ATOMİK BAĞLAR ve UYUMLULUĞU

[aysien]

ATOMİK BAĞLAR ve UYUMLULUĞU
Atomları ve molekülleri bir arada tutan çeşitli kimyasal bağlar vardır. Bu bağlar iyonik, kovalent ve zayıf bağlar olarak üçe ayrılır. Bunlardan kovalent bağlar, proteinlerin yapı taşı olan amino asitlerdeki atomları bir arada tutarlar. Zayıf bağlar ise amino asit zincirini, katlanarak aldığı özel üç boyutlu biçimde sabit tutarlar . Yani eğer zayıf bağlar olmasa, amino asitlerin bir araya gelmesiyle oluşan proteinlerin üç boyutlu fonksiyonel biçimlerini almaları imkansızdır. Proteinlerin olmadığı bir ortamda ise canlılıktan söz edilemez.


iki su molekülü ve aralarındaki hidrojen bağları

İşin ilginç yanı ise, hem kovalent bağların hem de zayıf bağların ihtiyaç duydukları ısı aralığının yeryüzünde hüküm süren ısı aralığı oluşudur. Oysa zayıf bağlar ile kovalent bağların yapıları ve özellikleri birbirinden tamamen farklıdır, aynı ısıya ihtiyaç duymalarını gerektiren hiçbir doğal sebep yoktur.

Buna rağmen her iki kimyasal bağ da, ancak yeryüzündeki dar ısı aralığı içinde kurulabilir. Eğer kovalent bağlar ile zayıf bağlar farklı ısı aralıklarında işleselerdi, canlılardaki protein oluşumu yine imkansız hale gelirdi. Çünkü proteinlerin oluşumu bu iki kimyasal bağın da aynı anda birlikte kurulmasına bağlıdır. Yani amino asit dizilimini sağlayan kovalent bağların kurulabildiği ısı aralığı, zayıf bağlar için uygun olmasa, protein üç boyutlu son şeklini alamaz, anlamsız ve etkisiz bir zincir olarak kalırdı. Aynı şekilde, zayıf bağların kurulabildiği bir ısıda kovalent bağlar kurulamasa amino asitler birleşemeyeceği için daha ortaya bir protein zinciri bile çıkamazdı.

Bu bilgiler bize, yaşamın temel malzemesi olan atom ile yaşamın barınağı olan Dünya gezegeninin koşulları arasında çok büyük bir uyum olduğunu göstermektedir. Prof. Michael Denton, Nature's Destiny (Doğanın Kaderi) adlı kitabında bu gerçeği şöyle vurgular:

Evrendeki dev ısı yelpazesi içinde, tek ve daracık birısı aralığı vardır ki; bu aralıkta 1) sıvı suya, 2) metastabilite özelliğine sahip çok bol ve farklı organik bileşiklere ve 3) kompleks moleküllerin üç boyutlu şekillerini kararlı kılan zayıf bağlara sahibiz.

Denton'un da belirttiği gibi, canlılık için gereken her türlü fiziksel ve kimyasal bağlar, birlikte ve etkili olarak ancak tek bir ısı aralığı içinde işleyebilirler. Bu daracık ısı aralığı ise, az önce belirttiğimiz gibi, bilinen bütün gök cisimleri arasında sadece Dünya'da vardır.

FİZİKSEL VARLIĞIN SINIRI : KUARKLAR


Atomun çekirdeğindeki proton ve nötronlar kuark adı verilen daha küçük parçacıkların biraraya gelmesiyle oluşurlar. 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?


Atomun yapısından kurak'ın yapısına: Modern hızlandırıcılar kullanılarak, atomu oluşturan en küçük parçacıkları incelemek mümkündür. Üstteki resim bu ilişkiyi boyutuna göre gösteriyor.
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.




BIG BANG'İN DOĞUŞU

Evrenin yaratılışı, bundan bir asır önce, astronomların önemli bir bölümü tarafından gözardı edilen bir kavramdı. Bunun nedeni ise, 19. yüzyıldaki bilim anlayışının, evrenin sonsuzdan beri var olduğu varsayımını benimsemesiydi. Evreni inceleyen bilim adamlarının çoğu, zaten sonsuzdan beri var olan bir maddeler bütünüyle karşı karşıya olduklarını sanıyor ve evren için bir "yaratılış", yani başlangıç olduğunu akıllarından bile geçirmiyorlardı.

