Əlkimya mərkəzləri: Qırmızı nəhənglər

Elementləri bir-birinə döndərmək üçün lazım olan istilik, təxminən 10 milyon dərəcədir. Bundan ötrü də, əlkimya əməliyyatı sözün əsl mənasında təkcə ulduzlarda baş verər. Bizim Günəşimiz kimi, orta böyüklükdəki ulduzlarda fasiləsiz şəkildə hidrogen heliuma çevrilir və beləliklə də, yüksək enerji ortaya çıxır.

İndi ifadə etdiyimiz bu təməl kimya məlumatlarını düşünərək böyük partlayışdan sonranı xatırlayaq. Böyük partlayışdan sonra kainatda yalnız hidrogen və helium atomlarının ortaya çıxdığını ifadə etmişdik. Astronomlar, bu atomlardan ibarət olan nəhəng buludların, xüsusi olaraq yaradılmış şəraitin təsiri nəticəsində sıxılaraq Günəş tipli ulduzları meydana gətirdiklərini irəli sürürlər. Lakin bu təqdirdə belə, kainat yenə iki cür elementdən ibarət olan ölü bir qaz topası olmağa davam edər. Digər bir əməliyyat, bu iki qazı daha ağır elementlərə çevirməlidir.

Bu ağır elementlərin yaranma mərkəzləri, qırmızı nəhənglər, yəni orta hesabla Günəşdən 50 dəfə daha böyük olan nəhəng ulduzlardır.

Qırmızı nəhənglər, Günəş tipli normal ulduzlardan daha çox istidirlər və bundan ötrü də, normal ulduzların edə bilmədiyi bir şey edərlər: helium atomlarını karbon atomlarına çevirərlər. Lakin bu çevrilmə, elə də bəsit şəkildə baş verməz. Amerikalı astronom Qrinşteynin (Greenstein) ifadəsiylə desək; “bu ulduzların dərinliklərində çox fövqəladə bir əməliyyat baş verir”.⁽¹⁾

Heliumun atom kütləsi 2-dir, yəni nüvəsində 2 proton var. Karbonun atom kütləsi isə, 6-dır, yəni 6 protonu var. Qırmızı nəhənglərin fövqəladə temperaturları şəraitində, üç helium atomu birləşərək bir karbon atomunu əmələ gətirir. Bu, böyük partlayışdan sonra kainatda ağır elementlərin olmasını təmin edən ən əsas “əlkimya” prosesidir.

Lakin bir xüsus dərhal qeyd olunmalıdır. Helium atomları yan-yana gəldikləri vaxt, bir-birləriylə maqnit kimi birləşən maddələr deyildirlər. Hələ üçünün yan-yana gəlib bir anda tək bir karbon atomu meydana gətirmələri qeyri-mümkün kimidir. Bəs o zaman karbon necə meydana gətirilər?

İki mərhələli bir əməliyyatla. Əvvəlcə iki helium atomu bir-biriylə birləşər və beləliklə də, ortaya dörd protona və dörd neytrona sahib bir “keçid formul” çıxar. Üçüncü bir helium da bu keçid formula əlavə olunduqda, ortaya altı protonluq və altı neytronluq karbon atomu çıxmış olar.

Bu keçid formul “berillium” adlandırılır. Qırmızı nəhənglərdə meydana gələn berillium, dörd protondan və dörd neytrondan ibarətdir. Lakin bu berillium, berilliumun dünyadakı normal quruluşundan fərqlidir. Dövri cədvəldə yerləşən normal berillium, yeddi neytrona malikdir. Qırmızı nəhənglərdə meydana gələn berillium isə, müxtəlif bir versiyadır. Buna kimya dilində “izotop” deyilir.

Mövzunu araşdıran fizikləri uzun illər boyu təəccübləndirən məsələ isə, qırmızı nəhənglərdə meydana gələn bu berillium izotopunun anormal dərəcədə qeyri-sabit olmasıdır. O qədər qeyri-sabitdir ki, meydana gəldikdən tam 0,000000000000001 saniyə sonra parçalanır!

