1. Çekirdekteki Dev Güç: Güçlü Nükleer Kuvvet
Kitabın başından bu yana atomun an an nasıl yaratıldığını ve bu yaratılıştaki hassas dengeleri inceledik. Çevremizde gördüğümüz her şeyin, kendimiz de dahil olmak üzere atomlardan oluştuğunu ve bu atomların da pek çok parçacıktan meydana geldiğini gördük. Peki bir atomun çekirdeğini oluşturan tüm bu parçacıkları bir arada tutan güç nedir? İşte çekirdeği bir arada tutan ve fizik kurallarının tanımlayabildiği en şiddetli kuvvet olan bu kuvvet, "güçlü nükleer kuvvet"tir.
Bu kuvvet atomun çekirdeğindeki protonların ve nötronların dağılmadan bir arada durmalarını sağlar. Atomun çekirdeği bu şekilde oluşur. Bu kuvvetin şiddeti o kadar fazladır ki, çekirdeğin içindeki protonların ve nötronların adeta birbirine yapışmasını sağlar. Bu yüzden bu kuvveti taşıyan çok küçük parçacıklara Latince'de "yapıştırıcı" anlamına gelen "gluon" denilmektedir. Bu yapışmanın şiddeti çok hassas ayarlanmıştır. Bu yapıştırıcının kuvveti protonların ve nötronların birbirlerine istenilen mesafede bulunmalarını sağlamak için özel olarak tespit edilmiştir. Söz konusu kuvvet biraz daha yapıştırıcı olsa protonlar ve nötronlar birbirlerinin içine geçecek, biraz daha az olsa dağılıp gideceklerdi. İşte bu kuvvet Büyük Patlama'nın ilk saniyelerinden beri atomun çekirdeğinin oluşması için gerekli olan yegane değere sahiptir.
Güçlü nükleer kuvvetin açığa çıktığı zaman ne kadar büyük tahrip gücü olduğunu bize Hiroşima ve Nagazaki'deki tecrübeler göstermiştir. İlerleyen bölümlerde daha ayrıntılı olarak inceleyeceğimiz atom bombalarının bu denli etkili olmasının tek sebebi atom çekirdeğinde saklanan bu gücün açığa çıkmasıdır.
2. Atomun Emniyet Kemeri: Zayıf Nükleer Kuvvet
Şu an yeryüzündeki düzeni sağlayan en önemli etkenlerden biri de atomun kendi içinde dengeli bir yapıya sahip olmasıdır. Bu denge sayesinde maddeler bir anda bozulmaya uğramaz ve insanlara zarar verebilecek ışınları yaymaz. Atom bu dengesini çekirdeğindeki protonlarla nötronlar arasında var olan "zayıf nükleer kuvvet" sayesinde elde eder. Bu kuvvet özellikle içinde fazla nötron ve proton bulunduran çekirdeklerin dengesini sağlamada önemli bir rol oynar. Bu dengeyi sağlarken gerekirse bir nötron protona dönüşebilir.
Bu işlem sonucunda çekirdekteki proton sayısı değiştiği için, artık atom da değişmiş, farklı bir atom olmuştur. Burada sonuç çok önemlidir. Bir atom parçalanmadan, başka bir atoma dönüşmüş ve varlığını korumaya devam etmiştir. İşte bu şekilde de canlılar kontrolsüz bir şekilde çevreye dağılıp insanlara zarar verecek parçacıklardan gelebilecek tehlikelere karşı adeta bir emniyet kemeri gibi korunmuş olur.
3. Elektronları Yörüngede Tutan Kuvvet: Elektromanyetik Kuvvet
Bu kuvvetin keşfedilmesi fizik dünyasında bir çığır açtı. Her cismin kendi yapısal özelliğine göre bir "elektrik yükü" taşıdığı ve bu elektrik yükleri arasında bir kuvvet olduğu öğrenilmiş oldu. Bu kuvvet zıt elektrik yüklü parçacıkların birbirini çekmesini, aynı yüklü parçacıkların da birbirlerini itmelerini sağlar. Bu sayede bu kuvvet atomun çekirdeğindeki protonlarla çevresindeki yörüngelerde dolaşan elektronların birbirlerini çekmelerini sağlar. İşte bu şekilde atomu oluşturacak iki ana unsur olan "çekirdek" ve "elektronlar" bir araya gelme fırsatı bulurlar.
