000.000.000.000) atom çekirdeği gerekecektir.8
Ancak bundan daha şaşırtıcı bir durum vardır: Boyutları atomun 10 milyarda
biri olmasına rağmen, çekirdeğin kütlesi atomun kütlesinin % 99.95’ini
oluşturmaktadır. Peki bir şey nasıl olur da bir yandan kütlenin yaklaşık
tamamını oluştururken, diğer yandan da hemen hemen hiç yer kaplamaz?
Bunun sebebi şudur: Atomun kütlesini oluşturan yoğunluk tüm atoma eşit olarak
dağılmamıştır, yani atomun bütün kütlesi atomun çekirdeğinde birikmiştir.
Diyelim ki, sizin 10 milyar metrekarelik bir eviniz var ve bu evin tüm
eşyasını 1 metrekarelik bir odada toplamanız gerekiyor. Bunu yapabilir
misiniz? Tabii ki yapamazsınız. Ancak atom çekirdeği dünyada eşi-benzeri
olmayan çok büyük bir güçle bunu yapabilmektedir. “Güçlü Nükleer Kuvvet” diye
isimlendirilen bu kuvvet, proton ve nötronları çekirdekte toplamaktadır.
Güçlü nükleer kuvvet, bir atomun çekirdeğini birarada tutan, onu dağılmaktan
kurtaran, doğadaki kuvvetlerin en güçlüsü olarak bilinmektedir. Çekirdekteki
protonların hepsi pozitif yüklüdür ve elektromanyetik kuvvet nedeniyle
birbirlerini iterler. Fakat güçlü nükleer kuvvet onların itme gücünden 100 kat
daha büyük olduğundan, elektromanyetik kuvvet etkisiz hale gelir. Böylece
protonlar birarada tutunabilirler.
Kısacası gözle göremeyeceğimiz kadar küçük bir atomun içinde, birbiriyle
etkileşim halinde iki büyük kuvvet bulunur. Bu kuvvetlerin değerleri öylesine
hassastır ki, birinin biraz daha az veya biraz daha fazla olması atomdaki tüm
dengeleri alt üst eder. Dolayısıyla atomun yapısı bozulur, parçalanır ve
maddeyi oluşturamaz...
Atomun boyutlarını ve evrendeki atom sayısını dikkate aldığımızda, ortada
muazzam bir denge ve tasarım olduğunu görmemek mümkün değildir. Öyle ki,
evrendeki temel kuvvetlerin çok özel bir biçimde, büyük bir ilimle ve kudretle
yaratıldığı kesindir. İnkarcıların bu yaratılışı gözardı edebilmek için
sığındıkları tek yol, tüm bunların “tesadüfler” sonucu böyle olduğunu iddia
etmektir. Oysa olasılık hesapları evrendeki dengelerin “tesadüfen” oluşma
ihtimalinin “sıfır” olduğunu bilimsel olarak kanıtlamaktadır. Tüm bunlar,
Allah’ın varlığının ve yaratılışının açık delilleridir.
Atomdaki Boşluk
Daha önce de üzerinde durduğumuz gibi, bir atomun çok büyük bir bölümü
boşluktan oluşmaktadır. Peki böyle bir boşluk nasıl olur?
Şimdi şöyle düşünelim: Atom, en basit anlatımla içinde bir çekirdek ve
çekirdek etrafında dönen elektronlardan oluşmaktadır. Çekirdekle elektronlar
arasında başka hiçbir şey yoktur. Bu, hiçbir şey olmayan mikroskobik büyüklük
aslında atom ölçeğine göre çok geniştir. Bu genişliği şöyle
örneklendirebiliriz: Çapı 1 cm. olan küçük bir bilya çekirdeğe en yakın
elektronu temsil ederse, çekirdek bu bilyadan 1 km. ötede bulunacaktır.9
Kuşkusuz bu, çok büyük bir boşluktur. Öyle ki kafamızda tam olarak
canlandırabilmek için astrofizikçi Jean Guitton’dan bir örnek verebiliriz:
Temel parçacıklar arasında çok büyük bir boşluk egemendir. Eğer bir oksijen
çekirdeğinin protonunu şu önümdeki masanın üstünde duran bir toplu iğnenin
başı gibi düşünürsem, o zaman çevresinde dönen elektron Hollanda, Almanya ve
İspanya’dan geçen bir çember çizer. (Bu satırların yazarı Fransa’da
yaşamaktadır.) Onun için, bedenimi oluşturan tüm atomlar birbirlerine değecek
kadar bir araya gelseydi, artık beni göremezdiniz. Zaten, artık beni çıplak
gözle hiçbir zaman gözlemleyemezdiniz: Neredeyse milimetrenin birkaç bindebiri
boyutunda ufacık bir toz kadar olurdum.10
İşte bu noktada evrende bilinen en büyük mekanla, en küçük mekan arasında bir
benzerlik ortaya çıktığını farketmekteyiz. Öyle ki, gözlerimizi yıldızlara
çevirirsek, orada da atomdakine benzer bir boşlukla karşılaşırız. Yıldızlar
arasında da, galaksiler arasında da milyarlarca kilometrelik boşluklar
mevcuttur. Ama bu boşlukların her ikisinde de insan aklını zorlayan, anlama
kapasitesini aşan bir düzen hakimdir.
Çekirdeğin İçi: Proton ve Nötronlar
1932 yılına dek, çekirdeğin proton ve elektronlardan oluştuğu sanılıyordu.
Çekirdeğin içinde protonla beraber elektronların değil nötronların olduğu
ancak o tarihte keşfedilebildi. (Ünlü bilimadamı Chadwick 1932 yılında
çekirdeğin içinde nötronun varlığını ispatladı ve bu keşfiyle Nobel ödülü
kazandı.) İşte insanoğlunun atomun yapısıyla tanışması bu kadar yakın tarihte
gerçekleşti.
Atom çekirdeğinin ne kadar küçük boyutta olduğundan daha önce bahsetmiştik.
Atom çekirdeğinin içine sığabilen bir protonun büyüklüğü ise 10-15 metredir.
Bu kadar küçük bir parçacığın insan hayatında pek bir önemi olamayacağını
düşünebilirsiniz. Ancak, insan aklının tahayyül bile edemediği küçüklükteki bu
parçacıklar aslında etrafınızda gördüğünüz herşeyin temelidir.
Evrendeki Çeşitliliğin Kaynağı
Bilimin, şu ana kadar tespit edebildiği 109 tane element vardır. Tüm evren,
dünyamız canlı-cansız bütün varlıklar bu 109 elementin çeşitli biçimlerde
birleşmeleriyle oluşmuştur. Buraya kadar tüm elementlerin birbirinin benzeri
atomlardan oluştuğunu gördük; atomlar da birbirinin aynı parçacıklardan
oluşuyordu. Peki madem elementleri oluşturan bütün atomlar aynı parçacıklardan
oluşuyor, o halde elementleri farklı kılan, sınırsız çeşitlilikte maddeyi
oluşturan nedir?
Elementleri temelde birbirlerinden farklı kılan şey, atomlarının
çekirdeklerindeki proton sayılarıdır. En hafif element olan hidrojen atomunda
bir proton, ikinci en hafif element olan helyum atomunda iki proton, altın
atomunda 79 proton, oksijen atomunda 8 proton, demir atomunda 26 proton
vardır. İşte altını demirden, demiri oksijenden ayıran özellik, yalnızca
atomlarının proton sayılarındaki bu farklılıktır. Soluduğumuz hava, vücudumuz,
herhangi bir bitki veya bir hayvan ya da uzaydaki bir gezegen, canlı-cansız,
acı-tatlı, katı-sıvı her şey... Bunların hepsi sonuçta aynı
proton-nötron-elektronlardan meydana gelmiştir.
Fiziksel Varlığın Sınırı: Kuarklar
Günümüzden 20 yıl öncesine kadar atomları oluşturan en küçük parçacıkların
protonlar ve nötronlar oldukları sanılıyordu. Ancak çok yakın bir tarihte,
atomun içinde bu parçacıkları oluşturan çok daha küçük parçacıkların var
oldukları keşfedildi.
Bu buluştan sonra, atomun içindeki “alt parçacıkları” ve onların kendilerine
has hareketlerini incelemek üzere “Parçacık Fiziği” isimli bir fizik dalı
ortaya çıkmıştır. Parçacık fiziğinin yaptığı araştırmalar şu gerçeği açığa
çıkarmıştır: Atomu oluşturan proton ve nötronlar da aslında “kuark” adı
verilen daha alt parçacıklardan oluşmaktadırlar.
İnsan aklının kavrama sınırlarını aşan küçüklükteki protonu oluşturan
kuarkların boyutu ise daha da hayret vericidir:
10-18 (0,000000000000000001) metre
Protonun içinde bulunan kuarklar hiçbir şekilde birbirlerinden çok fazla
uzaklaştırılamazlar; çünkü, kuarklar arasında lastik bant gibi bir kuvvet
vardır. Kuarkların arası açıldıkça bu kuvvet büyür ve iki kuark birbirinden en
fazla 1 metrenin katrilyonda biri kadar uzaklaşabilir. Kuarklar arasındaki bu
lastik bağlar, bir diğer parçacık türü olan “Gluon”lardır. Kuarklarla gluonlar
birbirleriyle son derece güçlü bir iletişim halindedirler. Ancak,
bilimadamları bu iletişimin nasıl gerçekleştiğini halen keşfedememişlerdir.
