Ana sayfa Astronomi Evrenle söyleşiler 5: Bir uranyum atomuyla söyleşi

Evrenle söyleşiler 5: Bir uranyum atomuyla söyleşi

1273
PAYLAŞ

Richard T. Hammond

Çeviren: Yusuf Öngel

Söz sırası uranyum atomunda. Uranyum atomu bize, bir asteroit çarpmasıyla dünya üzerinde doğuşunu ve kendi korkunç akıbetini anlatıyor. Asteroitler ve kuyrukluyıldızlar arasındaki kıskançlığı da sezer gibi oluyoruz. Aynı zamanda radyoaktif maddelerin yarı ömürleri ve nükleer kuvvetler gibi konulara da kısaca giriyoruz. Bizi dehşete düşüren bir gerçekle karşılaşıyoruz; uranyum atomu nükleer bombanın bir kısmını oluşturuyor ve bize bu silahı da bir parça anlatıyor.

İyi akşamlar, söyleşimize nasıl şekillendiğinizi anlatarak başlayabilir misiniz?

 – Bir süpernova patlamasıyla oluştum.

Süpernova, bir yıldız kendi ağırlığıyla çökerken, maddeyi hayal edilemez bir yoğunlukta sıkıştırmasıyla mı oluşur?

 – Evet, bu sırada madde olağanüstü bir yoğunlukta sıkışır, çok sayıda proton ve nötron baskılanır ve ağır elementler dahil, neredeyse tüm elementler meydana gelir.

Bu aslında karadelik ile yaptığım söyleşide sözü geçen süreç, değil mi?

 – Evet ama karadelikler o denli matematikseldir ki, işe yarar bir şeyler söyletebilmiş olmanıza bayağı şaşırdım. “Karadelikleri anlıyorsam, Arap olayım” diye düşünürüm. İyi iş çıkarmışsınız.

Teşekkürler, her neyse, bir süpernova patlamasıyla oluştunuz ve buraya kadar gelerek Dünya’nın bir parçası mı oldunuz?

 – Son tahlilde, evet.

Son tahlilde?

 – Açıkçası, yolculuğuma burada, Güneş Sisteminizde bir moloz artığı olarak başladım.

Moloz artığı?

 – Küçük bir asteroitin parçasıydım.

O halde asteroit kuşağındaydınız. Buraya nasıl geldiniz?

 – Aslında, tam olarak Mars ve Jüpiter arasında yer alan asteroit kuşağının bir parçası değildim. Şimdilerde “Dünya’ya Yakın Asteroitler” dediğiniz, daha küçük bir grubun parçasıydım.

Ne kadar yakın?

 – Çoğumuz Güneş’ten bir ya da iki AU’luk uzaklıktaydık.

AU bir astronomik birim mi?

 – Evet, Dünya ile Güneş arasındaki uzaklık.

Peki, sizi buraya getiren neydi?

 – Davetiye oldukça kaba bir kuyrukluyıldızdan geldi. Kendini yok etmeye kararlı bir halde, inanılmaz bir hızla Güneş’e doğru giderken, o kadar yakınımda vınladı ki, yörüngem şaştı ve sallanmaya başladım. Bir noktada Dünya’ya fazlaca yaklaştım ve kamikaze yolculuğum başladı. Kuyrukluyıldıza gelince; o Güneş’e çok yaklaştı ve… elveda kuyrukluyıldız. Hak ettiğini buldu.

Bu ne zaman gerçekleşti?

 – Kesin olmamakla birlikte 8-9 milyon yıl önce diyebilirim.

Asteroitler ile kuyrukluyıldızlar arasında biraz kıskançlık mı seziyorum ne?

 – Kıskanç değildim ama, o kuyrukluyıldızların, kuyruklarını uzayda bir milyon mil boyunca yayıp, bir tavuskuşu misali kibirle caka satmaları sinirimi bozuyordu.