Bəs necə olur ki, meydana gəldiyi anda yox olan bu berillium izotopu, təsadüfən yanına bir heliumun gəlib özüylə birləşməsiylə karbona çevrilir? Bu, təsadüfən üst-üstə yığıldıqlarında 0,000000000000001 saniyə müddətində bir-birini tullayan iki kərpicin üzərinə, üçüncü bir kərpicin daha əlavə olunması və beləliklə də, meydana bir tikili çıxması kimi qeyri-mümkün bir şeydir. Bəs bu proses qırmızı nəhənglərdə necə baş verir? Bu sualın cavabı on illər boyu bütün fizikləri maraqlandırdı. Heç kəs bir cavab tapa bilmədi. Bu mövzuya ilk dəfə aydınlıq gətirən insan isə, amerikalı astrofizik Edvin Solpiter (Edwin Salpeter) oldu. Solpiter (Salpeter) ilk dəfə bu sualı “rezonans” məhfumuyla açıqladı..

Rezonans və ikiqat rezonans

Rezonans, iki fərqli cismin tezliklərinin (titrəyişlərinin) bir-birinə uyğunlaşmasına deyilir.

Fiziklər rezonansı izah etmək üçün, bəzi nümunələr gətirirlər. Bunlardan biri yelləncək nümunəsidir: Bir uşaq parkına getdiyinizi və yelləncəyə minən bir uşağı yellədiyinizi düşünün. Əvvəlcə hərəkət etməyən yelləncək, sizin itələməyiniz sayəsində sürət qazanır və gah irəli, gah da geri hərəkət etməyə başlayır. Siz, yelləncəyin arxasında dayanarsınız və o hər dəfə sizə doğru yaxınlaşdıqda onu bir daha itələyərsiniz. Lakin diqqət edirsinizsə, yelləncək “uyğun” şəkildə itələnməlidir. Yelləncəyin geriyə doğru hərəkəti tam bitdiyi anda qol gücünüzü verməlisiniz. Əgər yelləncəyi daha əvvəl itələməyə başlasanız, bir növ toqquşma baş verər və yelləncəyin tarazlığı pozular. Əgər bir qədər daha gec itələməyə çalışsanız, yelləncək sizdən onsuz da uzaqlaşmış olduğu üçün itələməyiniz mənasız olar.

Demək olar ki, hər kəsin yaşadığı bu hadisəni fizikanın diliylə ifadə etmək istəsək, “tezliklərin uyğunlaşması”, yəni rezonans məhfumunu işlətməli olarıq. Yelləncəyin müəyyən tezliyi var; məsələn, hər 1,7 saniyədən bir sizin dayandığınız nöqtəyə gələr. Məhz siz də qolunuzdan istifadə edərkən hər 1,7 saniyədən bir yelləncəyi itələyərsiniz. Əgər yelləncəyi bir qədər daha sürətlə yelləsəniz, bu dəfə 1,5 saniyədən və ya 1,4 saniyədən bir kimi başqa bir tezliyə uyğunlaşmalı olarsınız. Bu uyğunlaşmanı təmin etsəniz, yəni rezonansı tutsanız, yellənəcəyi tarazlı şəkildə itələyərsiniz. Lakin rezonansı tuta bilməsəniz, yelləncək yellənməz.⁽²⁾

Rezonans, iki hərəkətli cismin uyğunlaşmasını təmin etdiyi kimi, bəzən hərəkətsiz bir cismin hərəkətə keçməsini də təmin edə bilər. Bunun nümunələri musiqi alətlərində yaşanır. “Akustik rezonans” adlanan bu təsir, simlərinin ahəngi bir-birinə uyğunlaşdırılmış iki ayrı skripka arasında da baş verir. Əgər simlərinin ahəngi bir-birinə uyğunlaşdırılmış bu iki skripkanın birini çalsanız, digərində də, heç toxunmadığınız halda, müəyyən titrəyiş və dolayısilə səs meydana gələr. Hər iki skripka da eyni titrəyişə nizamlandığı üçün, birindəki hərəkət digərinə də təsir göstərmişdir.⁽³⁾

Yelləncək və ya skripka nümunəsində gördüyümüz bu rezonanslar, sadə rezonanslardır. Bunları tutmaq asandır. Lakin fizikadakı bəzi digər rezonanslar, bu qədər sadə deyildir. Xüsusilə də atom nüvələri arasındakı rezonanslar, olduqca həssas tarazlıqlar üzərində qurulmuşdur.