Bu kuvvetin şiddetindeki en ufak bir farklılık elektronların çekirdek etrafından dağılmasına ya da çekirdeğe yapışmasına neden olur. Her iki durumda da atomun, dolayısıyla madde evreninin oluşması imkansız hale gelir. Oysa bu kuvvet ilk ortaya çıktığı andan itibaren sahip olduğu değer sayesinde çekirdekteki protonlar elektronları atomun oluşması için gereken en uygun şiddette çeker.
4. Evreni Yörüngelerde Tutan Kuvvet: Yerçekimi Kuvveti
Bu kuvvet algılayabildiğimiz tek kuvvet olmasına rağmen, aynı zamanda da hakkında en az bilgi sahibi olduğumuz kuvvettir. Yerçekimi olarak bildiğimiz bu kuvvetin gerçek adı "kütle çekim kuvveti"dir. Şiddeti diğer kuvvetlere göre en düşük kuvvet olmasına rağmen, çok büyük kütlelerin birbirini çekmelerini sağlar. Evrendeki galaksilerin, yıldızların birbirlerinin yörüngelerinde kalmalarının nedeni bu kuvvettir. Dünyanın ve diğer gezegenlerin Güneş'in etrafında belirli bir yörüngede kalabilmelerinin nedeni de yine yerçekimi kuvvetidir. Bizler bu kuvvet sayesinde yeryüzünde yürüyebiliriz. Bu kuvvetin değerlerinde bir azalma olursa yıldızlar yerinden kayar, dünya yörüngesinden kopar, bizler dünya üzerinden uzay boşluğuna dağılırız. En ufak bir artma olursa da yıldızlar birbirine çarpar, dünya güneşe yapışır ve bizler de yer kabuğunun içine gireriz. Tüm bunlar çok uzak ihtimaller olarak görülebilir, ama bu kuvvetin şu an sahip olduğu şiddetinin dışına çok kısa bir süre dahi çıkması, bu sonlarla karşılaşmak için yeterlidir.
Bu konuda araştırma yapan bütün bilim adamları bahsettiğimiz temel kuvvetlerin büyük bir özenle tespit edilmiş olmasının, evrenin varlığı için vazgeçilmez olduğunu kabul etmektedir.
Ünlü moleküler biyolog Michael Denton, Nature's Destiny: How the Laws of Biology Reveal Purpose in the Universe (Doğanın Kaderi: Biyoloji Kanunları Evrendeki Amacı Nasıl Gösteriyor) adlı kitabında bu gerçeği şöyle vurgular:
Eğer yerçekimi kuvveti bir trilyon kat daha güçlü olsaydı, o zaman evren çok daha küçük bir yer olurdu ve ömrü de çok daha kısa sürerdi. Ortalama bir yıldızın kütlesi, şu anki Güneşimiz'den bir trilyon kat daha küçük olurdu ve yaşama süresi de bir yıl kadar olabilirdi. Öte yandan, eğer yerçekimi kuvveti birazcık bile daha güçsüz olsaydı, hiçbir yıldız ya da galaksi asla oluşamazdı. Diğer kuvvetler arasındaki dengeler de son derece hassastır. Eğer güçlü nükleer kuvvet birazcık bile daha zayıf olsaydı, o zaman evrendeki tek kararlı element hidrojen olurdu. Başka hiçbir atom oluşamazdı. Eğer güçlü nükleer kuvvet, elektromanyetik kuvvete göre birazcık bile daha güçlü olsaydı, o zaman da evrendeki tek kararlı element, çekirdeğinde iki proton bulunduran bir atom olurdu. Bu durumda evrende hiç hidrojen olmayacak, yıldızlar ve galaksiler oluşsalar bile, şu anki yapılarından çok farklı olacaklardı. Açıkçası, eğer bu temel güçler ve değişkenler şu anda sahip oldukları değerlere tamı tamına sahip olmasalar, hiçbir yıldız, süpernova, gezegen ve atom olmayacaktı. Hayat da olmayacaktı.11
