Bazı günler kendinizi oldukça önemli biri gibi hissedebilirsiniz. Belki çok arkadaşınız vardır. Belki de önemli bir işiniz ya da gerçekten büyük bir arabanız. Ancak tüm bunların hatta Evrendeki her şeyin yaklaşık % 99’unun boş olduğunu bilmek sizi daha alçakgönüllü yapacaktır.
Aslına bakarsanız dünyadaki herkes hiçlikten oluşur. Bu kulağa acımasız gelse de, gerçek budur. Aslında, şu anda dünyadaki herkes, bulunduğunuz odaya hep beraber sığabilir. Hatta hepimiz bir küp şekere eşdeğer büyüklükte katı bir küp içine de sıkışabiliriz. Kulağa saçma gelse de bunun nedeni aslında hiçlikten yapılmış olmamızdır. Bu saçma gerçeklik atomun yapısı ile ilgilidir.
Kütlesi olan ve belirli bir hacim kaplayan her şeyi madde olarak tanımlarız. Çevremizdeki her şey maddeden oluşur. Dahası tüm bu maddeler ise atomlardan oluşur. Her atomun elektronlarla çevrili bir çekirdeği vardır.
Çekirdekler, içinde bulundukları atomlardan yaklaşık 100.000 kat daha küçüktür. Bu büyüklüğü zihninizde canlandırmanız için bir örnek verelim. Çekirdek bir fıstık büyüklüğünde olsaydı, atom bir futbol stadyumu büyüklüğünde olurdu.
Bu stadyumun kenarlarında sayıları farklı elementlere göre değişen elektronlar bulunur. Atomların yaklaşık %99 boş uzay olduğunu ve evrenin % 100’ünü oluşturduklarını düşünmeye başladığınızda, neden hiçlikten ibaret olduğunuzu anlarsınız.
Atomlar Boş İse Kütlemiz Nereden Geliyor?
Cevap enerji! Oldukça basit bir seviyede, hepimiz elektronlardan, protonlardan ve nötronlardan oluşan atomlardan oluşuyoruz. Ve daha da basit veya belki de en temel düzeyde, kütlemizin büyük bir kısmını tutan protonlar ve nötronlar, kuark adı verilen temel parçacıklardan oluşuyor.
Ancak, bu kuarkların kütlesi, proton ve nötronların kütlesinin yalnızca küçük bir yüzdesini oluşturur. Ve bu kuarkları bir arada tutan gluonlar da tamamen kütlesizdir. Pek çok bilim insanı, vücudumuzun neredeyse tüm kütlesinin kuarkların kinetik enerjisinden ve gluonların bağlanma enerjisinden geldiğini düşünüyor.
Boş atomların bir araya toplanması, bedenlerimizi, binalarımızı ve ağaçlarımızı oluşturması fikri biraz kafa karıştırıcı olabilir. Atomlarımız çoğunlukla boşluktan oluşuyorsa, neden bir şeylerin içinden geçemiyoruz mesela? Bunu açıklamak için boşluk derken neyi kastettiğimizi yeniden düşünmemiz gerekir. Çünkü aslında uzay asla gerçekten boş değildir.
Dalga fonksiyonları ve görünmez kuantum alanları da dahil olmak üzere bir avuç dolusu şeyle doludur. Atom çekirdeğinin çevresinde bulunan elektronlar, kuantum mekaniğiyle açıklandığı üzere dalga özelliğine de sahiptir. Parçacığın kütlesi ne kadar küçük olursa, bu kuantum dalgası da o kadar büyük olur.
Elektron doğadaki en küçük parçacıklardan biridir. Bu yüzden doğadaki en büyük kuantum dalgalarına sahip olan da odur. Elektronun dalgaları öyle büyük bir alan kaplar ki tam da bu nedenle atomun yüzde 99,9’u boş olmak zorundadır.
Evrendeki tüm atomlar neredeyse boş ise, katı neden katıdır?
Elektronlar, çekirdek çevresinde dönerken asla birbirlerine çarpmaz, karmaşa yaratmaz, birbirleri üstüne yığılmazlar. Bu, farklı atomların elektronları arasında da geçerli olan bir kuraldır.
Siz masaya dokunduğunuzda parmaklarınızdaki elektronlarla masanın elektronları asla birbirlerine dokunmazlar. Çünkü bir atomun elektronları başka bir atomun elektronlarına yaklaşınca hepsinin yörünge dansları değişir. Detaylı okumalar için: Dokunma Nedir? Fizik Neden Hiçbir Şeye Dokunamayacağınızı Söylüyor?
Özetle iki atomu birbirine yaklaştırdıkça tüm elektronlar yüksek enerji seviyesine geçer ve parmak atomlarınızı masa atomlarına doğru biraz daha yaklaştırmak için gereken enerji kas gücünüzün çok ötesindedir. Bu nedenle parmaklarınızın altında bir direnç hissedersiniz. Bu da masayı sert bir nesne gibi hissetmenizle sonuçlanır.
Vücudumuzun % 99’u Boş İse Neden Duvarlardan Geçemiyoruz?
Eğer şu anda oturuyorsanız aslında oturmuyorsunuz. Poponuzdaki atomlar ile koltuğu oluşturan atomlar var güçleriyle birbirlerini itiyorlar ancak aradaki boşluk öylesine küçük ki, bunu anlamanız ya da doğrudan deneyimlemeniz mümkün olmuyor. Fakat kuantum düzeye inip poponuzdaki atomları inceleyecek olsaydınız, hiçbirinin koltuğa değmediğini görürdünüz.
Yazımızı buraya kadar okuduysanız ve vücudunuzun gerçekten de % 99’unun boş olduğuna ikna olduysanız o zaman haklı olarak aklınıza çılgınca sorular da gelmiş olmalıdır. Örneğin madem boşuz neden duvarlardan geçemiyoruz gibilerinden şeyler düşünebilirsiniz.
Bu, eğer bir duvardan geçecekseniz, iki elektronun (sizin ve duvarınki) çok çok kısa bir süre için de olsa aynı uzayda bir arada var olmaları gerektiği anlamına gelir. Ancak Pauli Dışlama İlkesi’ne göre bu mümkün değil.
Pauli dışlama prensibi, iki elektronun (veya diğer fermiyonların) aynı atom veya molekül içinde aynı kuantum mekanik durumuna sahip olamayacağını belirtir. Bu nedenle, neredeyse tamamen boş uzay olmamıza rağmen duvarların veya başka herhangi bir katı maddenin içinden geçemeyiz.
Sonuç olarak: Sizin için çok önemli olduğundan emin olduğumuz vücudunuz, gerçekten, bir nevi, bir şekilde, sadece boş bir Evren’deki boş bir gezegen üzerindeki boş alanların algısal bakımdan yanıltıcı şekilde bir araya gelmesinden ibaret. Fakat tabii, en azından sükse yapabileceğiniz bir arabanız var…
Ayrıca göz atmak isterseniz: Hiçlik Nedir? Bilimdeki Dört Temel Hiçlik Tanımı!
Kaynaklar ve ileri okumalar:
- The Human Body Is 99 Percent Empty Space – So Why Can’t We Walk Through Walls? yayınlanma tarihi: 26 Nisan 2018; Bağlantı.: https://www.iflscience.com
- 99.9999999% of your body is empty space; Yayınlanma tarihi: 24 Haziran 2016; Bağlantı: https://www.businessinsider.com.
- Due to the Space inside Atoms, You Are Mostly Made up of Empty Space; Yayınlanma tarihi: 28 Ocak 2020; Bağlantı: https://interestingengineering.com
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