'Parçacık Fiziği' hiç durmadan parçacıklar dünyasını aydınlatmak için
araştırmalar yapmaktadır. Varlığının üzerinden binlerce yıl geçmiş insanoğlu,
sahip olduğu akıl ve şuura rağmen kendisiyle birlikte herşeyi oluşturan özü
yeni yeni keşfetmektedir. Üstelik bu özün içine girdikçe konu daha da
detaylanmakta ancak insan kuark ismini verdiği 10-18 sınırında takılmaktadır.
Peki bu sınırın altında ne vardır?
Bugün bilimadamları bu konu ile ilgili çeşitli tezler öne sürmektedir ama
yukarıda da belirttiğimiz gibi bu sınır fiziksel evrenin son noktasıdır. Bunun
altında bulunacak olan herşey madde ile değil ancak enerji ile ifade
edilebilecektir. Asıl önemli olan nokta ise, insanın tüm teknolojik
imkanlarına rağmen yeni keşfedebildiği bir mekanda çok büyük dengelerin, fizik
kanunlarının bir saat gibi işliyor olmasıdır. Üstelik bu mekan evrendeki tüm
maddenin ve insanın da yapıtaşını oluşturan atomun içidir. İnsan kendi
vücudundaki organlarda, sistemlerde her saniye işleyen kusursuz mekanizmadan
yeni yeni haberdar olmaya başlamıştır. Bunları oluşturan hücrelerin
mekanizmalarını öğrenmesi ise ancak son birkaç on yıla dayanır. Hücrenin
temelindeki atomların, atomların içindeki proton ve nötronların, ve bunların
da içindeki kuarkların mekanizmaları ise, inansın inanmasın herkesi hayrete
düşürecek kadar mükemmeldir. Çok önemli bir nokta da, tüm bu muazzam
mekanizmaların insan yaşamındaki her saniye boyunca “kendi kendine” insanın
kontrolü dışında çalışmasıdır. Tüm bunların üstün bir iradeye sahip bir
Yaratıcı tarafından varedildiği ve denetiminin de yine aynı üstün Yaratıcı’ya
ait olduğu, vicdan sahibi akıllı her kişi için çok açık bir gerçektir.
ATOMUN DİĞER UCU: ELEKTRONLAR
Elektronlar, çekirdeğin etrafında belirli yörüngelerde durmaksızın dönen
parçacıklardır ve çekirdeği elektrik yükünden oluşan bir zırh gibi kuşatırlar.
Elektronları daha yakından inceleme ve onlara bakabilme imkanımız olsaydı,
onların tıpkı dünyamız gibi hareket ettiklerini görürdük. Evet; elektronlar
tıpkı dünyanın güneş çevresinde dönerken aynı zamanda kendi çevresinde dönmesi
gibi dönerler.
Ancak kuşkusuz, elektronların büyüklüğü dünyanın büyüklüğünden çok farklıdır.
Eğer bir kıyas yapmak gerekirse; bir atomu dünya kadar büyütsek, bir elektron
sadece bir elma boyutuna gelecektir.11
En güçlü mikroskopların bile göremeyeceği kadar küçük bir alanda dönüp-duran
onlarca elektron, atomun içinde çok karışık bir trafik yaratır. Ancak,
elektronlar atomun içinde en ufak bir kazaya yol açmazlar. Üstelik atomun
içinde yaşanacak en ufak bir kaza atom için felaket olabilir ama atom, kendi
sonunu getirecek bu felaketi hiçbir zaman yaşamaz ve varlığını sürdürür.
Çekirdeğin etrafında saniyede 1.000 km gibi akılalmaz bir hızla hiç durmadan
dönen elektronlar, bir kez bile birbirleri ile çarpışmamaktadırlar. Bu durum,
bunların büyük bir düzen içinde bulunduklarını, bizlerin “yörünge” adını
verdiğimiz yollarda hareket ettiklerini gösterir. Oysa birbirlerinin aynı olan
elektronların farklı yörüngelerde bulunmalarının “dizayn” dışında bir
açıklaması olamaz. Kütleleri ve hızları birbirlerinden farklı gezegenlerin
güneş etrafında sıralandığı güneş sistemimizde çok açık bir dizayn görülmekte
iken, birbirlerinin tıpatıp aynı elektronların niçin çekirdek etrafında farklı
yörüngelere sahip oldukları, bu yörüngeleri şaşmadan takip ettikleri,
akılalmaz küçüklükteki boyutlarda akılalmaz büyüklükteki süratleriyle nasıl
çarpışmadıkları soruları bizleri bir noktaya götürür. Bu noktada bulacağımız
yegane güç, Allah’ın kusursuz yaratışından başkası değildir.
Elektronlar, nötron ve protonların neredeyse ikibinde biri kadar ufaklıkta
parçacıklardır. Bir atomda, protonlarla eşit sayıda elektron bulunur ve her
elektron her bir protonun taşıdığı artı (+) yüke eşit değerde eksi (-) yük
taşır. Çekirdekteki toplam artı (+) yük ile elektronların toplam eksi (-) yükü
birbirini dengeler ve atom nötr olur.
Elektronların taşıdıkları elektrik yükü itibariyle bazı fizik kurallarına
uymaları gerekir. Bu fizik kuralları ‘aynı elektrik yüklerinin birbirini
itmesi ve zıt yüklerin birbirlerini çekmesi’dir.
İlk olarak; normal koşullarda hepsi eksi yüklü olan elektronların bu kurala
uyup birbirlerini itmeleri ve çekirdeğin etrafından dağılıp-gitmeleri gerekir.
Ancak durum böyle olmaz. Eğer, elektronlar çekirdeğin etrafından dağılsalardı,
tüm evren boşlukta dolaşan, proton, nötron ve elektronlardan ibaret olurdu. Bu
durum da tabii olarak evrenin sonunun gelmesine sebep olurdu.
İkinci olarak; artı yüke sahip olduğu için çekirdeğin, eksi yüklü elektronları
kendine çekmesi ve elektronların da çekirdeğe yapışmaları gerekir. Böyle bir
durumda da çekirdek bütün elektronları kendine çeker ve atom içine çöker.
Ancak bu olumsuzlukların hiçbiri olmaz! Elektronların az önce belirttiğimiz
(1.000 km/s) olağanüstü kaçış hızları, bunların birbirlerine uyguladıkları
itici kuvvet ve çekirdeğin elektronlara uyguladığı çekim kuvveti o kadar
hassas değerler üzerine kurulmuştur ki bu üç zıt etken birbirlerini mükemmel
bir şekilde dengelerler. Sonuçta atomdaki bu muazzam sistem dağılıp
parçalanmadan sürüp gider. Atoma etki eden bu kuvvetlerden birinin olması
gerekenden çok az daha fazla veya az olması atom diye bir kavramın hiç
varolmamasına neden olurdu.
Bu etkenlerin yanısıra, çekirdekteki protonları ve nötronları birbirine
bağlayan nükleer kuvvetler olmasaydı, eşit yüke sahip olan protonlar değil
kenetlenmek, birbirlerine yaklaşamayacaklardı bile. Nötronlar da çekirdeğe
hiçbir şekilde bağlanamayacaklardı. Bunun sonucunda çekirdek, dolayısıyla atom
diye birşey olmayacaktı.
Bütün bu ince hesaplar, tek bir atomun bile başıboş olmayıp üstün bir iradenin
kontrolünde hareket ettiğinin bir göstergesidir. Aksi takdirde içinde
yaşadığımız evrenin sonunun gelmesi kaçınılmaz olurdu. Hatta daha başlangıçta
meydana gelmesi bile imkansızdı. Ancak herşeyin Yaratıcısı, sonsuz güç ve ilim
sahibi olan Allah, evrendeki tüm dengeler gibi, atomun içinde de çok hassas
dengeler kurmuştur ve bu sayede atom, ihtişamlı düzeni ile varlığını
sürdürmektedir.
Allah’ın yarattığı bu denge, bilimadamları tarafından yıllar boyunca
araştırılarak çözülmeye çalışılmış ve sonunda gözlenen olaylara çeşitli
isimler takılarak sözde açıklanmış sayılmıştır: “elektromanyetik kuvvet”,
“güçlü nükleer kuvvet”, “zayıf nükleer kuvvet”, “kütlesel çekim kuvveti”, vs.
gibi. Ancak, kitabın girişinde de değindiğimiz gibi, kimse “Neden?” sorusu
üzerinde düşünmemiştir. Örneğin, neden aynı protonların —eşit yüke sahip
olduklarından— bazen birbirlerini ittikleri, bazen de —eşit yüke sahip
oldukları halde— birbirlerini kuvvet ile çektikleri bilim dünyasında cılız
hayret ifadeleriyle geçiştirilmiştir.
Aslında bu durum fizik kanunları içinde mantıksal bir paradoks
oluşturmaktadır. Çünkü “eşit yükler birbirlerini iterler!” evrensel bir fizik
kuralıdır. Peki o halde neden bu durum çekirdekte tersine işlemekte ve neden
eşit yüklü protonlar birbirlerinden şiddetle uzaklaşmaları gerekirken, muazzam
bir güçle birbirlerini çekip kenetlenmektedirler. Çekirdekteki proton da
serbest haldeki proton da aynı protondur. Yapılarında en ufak bir farklılık
yoktur. O halde itme ve çekme kuvvetlerinin protonun kendisinden kaynaklandığı
kabul edilirse, proton her seferinde bu iki kuvvetten birini uygulaması
gerekmektedir. Bazen elektromanyetik kuvvetle bir diğerini itmesinin, bazen de
nükleer güçle birbirini çekmesinin fiziksel çerçevede hiçbir mantığı yoktur.