Bu "sonsuzdan beri var olan evren" fikri, Batı düşüncesine materyalist felsefe ile birlikte girmişti. Eski Yunan'da gelişen bu felsefe, maddeden başka bir varlık olmadığını savunuyor ve evrenin sonsuzdan gelip sonsuza gittiğini öne sürüyordu. Aslında materyalizm, Ortaçağ'da Kilise'nin hakim olduğu dönemde rafa kaldırılmıştı. Ama Rönesans'tan sonra Batılı bilim ve fikir adamlarının yeniden Eski Yunan kaynaklarına merak sarmaları ile birlikte, materyalizm de yeniden kabul görmeye başladı.

Materyalist evren anlayışını Yeni Çağ'da ilk kez savunan kişi ise, ünlü Alman düşünür Immanuel Kant oldu. Kant, evrenin sonsuzdan beri var olduğunu ve bu sonsuzluk içinde her olasılığın mümkün sayılması gerektiğini öne sürdü. Kant'ın yolunu izleyenler, sonsuz evren fikrini materyalizmle birlikte savunmaya devam ettiler. 19. yüzyıla gelindiğinde ise, evrenin bir başlangıcı, yani yaratılış anı olmadığı şeklindeki iddia, geniş bir kabul görür hale gelmişti. Karl Marx, Friedrich Engels gibi diyalektik materyalistlerin şiddetle sahiplendikleri bu iddia, 20. yüzyıla da taşındı. Söz konusu "sonsuz evren" fikri, her zaman için modern bilim anlayışıyla içiçe oldu.

Alman felsefeci Immanuel Kant "sonsuz evren" iddiasını Yeni Çağ'da ilk kez gündeme getiren kişiydi. Ancak bilimsel bulgular Kant'ın bu iddiasını geçersiz kıldı.

Bu iddiayı ısrarla sahiplenenlerden biri, 20. yüzyılın ilk yarısında yazdığı kitaplarla materyalizmin ve Marksizm'in ünlü bir savunucusu haline gelen Georges Politzer idi. Politzer, Felsefenin Başlangıç İlkeleri adlı kitabında, "sonsuz evren" modelinin geçerliliğine güvenerek yaratılışa şöyle karşı çıkıyordu:

Evren yaratılmış bir şey değildir. Eğer yaratılmış olsaydı, o takdirde, evrenin Tanrı tarafından belli bir anda yaratılmış olması ve evrenin yoktan varedilmiş olması gerekirdi. Yaratılışı kabul edebilmek için, her şeyden önce, evrenin var olmadığı bir anın varlığını, sonra da, hiçlikten (yokluktan) bir şeyin çıkmış olduğunu kabul etmek gerekir. Bu ise bilimin kabul edemeyeceği bir şeydir.

Politzer, yaratılışa karşı sonsuz evren fikrini savunurken, bilimin kendi tarafında olduğunu sanıyordu. Oysa bilim, çok geçmeden, Politzer'in "eğer öyle olsa, bir Yaratıcı olduğunu kabul etmek gerekir" dediği gerçeği, yani evrenin bir başlangıcı olduğu gerçeğini ispatladı.

1920'li yıllar, modern astronominin gelişimi açısından çok önemli yıllardı. 1922'de Rus fizikçi Alexandre Friedmann, Einstein'in genel görecelik kuramına göre evrenin durağan bir yapıya sahip olmadığını ve en ufak bir etkileşimin evrenin genişlemesine veya büzüşmesine yol açacağını hesapladı. Friedmann'ın çözümünün önemini ilk fark eden kişi ise Belçikalı astronom Georges Lemaitre oldu. Lemaitre, bu çözümlere dayanarak evrenin bir başlangıcı olduğunu ve bu başlangıçtan itibaren sürekli genişlediğini öngördü. Ayrıca, bu başlangıç anından arta kalan radyasyonun da saptanabileceğini belirtti.

Bu bilim adamlarının teorik hesaplamaları o zaman çok ilgi çekmemişti. Ancak 1929 yılında gelen gözlemsel bir delil, bilim dünyasına bomba gibi düşecekti. O yıl California Mount Wilson gözlemevinde, Amerikalı astronom Edwin Hubble astronomi tarihinin en büyük keşiflerinden birini yaptı. Hubble, kullandığı dev teleskopla gökyüzünü incelerken, yıldızların uzaklıklarına bağlı olarak kızıl renge doğru kayan bir ışık yaydıklarını saptadı. Bu buluş, o zamana kadar kabul gören evren anlayışını temelden sarsıyordu.