Bir asteroitin parçası olmuşsunuz ve görünüşe göre bir kuyrukluyıldızla yakın münasebete girmişsiniz; bu durumda kuyrukluyıldızlar ile asteroitler arasındaki farkı anlatmak istersiniz diye düşünüyorum.

 – Aslında üstünden çok zaman geçti, izninizle biraz düşüneyim. Çoğu asteroit katı mineral türde bir cisimdir; bazıları büyük oranda karbondur ve bunlara karbonlu dersiniz; bazılarıysa daha çok demir içerir, ancak aslında katı maddeden oluşurlar, şu uyduruk gösteriş düşkünü kuyrukluyıldızlar gibi değillerdir. Dünya’ya Yakın Asteroitler biraz daha dışmerkezli yörünge eğiliminde olsa da, çoğu asteroit neredeyse dairesel yörünge çizer.

Dışmerkezli yörüngeler elips şeklindedir, değil mi?

 – Evet, elips ne kadar uzun ve yassı olursa dışmerkezlilik o kadar yüksek olur. Kuyrukluyıldız yörüngeleri oldukça yüksek dışmerkezlidir. Bazıları 10-30 AU’ya kadar gidebilir ve Güneş’e onu yalayıp geçecek kadar yaklaşırlar, bazıları ise çok daha uzağa gider. Bildiğim kadarıyla onlar Güneş Sisteminin baş belaları.

 – Kuyrukluyıldızlar ile asteroitler arasında başka farklılıklar var mı?

 – Söylediğim gibi, asteroitler oldukça katıdır, ama kuyrukluyıldızlar eski, kirli kartoplarıdır.

Öyle mi?

 – Kuyrukluyıldızlar genellikle, birtakım mineral karışımları içeren buz, sulu buz, amonyak ve karbondioksit buzundan oluşur. Uzaktayken tamamen buz kesilirler ve asteroite çok benzer görünürler. Ancak Güneş’e yaklaştıklarında buzlar erir ve süblimleşir…

Süblimleşme nedir?

 – Katıdan gaza dönüşümdür. Tanecikler buharlaşınca uzaya fırlarlar, ancak hâlâ yörüngede olduklarından kocaman bir kuyruk oluştururlar.

Anlıyorum. Konuyu saptırdığım için üzgünüm ama, size daha kişisel sorular yöneltmeden önce, buraya nasıl ulaştığınızdan kısaca söz etmeniz mümkün olur mu?

 – İtiraf etmeliyim ki, gafil avlandım. Yıldızınızın yörüngesinde milyarlarca yıl dolandıktan sonra kendimi gezegeninize doğru hızlanır buldum. Yeni evimin nasıl olacağının merakı içindeydim. İlk fark ettiğim şey, dıştan ısınmaya başladığımdı; hayatımda ilk kez görkemli bir görünüm kazanmıştım. Atmosferinizi saatte 32.000 km’den daha büyük bir hızla, dörtnala geçiyorduk ve gökyüzünü Cumhuriyet Bayramı’nın son havai fişekleri gibi aydınlatıyorduk. Fakat bu, çarptığımız zaman olacaklarla hiçbir biçimde kıyaslanamazdı.

Büyüklüğünüz ne kadardı?

– Yaklaşık bir kilometre genişliğindeydim. Gezegeninizin boyutuyla kıyaslandığında, önemsiz küçük bir nokta. Bu yüzden çarpma anında kopardığımız kıyamete ben de şaşırmıştım. Şimdilerde Kanada dediğiniz yere çarptık. 1021 joullük kinetik enerjinin ısı ve şok dalgasına dönüşmesi durumunda olabilecekleri hayal etmeye çalışın.

Keşke edebilsem, biraz açar mısınız?