Çevrede protonun böyle farklı farklı davranmasını gerektirecek başka fiziksel
etkenler de yoktur. Demek ki bu kuvvetler protonun kendisinden
kaynaklanmamaktadır. Ortada tek bir kuvvet vardır, o da tüm güç ve kudret
kendisinde bulunan Allah’a ait kuvvettir. Allah dilediği anda dilediği noktada
kudretini tecelli ettirmektedir. Değişik zamanlarda, değişik durumlarda
Allah’ın kuvveti değişik biçimlerde yansımaktadır. En küçük atomundan uçsuz
bucaksız galaksilere kadar tüm evren de ancak Allah’ın dilemesi ve her an
ayakta tutması ile varlığını sürdürmektedir.
Allah, Kuran’da kendisinden başka kuvvet olmadığını vurgularken (Kehf, 39),
bunun bilincine varamayıp da Allah’ın, kudretini kendilerinde yansıttığı aciz
varlıkları (canlı olsun cansız olsun), Allah gibi güç ve kuvvet sahibi
sanarak, o yaratıklara ilahi vasıflar yükleyenlerin sonunu şöyle
bildirmektedir:
... O zulmedenler, azaba uğrayacakları zaman, muhakkak bütün kuvvetin
tümüyle Allah’ın olduğunu ve Allah’ın vereceği azabın gerçekten şiddetli
olduğunu bir bilselerdi. (Bakara, 165)
Bugüne kadar hiçbir bilimadamı atomdaki dolayısıyla evrendeki kuvvetlerin
sebebini, kaynağını ve niçin belli durumlarda belli kuvvetlerin ortaya
çıktığını izah edememiştir. Bilimin yaptığı sadece gerçekleri gözlemlemek ve
bunları ölçüp birer “isim” takmaktır.
Bu tür ‘isim takmalar’ bilim dünyasında büyük buluşlar olarak değerlendirilir.
Halbuki, bilimadamları evrende yeni bir denge oluşturmaya, yeni bir sistem
kurmaya değil, sadece evrende var olan mevcut dengeyi kavramaya-çözmeye
çalışmaktadırlar. Yapılan şey de çoğunlukla, Allah’ın evrendeki sayısız
yaratılış harikalarından birini bir ucundan gözlemleyip buna bir isim
vermekten ibarettir. Allah’ın yarattığı üstün bir sistemi veya yapıyı
keşfeden, tesbit eden bir bilimadamı çeşitli bilimsel ödüllere layık görülür,
yüceltilir, insanlar arasında kendisine hayranlık beslenir. Bu durumda o
yapıyı yoktan vareden, akılalmaz derece hassas dengeler ve karmaşık hesaplarla
donatan ve bunun gibi daha sayısız, olağanüstü harikalıkları yaratan bir
Yaratıcı’nın ne derece sonsuz bir övgü ve yüceltmeye layık olduğunu anlamak
hiç de zor değildir.
Elektronların Yörüngesi
En güçlü mikroskopların bile göremeyeceği kadar küçük bir alanda dönüp-duran
onlarca elektron, daha önce de belirtildiği gibi atomun içinde son derece
karışık bir trafik yaratır. Ancak bu trafik, en düzenli şehir trafiğinden bile
daha düzenlidir ve elektronlar hiçbir şekilde birbirleriyle çarpışmazlar.
Çünkü elektronların herbirinin ayrı ayrı yörüngeleri vardır ve bu yörüngeler
hiçbir zaman birbiriyle çakışmaz.
Asla değişmeyen bu yedi yörüngedeki elektron sayısı da bir matematiksel
formülle belirlenmiştir: 2n2. Atomların tüm yörüngelerinde bulunabilecek
maksimum elektron sayısı işte bu formülle sabitlenmiştir (formüldeki “n”,
yörünge numarasını belirtir).
Evreni oluşturan sınırsız sayıdaki atomun elektron yörüngelerinin asla
şaşmadan belirli sayıda kalmaları bir düzenin göstergesidir. Herbir
yörüngedeki elektron sayısının 2n2 formülüne uymaları bir düzenin
göstergesidir. Elektronlar inanılmaz hızlarda hareket edip karmaşa
çıkarmamaları da bir düzenin göstergesidir. Bu öyle bir düzendir ki,
tesadüflerle oluştuğu asla iddia edilemez. Şans faktörü böyle bir düzenin
sebebi olarak asla gösterilemez. Bu düzenin tek geçerli açıklaması Kuran’da
bildirildiği gibi Allah’ın herşeyi kudretinin bir tecellisi olarak düzen ve
intizam içinde yaratmış olmasıdır. Bu düzenden bahseden bazı ayetleri şöyle
sıralayabiliriz:
Allah, her şey için bir ölçü kılmıştır. (Talak, 3)
Her şeyi yaratmış, ona bir düzen vermiş, belli bir ölçüyle takdir etmiştir.
(Furkan, 2)
O’nun katında her şey bir miktar (ölçü) iledir. O, gaybı da, müşahede
edileni de bilendir. Pek büyüktür, yücedir. (Ra’d, 8-9)
Yere (gelince,) onu döşeyip-yaydık, onda sarsılmaz-dağlar bıraktık ve onda
her şeyden ölçüsü belirlenmiş ürünler bitirdik. (Hicr, 19)
Gökyüzü, Onu da yükseltti ve mizanı (ölçüyü) koydu. (Rahman, 7)
Güneş ve ay (belli) bir hesap iledir. (Rahman, 5)
Şüphesiz, Allah her şeyin hesabını tam olarak yapandır. (Nisa, 86)
Ayetlerden anlaşıldığı gibi Alemlerin Rabbi olan Allah’ın, herşeyi kusursuz
bir ölçü, hesap ve düzen içinde yaratma vasfı vardır. Bu ölçü ve hesap atomun
en küçük parçacığından uzaydaki devasa gök cisimlerine, güneş sistemlerine,
galaksilere kadar, bunların arasındakiler de dahil, bütün varlıklar alemini
içine alır. Bu da Allah’ın sonsuz gücünün, ilminin, sanatının ve hikmetinin
bir sonucudur. Allah, yarattığı varlıklardaki ve sistemlerdeki mükemmel ölçü,
düzen, denge ve hesaplarla bu sıfatlarını insanlara tanıtır. Sonsuz kudretini
gözler önüne serer. İşte bütün bilimsel araştırmaların, hesaplamaların insanı
ulaştırması gereken asıl gerçek budur. Elde ettiği bilgilerden bu en önemli
gerçeğe varamayan bilimadamlarının görevi de, bu gerçeğe varabilecek
insanlara, yani inananlara, ömürleri boyunca malzeme toplayıp, Rablerinin
ayetlerini, delillerini, onları takdir edebilecek müminlerin gözleri önüne
sermektir. Allah kendisine inanmadığı halde bilimle uğraşanları da bu şekilde
müminlerin hizmetine sunmuştur. Aynen, bir zamanlar şeytanları ve cinleri Hz.
Süleyman’ın hizmetine sokması gibi... Örneğin, uzunca bir yoldan bir krala,
çuvallar dolusu kıymetli eşya taşıyan bir devenin, atın ya da eşeğin ne kadar
değerli bir yük taşıdığının farkına varmamasının son derece önemsiz olması
gibi. O yalnızca kendisine yükletilen görevi yapmış, kralına hizmet etmiştir.
Hayatlarını bilime adadıkları halde Yaratıcıları’nın delillerinin şuuruna
varmayan ateist bilimadamlarının durumu da bu örnektekinden pek farklı
değildir.
Dalga mı, Parçacık mı?
Elektronlar ilk keşfedildiklerinde parçacık oldukları sanılıyordu. Ancak daha
sonra yapılan deneylerde tıpkı ışık (fotonlar) gibi dalga özellikleri de
gösterdikleri ortaya çıktı.
Işığın, tıpkı havuza atılan bir taşın su yüzeyinde yaptığı dalgalanmalar gibi
yayıldığı bilinmektedir. Ancak ışık, bazen de sanki maddi parçacık özelliği
taşımakta ve pencere camına vuran yağmur damlaları gibi kesik kesik, aralıklı
darbeler halinde de gözlenmektedir. İşte aynı ikilem bu kez elektronda da
yaşandı. Tabii bu durum bilim dünyasında büyük bir kargaşa yarattı. Bu kargaşa
ünlü Kuramsal Fizik Profesörü Richard P. Feynman’ın sözleriyle şöyle çözüldü:
Elektronların ve ışığın nasıl davrandıklarını artık biliyoruz. Nasıl mı
davranıyorlar? Parçacık gibi davrandıklarını söylersem yanlış izlenime yol
açmış olurum. Dalga gibi davranırlar desem, yine aynı şey. Onlar kendilerine
özgü, benzeri olmayan bir şekilde hareket ederler. Teknik olarak buna
“kuantum mekaniksel bir davranış biçimi” diyebiliriz. Bu, daha önce
gördüğünüz hiçbir şeye benzemeyen bir davranış biçimidir...... Bir atom, bir
yay ucuna asılmış sallanan bir ağırlık gibi davranmaz. Küçücük gezegenlerin
yörüngeler üzerinde hareket ettikleri minyatür bir güneş sistemi gibi de
davranmaz. Çekirdeği saran bir bulut veya sis tabakasına da pek benzemez.