Çünkü bilinen fizik kurallarına göre, gözlemin yapıldığı noktaya doğru hareket eden ışıkların tayfı mor yöne doğru, gözlemin yapıldığı noktadan uzaklaşan ışıkların tayfı da kızıl yöne doğru kayar. (Gözlemciden uzaklaşmakta olan bir trenin düdük sesinin gittikçe incelmesi gibi.) Hubble'ın gözlemi ise, bu kanuna göre, gökcisimlerinin bizden uzaklaşmakta olduklarını gösteriyordu. Hubble, çok geçmeden çok önemli bir şeyi daha buldu; yıldızlar ve galaksiler sadece bizden değil, birbirlerinden de uzaklaşıyorlardı. Her şeyin birbirinden uzaklaştığı bir evren karşısında varılabilecek tek sonuç ise, evrenin "genişlemekte" olduğuydu.

Edwin Hubble, dev teleskobuyla yaptığı gözlemlerde evrenin genişlediğini fark etti. Hubble böylece "sonsuz evren" efsanesini yıkacak Big Bang teorisinin de ilk delilini bulmuş oluyordu.

Kısa bir zaman önce Georges Lemaitre tarafından "kehanet" edilen bu gerçek, aslında yüzyılın en büyük bilimadamı sayılan Albert Einstein tarafından da daha önceden dile getirilmişti. Einstein 1915 yılında ortaya koyduğu genel görecelik kuramıyla yaptığı hesaplarda evrenin durağan olamayacağı sonucuna varmıştı. Ancak bu buluş karşısında son derece şaşıran Einstein bu "uygunsuz" sonucu ortadan kaldırmak için denklemlerine "kozmolojik sabit" adını verdiği bir faktör ilave etmişti. Çünkü o sıralar, astronomlar ona evrenin statik olduğunu söylüyorlardı, o da kuramının bu modele uymasını istemişti. Ancak sonradan bu kozmolojik sabiti "kariyerinin en büyük hatası" olarak tanımlayacaktı. Hubble'ın ortaya koyduğu evrenin genişlediği gerçeği, kısa bir süre sonra yeni bir evren modelini doğurdu. .Evren genişlediğine göre, zamanda geriye doğru gidildiğinde çok daha küçük bir evren, daha da geriye gittiğimizde "tek bir nokta" ortaya çıkıyordu.

Yapılan hesaplamalar, evrenin tüm maddesini içinde barındıran bu "tek nokta"nın, korkunç çekim gücü nedeniyle "sıfır hacme" sahip olacağını gösterdi Evren, sıfır hacme sahip bu noktanın patlamasıyla ortaya çıkmıştı. Bu patlamaya "Big Bang" (Büyük Patlama) dendi ve bu teori de aynı isimle bilindi. Big Bang'in gösterdiği önemli bir gerçek vardı: Sıfır hacim "yokluk" anlamına geldiğine göre, evren "yok" iken "var" hale gelmişti. Bu ise, evrenin bir başlangıcı olduğu anlamına geliyor ve böylece materyalizmin "evren sonsuzdan beri vardır" varsayımını geçersiz kılıyordu. Fakat sonuç itibarıyla materyalist düşünce yanlıştır denemeyeceği gibi dinsel yaratılış düşünceside yanlış denemez. Henüz kuramsal düşüncelerden öteye geçebilmiş değiliz.Ve daha derin araştırmalar sonucunda bilim daha net bir varoluş kuramına ulaşacaktır.

Dipnotlar
Big bang
Théma Larousse, Tematik Ansiklopedi Bilim ve Teknoloji, Evren ve Dünya, Matematik, Fizik, Kimya,Teknoloji, s. 300

Dipnotlar
Atomun içindeki boşluk
Taşkın Tuna, Uzayın Ötesi, Boğaziçi Yayınları, 1995, s. 53
Jean Guitton, Tanrı ve Bilim, Simavi Yayınları, 1993, s. 62
Dipnotlar
Atomun diğer ucu elektronlar
Taşkın Tuna, Uzayın Ötesi, Boğaziçi Yayınları, 1995, s. 52
Stephen Hawking'in Evreni, David Filkin, BBC Books, Aksoy Yayıncılık, s 142, 143
Not: Orijinal metin üstünde düzenleme yapılmıştır.