 – Yere çarpar çarpmaz müthiş bir kinetik enerji, içinde yer aldığım asteroitle birlikte, Dünya’nın onu çevreleyen bölümünü de eritmeye ve buharlaştırmaya başladı. Kısmen eriyik madde, bir ateş dalgası şeklinde dışarıya yayıldı. Muazzam ısı, yüzlerce kilometrelik alanda her şeyi yakıp yıkan bir ateş fırtınası başlatarak, sıcaklığı kilometreler boyunca binlerce derece artırdı. Bunların hepsi ilk birkaç saniyede oldu ve aslında bu, olanların en sıradanıydı. Patlama artıklarının büyük kısmı küçük parçacıklar halinde atmosfere yayıldı ve alevlerden yayılan duman nitrojen ve oksijenden oluşan atmosferi, nitrojen ve karbondioksit atmosferine dönüştürdü. Hayatın tümü ya da büyük kısmı bu çarpışma ve ardından olanlarla yok oldu.

Ardından neler oldu?

 – Karanlık ve kasvetli atmosfer güneş ışığını yaklaşık 40 yıl engelledi ve dünya iyice soğudu. Buzul çağı dediğiniz türden bir durum değildi, ancak neredeyse her yer buz kesmişti. Sonunda parçacıklar ve duman atmosferden dağılsa da, yansımış kızılötesi radyasyonun büyük bir bölümünü karbondioksit yakaladı.

Yani bir bakıma sera etkisi yarattı.

 – Hem de uzun süre. Bundan sonra tüm Dünya kavrulmaya başladı. Öylesine ki, bulabilecek olsanız yumurta bile pişirebilirdiniz. Zaman her şeyin ilacı derler ya, öyledir. Dünya artık eskisi gibi değildi ama yeniden nitrojen-oksijen atmosferi oluştu ve o kuyrukluyıldızlar kadar inatçı hayat yeniden başladı.

İnanılmaz bir hikâye. Sizce aynı şey bir daha olur mu?

– Şeeey, kuyrukluyıldızlara güvenilmez. Kuyrukluyıldızlar birbirlerine bile çarpabilecek kadar kabayken, elbette o akbabalardan herhangi biri bir asteroite yine çarpabilir. Bildiğiniz üzere okyanuslarınız bu şekilde meydana geldi. Gezegeninize durmadan, hatta günde birkaç defa bir şeylerin çarptığını belirtmeliyim. Ama bunların çoğu küçük parçacıklardır.

Anlıyorum. Kuyrukluyıldızlar ve asteroitlerle ilgili verdiğiniz bilgiler için teşekkür ederim ama müsaadenizle konumuza geri dönmek istiyorum.

 – Ben hazırım.

Bir konuda beni aydınlatmanızı rica edeceğim. U235 ve U238 hakkında bir şeyler duydum; bunların ikisi de uranyum atomuydu, değil mi?

 – Evet, ben U238’im. 92 proton ve 146 nötronum var ve tabii ki 92 de elektronum. Ama çekirdeğim, yani nötron ve protonlarımın sayısı 238’dir. Üç nötron eksik olsaydım U235 olacaktım. Kardeşlerim, ya da sizin deyiminizle izotoplarım U232 ile U238 arasında değişiyor.

 – O halde U235 ile U238 arasındaki tek fark üç nötron.

 – Evet, ama bu dünyada her şeyi değiştiren bir farktır.

Nasıl yani?

 – Kararsız olduğumu unutmayınız lütfen.

Evet, bu konuyu açmayı düşünüyordum ben de.

 – O halde gelin iki konuya birden değineyim ve kayıtlara geçmesi için büyük atomlardan söz edeyim. Protonların birbirlerine yakın duramadıklarını unutmamalısınız.

 – Bir suçlama getiriyor gibi söylediniz?

 – Evet. Çekirdekte ne kadar proton olursa o kadar karşıtlık oluşur ve er geç bir ya da daha fazlası isyan çıkarır.

Söz ettiğiniz radyoaktivite mi?