Ünlü fizikçi Paul Davies ise, evrendeki fizik yasalarının bu tespit edilmiş ölçüleri karşısındaki hayranlığını şöyle ifade eder:
Ve insan kozmolojiyi araştırdıkça, inanılmazlık giderek daha belirgin hale gelir. Evrenin başlangıcı hakkındaki son bulgular, genişlemekte olan evrenin, hayranlık uyandırıcı bir hassasiyetle düzenlenmiş olduğunu ortaya koymaktadır.12
Tüm evrende bu temel kuvvetlerin üzerine kurulmuş üstün bir tasarım ve kusursuz bir düzen hüküm sürmektedir. Bu düzenin Sahibi elbette her şeyi kusursuzca yoktan var eden Allah'tır. En küçük kuvvetle yıldızları yörüngelerinde tutan, en şiddetli kuvvetle küçücük atomun çekirdeğini kaynaştıran alemlerin Rabbi olan Allah'tır. Bütün kuvvetler O'nun koyduğu "ölçü"lere göre hareket eder
ATOMUN YAPISI
Hava, su, dağlar, hayvanlar, bitkiler, vücudunuz, oturduğunuz koltuk, kısacası en ağırından en hafifine kadar gördüğünüz, dokunduğunuz, hissettiğiniz her şey 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.13
Yine bu küçüklüğü kavrayabilmek ve her yerin nasıl atomlarla dolu olduğunu görebilmek için bir örnek daha verelim:
Tek bir tuz tanesinin tüm atomlarını saymak istediğimizi düşünelim. Saniyede bir milyar (1.000.000.000) tane sayacak kadar hızlı 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.
Peki bu kadar küçük bir yapının içinde ne vardır?
Bu derece küçük olmasına rağmen atomun içinde evrende gördüğümüz sistemle kıyaslanabilecek kadar kusursuz, eşsiz ve kompleks 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 her şeyin temelini oluşturan atomun olağanüstü yapısını ve atomların nasıl birleşerek molekülleri, dolayısıyla maddeyi oluşturduğunu inceleyeceğiz.
Çekirdekte Saklı Güç
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.
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 büyüklüğündeki atomların içinde çekirdeği arayalım. Ama bu arayış boşunadır, çünkü böyle bir ölçekte bile çok daha küçük olan çekirdeği gözlemleme olanağımız kesinlikle yoktur. Gerçekten bir şey görebilmek istiyorsak yeniden ölçü değiştirmek gerekecektir. Atomumuzu temsil eden kiraz yeniden büyüyüp iki yüz metre yüksekliğinde kocaman bir top olmalıdır. Bu akıl almaz boyuta karşın atomumuzun çekirdeği yine de çok küçük bir toz tanesinden daha iri bir duruma gelmeyecektir.
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.16
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. Bu gücün kaynağı önceki bölümde ifade ettiğimiz evrendeki dört temel kuvvetten biri olan "Güçlü Nükleer Kuvvet"dir.
Bu kuvvetin doğadaki kuvvetlerin en güçlüsü olarak, bir atomun çekirdeğini bir arada tuttuğundan, onu dağılmaktan kurtardığından bahsetmiştik. 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 bir arada tutunabilirler.
Kısacası gözle göremeyeceğimiz kadar küçük bir atomun içinde, birbiriyle etkileşim halinde iki büyük kuvvet bulunur. Bu kuvvetlerin hassas değerleri sayesinde çekirdek bir bütün olarak kalabilir.
