Işığın Yolculuğu: Kahramanımızın adı Foton!
GÜNÜN YAZISI

GÜNÜN YAZISI

Işığın Yolculuğu: Kahramanımızın adı Foton!

03 Mart 2019 - 12:12

Gama fotonu, insan atalarımız daha yeryüzünde görülmeden güneşin merkezinde doğmuştu.   Şimdi, bir ışık formunda bize yaşam sunuyor. Sessizce bir yaprağa konuyor, fotosentezi tetikliyor

Bizlerle buluştuğunda kimlik değiştirmiş olacak ve biz ona “ışık” diyeceğiz.  Yolculuğunun başladığı yer ise güneşin merkezi.

Işığın yolculuğu, Güneş'in merkezinden Dünya'ya, bir milyon yıl sürecek olan bu yolculuğun hikayesi...

Güneş, Samanyolu Galaksisi’nde küçük kütleli bir yıldız ama merkezi, sıcaklığın milyon derecelere ulaştığı devasa bir fırın. Bu fırının temel yakıtı hidrojen çekirdekleri. Burada iki hidrojen atomu çekirdeği kaynaşarak helyum çekirdeğine dönüşür ve çok büyük bir enerji açığa çıkar.

Bu füzyon enerjisidir, çekirdek-çekirdek birleşmesinde ortaya çıkan kütle kaybının enerjiye dönüşümü.

Çok değil, 100 yıldan biraz önce, kütle-enerji eşdeğerliği diye bir kavram yoktu. Işığın ne hızını ne de sabit değer taşıdığını biliyorduk.

Ama insan aklının bu bilgilere ulaşması çok uzun sürmeyecekti.

Bir “negatif deney”

1800’lerin sonları, Michelson ve Morley basit bir cihaz geliştirdiler. Amaçları bu cihazla dünyaya dik ve paralel doğrultuda ilerleyen güneş ışınlarının hızlarındaki farkı ölçmekti. Dünyanın dönme hızı dolayısıyla ölçülen değerlerin farklı olacağını düşünmüşlerdi, ancak sonuç hayal kırıklığı oldu. Ölçülen hızlar arasında herhangi bir fark yoktu. Bu deney daha sonraları bilim tarihine en önemli "negatif deney" olarak geçecek ve Albert Abraham Michelson 1907 yılında Nobel ile ödüllendirilecekti.

Michelson ve Morley deneyi, Einstein için ilham kaynağı oldu. 1905 yılında dört farklı makale yayınladı. Makaleler sarsıcı bir etki yarattı. Einstein Michelson-Morley deneyini temel alan ve Özel Görelilik Teorisi olarak adlandırdığı bu teoride, ışık hızının boş uzayda sabit olduğunu ve hiçbir sistemde bu değerin üstüne çıkılamayacağını öngörüyordu.

Peki ışık hızı ne idi?

Işık hızı her dönemde bilim insanlarının birincil uğraşısı olmuştur, bugün kabul gören sabit değer 299.792.458 m/s. Biz ona kısaca saniyede 300 bin km diyoruz. Bir de ışık yılı var, ancak bu zamanın değil, uzaklığın ölçümü, kabaca ışığın bir yılda aldığı yol, yani 9,3 trilyon km.

“Gama fotonu”nun doğuşu

Einstein'ın ikinci sarsıcı saptaması ise kütle-enerji eşdeğerliğidir. Yani E=m c². Bu popüler denklemde E enerjiyi, m kütleyi ve c² ışık hızının karesini ifade eder. Buna göre madde enerjiye, enerji de maddeye dönüşebilir. 

İşte Güneş içinde olan da tam olarak budur. Hidrojen çekirdekleri yüksek sıcaklık ve basınç altında birleşirken bir miktar kütle enerjiye dönüşür.

Ve bu enerji, “gama fotonu” olarak doğar.

Ancak foton, güneşi hemen terk edemez. Çünkü güneş kızgın bir küredir ve farklı katmanlardan meydana gelmektedir.  

