Öncelikle şunla başlamak istiyorum: blogumu biraz ihmal ettim çok yoğundum fakat buna rağmen kendime yeni bir düzen ayarlayıp daha fazla yazı atmaya çalışacağım. Konuya geçelim.

Evet Güneş’imiz aniden sönebilir! Hatta 5 dakikalığına, 30 saniyeliğine hatta ve hatta ampul gibi yanıp sönebilir! Fakat nasıl?

Güneşimiz.

Özünde bunun nedeni kuantum tünellemedir. Bunu anlatmadan önce yıldızlar ve dolayısıyla Güneş ile alakalı bazı bilgiler edinmemiz gerekiyor.

Yıldızlar nasıl oluşur, nasıl çalışırlar?

Evren “büyük patlama”dan sonra etrafa maddeler yayıldı. Evren soğurken de bu maddeler kütle çekimiyle toplandılar ve sıkıştılar, kaynaştılar. Küçük olanları astroid, biraz büyük olanları gezegen, daha da büyük olanları yıldız oldu. Ayrıca bunda kaynaşmanın içerdiği madde miktarının da önemi vardı.

Zira Güneşimiz gerçekten büyük oranda hidrojenden oluşmaktadır. Gelelim nasıl oluştuğuna, yıldızlar yapıları gereği kendilerini sıkıştırırlar. Çünkü çekirdekleri çok güçlüdür. Eğer bu yıldız yaşlıysa ve çok büyük bir kütleye sahipse yıldız öldüğünde yani çok sıkışıp patladığında kara delik ortaya çıkar. Bu da bir bilgi olarak dursun.

Şimdi gelelim Güneş’imizin nasıl çalıştığına. Güneş’imiz füzyon dediğimiz kimyasal reaksiyonla çalışır. 4 proton yani 4 hidrojen belirli aşamalarla bir araya gelerek 1 helyumu oluştururlar. (Bu aşamaları detaylı olarak birazdan anlatacağız). Fakat 4 protonun kütlesi, 1 helyumun kütlesinden fazladır. Yani arada kaybolan bir kütle vardır. Bu kütle aslında enerjidir ve tepkimeden dolayı ortaya çıkmıştır; bu enerji ısı ve ışık enerjisi olarak salınır ve bugünkü gördüğümüz Güneş ve yıldız dediğimiz şeylerin ana özelliğini oluştururlar.

Şimdi öğrendiğimiz şeylerden sonra Güneş’in kendini sıkıştırmasına ekleme yapmamız gerekiyor: bir yıldız gençken kendisinin füzyon kuvveti fazladır; yani yıldız, daha fazla hidrojenden helyum üreterek genişlemek ister fakat genişleyemez. Çünkü çekirdeğin kütle çekim gücü yıldızı hizaya sokar. Gençken bu böyledir. Fakat yıldız yaşlanınca hidrojen miktarı azaldığından füzyon kuvveti düşer bundan dolayı çekirdeğin kütle çekimi ezici üstünlükle galip gelmeye başlar ve yıldız sıkışır da sıkışır. En sonunda kütlesine bağlı olarak Kızıl Cüce, Kara delik, Nötron yıldızı gibi yıldızlara evrilebilir.

Gördüğünüz üzere 4 Hidrojen bir füzyon tepkimesine girerek helyum oluşturuyor. Bunun yanında enerji ve çok garip bir parçacık olan nötrino çıkıyor. (Nötrinoyu bilmenize bu konu için bir gereklilik yoktur.)

Şimdi ise füzyon tepkimesinin nasıl olduğunu anlatalım. Füzyon tepkimesi özünde protonların güçlü nükleer kuvvetle bir araya girip daha üst bir element, mesela helyum oluşturması. Füzyon tepkimesi için yüksek sıcaklık gerekir çünkü protonları adeta birbirleri üzerine atlamaları gerekir. Bu da yüksek sıcaklıkla gerçekleşir.

Demek ki bir yıldızda füzyon tepkimesi olabilmesi için çok yüksek sıcaklıklar devreye girmelidir. Fakat Güneş’imizde füzyon reaksiyonunun gerçekleşebilmesi için yeterli sıcaklık yoktur. Yüksek sıcaklık sonucu protonların çok hızlanıp adeta birbirlerine atlaması protonlar arası güçlü nükleer kuvvetin oluşması için yeterli değildir. Yani araya bir kuvvet daha girmelidir ki reaksiyon gerçekleşebilsin. Bu kuvvet de kuantum tünellemedir.