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 çok açıktır. İnkarcıların bu yaratılışı gözardı edebilmek için sığındıkları tek yol, tüm bunların "tesadüfler" sonucu oluştuğunu iddia etmekten öteye gidememektedir. Oysa olasılık hesapları evrendeki dengelerin "tesadüfen" oluşma ihtimalinin "sıfır" olduğunu bilimsel olarak kanıtlamaktadır. Tüm bunlar, Allah'ın varlığının ve kusursuz yaratışının apaçık delilleridir.
Atomdaki Boşluk
Daha önce de üzerinde durduğumuz gibi, bir atomun çok büyük bir bölümü boşluktan oluşmaktadır. Burada her insanın aklına aynı soru gelir: Böyle büyük bir boşluk neden vardır? Şimdi şöyle düşünelim: Atom, en basit anlatımla içinde bir çekirdek ve onun çevresinde 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.17 Bu büyüklüğün kafamızda daha iyi canlanabilmesi için şöyle 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 binde biri boyutunda ufacık bir toz kadar olurdum."18
İşte bu noktada evrende bilinen en büyük mekanla, en küçük mekan arasında bir benzerlik ortaya çıktığını fark ederiz. 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 bilim adamı Chadwick 1932 yılında çekirdeğin içinde nötronun varlığını ispatladı ve bu keşfiyle Nobel ödülü kazandı.) İşte insanoğlunun atomun gerçek 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 kavramakta çok zorluk çektiği bir küçüklükte olan bu parçacıklar aslında çevrenizde gördüğünüz her şeyin temelini oluşturur.
Evrendeki Çeşitliliğin Kaynağı
Şu ana kadar tespit edilebilmiş 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 proton-nötron-elektronlardan meydana gelirler.
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 olduğu 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, çekirdeğin içindeki parçacıkları bir arada tutmaya yarayan "güçlü nükleer kuvvet" burada da etki etmektedir. Bu kuvvet, kuarklar arasında adeta bir lastik bant gibi görev yapar. Kuarkların arası açıldıkça bu kuvvet büyür ve iki kuark birbirinden en fazla 1 metrenin katrilyonda biri kadar uzaklaşabilir. Kuarklar arasındaki bu lastik bağlar, güçlü nükleer kuvveti taşıyan gluonlar sayesinde oluşur. Kuarklarla gluonlar birbirleriyle son derece güçlü bir iletişim halindedir. Ancak, bilim adamları bu iletişimin nasıl gerçekleştiğini halen keşfedememişlerdir.
"Parçacık Fiziği" alanında hiç durmadan parçacıklar dünyasını aydınlatmak için araştırmalar yapılmaktadır. Fakat insanoğlu, sahip olduğu akıl, bilinç ve bilgiye rağmen kendisiyle birlikte her şeyi oluşturan özü ancak yeni yeni keşfedebilmektedir. Üstelik bu özün içine girdikçe konu daha da detaylanmakta, insan kuark ismini verdiği parçacığın 10-18 m.lik sınırında takılmaktadır. Peki bu sınırın da altında ne vardır?
Bugün bilim adamları bu konu ile ilgili çeşitli tezler öne sürerler, ama yukarıda da belirttiğimiz gibi bu sınır fiziksel evrenin son noktasıdır. Bunun altında bulunacak olan her şey madde ile değil, ancak enerji ile ifade edilebilir. Asıl önemli olan nokta ise, insanın tüm teknolojik imkanlarına rağmen yeni keşfedebildiği bir mekanda çok büyük dengelerin, fizik kanunlarının zaten bir saat gibi işliyor olmasıdır. Üstelik bu mekan evrendeki tüm maddenin ve insanın da yapı taşını oluşturan atomun içidir.
İnsan ise kendi vücudundaki organlarda, sistemlerde her saniye işleyen bu 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 mekanizmalarındaki üstün yaratılış ise, inançlı olsun ya da olmasın herkesi hayrete düşürecek bir mükemmelliktedir. Burada asıl üzerinde düşünülmesi gereken konu ise, tüm bu kusursuz mekanizmaların insan yaşamındaki her saniye boyunca, insanın herhangi bir müdahalesi olmadan, tamamen kontrolü dışında muntazam bir şekilde çalışmasıdır. Tüm bunların üstün bir güç ve bilgi sahibi olan Allah tarafından var edildiği ve denetiminin de yine Allah'a ait olduğu, akıl ve vicdan sahibi her insan için çok açık bir gerçektir.