Hər atom nüvəsinin normal bir enerji səviyyəsi var. Fiziklər bunları çox uzun araşdırmalar nəticəsində müəyyənləşdiriblər. Müəyyənləşdirilən bu enerji səviyyələri bir-birindən çox fərqlidir. Lakin bəzi müstəsna hallarda, bəzi atom nüvələri arasında rezonanslar baş verdiyi müəyyənləşdirilmişdir. Bu rezonans sayəsində, atom nüvələrinin hərəkətləri bir-birinə uyğunlaşa bilir. Bu isə, nüvələrə təsir göstərəcək nüvə reaksiyalarına kömək edir.⁽⁴⁾

Qırmızı nəhənglərdəki karbon atomlarının necə meydana gəldiyini anlamaq istəyən Edvin Solpiter (Edwin Salpeter), helium ilə berillium nüvələri arasında bu cür bir rezonans olduğunu irəli sürdü. Solpiter (Salpeter), bu rezonans sayəsində helium atomlarının berillium yaratmaq şansının çox yüksək ola biləcəyini və qırmızı nəhənglərdəki hadisənin bu yolla izah oluna biləcəyini müdafiə etdi. Lakin bu mövzuda aparılan hesablamalar, Solpiterin (Salpeter) iddiasını təsdiqləmədi.

Bu məsələyə əl atan ikinci mühüm insan isə, tanınmış astronom Fred Hoyl (Fred Hoyle) oldu. Hoyl (Hoyle), Solpiterin (Salpeter) rezonans iddiasını daha irəli apardı və “ikiqat rezonans” məhfumunu ortaya atdı. Hoyla (Hoyle) görə, qırmızı nəhənglərdə, həm iki heliumun berilliuma çevrilməsini təmin edən bir rezonans, həm də bu qeyri-sabit struktura dərhal üçüncü bir helium əlavə edən ikinci bir rezonans olmalı idi. Heç kəs Hoyla (Hoyle) inanmadı, çünki tək birinin belə olması olduqca zəif ehtimal olan rezonansın iki dəfə ayrı-ayrı baş verməsi qeyri-mümkün kimi görünürdü. Hoyl (Hoyle) illərlə bu mövzunu araşdırdı, hesablamalar apardı və sonunda heç kimin ehtimal vermədiyi həqiqəti ortaya çıxartdı: Qırmızı nəhənglərdə həqiqətən də “ikiqat rezonans” baş verirdi. İki heliumun rezonans yaradaraq birləşdiyi anda, ortaya çıxan berillium, 0,000000000000001 saniyə ərzində üçüncü bir heliumla ayrı bir rezonans yaradıb birləşir və karbonu meydana gətirirdi.

Corc Qrinsteyn (George Greenstein), bu “ikiqat rezonans”ın niyə çox fövqəladə bir mexanizm olduğunu belə izah edir:

Bu hekayədə bir-birindən çox fərqli üç struktur (helium, berillium və karbon) ilə bir-birindən çox fərqli iki rezonans var. Bu atom nüvələrinin niyə bu cür uyğunlaşma içində çalışdıqlarını anlamaq çox çətindir… Başqa nüvə reaksiyaları buradakı kimi görünməmiş dərəcədə şanslı təsadüflər zənciriylə baş verməzlər… Bu, bir velosiped, bir avtomobil və bir yük maşını arasında çox dərin və mürəkkəb rezonanslar tapmaq kimi bir şeydir. Bir-birindən bu qədər fərqli strukturlar niyə bir-birləriylə uyğunlaşma təmin etsin ki? Bizim və kainatdakı bütün canlıların varlığı, bu fövqəladə əməliyyat sayəsində mümkün olmuşdur.⁽⁵⁾

