Başparmağınızla işaret parmağınızı bir araya getirmeye çalıştığınızda ne olur? Birbirlerine yaklaşsalar bile gerçekten dokunurlar mı? Dokunma dediğimiz şey tam olarak nedir? Daha da önemlisi fiziksel olarak neden iki nesnenin dokunması mümkün değildir?
“Dokunma nedir?” sorusu kulağa saçma gelmiş olmalı. Sonucunda bu satırları okurken belki bir sandalyede oturuyorsunuz, ya da bir kanepeye uzanıyorsunuz. Belki de çimenlerde zaman geçiriyorsunuz. Her durumda vücudunuz ile bir şeylere dokunuyor olmalısınız. Sonuçta bir sandalyede oturuyorsanız, vücudunuzun sandalyeye dokunduğunu varsayabiliriz. En azından kıyafetleriniz vücudunuza dokunuyor. Ama gerçekten temas halindeler mi? Yani atomların birbirine dokunduklarından emin misiniz?
Elbette bu sorunun cevabını küçük şeylerin dünyasında yani atom düzeyinde vermeniz gerekmektedir. Gerçek dünyamızda tanımladığımız, iki nesnenin “dokunması” fikrimiz temel olarak birinin dış sınırının diğerinin dış sınırıyla aynı yerde olması demektir. Şimdi de yukarıdaki görsele bakın. Sizce bu atomlar birbirine dokunuyor mu?
Dokunma Aslında Nedir?
Günlük hayatımızda dokunma eyleminden bahsettiğimiz zaman olan biten şeyleri katı nesneler kapsamında ele alırız. Ancak konunun devamını daha iyi anlayabilmeniz için bir şeyi hatırlamanız gerekiyor. Etrafınızda gördüğünüz tüm nesneler ve vücudunuz atomlardan oluşur. Bu atomların etrafında da elektronlar vardır.
Peki iki atomu birbirine yaklaştırdığınızda ne olur? Cevap atom çekirdeğinin etrafında dönen elektron bulutunun şeklinin, yakındaki diğer atomun varlığına tepki olarak değişmesi biçiminde olacaktır. Atomların (ve moleküllerin) kendileri nötr varlıklar olmasına rağmen, negatif ve pozitif yüklü bileşenlerden oluşmuş olmaları, onların kutuplaşmasını sağlar.
Kutuplaşma pozitif ve negatif yüklerin bir arada olduğu her yerde meydana gelen klasik bir elektromanyetik olgudur. Yüklerin, üzerlerine etki eden dış kuvvetlere bağlı olarak hareket etme ve birbirlerine göre kendilerini yeniden dağıtma yeteneğidir. Yüksüz ancak polarize olan iki nesneyi basitçe birbirine yaklaştırmak, ikisi arasında net bir kuvvetin oluşmasıyla sonuçlanır.
Atomlardan (ii) biri polarize olursa, bitişik atom, yakındaki atomun (iii) pozitif ve negatif bileşenlerinden gelen elektrostatik kuvvetlere maruz kalacaktır. Bu da onun da kutuplaşmasına neden olacaktır.
Eğer “pozitif” uç diğer atoma yakınsa “pozitif” çekirdeği daha uzağa iter. Ayrıca “negatif” elektron bulutunu da kendisine yakınlaştırır. Bu sayede de iki atom arasında çekici bir kuvvetin oluşmasını sağlar. Kısa mesafelerde deneyimlenebilen bu çekici kuvvet Van der Waals kuvveti olarak bilinmektedir.
Kertenkelelerin düz duvarda yürüyebilmesinin nedeni de van der Waals kuvvetleridir. Kertenkelelerin ayaklarında çok ince tüyler vardır. Bu ince tüylerin uçları duvara temas ettiğinde duvarla tüyler arasında van der Waals kuvvetleri oluşur. Bu sayede kertenkeleler kendi ağırlıklarını taşır.
Atomlar Birbirine Neden Dokunamıyor?
Yukarıda size aktardıklarımız tek atomların davranışlarını açıklamak için geçerlidir. Peki ya atomlar bir atom ağında birbirine bağlıysa sonuç ne olur? İki atom, her birinin sıkı bir şekilde bağlı olduğu daha büyük bir yapının parçası olduğunda artık bir önceki süreçte aktardığımız gibi polarize olamayacaklardır.