İlk katman 350.000 km genişliğinde ve kızgın hidrojen gazından oluşur. Sıkışan gaz katmanı aşırı sıcaktır, sıcaklığı yedi milyon dereceye kadar ulaşır; çekirdek ve elektronları birleştiren elektromanyetik kuvvetler ortadan kalkar. Buna plazma denir. Bu “maddenin 4. hali”dir.

Plazma elektrik yüküdür, gama ışınını sıkıştırır ve hapseder. Gama fotonu bu bölgeden çıkmaya çalışır ancak bu çok kolay olmayacaktır. Atom ve parçacıklarla çarpışa çarpışa ilerler ve her çarpışmada enerji kaybeder. Bir basketbol oyununda, oyuncunun topu alıp çarpışa çarpışa potaya doğru sürüklemesi gibi. Bu çarpışmalar bölge dışına çıkıncaya kadar devam eder ve enerjisi her çarpışmada biraz daha azalır. 

Bu katmandan çıkış tam bir milyon yıl sürer.

Foton çok yorgundur. Enerjisi azaldığından artık bir X-ışını olarak yoluna devam edecektir.

Kaosun sesi

Foton 1 milyon yıl sonra gama ışını olarak girdiği katmanı X-ışını olarak terk ederken yolunun yüzde 70’lik bölümünü de geçmiş olur.

Ancak önünde başka bir katman daha vardır. Burası 200,000 km kalınlığında ısı yayımsal bölgedir. Burada ısımış gazların soğuk olanlarla yer değiştirmesi sonucu oluşan dalgalar gürültülü bir ses yaratır. Bu kaosun sesidir.

Burada ısınan atomlar fotonları yukarı iter. Bu tek bir oyuncunun topu alarak yukarıya zıplaması gibi...

Foton bu bölgeyi bir haftada terk eder ve bölgenin sıcaklığı en üst kısımda 5000 dereceye iner. Bu bölgenin girişinde x-ışını formunda olan foton, yine enerji kaybetmiştir ve güneş yüzeyine görünür ışık olarak varır.

Ancak başka bir güç tekrar engel çıkarır ve onu hapseder.

Çok güçlü olan bu engellerin adı manyetizma.

Dünyanın da bir manyetik alanı var ve bu alan dünya ile birlikte döner.  Ancak güneş gaz formunda olduğundan manyetik alan güneşin dönüşü ile bükülür, bir lastik band gibi eğilir ve yer yer düğüm olur. Işık buralarda engellenir. Zamanla içten dışa doğru büyük baskı oluşur ve sonuçta buralarda patlamalar meydana gelir.

Birikmiş enerji dengesiz bir şekilde ortaya çıkar. Bunlara güneş patlamaları diyoruz, bunlar milyonlarca atom bombasına eşit enerjili patlamalardır.

Bir milyon yıllık uğraştan sonra nihayet ışık dışarı çıkar. Artık özgürdür ve ışık hızıyla yol alarak 8.3 sn sonra dünyaya ulaşır.

Bir yorgun ışığın yolculuğudur yaşam!

Fotonun ışık formunda yolculuğu Dünya'da sona ermez.

Güneş'i terkettikten sonra 8 dakikada Jüpiter'e ve 8 saat sonra Neptün'e ve 18 saat sonra uzayın derinliklerine yayılır. 1500 yıl sonra at başlı nebulaya, 7000 yıl sonra evrenin başka galaksilerine ulaşır.

Oralarda yaşam formu varsa güneşimizi rahatlıkla izleyebilirler. Eğer akıllı bir yaşam varsa kesinlikle izliyorlardır.

Güneşin merkezinde doğan gama fotonu, insan atalarımız daha yeryüzünde görülmeden güneşin merkezinde bir gama fotonu olarak doğmuştu.   

Şimdi, bir ışık formunda bize yaşam sunuyor. Sessizce bir yaprağa konuyor, fotosentezi tetikliyor.

Ya gama fotonu olarak doğrudan gelmiş olsaydı? İşte o zaman kesinlikle olmazdık.  

Yaşam, bu yorgun ışığın yolculuğuna bağlı dersek abartmış olur muyuz ki?!..
T24
Güneç Kıyak

Bu yazı 479 defa okunmuştur .

YORUMLAR

  • 0 Yorum