Hücre yapısının kütlece %65-90’ı sudan oluşuyor; iki hidrojen, bir oksijen. Karbon, organik yaşamın belkemiği. Oksijen soluyoruz, ağırlığımızın %65’i oksijen. Dünyada yılda 1 milyar ton demir cehveri üretilmekte. Altın çok pahalı bir metal, uranyum nükleer yakıt olarak kullanılıyor.. Peki Nasıl oluşmuş bu elementler? Nereden gelmişler?
Bu sorunun yanıtını aramak üzere yola çıkarken, önce elementlerin doğadaki bolluk oranlarına, en yakınımızdan başlayarak bir göz atmakta yarar var. Tarihsel süreç de böyleydi zaten. Bolluk oranını, sayısal oran veya kütle oranı olmak üzere, iki şekilde belirtmek mümkün. Bu ikisi, atomların kütle farkından dolayı aynı olmuyor. Örneğin, sudaki hidrojenin oksijene oranla bolluğu; sayısal olarak 2’ye 1 lehine iken, kütlesel olarak aleyhinedir. Aksi belirtilmedikçe, oranlar sayısal… Yerkabuğunun üst kısmını oluşturan elementler arasında, hidrojen bol. Atom numarası arttıkça; önce azalma, sonra çoğalma var. Lityum, berilyum ve bor; oldukça nadir. En bol elementler, oksijen ve silikon. Tevekkeli, kabuk çoğunlukla silikat kayaçlardan oluşmakta. Sonra karbon ve demir geliyor. Yılda 1 milyar ton demir cevheri bu sayede üretilmekte. ‘Nadir’ toprak elementleri, aslında nadir değil; krom, nikel, bakır gibi çokça üretilen sanayi metallerinden bile bol. En düşük oranlı tulyum ve lutesyum dahi, altından 200 misli daha fazla. Bolluk oranlarının grafiğinde, asal gazlar görülmüyor. Bunun nedeni, yörünge kabukları dolu olduğundan, kimyasal tepkimelere girmeye eğilimlerinin olmaması. Atmosferde olmaları lazım. Yerkabuğunda sadece, ağır radyoaktif elementlerin bozunmasıyla, eser miktarlarda oluşuyorlar.
Okyanus suları ve atmosferdeki oranlar, kabuğunkinden farklı. Oksijen, bu ikisinde de bol. Kimyasal tepkimelere girmeye çok meraklı olan bu elementin atmosferdeki varlığı, yaşam süreçlerinin bir sonucu; fotosentezle sürekli üretiliyor olması. Aksi halde, bir zamanlar olmadığı gibi, atmosferde bulunmazdı. Hidrojen, yeryüzünün aksine, atmosferde çok az. Bunun nedeni, elementlerin en hafifi olduğundan, dünyanın oluşumu sırasında hakim olan yüksek sıcaklıklarda, yerçekiminden kurtulacak hızlara ulaşıp boşluğa kaçabilmiş olması.
Bu oranlar canlı organizmaların kimyasal bileşimiyle kıyaslandığında, yaşamın elementler tablosundan kendine uygun olanları çekip kullandığı açık. Örneğin insan vücudunun kütlece %99’u sadece altı elementten; oksijen, karbon, hidrojen, nitrojen, kalsiyum ve fosfordan oluşuyor.
Dünya elementlerin dağılımı açısından, genelin temsili değil. Ne de olsa kayaç bir gezegen. Jüpiter ve Saturn gibi gaz devlerinde durum farklı. Güneş’te ve diğer yıldızlarda da öyle. Nitekim, gök cisimlerinin ışıma tayşarına bakılıp yüzey sıcaklıkları, tayftaki soğurma çizgilerinden hareketle de kimyasal bileşimleri belirlenebilmekte. Gökadamız Samanyolu bu tekniklerle incelendiğinde, görülen manzara şöyle:
Hidrojenin bolluk oranı, açık ara önde.
Sonra helyum geliyor. Lityum, berilyum ve boronda, yine açık bir düşüş var. Dagılımın bundan sonraki genel özelliği, atom numarası arttıkça bolluk oranlarının azalması. Yalnız, proton sayısı çift olan elementler, tek sayılı bitişik komşularından daha bol. Diğer gökadalar da incelendiğinde, benzer dağılımlar elde ediliyor. Sonuç; evrenin kütlece %75’i hidrojen, %23 kadarı helyumdan oluşmakta. Gökbilimciler hidrojen ve helyumdan daha ağır olan elementleri ‘metal’ olarak nitelendirirler. Tüm metallerin, yani doğadaki, hidrojen ve helyum dışındaki 90 elementin toplam bolluğu %2’den az. Bu durum, evrendeki hammaddenin hidrojen ve helyum çekirdekleri olduğu-Elektronun ise bilindiği kadarıyla, tıpkı
kuarkların olmadığı gibi, iç yapısı yok. Bu yüzden, ‘temel parçacık’ olarak nitelendirilir.
Evren genişliyor, hem de hızlanarak. Dolayısıyla, seyrettiğimiz evren manzarası; giderek genişleyen uzay-zamanda birbirinden uzaklaşan milyarlarca gökadadan oluşmakta. Uzayın sınırı yok. Ama, zamanın bir başlangıcı olmak zorunda. O zaman da akla, “başlangıçta ne vardı” sorusu geliyor, “evren buraya nereden ve nasıl geldi?” Bu sorunun yanıtını, doğa yasalarının zamana göre simetrisinden yararlanarak bulmak mümkün: İzlenen film tersine oynatıldığında, zamanda geriye gidildikçe, gökadalar birbirine yaklaşıp, iç içe girerler. Sonra yıldızlar, atomlar ve çekirdekler. En sonunda, yani başlangıçta: Büyük Patlama.
Ancak bu patlama; madde ve enerjinin, zaten var olan uzayın bir yerinde ansızın belirip dağılması değil; ansızın patlayan ‘uzay-zaman’da dağılması. Dolayısıyla, gökadaların hareketi; kendilerinin hızından ziyade, aralarındaki uzayın genleşiyor olmasından kaynaklanıyor. Bir başka benzetmeyle, fırında kabarmakta olan bir kekin içindeki üzüm tanelerinin birbirinden uzaklaşmasında olduğu gibi.. Füzyon evrendeki tüm diğer enerji formlarının ana kaynağıdır. Yıldızların oluşum ve yaşam süreçlerinde, hidrojenden ağır çekirdeklerin sentezlenmesi sırasında açığa çıkar ve zamanla diğer formlara dönüşür. Dünyamıza hayat veren güneş ışınlarının
kökeni, bu sentez süreçleridir. Elementlerimizi ve verdikleri hayatı da bu süreçlere borçluyuz..
0 Comments