– Aynen öyle, eninde sonunda daha küçük atomlara ayrışmaya mahkûmum. Ama fazladan üç nötronum olduğu için şanslıyım. Nötronlar esasında protonları birbirlerinden uzak tutup onlara biraz daha fazla hareket alanı sağlayarak yatıştırırlar. U238’den fazla üç nötrona sahip olduğumdan, çekirdeğim biraz daha az dengesizdir ve bu yüzden doğal olarak daha uzun bir yaşam beklentisi içindeyim.

Ne kadar yaşayacaksınız peki?

 – Yarı-ömrüm…

Yarı-ömür hakkında bilgilerimizi tazeleyebilir misiniz?

 – Tabii ki. Bir odanın içinde 1000 tane cisim olduğunu ve bir hafta sonra geriye sadece 500 tanesinin kaldığını düşünelim. Bir hafta daha geçtikten sonra cisimlerin sayısının 250’ye düştüğünü ve bir sonraki haftanın ardından da 125 tane cisim kaldığını… Dahası, söylediğiniz kadarıyla bu cisimlerin hepsi özdeş ve bu yüzden hangisinin yok olduğunu bilme imkânınız da yok.

Bu durumda bu cisimlerin yarı-ömürleri bir haftadır diyebiliriz, değil mi?

 – Kesinlikle. Bir uranyum atomu olsaydınız, vaktinizin ne zaman dolacağını bilememek içinizi kemirir dururdu. Ben de her an gidebilirim. Bizden bir sürü olduğu zaman sadece her şeyin genel olarak nasıl göründüğünü anlatabilirim size.

Anlıyorum, peki sizin yarı-ömrünüz ne kadar?

 – Benim yarı-ömrüm yaklaşık beş milyar yıl, fakat U235’in yarı-ömrü, bunun onda birinden biraz fazla. Bu da onun bu kadar nadir olmasının kısmi nedenidir.

Bununla, açmaya cesaret edemediğim bir başka konuya geldik…

– Buyrun, rahat olun.

Çok iyi bildiğiniz gibi, uranyum atom bombası yapımında kullanılıyor. Gördüğüm kadarıyla bu konudan rahatsızlık duyuyorsunuz, fakat gene de hakkında birkaç cümle sarf edebilir misiniz?

 – Pekâlâ, size biraz tarihten söz edeyim o halde. Manhattan Projesi sürecinde yeryüzüne çıkarıldım; A, bir savaşta birbirinizi öldürmeye kalkıştınız; B, bu savaşın bir parçası olmayı ben istemedim. Zaten her 997 atomumda, bombalarınızda kullandığınız yaklaşık üç U235 atomu vardır. Bu yüzden madeni arıtıp ilk olarak uranyum ardından da U235 elde edebilmek için her yola başvuruyorsunuz. Saf ya da neredeyse saf U235’i elde ettiniz mi de, bombaya dönüştürüyorsunuz.

Bu konu üzerinde biraz durabilir misiniz?

 – Size birinci ağızdan bir hikâye anlatabilirim.

Yani bir bombanın parçası olduğunuzu mu söylemek istiyorsunuz? Yalnız U235’in kullanıldığını düşünmüştüm oysa ki…

 – Katışık bir atomdum. Hepimiz Hiroşima ve Nagazaki’yi duyduk ve afalladık. Hiçbirimiz bizden birilerinin bu kadar büyük çaplı tahribatına şahit olmamıştı. Şaşkınlık ve dehşet içindeydik. Hayatımda ilk defa tekrar bir asteroitin parçası olmayı diledim. Atom bombalarının fiziğini iyice anladım o zaman, fakat birbirinizi bu denli bir tutkuyla nasıl öldürebildiğinizi hiçbir zaman anlayamayacağım. Kimi zaman bana, asıl amacınızın Evren’deki yaşamın kökünü kurutmakmış gibi geliyor. Böylesi korkunç bir senaryoya alet edilmek ve bu kadar canın kaybına neden olmak inanılmaz can sıkıcı bir durum.