Daha önce gördüğünüz hiçbir şeye benzemeyen bir şekilde davranır. En azından
bir basitleştirme yapabiliriz: Elektronlar bir anlamda tıpkı fotonlar gibi
davranırlar; ikisi de “acayiptir”, ama aynı şekilde. Nasıl davrandıklarını
algılamak bir hayli hayal gücü gerektirir; çünkü açıklayacağımız şey
bildiğimiz herşeyden farklıdır.12
Bilimadamları, elektronların bu şekilde davranmalarını hiçbir şekilde
açıklayamadıkları için çözüm olarak bu harekete yeni bir isim takmışlardır:
‘Kuantum Mekaniksel Hareket’. Bu noktada görülen olağanüstülüğü ve bilimin
düştüğü hayreti yine Profesör Feynman’ın kaleminden aktarıyoruz:
Size doğanın ne şekilde davrandığını anlatacağım. Onu, bu şekilde
davranabileceğini kabul ederseniz, çok sevimli ve büyüleyici bulacaksınız.
Eğer yapabilirseniz, kendinize sürekli “Ama bu nasıl olabilir?” diye
sormayın; çünkü çabanız boşunadır; şimdiye kadar hiç kimsenin kurtulamadığı
bir çıkmaz sokağa girersiniz. Bunun neden böyle olabildiğini hiç kimse
bilmiyor.13
Ancak, burada Feynman’ın bahsettiği “çıkmaz sokak” aslında çıkmaz değildir.
Burada bazılarının bir türlü işin içinden çıkamamasının sebebi, ortadaki açık
delillere rağmen bu inanılmaz sistemlerin ve dengelerin bilinçli ve şuurlu bir
Yaratıcı tarafından varedildiğini kabul edememeleridir. Halbuki durum son
derece açıktır: Allah evreni yoktan varetmiş, olağanüstü dengelere dayalı ve
örneksiz olarak yaratmıştır. İçinden bir türlü çıkılamayan, anlaşılamayan ve
bilimadamlarının her fırsatta “Ama bu nasıl olabilir?” diye kendi kendilerine
sordukları sorunun cevabı, herşeyin yaratıcısının Allah olmasında yatmaktadır.
Elektronların Bir Başka Fonksiyonu: Renkler
Kapkara bir dünyada yaşamak nasıl olurdu, hiç düşündünüz mü? Bedeniniz,
etrafınızdaki insanlar, denizler, gökyüzü, ağaçlar, çiçekler, kısacası
herşeyin kapkara olduğunu gözünüzde bir canlandırın. Böyle bir yeryüzünde
yaşamayı hiç istemezdiniz öyle değil mi?
Peki, yeryüzünü renkli kılan nedir? Dünyamızı olağanüstü güzel kılan renkler
nasıl oluşmaktadır?
Maddenin yapısında bulunan, birazdan göreceğimiz özellikler bizim maddeyi
renkli olarak algılamamıza yol açarlar. Evet; renkler, elektronların atom
içindeki bazı hareketlerinin bir fonksiyonu olarak oluşur. ‘Elektronların
hareketiyle renklerin ne ilgisi olabilir?’ diye düşünebilirsiniz. Bu ilişkiyi
hemen kısaca açıklayalım.
Elektronlar sadece belirli yörüngelerde dönerler. Bu yörüngelerin 7 tane
olduğundan az önce bahsetmiştik. Her bir yörünge belirli bir enerji seviyesine
sahiptir. Sözkonusu bu enerji seviyesi yörüngenin çekirdekten olan uzaklığına
bağlı olarak değişir. Bir yörünge çekirdeğe ne kadar yakınsa elektronun
enerjisi o kadar az, çekirdeğe ne kadar uzaksa enerjisi o kadar yüksek olur.
Elektronların yörüngelerinin her birinin altında da “alt yörüngeler” vardır.
Elektronlar, bulundukları yörüngenin “alt yörüngeleri” arasında seyahatler
yaparlar. Nasıl mı?
Elektronlar bulundukları alt yörüngeden bir başka yüksek enerjili alt
yörüngeye atlarlar. Bir üst enerji seviyesinde boş bir yer olduğunda elektron
birdenbire ortadan kaybolur ve şaşırtıcı bir şekilde o üst enerji seviyesinde
tekrar ortaya çıkar. Ancak elektron bunu yaparken dışardan çok önemli bir
destek alır: Enerji. Elektron bulunduğu yörüngeden daha yüksek enerjili alt
yörüngeye sıçrarken bu iki enerji seviyesinin arasındaki fark kadar dışardan
enerji almak zorundadır. Üst enerji seviyesinin gerektirdiği enerji seviyesine
ulaşmadan elektron bu yörüngeye sıçrayamaz. Elektronun dışardan temin ettiği
enerji “Foton”dur.
Foton, en basit anlatımıyla “ışık parçacığı”dır. Evrendeki yıldızların hepsi
birer foton kaynağıdır, Dünyamız içinse en önemli kaynak elbette ki Güneş’tir.
Fotonlar Güneş’ten saniyede 300.000 km. hızla tüm uzaya dağılmaktadırlar. Peki
ışık ile az önce bahsettiğimiz elektronların hareketleri arasında nasıl bir
bağlantı var, hemen açıklayalım.
Bir cismin rengi, gerçekte o cisimden yansıyarak gözümüze ulaşan ışıkların bir
karışımıdır. Genellikle kendi ışık yaymayan ve güneşten aldığı ışığı yansıtan
bir cismin rengi, hem aldığı ışığa hem de bu ışık üzerinde yaptığı değişikliğe
bağlıdır. Beyaz ışıkla aydınlatılan cisim “kırmızı” görünüyorsa güneş
ışığındaki karışımın büyük bölümünü soğuruyor ve yalnız kırmızıyı yansıtıyor
demektir. Burada “soğurmak”tan kastedilen şudur:
Yukarıda da belirttiğimiz gibi atomdaki her bir yörüngenin altında bir de
alt yörüngeler vardır ve elektronlar bu alt yörüngeler arasında seyahat
yaparlar. Herbir alt yörüngenin bir enerji seviyesi vardır ve elektron
bulunduğu alt yörüngenin enerji seviyesi kadar enerji taşımaktadır.
Yörüngeler çekirdekten uzaklaştıkça enerjileri de artar. Elektron, bulunduğu
alt yörüngeden yukarıda başka bir alt yörüngede, 1 elektronluk boş yer
olduğunda bir anda yok olur. Ve üst enerji seviyeli alt yörüngede ortaya
çıkar. Yalnız elektronun bu hareketi yapabilmesi için enerjisini geçiş
yaptığı alt yörüngenin gerektirdiği enerjiye çıkartmalıdır. Elektron,
enerjisini arttırmalıdır ve bunu da foton soğurarak (yutarak) yapar. Evet,
elektron tıpatıp bu iki alt yörünge arasındaki enerji farkı kadar enerjiye
sahip ışık parçacığı olan fotonu soğurur. Daha sonra da tekrar eski
yörüngesine geri döner. Bu hareket sürekli devam eder….
Güneşten çok çeşitli enerji seviyelerinde fotonlar gelmektedir. Ancak, bu
fotonlar arasındaki görünür ışık, çok dar bir alanı kaplamaktadır. Güneşten
gelen ışık parçacıkları maddeye çarptığında, işte ışığın bir kısmı yukarıda
anlattığımız şekilde madde tarafından soğurulur, soğurulmayan diğer kısım ise
maddeye çarpıp dışarı geri yansır. Nihayet, cisimden yansıyan ışık gözümüzün
retinasına çarpar. Retinaya çarpan bu ışık işareti sinir akışına dönüşür ve
beynimize kadar ulaşıp görüntüyü oluşturur.
Durumu birkaç örnekle daha anlaşılır hale getirebiliriz: Bir Morpho Kelebeğini
(Sarı Kelebek) ele alalım. Kelebekte pterin adı verilen pigmentler, sarı hariç
bütün güneş ışığını soğurmaktadırlar. Kelebeğe çarpıp, kelebekteki pigment
molekülünün elektronları tarafından soğurulmadan dışarı yansıtılan ışık
parçacıkları, sahip oldukları enerji sarıya denk geldiği için beynimiz
tarafından sarı renk olarak algılanmaktadır.
Cismin rengi, ışık kaynağından gelen ışığın özelliğine ve sözkonusu cismin bu
ışığın ne kadarını dışarı yansıttığına bağlıdır. Örneğin bir elbisenin rengi,
güneş ışığında veya bir mağazada bakıldığında aynı değildir. Bir cisim şayet
beynimiz tarafından siyah olarak algılanıyorsa, güneşten gelen bütün ışığı
soğuruyor ve dışarı hiç ışık yansıtmıyor demektir. Aynı şekilde eğer cisim
güneşten gelen ışığın tümünü birden yansıtıyor ve hiç ışık soğurmuyorsa
beynimiz tarafından beyaz olarak algılanmaktadır. Bu durumda üzerinde dikkatle
düşünülmesi gereken noktalar şunlardır:
1-Cismin rengi, ışık kaynağından gelen ışığın özelliklerine bağlıdır.
2-Cismin rengi, kendi yapısındaki moleküllerin elektronlarının hareketine, bu
elektronların hangi ışığı soğurup hangisini soğurmayacağına bağlıdır.
3-Cismin rengi, retinaya çarpan fotonu beynimizin nasıl algılayacağına
bağlıdır.
