Atomların Ritmi


“Əgər təbiətin dərinliklərində həyata keçən işlərin mürəkkəbliyi dünyanın ən zəki beyinləri tərəfindən belə, çətin başa düşülürsə bu işlərin yalnız bir qəza və ya bir kortəbii təsadüf əsəri olduğunu necə düşünə bilərik?” Fizika professoru Pol Devis 31

Biq Bənq elm adamlarının hesablamalarına görə, dövrümüzdən təxminən 17 milyard il əvvəl baş verdi. Hal-hazırda kainatı meydana gətirən bütün maddələr, əvvəlki hissələrdə araşdırdığımız kimi: “yoxdan yaradıldı” və fövqəladə tarazlıq içində müəyyən forma aldı. Lakin Biq Bənqdən sonra yaranan kainat hal-hazırda yaşadığımız kainatdan olduqca fərqli bir yer ola bilərdi.

Məsələn, əvvəlki fəsildə toxunduğumuz dörd əsas qüvvənin qiyməti bir az fərqli olarsa, kainat yalnız radiasiyadan ibarət ola bilərdi. Qarışıq işıqlardan ibarət olacaq bu kainatda, əlbəttə ki, qalaktikalar, ulduzlar, planetlər və biz insanlar ola bilməzdik. Lakin dörd əsas qüvvənin görünməmiş dərəcədə mükəmməl şəkildə yaradılması sayəsində Biq Bənqdən sonra bu gün “maddə” adlandırdığımız şeyin əsas elementi olan atomlar meydana gəldi.

Elm adamlarının ortaq qənaətinə görə, böyük partlayışdan keçən ilk 14 saniyə ərzində kainatın ən sadə iki atomu meydana gəlməyə başladı: hidrogen və helium. Böyük partlayışdan sonra kainatın temperaturu sürətlə azalıb maddə böyük sürətlə ətrafa dağılmağa başladığı bir vaxtda, hidrogen və helium atomları meydana gəldi. Digər bir sözlə, böyük partlayışdan sonra yaranan “ilkin kainat”, yalnız hidrogendən və heliumdan ibarət bir “qaz yığını” idi. Əgər kainat həmişə belə qalsaydı, içində həyat ola bilməzdi. İçində heç bir ulduz, planet, daş, torpaq, ağac və insan da ola bilməzdi. Təkcə boşluq içində hərəkət edən iki növ qazdan ibarət bir kainat, yəni ölü bir kainat olardı.

Bəs necə oldu ki, yalnız qazlardan ibarət olan bu kainatın içində daha ağır elementlər, məsələn, bütün canlı həyatının ən əsas elementi olan karbon meydana gəldi?

Bu sualı araşdıran elm adamları XX əsrin ən heyrətamiz elmi kəşflərindən biri ilə qarşılaşdılar.

Elementlərin Quruluşu

1. Neytron (yüksüz)
2. Proton (+)
3. Elektron (-)

Kimya, maddənin daxili quruluşunu araşdıran elm sahəsidir. Kimyanın təməli isə dövri cədvəldir. İlk dəfə rus kimyaçısı Dmitri İvanoviç Mendeleyev tərəfindən hazırlanmış dövri cədvəl Yerdə olan elementlərin atom quruluşuna görə tərtib olunmuşdur. Dövri cədvəlin ən başında hidrogen gəlir. Çünki hidrogen bütün elementlərin ən sadəsidir. Nüvəsində tək bir proton var. Bu protonun ətrafında isə tək bir elektron fırlanır.

Protonlar – atomların nüvələrində yerləşən və müsbət (+) elektrik yükünə malik zərrəciklərdir. Hidrogendə tək bir proton olduğu halda, dövri cədvəldə ikinci yerdə gələn heliumda iki proton var. Karbonun altı, oksigenin səkkiz protonu var. Nüvələrindəki proton sayına görə, elementlər bir-birlərindən fərqlənirlər.

Atom nüvəsində protonla yanaşı yerləşən digər bir zərrəcik də, neytrondur. Neytronların elektrik yükü yoxdur: onsuz da “neytron” sözü elə “yüksüz” mənasını verir.

