09: TEMBEL GÜNEŞ BİR GÜBRE YIĞINININDAN DAHA AZ ENERJİKTİR

Güneş gezegenimiz için gerekli temel hayat ve enerji kaynağıdır, ayrıca efsane olmuş bir kaç yanlış inancın da merkezinde yer alır. İşte bunlardan ikisi:

Podcast (acikbilimdrkarl): Play in new window | Download

Subscribe: RSS

Birincisi, çoğumuzun bildiği gibi Güneş, enerjisini oluşturmak için nükleer yanma yapar ve biliriz ki nükleer bombalar küçücük kütlelerinden muazzam miktarda enerji yaratırlar. Peki ya ağırlıklarını kıyaslayarak düşünecek olursak, güneş nasıl olur da arka bahçenizdeki gübre yığınından daha az enerji ortaya koyar?

İkincisi, ışığın çok hızlı seyahat ettiğini çoğumuz biliriz. Işığın her saniye 300.000 kilometreye yakın mesafe aldığını belki bilmesek de, çoğumuz biliriz ki ışık çok, ama çok hızlıdır. Peki ama nasıl oluyor da, ışık Güneş’in derinliklerinde oluşturulduktan sonra, yüzeye gelene kadar saniyede çeyrek milimetre ilerleyecek yavaşlıkta sürünür?

İlk olarak, Güneş’in gübre  yığınından daha az enerjiye sahip olmasıyla ilgilenelim.

Güneş yaklaşık 150 milyon kilometre uzakta kaynayan sıcak bir gaz topudur. Kudretli bir canavar gibi, 11,5 saniye içerisinde küçük gezegenimizin bir gündeki tüm dünyevi enerji ihtiyacını karşılayacak kadar enerji yollar. Güneş her saniye, 620 milyon ton hidrojeni yakar ve 616 milyon ton helyuma dönüştürür. Arada 4 milyon ton kayıp var. Bu kayıp 4 milyon tonun, 3 milyonu Einstein’ın meşhur “E=mc²” eşitliğine itaat ederek enerjiye (ısı, ışık vb) dönüşür. Ve bir milyon tonu, bu zonklayan sıcak gaz topundan, protonlar ve elektronlar gibi yüksek enerji yüklü parçacıklar olarak dışarı püskürür.

Şimdiye dek Güneş’te ne kadar kütlenin yanmış olduğunu ele alalım. Güneş 4,7 milyar yıl yaşında, ömrünün ortalarındadır. Bu zamana kadar, Dünya kütlesinin 100 katına eşdeğer kütle yakmıştır. Fakat Güneş devasadır, kütlesi Dünyanın 330.000 katıdır. Bu yüzden Dünya’nın 100 katı kadar bir kütle devede kulak kalmaktadır.

Bu hidrojenin nükleer yanışı Güneş’in her yerinde vuku bulmaz ,%99’u Güneş’in merkezi mahalinde gerçekleşmektedir. Merkezi çekirdek, 16 milyon°C civarında bir sıcaklığa sahiptir, ve altın veya kurşundan 10 kat daha fazla yoğundur. Çekirdek kabaca Dünya’dan 25 kat daha büyüktür. Sıcaklık ve yoğunluğun bu aşırı şartları altında, bir hidrojen atomu ile başka bir hidrojen atomunun çarpışması tek bir helyum atomu oluşturur ve büyük miktarda enerji açığa çıkar.

Güneş’in çekirdek çıkış gücü metreküp başına 276,5 Watt’tır. Bu nerdeyse üç adet eski 100Wlık ampule eşdeğerdir. Buna güç/hacim bazında bakarsak, vücudunuzun yaydığı takribi 100W güçten çok daha azdır, ve neredeyse bir gübre yığını kadardır.

Nasıl bu kadar çok düşük olabilir? Sonuçta, nispeten küçük bir hidrojen bombası olan American W88’in patlayıcı gücü yarım milyon ton TNT’den biraz azdır ve itilebilen tekerlikli bir çöp kutusundan küçük bir hacme sığar. Yani, Güneş eğer nükleer yanma yapıyorsa, nasıl olur da hacim bazında bir hidrojen bombasından daha az enerji üretir?

Cevap şaşırtıcıdır. Güneş hidrojen atomlarının nükleer yanmasına sebebiyet veriyor, fakat çok nadiren. Ne kadar nadiren? Ortalama olarak herhangi bir hidrojen atomu beş milyar yılda bir kez başka bir hidrojen atomuna denk gelecektir. Güneş’in çekirdeği nükleer yanmayı sağlar, fakat nadir reaksiyonların gerçekleştiği alanlar çok seyrektir. Şanslıyız ki, Güneş’in çekirdeği devasadır, böylece bir gübre yığını kadar kuvvetli olsa bile gezegenimizi sıcak tutacak yeterli enerjiye sahiptir.

Artık Güneş’in ne kadar tembel olduğunu bildiğimize göre, bizler için yarattığı ışığın ne kadar yavaş olduğuna da gelecek sefer değinelim.

Çeviren: Hami Gökhan Teker; Seslendiren: Tevfik Uyar; Müzik: Zamanusta (Kararlı Denge) – Telif hakkı: © Karl S. Kruszelnicki (DrKarl.com); Bu bölümün özgün metni