Güneşin İçinde Tünelleme

Güneş, protonları birbirine kenetleyerek, yani hidrojen çekirdeklerini füzyonla helyuma dönüştürerek ısı üretir. Bu füzyon sürecinin yan ürünü olan nükleer enerji güneşten ayrılarak dünyamıza ışık sağlar. Ancak hidrojen füzyonunda bir problem söz konusu.

Protonları birbirine kenetleyen çekim gücü, yani yüksek nükleer güç ancak çok kısa bir mesafede etkilidir. Bu nedenle, güneşteki iki protonun bu çekim gücünün etkisi altına girerek birleşmesi için, birbirlerine çok yakın geçmeleri gerekmektedir. Ancak yakınlaşan iki proton, aynı elektrik yüküne sahip olduklarından dolayı, birbirlerini insafsızca itecektir. Bu şiddetli itmenin üstesinden gelinebilmesi için, protonların muazzam bir hızla çarpışması gerekir. Pratikte bunun gerçekleşebilmesi için ise nükleer füzyonun sürmekte olduğu güneş çekirdeğinin aşırı yüksek sıcaklıkta olması gerekir.

Güneşin hidrojen füzyonuyla enerji ürettiğinin anlaşılmasıyla hemen hemen aynı zamanlarda, 1920 yılında, fizikçiler gerekli olan sıcaklığı hesapladı. Bu sıcaklığın takriben 10 milyar derece olduğu saptandı. Ancak bu durum ortaya bir problem çıkartıyordu. Güneşin kalbindeki sıcaklığın 15 milyon derece olduğu biliniyordu (kabaca bir hesapla bin kat daha düşük). Bu hesaba göre güneşin kesinlikle parıldamıyor olması gerekiyordu. Bu noktada, Alman fizikçi Fritz Houtermans ve İngiliz astronom Robert Atkinson sahneye giriyor.

Güneş çekirdeğindeki bir proton, diğer bir protona yaklaştığında ve sahip oldukları aynı elektrik yükü nedeniyle birbirlerini ittiklerinde, bu protonun, diğer protonu çevrelemiş olan yüksek bir duvarla karşılaştığını düşünebiliriz. Güneşin kalbindeki 15 milyon derecelik sıcaklıkta, proton önüne çıkan bu duvarı aşamayacak kadar düşük bir hızda ilerliyormuş gibi görünmektedir. Ancak Heisenberg belirsizlik ilkesi her şeyi değiştiriyor.

1929 yılında Houtermans ve Atkinson konuyla bağlantılı hesaplamaları tamamladığında, ilk protonun ikinci proton etrafındaki geçilemez sanılan engelin içinden kendisine bir tünel açabildiğini ve 15 milyon derece gibi aşırı düşük bir sıcaklıkta bile başarılı bir şekilde diğer protonla füzyona girdiğini keşfettiler. Dahası bu keşif, güneşin yaydığı ısıya dair ölçümlerimizle de tamı tamına örtüşüyordu.

Houtermans ve Atkinson’un hesaplamayı yaptığı günün ertesi gecesi, Houtermans’ın, daha önce dünya üzerinde kimsenin kullanmadığı bir sözle kız arkadaşını etkilemeye çalıştığı anlatılır. Houtermans ve sevgilisi, kusursuz berraklıktaki bir gökyüzünün altında otururken, genç fizikçi yıldızların neden parıldadığını bilen dünyadaki tek kişi olduğunu söyleyerek kıza hava atar. Bu işe yaramış olmalı. İki sene sonra Charlotte Riefenstahl, Houtermans’la evlenmeyi kabul eder (aslına bakacak olursanız Charlotte, Houtermans’la iki kere evlenmiştir, ancak bu başka bir
hikaye).

Güneş ışığı bir kenara, Heisenberg belirsizlik ilkesi bize çok daha yakın bir şeyi açıklamaktadır: vücutlarımızdaki atomların varlığını.

Bir yanıt yazın