Atomu əmələ gətirən üçüncü əsas zərrəcik isə mənfi (-) elektrik yükünə malik elektronlardır. Elektronlar digər iki zərrəciyin əksinə nüvədə deyil, nüvədən kənarda yerləşirlər. Hər atomda, nüvədəki proton sayı qədər elektron olar. Əks elektrik yükləri bir-birlərini cəzb etdikləri üçün, elektronlar nüvədəki protonlar tərəfindən cəzb edilir, lakin sürətləri vasitəsilə buna müqavimət göstərirlər.

Elementlər, bir qədər əvvəl də ifadə etdiyimiz kimi, atomlarının quruluşu etibarilə bir-birindən fərqlənirlər. Bir hidrogen atomunu dəmirdən ayıran fərq onun proton və elektron sayının 1, dəmirinkinin isə 26 olmasıdır.

İşin mühüm tərəfi isə elementləri bir-birinə çevirməyin təbii dünya şəraitində qeyri-mümkün olmasıdır. Çünki bir elementin digər bir elementə çevrilməsi üçün nüvəsindəki proton sayı dəyişməlidir. Halbuki protonlar kainatdakı ən böyük fiziki güc olan güclü nüvə qüvvəsi tərəfindən bir-birlərinə bağlanırlar və ancaq “nüvə” reaksiyaları vasitəsilə yerlərindən tərpədilə bilərlər. Lakin təbii dünya şəraitində baş verən bütün reaksiyalar, elektron alış-verişinə əsaslanan və nüvəyə təsir göstərməyən kimyəvi reaksiyalardır.

Əlkimya orta əsrlərdə çox geniş yayılmış bir məşğuliyyətdir. Əlkimyaçılar yuxarıda ifadə etdiyimiz həqiqəti bilmədikləri üçün, həmişə elementləri bir-birinə döndərmə xəyalları qurublar, dəmir kimi metalları qızıla döndərməyə çalışıblar. Halbuki bu dünya şəraitində qeyri-mümkündür. Çünki elementlərin bir-birinə çevrilməsi ancaq çox yüksək temperatur şəraitində gerçəkləşər.

Lazımi temperatur o qədər yüksəkdir ki, bu, yalnız ulduzlarda tapılar.

Elementləri bir-birinə döndərmək üçün lazım olan istilik təxminən 10 milyon dərəcədir. Bundan ötrü də, əlkimya əməliyyatı sözün əsl mənasında təkcə ulduzlarda baş verər. Bizim Günəşimiz kimi, orta böyüklükdəki ulduzlarda fasiləsiz şəkildə hidrogen heliuma çevrilir və beləliklə də, yüksək enerji ortaya çıxır.

İndi ifadə etdiyimiz bu təməl kimya məlumatlarını düşünərək Biq Banqdən sonranı xatırlayaq. Biq Banqdən sonra kainatda yalnız hidrogen və helium atomlarının ortaya çıxdığını ifadə etmişdik. Astronomlar bu atomlardan ibarət olan nəhəng buludların xüsusi olaraq yaradılmış şəraitin təsiri nəticəsində sıxılaraq Günəş tipli ulduzları meydana gətirdiklərini irəli sürürlər. Lakin bu təqdirdə belə, kainat yenə iki cür elementdən ibarət olan ölü bir qaz topası olmağa davam edər. Digər bir əməliyyat bu iki qazı daha ağır elementlərə çevirməlidir.

Bu ağır elementlərin yaranma mərkəzləri qırmızı nəhənglər, yəni orta hesabla Günəşdən 50 dəfə daha böyük olan nəhəng ulduzlardır.