Bu şartlar altında, gördüğümüzün cismin gerçek hali olduğunu asla
söyleyemeyiz. Cismin rengi kesinlikle görecelidir ve gördüğümüz rengin hangi
aşamadaki halinin gerçek olduğundan emin olamayız.
Bu noktada bir kere daha durup bir düşünelim.
Gözle görülemeyecek kadar küçük bir madde olan atomun çekirdeğinin etrafında
inanılmaz bir süratle dönen elektronlar, mevcut yörüngelerinden bir anda
kaybolup alt-yörünge adı verilen bir başka mekana geçiyorlar. Bu geçiş için
alt-yörüngede boş bir yerin olması da şart. Bu esnada ihtiyaç duydukları
enerjiyi foton soğurarak temin ediyorlar. Sonra asıl yörüngelerine geri
dönüyorlar. Bu hareket esnasında insan gözünün algılayabileceği renkler
oluşuyor. Üstelik sayıları trilyonlarla ifade edilebilecek kadar çok atom,
üstelik her saniye hiç durmadan bunu yapıyorlar. Bizler de hiç kesintisiz bir
“görüntü” elde ediyoruz.
Bu müthiş mekanizma, insan yapısı hiçbir makinenin işleyişine benzetilemez.
Örneğin bir saat tek başına çok karmaşık bir mekanizmadır, ve saatin doğru
olarak çalışabilmesi için tüm parçalarının (çarklar, dişliler, vidalar,
somunlar, vs.) doğru yerlerde, doğru biçimde bulunması şarttır. Bu mekanizmada
en küçük bir aksama, saatin işleyişine zarar verir. Fakat atomun yapısını ve
elektronların yukarıda anlattığımız mekanizmasını, işleyişini düşününce, bir
saatin yapısı çok hafif kalıyor. Dediğimiz gibi bu mekanizma hiçbir insani
sistemle kıyaslanamayacak kadar karmaşık, mükemmel ve organize. Peki son
derece sistematik biçimde işleyen, hiç aksamadan devam eden böyle bir sistem
kendi kendine, tesadüfler sonucunda meydana çıkabilir mi? Ya da şöyle soralım:
Issız bir çölde ilerlerken yerde işleyen bir saat görseniz, bunun toz, toprak,
kum ve taşlardan şans eseri oluştuğunu düşünür müsünüz? Bunu hiç kimse
düşünmez, çünkü saatteki tasarım ve akıl her yönüyle gözler önündedir. Oysa
bir atomdaki tasarım ve akıl, yukarıda da söylediğimiz gibi insan yapısı
herhangi bir mekanizmayla kıyaslanmayacak kadar üstündür. Bu aklın sahibi de
büyük ilim sahibi, Bilen, Gören ve Yaratan Allah’tır.
Bu bölümde bize verilen en büyük nimetlerden biri olan renklerin oluşumunu
inceledik. ‘Renk’ kavramının var olmasından da anlaşıldığı gibi, Allah
gördüğümüz ve göremediğimiz heryeri sonsuz bir sanatla yaratmış ve bizim
haberimiz bile olmadığı halde sayısız sebebi bizim emrimize vermiştir. Daha
önceden hiç bilmediğimiz, belki de öğrenmeyi hiç aklımıza getirmediğimiz
renkler konusu, bilim ilerledikçe işte bu kadar detaylı olarak bize aktarılır.
Bilimin, akıl ve vicdan sahibi her insanın Allah’ın varlığına inanmasına
vesile olacağı bir gerçektir. Tüm bunlara rağmen evrenin her noktasında şahit
olunan üstün sanatı ve aklı görmemezlikten gelenler olabilmektedir. Ünlü
bilimadamı Louis Pasteur bu konuyla ilgili ilginç bir tespit yapmıştır:
“Bilimin azı Allah’tan uzaklaştırır, ama çoğu, O’na götürür.”14
İşte bizim de çevremizde gelişen sayısız olayla ilgili bilgimiz arttıkça her
geçen gün Allah’ın ilmine olan hayranlığımız da artmaktadır. Bu hayranlık ise
Allah’ın sonsuz kudretini, gücünü mümkün olduğunca idrak etme, ve dolayısıyla
O’ndan gereği gibi korkup-sakınma yolunda çok önemli bir adımdır. İnsanın
teknik bilgisi arttıkça, Allah’ın kendisini her yönden kuşattığını, gökten
yere her işi onun düzenlediğini, kontrolünü elinde tuttuğunu, canının bir gün
mutlaka alınacağını ve dünyada yaptıklarından hesaba çekileceğini
kavrayabilir. Kuran bu durumu bir ayette şöyle açıklar:
Allah’ın gökyüzünden su indirdiğini görmedin mi? Böylece biz onunla,
renkleri değişik olan meyveler çıkardık. Dağlardan da beyaz, kırmızı
renkleri değişik ve siyah yollar (kıldık). İnsanlardan, hayvanlardan ve
davarlardan da renkleri böyle değişik olanlar vardır. Kulları içinde ise
Allah’tan ancak alim olanlar ‘içleri titreyerek-korkar’. Şüphesiz Allah,
üstün ve güçlü olandır, bağışlayandır. (Fatır, 27-28)
Parçacıkların Programlanmış Hareketi
Buraya kadar, atomu oluşturan tüm parçacıkları inceledik. Bunların birçok
özelliklerini gördük. Şimdi bu parçacıkların, daha önce bahsetmediğimiz ortak
bir özelliğini ele alacağız: Spin Dönüşü.
Atomu oluşturan parçacıkların kendi eksenleri etrafında olağanüstü bir hızla
dönüşlerine “spin” denilmektedir. Parçacıkların spin hareketi ilk kez 1925
yılında farkedildi ve bu dönüş “Pauli Dışlama İlkesi” olarak anılmaya
başlandı. Bu ilkeye göre, iki benzer parçacık aynı duruma sahip olamazlar,
yani belirsizlik ilkesinin tanımladığı sınırlar içinde hem aynı konumda, hem
de aynı hızda bulunamazlar. Bu kuralı şu şekilde açıklayabiliriz: Atom son
derece ufak bir yapıdır ve o ufak yapının içinde de çok karmaşık bir trafik
vardır. Eğer bu yapıyı oluşturan birbirine benzer parçacıklar aynı hızda ve
aynı yönde hareket etselerdi ne olurdu, bir düşünelim:
Önce, protonu oluşturan 3 kuarkı ele alalım: 3 kuark aynı anda, aynı hızda
ve aynı yönde hareket ettikleri takdirde, artık 3 kuark diye bir şey kalmaz,
hepsi de tek bir kuark halini alırlar. Böyle bir durumda da protonların
oluşması mümkün olmaz ve çekirdek, yani dolayısıyla atom oluşamaz. Çünkü
kuark bir enerjiden ibarettir. Madde gibi aynı yönde ve aynı hızda hareket
eden 3 ayrı enerji olabilmesi mümkün değildir. Bunların bir şekilde
birbirlerinden ayrılmaları gerekir. Bu ayırım da ancak hareket
farklılıklarıyla oluşabilmektedir. Ancak bu şartla, kuarklar (enerji
paketçikleri), nötronları ve protonları oluşturabilirler. Şayet, kuarkların
hepsi aynı yönde ve aynı hızda hareket etselerdi, ne protonlar, ne
nötronlar, ne de çekirdek oluşabilirdi. Sonuç olarak, atomlar, moleküller
dolayısıyla madde varolamazdı…
Görüldüğü gibi, “spin” hareketi, şu ana kadar gördüğümüz diğer özellikler gibi
evrenin oluşumunda son derece hayati bir öneme sahiptir. Prof. Stephen
Hawking’in ifadesiyle;
Eğer dünya, dışlama ilkesi olmadan yaratılsaydı kuarklar, birbirinden ayrı
ve kesin tanımlı proton ve nötronları oluşturamazdı. Proton ve nötronlar da
elektronlarla birlikte atomları oluşturamazdı. Hepsi, oldukça düzgün, yoğun
bir “çorba” oluşturmak üzere biraraya çökerdi.15
Bilim bugün atomaltı parçacıkların bu hareketlerini keşfetmiştir, ama
parçacıkların neden böyle hareket ettiklerini bir türlü açıklayamamaktadır. Bu
parçacıkların bu şekilde hareket edebilmeleri için, hareketlerinin sonucunda
atomu oluşturacaklarını idrak edebilmeleri gerekir. Bu idrakin arkasından da
ne şekilde hareket edeceklerine karar vermeleri yani bir strateji
belirlemeleri şarttır. Hangi parçacık, hangi yönde ve hangi hızda hareket
edecektir, son derece detaylı bir stratejiye ihtiyaç vardır ve bu belirlenir.
Daha sonra sıra bu stratejiyi evreni oluşturan sonsuz sayıdaki parçacığa
duyurmaya ve hepsinin bu stratejiye uymalarını sağlamaya gelmektedir. Strateji
tüm parçacıklara duyurulur ve tüm parçacıklar ne şekilde hareket etmeleri
gerektiğini öğrenirler.
Şimdi, cevaplanması gereken çok önemli bir soru vardır ki bu soru bizi en başa
döndürmektedir: Neden tüm parçacıklar bu stratejiye uymakta, yani itaat
etmektedirler? Neden bir parçacık bile bu stratejiye uymamazlık etmemektedir?
Tüm bu parçacıkların, burada saydıklarımızı uygulayabilecek şuur, akıl, irade
ve zekaları mı vardır?