Atomun Diğer Ucu: Elektronlar
Elektronlar tıpkı dünyanın güneş çevresinde dönerken, aynı zamanda kendi çevresinde dönmesi gibi, atom çekirdeğinin çevresinde dönen parçacıklardır. Aynı, gezegenlerde olduğu gibi bu dönüş, bizim yörünge adını verdiğimiz yollarda, çok büyük bir düzen içinde ve hiç durmaksızın gerçekleşir. Fakat dünyayla güneşin büyüklükleri arasındaki oran ile atomun içindeki oran çok farklıdır. Eğer elektronların büyüklüğü ile dünyanın büyüklüğü arasında bir kıyas yapmak gerekirse, bir atomu dünya kadar büyütsek, elektron sadece bir elma boyutuna gelecektir.
En güçlü mikroskopların bile göremeyeceği kadar küçük bir alanda dönüp-duran onlarca elektron, atomun içinde çok karışık bir trafik yaratır. Burada dikkat çeken en önemli nokta, çekirdeği elektrik yükünden oluşan bir zırh gibi kuşatan bu elektronların atomun içinde en ufak bir kazaya yol açmamalarıdır. Üstelik atomun içinde yaşanacak en ufak bir kaza atom için felaket olabilir. Ama böyle bir kaza asla gerçekleşmez; tüm işleyiş mükemmel bir düzen ve kusursuz bir sistem içinde devam eder. Çekirdeğin çevresinde saniyede 1.000 km. gibi akıl almaz bir hızla hiç durmadan dönen elektronlar, birbirleriyle bir kez bile çarpışmazlar. Birbirlerinden herhangi bir farkları bulunmayan bu elektronların farklı farklı yörüngelerde bulunmaları, son derece hayranlık uyandırıcıdır. Kütleleri ve hızları birbirlerinden farklı olsaydı çekirdeğin etrafında farklı yörüngelere dizilmeleri doğal karşılanabilirdi. Nitekim Güneş Sistemimiz'deki gezegenlerin dizilişi bu mantıktadır. Yani birbirinden kütle ve hız olarak tamamen farklı olan gezegenler, doğal olarak Güneş'in etrafında farklı yörüngelere yerleşmişlerdir. Ama atomdaki elektronların durumu bu gezegenlerden tamamen farklıdır. Tıpatıp birbirlerinin benzeri olan elektronların niçin çekirdek etrafında farklı yörüngelere sahip oldukları, bu yörüngeleri nasıl şaşmadan takip ettikleri, akıl almaz küçüklükteki boyutlarda akıl almaz büyüklükteki süratleriyle nasıl çarpışmadıkları soruları bizleri tek bir noktaya götürür. Bu eşsiz düzen ve hassas dengede karşımıza çıkan tek gerçek Allah'ın kusursuz yaratışıdır:
O Allah ki, yaratandır, (en güzel bir biçimde) kusursuzca var edendir, 'şekil ve suret' verendir. En güzel isimler O'nundur. Göklerde ve yerde olanların tümü O'nu tesbih etmektedir. O, Aziz, Hakimdir. (Haşr Suresi, 24)
Elektronlar, nötron ve protonların neredeyse ikibinde biri kadar ufak 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 dağılsaydı, tüm evren boşlukta dolaşan, proton, nötron ve elektronlardan ibaret olurdu. İkinci olarak; artı yüke sahip olduğu için çekirdeğin, eksi yüklü elektronları kendine çekmesi ve elektronların da çekirdeğe yapışmaları gerekirdi. Böyle bir durumda da çekirdek bütün elektronları çeker ve atom kendi içine çökerdi.