Evet, bunun gibi bir başka yıkımı daha önleyebilmek için elimizden geleni yapıyoruz.

 – Böyle mi düşünüyorsunuz gerçekten?

 – Evet.

 – Hangimiz daha yoksuluz, siz mi ben mi, bilemiyorum.

Ne demek istiyorsunuz?

 – Biliyorum ki dilediğim zaman bir çiftlik alabilirim, ama bizimle, sizin kontrolünüzde ve bizim isteğimiz dışında, tüm ırkınız her an yok olabilir.

Ama

 – Oradaydım, biliyorum.

Neyi biliyorsunuz?

 – Duymak istediğinizden emin misiniz?

Kesinlikle.

 – O savaşta kullanılmaktan şans eseri kurtuldum. Fakat artakalan tüm radyoaktif madde arıtıldı ve saklandı; yıllar sonra yapılan bir bombanın bir parçası oluverdim. Birkaç yıl depoda tutuldum ve ardından bir bombardıman uçağına yüklendim. Başlangıçta bir tür tatbikat olduğunu düşünmüştüm, fakat etkin hale getirildiğimde, mahşerle aramızda sadece 1,5 km kalmıştı.

Korkutuyorsunuz beni, ne demek istiyorsunuz?

 – Sizin tabirinizle ateşlenmeye tam olarak hazırdım ve bomba yuvasından tahliye edilmeyi bekliyordum. O noktada yükseklik göstergesi kontrolü ele alır ve ateşleme maksimum yıkım yüksekliğinde gerçekleşir. MDA’nın (ABD Füze Savunma Birimi) 1,5 km üzerindeydik. Biz tahliye edilmeden sadece birkaç dakika önce savaş pozisyonundan çıkıldı.

İnanılır gibi değil, ne zaman oldu bu söyledikleriniz?

 – Gerçekten bilmek istediğinize emin misiniz?

Sanırım istemiyorum. Niyetim politik konulara girmek değildi.

 – Uranyum ve politika, tıpkı sodyum ve klor gibi ayrılmaz bir ikilidir.

Anlıyorum. Yine de, atom bombasının nasıl çalıştığına dair bizi biraz bilgilendirir misiniz diye sormadan edemeyeceğim.

 – Peki. Her an bölünebileceğimi biliyorsunuz. Bölündüğümde enerji açığa çıkarırım. Bu sizin kontrolü ele geçirmek ya da kirli işleriniz için kullanmak istediğiniz enerjidir. Yalnız benim ölümüm harekete geçiricidir. Bir yolu, içime bir nötron göndermektir. Eğer doğru hıza sahipse, kesinlikle parçalara bölünmeme neden olur. Parçalara bölündüğümde fazladan bir çift nötron salıyor olmam, bütün bu sürecin anahtarıdır. Buna cevaben onlar da başka çekirdeklerin uyarılmış fizyona uğramasına sebep olurlar ve onlar da daha fazla fizyonu tetikler ve bu böyle sürer gider. Kaşla göz arasında neredeyse tüm atomlar fizyona uğramıştır.

Biz buna zincirleme reaksiyon diyoruz. Peki bunu nasıl başlatıyorsunuz?

 – Biz değil, siz başlatıyorsunuz.

Pardon, nasıl başlıyor demeliydim…

 – Kritik kütle. Çok iyi arıtılmış yaklaşık on kilo U235’i bir araya getirdiniz mi, tehlikeli uyarılmış bozulma sürecini başlatmaya yetecek miktarda nötronunuz olacaktır. Bir bombada, her biri kritik kütlenin altında olan iki parçayı birbirinden uzak tutarsınız. Patlatmak için, bunları genellikle kimyasal bir patlayıcı kullanarak birbirine çarparsınız ve bu sayede kritik kütleyi elde edersiniz. Ardından, boooom.