Bu durumda itici bir elektrostatik kuvvet ortaya çıkar. Ayrıca bu itici kuvvet atomlar birbirine yaklaştıkça daha da güçlenir. İki nesneyi birbirine dokundurduğunda bunların birleşmek yerine iki bağımsız nesne olarak kalmasının temel nedeni budur. Parmağınız gibi katı nesnelerin güçlü atomik bağları vardır. Bu bağların bozulmadan kalması kolay, yok edilmesi ise zordur.
Şimdi diyelim ki parmaklarınızı aşağıdaki görselde gördüğünüz gibi birbirine bastırdınız. Bu durumda iki parmağınızın birbirine dokunduğunu zannediyorsunuz. Ancak dediğimiz gibi işler moleküler seviyede o şekilde işlemiyor. İki atomdan birinin kutuplaşmaya başlaması için atomların metrenin yaklaşık yüz milyonda biri kadar birbirine yakınlaşması gerekir. Ama parmaklarınızı ne kadar birbirine yakınlaştırırsanız yakınlaştırın aralarında her zaman bundan daha fazla boşluk kalacaktır.
Aslında bakarsanız “dokunma nedir?” sorusunun cevabı beynimiz ile alakalıdır. Birbirimize dokunma dediğimizde, bir şeyin dokunma duyumuza yani vücudumdaki buna duyarlı sinirlere yaklaşmasından bahsederiz. Sıcaklığa, basınca ve acıya duyarlı farklı nöronlarımız olsa da bunların hepsi vücudumuzdaki maddeyle etkileşime giren elektronlar veya fotonlar tarafından tetiklenir. Basınca dayalı dokunma durumunda, gözünüzün görebileceğinden önemli ölçüde daha kısa, ancak yine de bir atomun boyutundan önemli ölçüde daha büyük bir mesafe bu tetikleme için geçerli olacaktır.
Bu Hiçbir Şeye Dokunamayacağımız Anlamına mı Geliyor?
Aslında hala bir yol var. Bu da o nesneyle kimyasal olarak reaksiyona girmekten geçiyor. Bir şey yediğinizde, vücudunuzun sindirim sistemi o besini işler. Sonrasında da onu vücudumuzun kimyasal olarak reaksiyona girip birleşebileceği madde formuna dönüştürür. Ama sonuçta bu midemizde olur.
Aslına bakarsanız şu ana kadar gerçekten dokunduğunuz tek kişi anneniz. Siz annenizin içinde büyürken, babanızdan ve annenizden gelen DNA sizi büyütmek için kimyasal yollarla tepki veriyordu. Bu esnada da elektronları paylaşıyorlardı. Dolayısıyla sahip olduğumuz veya dokunabildiğimiz tek kişi ebeveynlerimiz ve çocuklarımızdır diyebiliriz.
Yazının devamında bu yazımıza da göz atmak isteyebilirsiniz: Tensegrity Nedir? Mantığa Aykırı Biçimde Bazı Yapılar Nasıl Ayakta Durur?
- Do atoms ever actually touch each other?. Yayınlanma tarihi: 16 Nisan 2013; Bağlantı: Do atoms ever actually touch each other?
- Can Atoms Touch Each Other? Bağlantı: https://www.forbes.com/
- You Can’t Touch Anything. Yayınlanma tarihi: 4 Eylül 2011; Bağlantı: https://www.youtube.com/
- Ask Ethan: Do my atoms really “touch” each other?. Yayınlanma tarihi: 27 Ocak 2023. Bağlantı: Ask Ethan: Do my atoms really “touch” each other?
Size Bir Mesajımız Var!
Matematiksel, 2015 yılından beri yayında olan ve Türkiye’de matematiğe karşı duyulan önyargıyı azaltmak ve ilgiyi arttırmak amacıyla kurulmuş bir platformdur. Sitemizde, öncelikli olarak matematik ile ilgili yazılar yer almaktadır. Ancak bilimin bütünsel yapısı itibari ile diğer bilim dalları ile ilgili konular da ilerleyen yıllarda sitemize dahil edilmiştir. Bu sitenin tek kazancı sizlere göstermek zorunda kaldığımız reklamlardır. Yüksek okunurluk düzeyine sahip bir web sitesi barındırmak ne yazık ki günümüzde oldukça masraflıdır. Bu konuda bizi anlayacağınızı umuyoruz. Ayrıca yazımızı paylaşarak veya Patreon üzerinden ufak bir bağış yaparak da büyümemize destek olabilirsiniz. Matematik ile kalalım, bilim ile kalalım.
Matematiksel