Kütlesi bile olmayan, sadece enerjiden ibaret olan bu parçacıkların, hiç
şüphesiz ne kendilerine ait bir akılları, ne de müstakil bir iradeleri var
olabilir. Asıl var olan Allah’ın sonsuz aklı, sonsuz gücü ve sonsuz ilmidir.
Allah, tüm bu parçacıklara, boyun eğdirmiş ve böylece evreni yaratmıştır. Bir
ayet bu gerçeği bize şöyle bildirmektedir:
... Hayır, göklerde ve yerde her ne varsa O’nundur, tümü O’na gönülden boyun
eğmişlerdir. (Bakara, 116)
MADDEYE GİDEN İKİNCİ BASAMAK: MOLEKÜLLER
Maddeye giden ilk basamak olan atomlardan sonra ikinci basamak da
moleküllerdir. Moleküller, bir maddenin kimyasal özelliklerini belirten en
küçük birimleridir. Moleküller iki veya daha çok atomdan oluşur; bazıları da
binlerce atom gruplarından oluşur. Bütün çeşitliliği ile madde, atomlardan
meydana gelen moleküllerin çeşitli biçimlerde biraraya gelmeleriyle
oluşmuştur.
Atomların molekülleri oluşturması veya moleküllerin ayrışarak atomlarına
ayrılması, genel olarak “kimyasal reaksiyon” olarak adlandırılır. Kimyasal
reaksiyonlar laboratuvarlarda yapıldığı gibi, doğada, vücudumuzda, bir yemek
fırınında, çamaşır makinasında, atmosferde vs. heryerde ve her an
gerçekleşmektedir. Acaba atomlar nasıl ve neye göre kimyasal reaksiyona
girerler?
Atomları, molekül içinde elektromanyetik çekim kuvvetine dayalı kimyasal
bağlar birarada tutar. Her atomun başka bir atomla özel bir birleşme
kabiliyeti vardır. Bu birleşmeler, atomların dış yörüngelerindeki elektronlar
aracılığıyla yapılır. Her yörüngenin alabileceği maksimum elektron sayısı
sabittir. Her atom en dıştaki yörüngesini, alabileceği maksimum elektron
sayısına tamamlama gayreti içindedir. Bunun için ya en dış yörüngesindeki
elektronları maksimum sayıya tamamlamak için başka atomlardan elektron alır ya
da en dış yörüngesinde az sayıda elektron varsa, bunları bir başka atoma
vererek önceden tamamlanmış olan bir alt yörüngeyi en dış yörüngesi haline
getirir. Atomların bu genel eğilimi, birbirleri arasında yaptıkları kimyasal
reaksiyonların temel itici gücünü oluşturur. Birbirlerinin bu eğilimlerine
karşılıklı birebir cevap verebilecek atomlar yanyana geldiklerinde gereken
enerji de sağlandığı takdirde bahsettiğimiz alışverişi gerçekleştirirler. Bu
alışveriş sonucunda aralarında kimyasal bir bağ kurulur. Atomların aralarında
bu şekildeki bir kimyasal bağla oluşturdukları yapıya molekül adı veriyoruz.
ÜÇ BENZER MOLEKÜL
SONUÇ: ÜÇ ÇOK FARKLI MADDE
Moleküller arasındaki birçok atomluk bir farklılık bile, çok değişik
sonuçlar oluşturur. Örneğin şimdi vereceğimiz iki moleküle dikkatle bir
bakın. İkisi de birbirine çok benziyor, ancak karbon ve hidrojen
sayılarında çok ufak farklılıklar var. Ama sonuç iki zıt madde
oluşturmaya yetişiyor:
C18H24O2 ve C19H28O2
Bu moleküller nedir, bir tahminde bulunabiliyor musunuz? Hemen
söyleyelim: Birincisi Östrojen, ikincisi ise Testostoren'dur. Yani biri
kadınlık, diğeri de erkeklik hormonudur. Birkaç atomluk bir fark bile,
hayret verici biçimde, cinsiyet farklılıklarına sebep olmaktadır.
Şimdi, vereceğimiz formüle bir bakın:
C6H12O2
Yukarıdaki molekül, öströjen ve testeron hormonları moleküllerine ne
kadar da benziyor, değil mi? Peki, bu molekül nedir? Başka bir hormon
mu?
Hemen cevaplayalım: Bu molekül şeker molekülüdür.
Aynı çeşit elementlerden oluşan bu üç molekül örneğinde, atom
sayılarındaki farklılığın, ne derece farklı moddeler oluşturabildiğini
çok net olarak gördük. Bir tarafta cinsiyet oluşturan hormonlar, bir
diğer tarafta da temel besin maddesi şeker var.
Atomun içindeki dengelerin, parçacıkların birbirleriyle etkileşimlerinin ve
atoma etki eden kuvvetlerin aralarındaki ilişkilerin bir tanesi bile tesadüfle
açıklanamaz. Düşünün ki evrende var olan herşey atomlardan oluşmuştur. Bu
atomlar öyle küçüktürler ki tek bir toplu iğne ucundaki atomların sayısı bile
trilyonları aşmaktadır. O halde tüm evrendeki atomların sayısı telaffuz dahi
edilemeyecek bir miktardadır. Bu kadar çok sayıdaki atomun herbirinin içinde,
insan aklının sınırlarının çok ötesinde bir faaliyet vardır. Bu düzenli
faaliyet ise, elbette ki tesadüfler neticesinde atomun içine girip yerleşmiş
olamaz.
Evrenin Hammaddeleri ve Periyodik Cetvel
Doğada bulunan 92 adet ve laboratuvarlarda oluşturulan 17 adet farklı
element "Periyodik Cetvel" diye adlandırılan bir tabloda, proton
sayılarına gore yerleştirilmişlerdir.
İlk bakışta, Periyodik tablo birer, ikişer harflı alt ve üst köşelerinde
rakamlar yazan kutucuklardan ibaret gibi gözükebilir. Ama, bu tabloya,
şu an solumakta olduğumuz hava ve bedenimiz dahil tüm evren sığmaktadır.
Kimyasal Bağlar
Az önce bahsedildiği gibi, atomlar son yörüngelerindeki elektron sayılarını
maksimuma tamamlama amacındadırlar. Bu amaçlarını da, diğer atomlarla 3 çeşit
bağ kurarak gerçekleştirirler. Bunlar iyonik bağ, kovalent bağ ve metalik
bağdır. Bu bağların özellikleri nedir ve nasıl kurulurlar, kısaca ele alalım.
Yukarıda bir kovalent bağ, aşağıda ise bir iyonik bağ örneği
görülmektedir.
Atom, eğer dış yörüngesinde 4’ten az elektronu varsa bunları verme, 4’ten
fazla elektronu varsa dışarıdan elektron alma eğilimindedir. Atomların bu
şekilde birbirleriyle elektron alıp-vererek birleşmeleri “iyonik bağ” olarak
isimlendirilir.
Eğer 2 tane atom, dış yörüngelerindeki elektronları ortak kullanırsa buna
“kovalent bağ” denir. Kovalent bağın daha iyi anlaşılabilmesi için kolay bir
örnek verelim: Hidrojen atomunda tek bir elektron vardır. Daha önce elektron
yörüngelerinden bahsederken de belirttiğimiz gibi atomların ilk yörüngelerinde
en fazla 2 elektron taşınabilir. Hidrojen atomu tek bir elektrona sahiptir ve
elektron sayısını 2’ye çıkarıp kararlı bir atom olma eğilimindedir. Bu yüzden
hidrojen atomu 2’nci bir hidrojen atomuyla kovalent bağ yapar. Yani, 2
hidrojen atomu da birbirlerinin tek elektronlarını 2. elektron olarak
kullanır. Böylece H2 molekülü oluşur.
Eğer çok sayıda atom, birbirlerinin elektronlarını ortaklaşa kullanarak
birleşiyorlarsa bu kez “metalik bağ” sözkonusudur.
Acaba tüm bu bağlarla, kaç farklı bileşik oluşabilmektedir?
Laboratuvarlarda, hergün yeni yeni bileşikler oluşturulmaktadır. Ancak şu an
için yaklaşık 2 milyon bileşikten bahsetmek mümkündür.16 En basit kimyasal
bileşik, hidrojen molekülü kadar ufak olabildiği gibi, milyonlarca atomdan
oluşan bileşikler de vardır.
Bir element acaba en fazla kaç değişik bileşik oluşturabilir? Bu sorunun
cevabı oldukça ilginçtir. Çünkü bir tarafta hiçbir elementle birleşmeyen bazı
elementler (soygazlar) vardır. Diğer tarafta ise 1.700.000 bileşik
oluşturabilen karbon atomu vardır. Toplam bileşik sayısının 2 milyon kadar
olduğunu tekrar hatırlarsak, 109 elementin 108’i toplam 300.000 bileşik
yapmaktadırlar. Ancak karbon olağanüstü bir şekilde tek başına tam 1.700.000
bileşik yapabilmektedir.
Canlı Hayatının Temel Taşı: Karbon Atomu
Karbon, canlı hayatı için en hayati elementtir. Çünkü bütün canlı maddeler
karbon bileşiklerinden oluşmuşlardır. Bizlerin varlığı için bu kadar önemli
olan karbon atomunun özelliklerini sayfalarca yazsak bitiremeyiz, nitekim
kimya bilimi de henüz bu özelliklerin tümünü keşfedebilmiş değildir. Biz
burada karbonun çok önemli birkaç özelliğinden bahsedeceğiz.
Karbonun rekor sayıda (1.7 milyon) bileşik yapabilmesinin sebebi nedir?