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 birbirini mükemmel bir şekilde dengeler. Sonuçta atomdaki bu muazzam sistem dağılıp parçalanmadan sürüp gider. Atoma etki eden bu kuvvetlerden tek bir tanesinin, olması gerekenden biraz daha fazla veya biraz daha az olması atomun hiçbir zaman var olmamasına neden olurdu.
Bu etkenlerin yanı sıra, çekirdekteki protonları ve nötronları birarada tutan nükleer kuvvetler olmasaydı, eşit yüke sahip olan protonlar değil kenetlenmek, birbirlerine yaklaşamayacaklardı bile. Aynı şekilde nötronlar da çekirdeğe hiçbir şekilde bağlanamayacaklardı. Bunun sonucunda çekirdek, dolayısıyla atom diye bir şey olmayacaktı.
Bütün bu ince hesaplar, tek bir atomun bile başıboş olmayıp, Allah'ın kusursuz denetiminde hareket ettiğinin bir göstergesidir. Aksi takdirde içinde yaşadığımız evrenin daha başlamadan sonunun gelmesi kaçınılmaz olurdu. Daha başlangıç anında bu süreç tersine döner, evren oluşamazdı. Ancak her şeyin Yaratıcısı, sonsuz güç ve ilim sahibi olan Allah, evrendeki tüm dengeler gibi, atomun içinde de çok hassas dengeler kurmuştur ve bu sayede atom, mükemmel bir düzen ile varlığını sürdürmektedir.
Allah'ın yarattığı bu denge, bilim adamları tarafından yıllar boyunca araştırılarak çözülmeye çalışılmış ve sonunda gözlenen olaylara sadece çeşitli isimler takılmıştır: "elektromanyetik kuvvet", "güçlü nükleer kuvvet", "zayıf nükleer kuvvet", "kütlesel çekim kuvveti"… Ancak, kitabın girişinde de değindiğimiz gibi, kimse "Neden?" sorusu üzerinde düşünmemiştir. Örneğin, neden bu kuvvetler belirli şiddetlere, belirli kurallara göre hareket ederler? Neden bu kuvvetlerin etkili oldukları alanlar, takip ettikleri kurallar ve bu kuvvetlerin şiddetleri büyük bir uyum içindedir?
Bütün bu sorular karşısında bilim adamları çaresiz kalmışlardır. Çünkü yapabildikleri sadece olayların hangi sırayla geliştiğini tahmin etmektir. Fakat yaptıkları araştırmaların sonucunda tartışmasız bir gerçek ortaya çıkmıştır. Evrenin her yerinde tek bir atomu dahi başıboş bırakmayan bir akıl ve irade sahibinin müdahalesi görülür. Bu şekilde bütün kuvvetleri bir uyum içinde bir arada tutan tek bir güç vardır, o da gücün ve kudretin tümünü kendisinde barındıran Allah'tır. Allah dilediği anda dilediği yerde kudretini tecelli ettirmektedir. En küçük atomundan uçsuz bucaksız galaksilere kadar tüm evren de ancak Allah'ın dilemesi ve her an ayakta tutması ile varlığını sürdürmektedir.
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 yaratırlar. Ancak bu trafik, en sistemli şehir trafiğiyle bile kıyas edilemeyecek kadar düzenlidir ve elektronlar hiçbir şekilde birbirleriyle çarpışmazlar. Çünkü elektronların her birinin ayrı bir yörüngesi vardır ve bu yörüngeler hiçbir zaman birbiriyle çakışmaz.
Atom çekirdeğinin çevresinde 7 tane yörünge vardır. Asla değişmeyen bu 7 yörüngedeki elektron sayısı da bir matematiksel formülle belirlenmiştir: 2n2. Atomların tüm yörüngelerinde bulunabilecek en fazla elektron sayısı işte bu formülle sabitlenmiştir (formüldeki "n" harfi, yörünge numarasını belirtir).
