Çıplak Gözle Görülemeyenler

HAVADA uçuşan ince toz zerrecikleri gözle görülmez. Fakat güneş ışığı pencereden girdiğinde, görünmeyen şeyler ansızın görünür hale gelir. Işık demetlerinin içeri girmesiyle toz zerreciklerini insan gözünden gizleyen perde kalkar.

Şimdi çıplak gözle beyaz ya da renksiz gibi algılanan görünür ışığı düşünelim. Parlak güneş ışığı su damlacıkları üzerine doğru açıyla düştüğünde ne olur? Su bir prizma işlevi görür ve biz gökkuşağı gibi harikulade renkler izleriz!

Gerçekte, çevremizdeki cisimler ışığın farklı dalgaboylarını yansıtırlar; biz gözlerimizle bunları renkler olarak görürüz. Örneğin, yeşil çimenler yeşil ışık üretmezler, görünür ışığın yeşil dışındaki tüm dalgaboylarını soğururlar. Çimenler ışığın yeşil dalgaboyunu geri yansıtırlar. Bu yüzden de gözümüze yeşil görünürler.

İnsan Yapısı Aletlerin Yardımıyla

Çıplak gözle göremediğimiz pek çok şeyi son yıllardaki modern buluşlar sayesinde görebiliyoruz. Sıradan bir mikroskopla, içinde hayat yokmuş gibi duran bir su damlasına bakabilir ve onun her tür canlıyla kaynaştığını görebiliriz. Normalde yumuşak ve düz gibi duran bir saç teli de pürüzlü ve çentikli görünür. Çok güçlü mikroskoplar nesneleri bir milyon kat büyütebiliyor; örneğin bir posta pulunu küçük bir ülke boyutuna getirebiliyor!

Araştırmacılar şimdi çok daha güçlü mikroskoplar kullanarak atomların dış yüzey hatlarını tek tek ortaya koyan görüntüler elde ettiler. Bu onlara yakın zamana dek insanın görüş alanının dışında olan bir şeyi görme olanağı verdi.

Öte yandan, geceleri göğe bakıp yıldızları görebiliriz. Kaç tane yıldız görülebilir? Çıplak gözle, en fazla birkaç bin tane. Fakat yaklaşık 400 yıl önce teleskop icat edilince, insanlar daha fazlasını görmeye başladı. Sonra, 1920’lerde Wilson Dağı Gözlemevindeki güçlü bir teleskop bizim galaksimizden ötede galaksiler olduğunu ve onların da sayısız yıldızla dolu olduğunu ortaya çıkardı. Bugün bilim adamları, evreni araştırmak üzere insan yapısı çok gelişmiş araçlar kullanmaları sonucu, birçoğu yüz milyarlarca yıldızdan oluşan on milyarlarca galaksinin var olduğunu tahmin ediyor!

Teleskopların ortaya çıkardığı gerçekten hayranlık uyandıran bir olgu da, birbirlerine çok yakın gibi göründükleri için Samanyolu dediğimiz aydınlık bir kuşak oluşturan milyarlarca yıldızın, aslında aralarında kavranamayacak kadar büyük uzaklıkların bulunmasıdır. Benzer şekilde, çıplak gözle içi dolu görünen cisimlerin, aslında büyük kısmı boşluklardan ibaret olan atomlardan oluştuğu, güçlü mikroskoplar yardımıyla görülebildi.

Sonsuz Küçük

Normal bir mikroskopla görülebilen en küçük parça on milyardan fazla atomdan oluşur! Atomun içinde elektron denen ve yörüngelerinde dolanan minik parçacıklar olduğu ise ancak 1897’de anlaşıldı. Zamanla, elektronların çevresinde dolandığı atom çekirdeğinin de, nötron ve proton denen daha büyük parçacıklardan oluştuğu anlaşıldı. Yeryüzünde doğal olarak bulunan 88 farklı atom türü ya da element, temelde aynı boyutlardadır; ancak içerdikleri bu üç temel parçacığın miktarı bir elementten diğerine adım adım arttığından, ağırlıkları da artar.

Elektronlar –hidrojen atomunda yalnızca bir tane vardır– atom çekirdeğinin etrafındaki boşlukta saniyenin milyonda biri kadar bir zamanda milyarlarca kez dolanarak atoma şeklini kazandırır ve onun içi dolu gibi görünmesine neden olurlar. Bir proton ya da nötronun kütlesi yaklaşık 1.840 elektronun kütlesine denktir. Hem proton hem nötron, atomun toplam büyüklüğünün 100.000’de biri kadardır!

Atomun içindeki boşluk hakkında biraz fikir edinebilmek için, bir hidrojen atomu çekirdeğinin, çevresinde dolanan elektronlara göre konumunu gözümüzde canlandırmaya çalışalım. Tek protondan oluşan bu çekirdek bir tenis topu büyüklüğünde olsaydı, çevresindeki elektron ondan 3 kilometre ötedeki yörüngemside dolanacaktı!

Elektronun keşfinin 100. yıldönümü kutlamalarıyla ilgili bir haberde şunlar bildirildi: “Kimsenin görmediği, fark edilebilir bir büyüklüğü olmayan, yine de ölçülebilir bir ağırlığı ve elektrik yükü olan ve topaç gibi dönen bir şeyin kutlanmasını çok az kişi tereddütle karşıladı . . . . Bugün, hiçbir zaman göremeyeceğimiz şeylerin var olduğu düşüncesini kimse sorgulamıyor.”

Çok Daha Küçük Cisimler

Maddenin parçacıklarını birbirine doğru fırlatabilen parçacık çarpıştırıcı makineler, şimdi bilim adamlarına atom çekirdeğinin içine bakma olanağı sunuyor. Sonuç olarak, garip isimli birçok parçacık hakkında yazılar yazıldı; birkaç isim vermek gerekirse, pozitronlar, fotonlar, mezonlar, kuvarklar ve glüonlar sayılabilir. Bunların hiçbiri en güçlü mikroskoplarla bile görülemez. Ancak, sis ve kabarcık odaları, sintilasyon (kırpışım) sayaçları gibi aygıtlarla bunların varlığıyla ilgili izler gözlenmektedir.

Araştırmacılar artık bir zamanlar görünmez olanı görüyor. Bunları gördükçe, inandıkları dört temel kuvvetin –kütleçekimi, elektromagnetik çekim, “zayıf kuvvet” ve “güçlü kuvvet” denen iki parçacık kuvvetinin– önemini daha da iyi kavrıyorlar. Bazı bilim adamları, “her şey kuramı” diye adlandırılan, makroskopik düzeyden mikroskopik düzeye kadar evrenle ilgili kapsamlı bir tek açıklama sağlayacağına inandıkları kuramın arayışı içindeler.

Çıplak gözün göremediği şeylerin görülmesinden nasıl bir ders alabiliriz? Birçok insan, öğrendiklerine dayanarak hangi sonuçlara vardı? Sonraki makaleler bu sorulara yanıt verecek.

[Sayfa 3’teki resimler]

Nikel (üstte) ve platin atomlarının görüntüleri

[Tanıtım notu]

IBM Şirketi, Araştırma Kısmı, Almaden Araştırma Merkezi’nin izniyle