Karbonun en önemli özelliklerinden birisi, birbiri ardınca dizilerek çok kolay
zincir oluşturabilme özelliğidir. En kısa karbon zinciri 2 karbon atomundan
oluşur. En uzun zincirin kaç karbon atomundan oluştuğu konusunda kesin bir
rakam verilemez, ancak yaklaşık olarak 70 halkalı bir zincirden
bahsedilebilir.17 Karbon atomundan sonra en uzun zincir oluşturabilen atomun,
6 halka ile silisyum atomu olduğunu düşünürsek, karbon atomundaki olağanüstü
durum daha iyi farkedilebilir.
Karbonun bu kadar çok halkalı zincir yapabilmesinin sebebi, zincirlerinin
sadece düz çizgi şeklinde olmamasıdır. Zincirler dallar halinde de
olabilirler, çokgenler de oluşturabilirler.
Bu noktada, zincirin şeklinin önemi çok büyüktür. İki karbon bileşiğinde, eğer
karbon atomu sayısı aynı olup da bileşiklerin zincir biçimleri farklıysa,
ortaya 2 farklı madde çıkmaktadır. Karbon atomunun, yukarıda saydığımız
özellikleri ile, canlı hayatı için çok büyük önemi olan moleküller
yaratılmaktadır.
Yanyana Gelen Her Atom Hemen Reaksiyona Girseydi Ne Olurdu?
Az önce tüm evrenin 109 elementin atomlarının birbirleriyle reaksiyona
girmeleri sonucu oluştuğunu söylemiştik. Burada, üzerinde dikkatle durulması
gereken bir nokta vardır; o da, tepkimenin oluşabilmesi için çok önemli bir
koşulun gerçekleşmesi gerektiğidir.
Örneğin, oksijenle hidrojen her biraraya geldiğinde su oluşmaz. Ya da demir
havayla temas eder-etmez hemen paslanmaz. Eğer öyle olsaydı, katı ve parlak
bir metal olan demir, birkaç dakika içinde yumuşak bir toz olan demir okside
dönüşürdü. Durum böyle olmasaydı yeryüzünde metal diye bir madde kalmazdı. Çok
tuhaf bir dünyada yaşardık. Yanyana gelen 2 maddenin atomları hemen tepkimeye
girerdi. Böyle bir durumda ise, koltuğa bile oturmanız mümkün olamazdı. Çünkü
koltuğu oluşturan atomlarla vücudunuzu oluşturan atomlar hemen tepkimeye girer
ve koltuk-insan arası bir varlık (!) olurdunuz. Şüphesiz ki, böyle bir dünyada
canlı hayatın varlığı sözkonusu bile olamazdı. Acaba, böyle bir sonucun
yaşanmasını ne engellemektedir?
Bir örnekle açıklamak gerekirse, hidrojen ve oksijen molekülleri oda
sıcaklığında çok yavaş tepkimeye girerler, yani “su” oda sıcaklığında çok
yavaş oluşur. Ancak, ortamdaki sıcaklık arttığında moleküllerin enerjileri de
artar ve tepkime hızlanır, yani su daha hızlı oluşur.
Bilimadamları bu durumu açıklayabilmek için, “Aktifleşme Enerjisi” diye
adlandırdıkları bir kavram ortaya atmışlardır. Bu kavram, moleküllerin
tepkimeye girebilmeleri için gerekli enerji sınırını ifade etmektedir. Su
örneğinde görüldüğü gibi, hidrojen ve oksijen moleküllerinin tepkimeye girip
suyu oluşturabilmeleri için, enerjilerinin aktifleşme enerjisinden yüksek
olması gerekmektedir.
Düşünün ki, yeryüzündeki sıcaklık biraz daha yüksek olsaydı atomlar çok çabuk
tepkimeye girerdi ve doğadaki denge de bozulurdu. Ancak tersi olsaydı,
yeryüzündeki sıcaklık daha düşük olsaydı, bu durumda da atomlar tepkimeye
girmekte çok ağır kalacaklar ve doğadaki dengeler yine bozulacaktı. Bundan da
anlaşıldığı gibi Dünya’nın güneş sistemindeki konumu, tam olarak canlı
hayatına uygun olacak bir noktadadır. Elbette ki canlılık için gereken hassas
dengeler bununla kısıtlı değildir. Dünyanın eksenindeki eğim, kütlesi, yüzey
genişliği, atmosferindeki gazların oranı, uydusu ay ile arasındaki mesafe ve
daha sayabileceğimiz birçok faktör, sadece ve sadece şu andaki değerleriyle
mevcut olduklarında canlıların hayatta kalması mümkün olmaktadır. Bundan da
anlaşılan, tüm bu faktörlerin hepsinin birbiri ardınca tesadüflerle
olmayacağı, hepsinin de canlıların tüm özelliklerini bilen üstün bir kudret
tarafından bilinçli bir şekilde varedildikleridir.
Kuşkusuz bilimin bu noktada verdiği cevap, karşı karşıya bulunduğu fizik
kurallarına bir isim takmaktan ibarettir. En başta da belirttiğimiz gibi bu
tür olaylarda ne, nasıl, ne şekilde gibi soruların pek bir anlamı yoktur. Bu
sorularla ulaşabildiğimiz ancak, zaten var olan bir kuralın detaylarıdır. Bu
kuralın niçin ve kim tarafından varedildiği bilim açısından yine bir
muammadır.
İşte bilimin cevap veremediği bu noktada, aklı ve vicdanıyla bakan bir göz
için durum son derece açıktır: Hiçbir şekilde tesadüflerle açıklanamayacak
olan evrendeki kusursuz dengeler, üstün bir aklın ve iradenin dilemesi sonucu
gerçekleşmiştir.
MUCİZE BİR MOLEKÜL: SU
Dünyamızın üçte ikisi su ile kaplıdır ve yeryüzünde yaşayan bütün canlıların
%50-%95’i sudan oluşmaktadır. Kaynama noktasına yakın sıcaklıktaki kaynaklarda
yaşayan bakterilerden tutun da, erimekte olan buzulların üzerindeki bazı özel
yosunlara kadar, suyun olduğu heryerde ve her sıcaklıkta hayat vardır.
Yağmurdan sonra yapraklar üzerinde kalan bir su damlacığında bile binlerce
mikroskopik canlı doğar, çoğalır ve ölür.
Yeryüzünde hiç su olmasa yeryüzü nasıl görünürdü? Şüphesiz her yer çölden
ibaret olurdu, denizlerin yerlerinde dipsiz ve ürkütücü çukurlar yeralırdı.
Gökyüzü de bulutsuz ve çok garip renkte görülürdü.
Yeryüzündeki hayatın temeli olan suyun oluşabilmesi ise aslında son derece
zordur. Öncelikle suyun bileşenleri olan hidrojen ve oksijen moleküllerini bir
cam kabın içinde düşleyelim. O kabın içinde çok uzun bir süre bırakalım. Bu
gazlar kabın içinde yüzlerce yıl bile hiç su oluşturmayabilirler. Oluştursalar
da çok yavaş olarak, mesela binlerce yıl sonra kabın dibinde çok az su
farkedilebilir.
Böyle bir durumda suyun bu derece yavaş oluşmasının sebebi sıcaklıktır. Oda
sıcaklığında oksijenle hidrojen çok yavaş tepkimeye girerler .
Oksijen ve hidrojen, serbest halde iken H2 ve O2 molekülleri halinde
bulunurlar. Bu moleküllerin su molekülünü oluşturmak için birleşmeleri için
çarpışmaları gerekir. Bu çarpışma sonucunda, hidrojen ile oksijen molekülünü
oluşturan bağlar zayıflar ve oksijen ile hidrojen atomlarının birleşmesine
engel kalmaz. Sıcaklık, bu moleküllerin enerjisini, dolayısıyla hızlarını
arttırdığı için çarpışmaların sayısını da büyük ölçüde arttırır. Böylece,
tepkimenin hızlı ilerlemesini sağlar. Ancak, şu anda yeryüzünde suyun
oluşmasını sağlayacak kadar yüksek ısı yoktur. Suyun oluşması için gerekli
olan ısı, dünya oluşurken sağlanmış ve dünyanın dörtte üçlük kısmını oluşturan
su o zaman oluşmuştur. Artık bu su kaynakları buharlaşarak atmosfere
yükselmekte, orada da soğuyarak yağmur şeklinde yeniden yeryüzüne dönmektedir.
Yani mevcut miktara yeni bir ilave olmaz, sadece bir çevrim yaşanır.
Su, kimyasal olarak pekçok olağanüstü özelliğe sahiptir. Herbir su molekülü
hidrojen ve oksijen atomlarının birleşmesiyle oluşmuştur. Biri yakıcı, diğeri
de yanıcı olan iki gazın birleşerek bir sıvıyı, hem de suyu oluşturuyor
olmaları oldukça ilginçtir.
Kimyasal olarak suyun nasıl oluştuğuna gelince; suyun elektrik yükü sıfır yani
nötrdür. Ancak oksijen ve hidrojen atomlarının büyüklüklerinden dolayı su
molekülünün oksijen tarafı hafifçe eksi, hidrojen tarafı da hafifçe artı
yüklüdür. Birden fazla su molekülü biraraya geldiğinde artı ve eksi yükler
birbirini çekerek “hidrojen bağı” denilen çok özel bir bağı oluşturur.