Evreni oluşturan sınırsız sayıdaki atomun elektron yörüngelerinin asla şaşmadan 2n2 formülüne uyarak belirli bir sayıda kalmaları bir düzenin göstergesidir. Elektronlar inanılmaz hızlarda hareket etmelerine rağmen, atomun içinde herhangi bir kargaşanın çıkmaması da yine bu eşsiz düzenin bir devamıdır. Bu, tesadüflerin asla açıklayamayacağı bir düzendir.
MADDEYE GİDEN İKİNCİ BASAMAK
MOLEKÜLLER
Sizce çevrenizde gördüğünüz cisimleri birbirinden farklı kılan şey nedir? Renklerini, biçimlerini, kokularını, tatlarını birbirinden farklılaştıran nedir? Neden bir madde yumuşakken diğeri sert, bir diğeri akışkandır? Buraya kadar okuduklarınızdan hareket ederek bu sorulara "atomların farklılığıdır" diye cevap verebilirsiniz. Ancak bu cevap yeterli değildir. Çünkü eğer bu farklılıkların sebebi atomlar olsaydı, o zaman birbirinden farklı özellikler taşıyan milyarlarca atom olması gerekirdi. Ama gerçekte bu böyle değildir. Birçok madde aynı atomları içermesine rağmen farklı görünür ve farklı özellikler taşır. Bunun da nedeni atomların molekülleri oluşturmak için aralarında kurdukları farklı kimyasal bağlardır.
Maddeye giden ilk basamak olan atomlardan sonra ikinci basamak moleküllerdir. Moleküller, maddenin kimyasal özelliklerini belirten en küçük birimlerdir. Bu küçük yapılar iki veya daha çok atomdan, bazıları da binlerce atom grubundan oluşur. Atomları, molekül içinde elektromanyetik çekim kuvvetine dayalı kimyasal bağlar bir arada tutarlar. Yani bu bağlar atomların sahip oldukları elektrik yüklerini esas alarak kurulurlar. Atomların elektrik yükleri de daha önce belirttiğimiz gibi son yörüngelerinde taşıdıkları elektronlar tarafından belirlenir. Moleküllerin çeşitli biçimlerde bir araya gelmeleriyle de çevremizde gördüğümüz madde çeşitliliği ortaya çıkar. Bu noktada da maddenin çeşitliliğinin ana merkezinde yer alan kimyasal bağların önemi anlaşılır.
Kimyasal Bağlar
Yukarıda da belirtildiği gibi kimyasal bağlar, atomların dış yörüngelerindeki elektronların hareketleriyle oluşur. Her atom en dışta yer alan yörüngesini, alabileceği en fazla elektron sayısına tamamlama gayreti içindedir. Atomların son yörüngelerinde bulundurabilecekleri maksimum elektron sayısı 8’dir. Bunu sağlarken atomlar ya en dış yörüngelerindeki elektronları 8’e tamamlamak için başka atomlardan elektron alırlar, ya da eğer en dış yörüngelerinde az sayıda elektron varsa, bunları bir başka atoma vererek önceden tamamlanmış olan bir alt yörüngeyi en dış yörüngeleri haline getirirler. Atomların kendi aralarında yaptıkları bu elektron alıp verme eğilimi, birbirleri arasında yaptıkları kimyasal bağların temel itici gücünü oluşturur.
Bu itici güç, yani atomların son yörüngelerindeki elektron sayılarını maksimuma tamamlama amaçları, bir atomun diğer atomlarla 3 çeşit bağ kurabilmesini sağlar. Bunlar iyonik bağ, kovalent bağ ve metalik bağdır.
Moleküller arasında ise genel olarak "zayıf bağlar" başlığı altında toplanan özel bağlar görev yapar. Bu bağlar atomların molekülleri oluşturmak üzere kurdukları bağlardan daha zayıftır. Çünkü moleküllerin maddeyi meydana getirmek için daha esnek yapılara ihtiyaçları vardır.
Bu bağların özellikleri nedir ve nasıl kurulurlar, kısaca ele alalım.
devamı alta >>