Sonrakı illərdə oksigen kimi digər bəzi elementlərin də bu cür fövqəladə rezonanslarla meydana gəldiyi ortaya çıxmışdır. Bu “fövqəladə əməliyyat”ları ilk dəfə kəşf edən Fred Hoyl (Fred Hoyle) isə, “galaxies, nuclei and quasars” (“qalaktikalar, nüvələr və kvazarlar”) adlı kitabında bunun təsadüf ola bilməyəcək qədər planlı bir əməliyyat olduğu nəticəsinə gəlmiş və qatı materialist olmasına baxmayaraq, kəşf etdiyi ikiqat rezonansın “nizamlanmış bir iş” olduğunu qəbul etmiştir.⁽⁶⁾ Digər bir məqaləsində isə, belə yazmışdır:

“Əgər ulduz nukleosintezi (atom nüvələrinin birləşməsi) yolu ilə karbon və ya oksigen meydana gətirmək istəsəniz, iki ayrı səviyyəni tənzimləməli olarsınız. Eləcə də, aparmalı olduğunuz tənzimləmə, tam da bu an ulduzlarda olan tənzimləmədir… Həqiqətlərin ağıl süzgəcindən keçirilərək şərh olunması, üstün bir ağıl Sahibinin, fizika, kimya və biologiyaya müdaxilə etdiyini və təbiətdə varlıqlarından danışmağa dəyən şüursuz güclər olmadığını göstərir. Həqiqətlərin hesablanmasıyla ortaya çıxan ədədlər o qədər ağlasığmazdır ki, məni bu nəticəni mübahisəsiz şəkildə qəbul etməyə sövq edir”.⁽⁷⁾

Hoyl (Hoyle), digər elm adamlarının da bu açıq həqiqəti görməzlikdən gələ bilməyəcəklərini belə vurğulamışdır:

“Dəlilləri araşdıran hər hansı elm adamının özünü bu nəticəni çıxartmaqdan döndərə biləcəyini güman etmirəm: Ulduzların içlərində yaratdıqları nəticələrə baxılsa, fizika qanunları şüurlu surətdə nizamlanmışdır”.⁽⁸⁾

Elm adamlarının qarşılaşdıqları açıq həqiqətlər nəticəsində gəldikləri bu nöqtə bizə Quranda 1400 il bundan əvvəl bildirilmişdir. Allah göylərin yaradılışındakı uyğunlaşmanı bir ayəsində belə bildirir: “Allahın, yeddi göyü bir-biriylə uyğunluq içində yaratdığınız görmürsünüz?” (Nuh surəsi, 15)

Mənbələr və qeydlər:

1) George Greenstein, The Symbiotic Universe, səh. 38

2) Grolier Multimedia Encyclopedia, 1995

3) Grolier Multimedia Encyclopedia, 1995

4) Burada bəhs edilən rezonans belə baş verir: İki atom nüvəsi birləşdikdə, əmələ gələn yeni nüvə, həm özünü əmələ gətirən iki nüvənin bütün kütlə enerjisini, həm də onların bütün kinetik enerjilərini qəbul edir. Bu yeni nüvə, atomların təbii enerji səviyyələri arasında müəyyən enerji səviyyəsinə nail olmaq istəyər, lakin bu ancaq özünə gələn ümumi enerji miqdarının bu enerji səviyyəsini ödədiyi təqdirdə mümkün olar. Əgər yeni nüvənin enerjisi, bu təbii enerji səviyyəsini ödəmirsə, yeni nüvə dərhal dağılar. Yeni nüvənin dağılmadan meydana gələ bilməsi üçün, özündə toplanan enerji ilə, meydana gətirdiyi atomun təbii enerji səviyyəsi bərabər olmalıdır. Bu bərabərlik təmin olunduqda “rezonans” baş verir. Lakin bu rezonans, əldə olunma ehtimalı olduqca aşağı olan uyğunluqdur.

5) George Greenstein, The Symbiotic Universe, səh. 43-44

6) Paul Davies. The Final Three Minutes, New York: BasicBooks, 1994, səh. 49-50 (Hoyldan gətirilmiş sitat)

7) Paul Davies. The Accidental Universe, Cambridge: Cambirdge University Press, 1982, səh. 118 (Hoyldan gətirilmiş sitat)

8) Fred Hoyle, Religion and the Scientists, London: SCM, 1959; M. A. Corey, The Natural History of Creation, Maryland: University Press of America, 1995, səh. 341