Hidrojen bağı çok zayıf bir bağdır ve ömrü aklımızın kavrayamayacağı kadar
kısadır. Bir hidrojen bağının ömrü, yaklaşık olarak bir saniyenin yüzmilyarda
biri kadardır. Ama bağlardan biri kırıldığında hemen bir diğer bağ oluşur.
Böylece su molekülleri birbirlerine yapışırlar ve diğer taraftan zayıf bir
bağla birbirlerine bağlandıklarından akışkan olurlar.
Hidrojen bağlarının suya kattığı bir başka özellik de, suyun sıcaklık
değişimlerine direnç göstermesidir. Havanın sıcaklığı aniden artsa bile suyun
sıcaklığı yavaş yavaş artar, aynı şekilde havanın sıcaklığı aniden düşse bile
suyun sıcaklığı yavaş yavaş düşer. Suyun sıcaklığının önemli oranda
oynayabilmesi için çok büyük miktarlarda ısı enerjisine ihtiyaç vardır. Suyun
ısı enerjisinin bu derece yüksek olmasının canlı hayatına sağladığı çok büyük
faydalar vardır. Çok basit bir örnek verecek olursak, vücudumuzda çok büyük
oranda su vardır. Su eğer havadaki ani sıcaklık iniş ve çıkışlarına aynı
oranda uysaydı aniden ateşimiz çıkardı veya aniden donardık.
Aynı şekilde, suyun buharlaşmak için de çok büyük bir ısı enerjisine ihtiyacı
vardır. Su buharlaşırken, çok ısı enerjisi kullandığı için suyun sıcaklığında
eksilme olur. Yine insan vücudundan bir örnek verecek olursak; vücudumuzun
normal sıcaklığı 36oC’dir ve dayanabileceğimiz en yüksek sıcaklık 42oC’dir.
Aradaki bu 6oC’lik aralık çok küçük bir aralıktır ve birkaç saat güneş altında
çalışmak vücut sıcaklığını bu kadar arttırabilir. Ancak vücudumuz terleyerek,
yani içindeki suyu buharlaştırarak çok büyük miktarda ısı enerjisi harcar ve
vücut sıcaklığı düşer. Vücudumuz otomatik olarak çalışan böyle bir mekanizmya
sahip olmasaydı, birkaç saat güneş altında çalışmak bile bizler için öldürücü
olurdu.
Yandaki şemada solda tek bir su molekülü, sağda ise birbirleriyle
'hidrojen bağı' oluşturmuş su molekülleri görülmektedir.
Hidrojen bağlarının suya kazandırdığı bir başka olağanüstü özellik, suyun sıvı
iken katı haline oranla daha yoğun olmasıdır. Halbuki, yeryüzündeki maddelerin
çoğu katı iken sıvı haline oranla daha yoğundur. Ancak, su diğer maddelerin
tersine donarken genleşir. Bunun sebebi hidrojen bağlarının su moleküllerinin
birbirlerine sıkı şekilde bağlanmasını engellemesi ve arada birçok boşluğun
kalmasıdır. Su sıvı iken hidrojen bağları kırıldığından oksijen atomları
birbirine yaklaşır ve daha yoğun bir yapı elde edilir.
Bu durum aynı şekilde buzun sudan daha hafif olmasını da beraberinde getirir.
Normalde herhangi bir metali eritip içine aynı metalden birkaç katı parça
atsanız, bu parçalar hemen dibe çöker. Ancak suda durum farklıdır. Onbinlerce
ton ağırlığındaki buz dağları suyun üzerinde mantar gibi yüzmektedirler. Peki
suyun bu özelliğinin ne gibi bir faydası olabilir?
Bu soruyu bir ırmak örneği ile cevaplayalım: Havalar çok soğuduğunda ırmaktaki
suyun tamamı değil, sadece üzeri donar. Su, +4oC’de en ağır halindedir ve bu
dereceye ulaşan su hemen dibe çöker. Suyun üzerinde ‘katman halinde buz’
oluşur. Bu katmanın altında su akmaya devam eder ve +4oC canlıların
yaşayabileceği bir sıcaklık olduğu için sudaki canlılar bu sayede hayatlarını
sürdürürler.
Buraya kadar bahsettiğimiz, Allah’ın suya vermiş olduğu muhteşem özellikler;
yeryüzünde canlı hayatının varolabilmesini mümkün kılan özelliklerdir.
Aşağıdaki ayette de görebileceğiniz gibi, üstün bir yaratılış örneği olan su,
Allah tarafından, insanın ihtiyaçlarını karşılamaya yönelik olarak gökten
indirilmiştir. Kuran’da Allah’ın insanlara sunduğu bu büyük nimetin önemi
şöyle bildirilmiştir:
Sizin için gökten su indiren O’dur; içecek ondan, ağaç ondandır (ki)
hayvanlarınızı onda otlatmaktasınız. Onunla sizin için ekin, zeytin,
hurmalıklar, üzümler ve meyvelerin her türlüsünden bitirir. Şüphesiz bunda,
düşünebilen bir topluluk için ayetler vardır. (Nahl, 10-11)
Suyun Kimya Kurallarını Altüst Eden Özelliği
Hepimizin de bildiği gibi su 100oC sıcaklıkta kaynar ve 0oC sıcaklıkta donar.
Ancak, normal şartlarda suyun 100oC değil, -80oC kaynaması gerekirdi. Neden
mi?
Periyodik tabloda aynı gruptaki elementlerin özellikleri, hafif elementten
ağır elemente doğru düzenli değişiklikler gösterir. Bu düzenlilik, özellikle
hidrojen bileşiklerinde hakimdir. Periyodik tabloda oksijenin bulunduğu grupta
bulunan elementlerin bileşikleri hidrid diye adlandırılır. Su, aslında oksijen
hidrid’dir. Bu gruptaki diğer elementlerin hidridleri su molekülü ile aynı
molekül yapısına sahiptirler.
Bu bileşiklerin kaynama noktaları kükürtten başlayıp daha ağır olanlara doğru
düzenli bir şekilde değişir; ancak umulmadık bir şekilde suyun kaynama noktası
bu dizinin dışına çıkar. Su (oksijen hidrid) olması gerekenden 180oC daha
yüksekte kaynar. Bir diğer şaşırtıcı durum da suyun donma noktası ile
ilgilidir: Yine periyodik sistemdeki düzene göre, suyun -100oC sıcaklıkta
katılaşması gerekir. Ancak su bu kuralı bozar ve olması gerekenden 100oC
yukarıda, yani 0oC de buz haline gelir.
Eğer su, periyodik sistemdeki düzene göre hareket etseydi, yeryüzünde sadece
buhar olarak bulunurdu. Bu noktada; niçin hidritlerden başka biri değil de,
sadece suyun (oksijen hidrit) periyodik sistem kurallarına uymadığı sorusu
akla gelmektedir.
Gerek fizik kuralları, gerek kimya kuralları ya da kural olarak
nitelendirdiğimiz ne varsa; insanların, evrendeki olağanüstü dengenin ve
yaratılışın sebebini açıklama gayretinden başka şeyler değildirler. Bu
kurallar, her ne kadar süslü isimlerle anılsalar da, bu isimler bu kuralların
gerçekten işlediğini ispatlamaz. Nitekim, az önce ele aldığımız gibi, “su”
evrende canlı yaşamın var olabilmesine en uygun şekilde ve kimya kurallarını
alt-üst edecek şekilde yaratılmıştır. Aşağıdaki ayette de bildirildiği gibi;
Allah, gökte ve yerde ne varsa, herşeye bizler için boyun eğdirmiştir. “Su” da
bu boyun eğdirişe çok güzel bir örnektir.
Kendinden (bir nimet olarak) göklerde ve yerde olanların tümüne sizin için
boyun eğdirdi. Şüphesiz bunda, düşünebilen bir kavim için gerçekten ayetler
vardır. (Casiye, 13)
Koruyucu Tavan: Ozon
Soluduğumuz hava, yani aşağı atmosfer büyük ölçüde oksijen gazından oluşur.
Burada oksijenden kastettiğimiz O2 gazıdır. Yani oksijen molekülleri 2’şer
atomdan oluşmuştur. Ancak, oksijen molekülü bazen 3’er atomdan da
oluşabilmektedir. Bu durumda bu molekül artık oksijen değil “Ozon” olarak
isimlendirilir, zira bu iki gaz birbirlerinden çok farklıdırlar.
Hemen burada üzerinde durulması gereken bir nokta vardır: İki oksijen atomu
birleşince ‘Oksijen gazı’ oluşmaktadır da, niçin üç oksijen atomu birleşince
‘Ozon gazı’ diye farklı bir gaz oluşmaktadır? Sonuçta iki de olsa, üç de olsa
birleşen oksijen atomu değil midir? O zaman, neden ortaya iki farklı gaz
çıkmaktadır? Bu soruyu cevaplamadan önce, bu iki gazın ne yönden farklı
olduklarını ele alıp, sonra cevap vermek daha yerinde olacaktır:
Oksijen gazı (O2) aşağı atmosferde bulunur ve solunum yoluyla yeryüzündeki tüm
canlılara hayat verir. Ozon gazı (O3) ise, zehirli ve çok kötü kokulu bir
gazdır. Atmosferin en üst tabakalarında bulunur. Eğer, oksijen yerine ozon
solumak zorunda olsak hiçbirimiz yaşayamazdık.
Ozon, yukarı atmosferdedir; çünkü orada canlı yaşamı için çok hayati bir
fonksiyonu vardır. Atmosferin yaklaşık 20 km. yukarısında tüm dünyayı bir
kuşak gibi sarıp sarma