Hepsi bu kadar mı?

 – Hepsi bu kadar.

Atom bombasından nasıl kurtuldunuz?

 – Doğruyu söylemek gerekirse, bir atom bombasının değil, ondan daha beter bir şeyin, bir hidrojen bombasının parçasıydım.

Bağışlayın ama anlamakta güçlük çekiyorum. Atom bombası ile hidrojen bombası arasında nasıl bir fark var?

 – Basit olarak söylersek, bir hidrojen bombasını hidrojene batırılmış bir atom bombası olarak düşünebilirsiniz. Atom bombası patlatıldığında hidrojenin ısısı milyonlarca derece yükselir. Bu da protonların birbirlerine çarpacak enerjilerinin olması demektir. Tabii ki bu süreçte nötronların da önemi vardır, ama asıl amaç hidrojenin, tıpkı yıldızların merkezinde olduğu gibi füzyon geçirerek helyuma dönüşmesi ve bu füzyonun enerji açığa çıkarmasıdır.

Bir dakika durun.

 – Memnuniyetle.

Uranyum fizyon geçirdiğinde, yani bölündüğünde; hidrojen ise füzyon geçirdiğinde, yani bir araya geldiğinde enerji açığa çıkarır diyorsunuz. Bu fazlasıyla iyi görünüyor.

 – Ya da fazlasıyla kötü.

Evet, şimdi siz söyleyince… haklısınız galiba. Gerçekten her iki şekilde de oluyor mu bu dediğiniz?

 – Evet, fizyon üzerine konuşurken ağır atomlardan söz ettiğimi hatırlayın. Füzyon, hidrojenden helyuma, helyumdan karbona ve demire kadar hafif elementlerde görülür. Demirden ağır bir şey fizyon geçirmek ister, demirden daha hafif bir şeyse füzyon.

Neden böyle?

 – Bir çekirdeği, bir iç savaşın muharebe meydanı olarak düşünelim. Protonlar elektrik itmesi yüzünden birbirlerini iterler, ancak nükleer kuvvet her şeyi bir arada tutar. Elektrik alanı geniş mesafeler boyunca gücünü korur, fakat nükleer kuvvet kısa mesafede daha güçlü olmasına rağmen geniş mesafede zayıftır. Örneğin, benim içimde bir taraftaki proton öteki taraftaki bir parça yüzünden nükleer çekimi nadiren hisseder, ancak elektrik itmesinin şiddetini çok iyi fark eder. Bu yüzden eğer atomu yeterince büyük yaparsanız, üzerindeki elektrik itmesi nükleer çekimin üstesinden gelir. Demir orta noktadır, Evren’deki en kararlı atomdur.

Anlıyorum, fakat hidrojen bombasından nasıl kurtuldunuz?

 – Rutin kontroller dış gövdede çatlaklar oluşturdu. Cihaz söküldü ve aynı zamanda atom bombasına bakım da yapıldı. Bu süreçte bir fırsat yakaladım. Beni o tesiste gömülü tutma girişimleri olmasına rağmen atmosferinize kaçtım. Ve işte sonunda sizinle bu röportajı yapmayı kabul ettim.

İnanılmaz bir hikâye. Gelecekle ilgili öngörüleriniz nedir?

 – Tabii ki daima bir gelecek olduğu umudunu taşıyorum; fakat sorun şu ki, doğal yollarla ölüp ölmeyeceğimi bilmiyorum.

Sizi temin ederim ki birçok insan, doğal olmayan bir ölümü tatmamanız için çok uğraş veriyor.

 – Fakat birçok insan da tam tersi yönde uğraşıyor. Uzun zaman önce neyin içinde olduğumu biliyorum. Dürüst olmak gerekirse, doğduğum için kendimi şanslı hissediyorum, hatta fazladan üç nötronum olduğu için daha da…

Uranyum, hey uranyum! Nereye kayboldunuz?