Göklerdeki Düzen
Elementler, atomlarının yapısıyla birbirinden ayrılırlar. Bir hidrojen atomunu demirden ayıran fark, hidrojenin proton ve elektron sayısının 1, demirinkinin ise 26 olmasıdır.

İşin önemli olan yönü, elementleri birbirine dönüştürmenin doğal Dünya koşullarında imkansız oluşudur. Çünkü bir elementin bir başka elemente dönüşmesi için, çekirdeğindeki proton sayısının değişmesi gerekir. Oysa protonlar, evrendeki en büyük fiziksel güç olan güçlü nükleer kuvvet tarafından birbirlerine bağlanırlar ve ancak "nükleer" reaksiyonlarla yerlerinden oynatılabilirler. Fakat doğal dünya şartlarında gerçekleşen reaksiyonların hepsi, elektron alışverişlerine dayanan ve çekirdeği etkilemeyen kimyasal reaksiyonlardır.

Simya, Ortaçağ'da çok popüler olmuş bir uğraşıdır. Simyacılar, üstte belirttiğimiz gerçeği bilmedikleri için, hep elementleri birbirine dönüştürme hayalleri kurmuşlar, demir gibi METAlleri altına çevirmek için uğraşmışlardır. Oysa simya dünya koşullarında imkansızdır. Çünkü elementlerin birbirine dönüşümü, ancak çok yüksek ısılarda gerçekleşir.Gereken bu ısı o kadar yüksektir ki, sadece yıldızlarda bulunur.

Simya Merkezleri: Kırmızı Devler
Elementleri birbirine dönüştürmek için gereken ısı, yaklaşık 10 milyon derecedir. Bu yüzden gerçek anlamda bir "simya", sadece yıldızlarda gerçekleşir. Bizim Güneşimiz gibi orta büyüklükte yıldızlarda sürekli olarak hidrojen helyuma çevrilmekte ve böylece yüksek enerji açığa çıkmaktadır.

Şimdi belirttiğimiz bu temel kimya bilgilerini düşünerek Big Bang sonrasını hatırlayalım. Big Bang'den sonra evrende sadece hidrojen ve helyum atomlarının ortaya çıktığını belirtmiştik. Astronomlar, bu atomlardan oluşan dev bulutların, özel olarak ayarlanmış koşulların etkisiyle sıkışarak Güneş tipi yıldızları oluşturduklarını öne sürerler. Ama bu durumda bile evren yine iki tür elementten oluşan ölü bir gaz yığını olmaya devam edecektir. Bir başka işlemin, bu iki gazı daha ağır elementlere çevirmesi gerekmektedir.
Bu ağır elementlerin üretim merkezleri, kırmızı devlerdir, yani Güneş'ten ortalama 50 kat daha büyük olan devasa yıldızlar.

Kırmızı devler, Güneş tipi normal yıldızlardan çok daha sıcaktırlar ve bu nedenle de normal yıldızların yapamadığı bir şey yaparlar: Helyum atomlarını karbon atomlarına dönüştürürler. Ama bu dönüşüm pek öyle basit bir şekilde gerçekleşmez. Amerikalı astronom Greenstein'in ifadesiyle "bu yıldızların derinliklerinde çok olağanüstü bir işlem gerçekleşmektedir."(1)
Helyumun atom ağırlığı 2'dir; yani çekirdeğinde 2 proton yer alır. Karbonun atom ağırlığı ise 6'dır; yani 6 protonu vardır. Kırmızı devlerin olağanüstü sıcaklıkları içinde, üç helyum atomu biraraya gelir ve bir karbon atomu oluşturur. Bu, Big Bang'den sonra evrenin ağır elementlere kavuşmasını sağlayan en temel "simya" sürecidir.

Ancak bir noktayı hemen belirtmek gerekir. Helyum atomları, yan yana geldiklerinde birbirleriyle mıknatıs gibi birleşen maddeler değildirler. Hele üç tanesinin yan yana gelip bir anda tek bir karbon atomu oluşturmaları imkansız gibidir. Peki o zaman karbon nasıl üretilir?
İki aşamalı bir işlemle. Önce iki helyum atomu birbiriyle birleşir ve böylece ortaya dört protona ve dört nötrona sahip bir "ara formül" çıkar. Üçüncü bir helyum da bu ara formüle eklendiğinde, ortaya altı protonlu ve altı nötronlu karbon atomu çıkmış olur.

Bu ara formüle "berilyum" denir. Kızıl devlerde ortaya çıkan berilyum, dört protondan ve dört nötrondan oluşmaktadır. Ancak bu berilyum, berilyumun Dünya'da bulunan normal yapısından farklıdır. Periyodik tabloda yer alan normal berilyum, fazladan bir nötrona sahiptir.Kırmızı devlerin içinde oluşan berilyum ise farklı bir versiyondur. Buna kimya dilinde "izotop" denir.

Konuyu inceleyen fizikçileri uzun yıllar boyunca şaşkınlığa düşüren nokta ise, kırmızı devlerin içinde oluşan bu berilyum izotopunun anormal derecede kararsız olmasıdır. O kadar kararsızdır ki, oluştuktan tam 0.000000000000001 saniye sonra parçalanmaktadır! Peki ama nasıl olmaktadır da, oluştuğu anda yok olan bu berilyum izotopu, yanına bir tane helyumun tesadüfen gelip kendisiyle birleşmesiyle karbona dönüşmektedir? Bu, tesadüfen üst üste geldiklerinde 0.000000000000001 saniye içinde birbirini fırlatan iki tuğlanın üzerine bir üçüncü tuğlanın daha eklenmesi ve bu şekilde ortaya bir inşaat çıkması gibi imkansız bir şeydir. Peki ama bu iş kızıl devlerde nasıl olmaktadır? Bu sorunun cevabını yıllar boyunca dünyanın tüm fizikçileri merak ettiler. Kimse bir cevap bulamadı. Bu konuya ilk kez ışık tutan kişi ise, Amerikalı astrofizikçi Edwin Salpeter oldu. Salpeter ilk kez bu sorunu "rezonans" kavramıyla açıkladı..