Şimdi bunu anlatalım. Bunu anlamak için kuantum dünyasına bakmamız gerekir biraz. Kuantum fiziğinde protonlar sadece bir parçacık değillerdir, aynı zamanda olasılık dalgalarıdır. Bir parçacığın bir yerde olma “olasılığından” bahsedilir, olduğundan değil. Mesela şurada olabilir burada olabilir diye. Şu yazılarımızda bahsetmiştik: Matematik ve Olasılığın İlginçliği ve Heisenberg Belirsizlik İlkesini Anlamak .

Kuantum tünellemeyi şöyle özetleyebiliriz: küçük bir kutunun içine bir proton koyduğumuzu varsayalım proton yüksek ihtimal kutunun içindedir fakat küçük bir ihtimalle de kutunun dışında olabilir. Evet! Eğer protonu kutunun içine koyarsanız proton kutunun dışında da olabilir! Gayet ilginç! Evet bunu da anlattığımıza göre füzyon olayını açıklayabiliriz. Şöyle ki: protonlar rastgele bir şekilde ve küçük bir olasılıkla yüksek sıcaklığın etkisiyle birbirleri üzerine zıplarken bir anda birbirlerinin üzerine kuantum tünellemeyle binebilirler başka bir deyişle burun buruna girebilirler ve bunun sonucunda güçlü nükleer kuvvet oluşabilir. Kuantum Tünellemeyi çok iyi anlamak için şu yazımızı okumanızı kesinlikle tavsiye ederiz: Kuantum Teorisi

Normalde kuantum tünellemeyle protonların böyle burun buruna gelme olasılığı çok düşüktür fakat güneşte o kadar hidrojen atomu dolayısıyla proton vardı ki yine de büyük çoğunlukta reaksiyon olur.

Başlığımıza gelecek olursak Güneş gerçekten de bir anda durabilir, ampul gibi yanıp sönebilir bunun için gerekli olan şey çok çok çok çok çok çok çok çok çok çok çok çok çok çok çok çok bir olasılığın gerçekleşmesidir. Çünkü kuantum tünelleme öyle bir şeydir ki tüm protonların diğer protonlarla burun buruna gelmemesi olasıdır. Çünkü kuantum dünyası olasılıkla ifade edilir. Fakat bu olayın olma olasılığı çok düşüktür. Çünkü Güneş bir proton denizidir! Bu şöyle bir şey: dikenlerle dolu bir Dünya olsun ve gökyüzünden bu Dünya’ya atlayalım. Düştüğünüzde canınızı yakacak bir dikenden kaçmaya çalışırsanız ve yönünüzü değiştirirseniz çok yüksek olasılıkla başka bir dikene rast geleceksiniz. Bu her diken üzerinde geçerli olacaktır bu dediğimizi yapmak için tüm dikenlerden kaçmalıyız ve bu çok küçük olasılıklıdır.

Bu da Güneş olayına benzer. Sonuç olarak Güneş gerçekten de çalışmayı bırakabilir! Gerçi bu olduğunda bunu biraz zor anlardık yaşasaydık tabi. Zaten böyle bir şeyin olması o kadar küçüktür ki gerisine hangi uçuk bir şey söylerseniz doğru olur. Mesela dünyadaki tüm piyango biletlerini alıp hepsinin tam ikramiye vermesi.

Son söz

Bence gayet güzel bir yazı oldu. Eğer bilimsel bir hata varsa lütfen bize ulaşın. Hoş çakalın ve teşekkürler.

Genel olarak kaynakça:

1) https://www.forbes.com/sites/ethansiegel/2015/06/22/its-the-power-of-quantum-mechanics-that-allow-the-sun-to-shine/#7364ee943f7e

2) https://www.youtube.com/watch?v=lQapfUcf4Do

orumlar

  1. Çok uzun güzel bir aydınlatma yazı olmuş. Yazı okur iken biraz sıkıyor. Ara başlıklar ve görsel eklemeniz öneririm. Bende teknolojiye uyarak 3D Yazıcılar üzerine Blog yazıyorum.

  2. Pingback: Füzyon ve Fisyon Tepkimeleri: Nükleer Santraller Nasıl Çalışır? -Kültüristan

  3. Pingback: Matematik ve Olasılığın İlginçliği - Matematik KÜLTÜRİSTAN

  4. Pingback: Einstein Kuramları: Evren Anlayışımızı Sarsan Kuramlar - KÜLTÜRİSTAN

  5. Pingback: Kuantum Fiziği: Günlük Hayattaki Her Şeyden Farklı Bir Dal

Yorum Yazın