Qırmızı nəhənglər, Günəş tipli normal ulduzlardan daha çox istidirlər və bundan ötrü də, normal ulduzların edə bilmədiyi bir şey edərlər: helium atomlarını karbon atomlarına çevirərlər. Lakin bu çevrilmə elə də bəsit şəkildə baş verməz. Amerikalı astronom Qrinşteynin ifadəsiylə desək: “bu ulduzların dərinliklərində çox fövqəladə bir əməliyyat baş verir”.32

Heliumun atom kütləsi 2-dir, yəni nüvəsində 2 proton var. Karbonun atom kütləsi isə 6-dır, yəni 6 protonu var. Qırmızı nəhənglərin fövqəladə temperaturları şəraitində üç helium atomu birləşərək bir karbon atomunu əmələ gətirir. Bu, böyük partlayışdan sonra kainatda ağır elementlərin olmasını təmin edən ən əsas “əlkimya” prosesidir.

Amma bir xüsus dərhal qeyd olunmalıdır. Helium atomları yan-yana gəldikləri vaxt bir-birləriylə maqnit kimi birləşən maddələr deyildirlər. Hələ üçünün yan-yana gəlib bir anda tək bir karbon atomu meydana gətirmələri qeyri-mümkün görünür. Bəs o zaman karbon necə meydana gətirilər?

İki mərhələli bir əməliyyatla. Əvvəlcə iki helium atomu bir-biriylə birləşər və beləliklə də, ortaya dörd protona və dörd neytrona sahib bir “keçid formul” çıxar. Üçüncü bir helium da bu keçid formula əlavə olunduqda ortaya altı protonluq və altı neytronluq karbon atomu çıxmış olar.

Bu keçid formul “berillium” adlandırılır. Qırmızı nəhənglərdə meydana gələn berillium dörd protondan və dörd neytrondan ibarətdir. Lakin bu berillium berilliumun dünyadakı normal quruluşundan fərqlidir. Dövri cədvəldə yerləşən normal berillium, yeddi neytrona malikdir. Qırmızı nəhənglərdə meydana gələn berillium isə fərqli bir versiyadır. Buna kimya dilində “izotop” deyilir.

Mövzunu araşdıran fizikləri uzun illər boyu təəccübləndirən məsələ isə qırmızı nəhənglərdə meydana gələn bu berillium izotopunun anormal dərəcədə qeyri-sabit olmasıdır. O qədər qeyri-sabitdir ki, meydana gəldikdən tam 0,000000000000001 saniyə sonra parçalanır!

Bəs necə olur ki, meydana gəldiyi anda yox olan bu berillium izotopu təsadüfən yanına bir heliumun gəlib özüylə birləşməsiylə karbona çevrilir? Bu, təsadüfən üst-üstə yığıldıqlarında 0,000000000000001 saniyə müddətində bir-birini tullayan iki kərpicin üzərinə, üçüncü bir kərpicin daha əlavə olunması və beləliklə də, meydana bir tikili çıxması kimi qeyri-mümkün bir şeydir. Bəs bu proses qırmızı nəhənglərdə necə baş verir? Bu sualın cavabı on illər boyu bütün fizikləri maraqlandırdı. Heç kəs bir cavab tapa bilmədi. Bu mövzuya ilk dəfə aydınlıq gətirən şəxs isə amerikalı astrofizik Edvin Solpiter (Edwin Salpeter) oldu. Solpiter ilk dəfə bu sualı “rezonans” məfhumuyla açıqladı..

31. Paul Davies, Superforce, New York: Simon and Schuster, 1984, səh. 243 

32. George Greenstein, The Symbiotic Universe, səh. 38 

Bir cavab yazın

Sistemə daxil olmaq üçün məlumatlarınızı daxil edin və ya ikonlardan birinə tıklayın:

WordPress.com Loqosu

WordPress.com hesabınızdan istifadə edərək şərh edirsinz. Çıxış /  Dəyişdir )

Google foto

Google hesabınızdan istifadə edərək şərh edirsinz. Çıxış /  Dəyişdir )

Twitter rəsmi

Twitter hesabınızdan istifadə edərək şərh edirsinz. Çıxış /  Dəyişdir )

Facebook fotosu

Facebook hesabınızdan istifadə edərək şərh edirsinz. Çıxış /  Dəyişdir )

%s qoşulma