Kiçik əlkimya mərkəzi: Günəş

c4e6ba33_giant_prominence_on_the_sun_eruptedBildiyimiz kimi helium-karbon çevrilməsi, qırmızı nəhənglərin əlkimyasıdır. Bizim Günəşimiz kimi daha kiçik ulduzlarda isə, daha kiçik bir əlkimya əməliyyatı baş verir. Başda da ifadə etdiyimiz kimi, Günəş, hidrogen atomlarını heliuma çevirir və sahib olduğu enerjini də bu nüvə reaksiyasından əldə edir. “Kiçik əlkimya mərkəzi: Günəş” yazısını okumaya devam et

Reklamlar

Proton-elektron tarazlığı

Atomun içində çox mühüm bir tarazlıq var. Bu, atom nüvəsi ilə xaricindəki elektronlar arasındakı tarazlıqdır.

Elektronların, nüvənin ətrafında fasiləsiz şəkildə fırlandıqlarını bilirik. Bunun səbəbi, elektrik yüküdür. Bütün elektronlar mənfi (-) elektrik yükünə, bütün protonlar isə müsbət (+) elektrik yükünə malikdir. Eləcə də, əks yüklər bir-birini cəzb edər, eyni yüklər isə, bir-birini itələyər. Dolayısilə atomun nüvəsindəki müsbət yük, elektronları özünə cəzb edər. Bundan ötrü də, elektronlar, sürətlərinin özlərinə qazandırdığı mərkəzdənqaçma qüvvəsinə baxmayaraq, nüvənin ətrafından ayrılmazlar.
Atomlarda bu elektrik yüküylə əlaqədar çox mühüm tarazlıq var. Nüvədə nə qədər proton olsa, atomun xaricində də bir o qədər elektron olar. Məsələn, oksigen atomunun nüvəsində 8 proton var və dolayısilə 8 ədəd də elektronu var. Bu sayədə atomların elektrik yükü tarazlanır.
Bunlar çox təməl kimya məlumatlarıdır. Lakin bu məlumatlarda əksər insanın diqqət yetirmədiyi bir xüsus var: Proton, elektrondan olduqca böyükdür. Protonun həcmi də, kütləsi də, elektrondan olduqca çoxdur. Əgər böyüklük müqayisəsi aparmaq lazımdırsa, aralarındakı fərq bir insanla bir fındıq arasındakı fərq kimidir. Yəni elektronla protonun “tarazlı” fiziki strukturları yoxdur.
Lakin elektrik yükləri bərabərdir!
Biri müsbət elektrik yükünə, o biri isə, mənfi elektrik yükünə malikdir, lakin bu yüklər bərabərdir. Halbuki bunu tələb edən heç bir səbəb yoxdur. Əksinə, fiziki cəhətdən gözlənilən vəziyyət, elektronun elektrik yükünün olduqca az olmasıdır.
Bəs görəsən vəziyyət belə olsaydı, yəni proton və elektronun elektrik yükləri bərabər olmasaydı, nə baş verərdi?
Belə olduqda kainatdakı bütün atomlar, protondakı artıq müsbət elektrik yükündən ötrü, əlavə elektrik yükünə sahib olacaqdılar. Bunun nəticəsində isə, kainatdakı bütün atomlar bir-birini itələyəcəkdilər.
Görəsən bu vəziyyət indinin özündə baş versə nə olar? Kainatdakı bütün atomlar bir-birini itələsə nələr baş verər?
Çox fövqəladə şeylər baş verər. Əvvəlcə sizin bədəninizdə baş verəcək bu dəyişikliklərlə nəzər salmaqla başlayaq. Atomlarda bu dəyişiklik yarandığı anda, hal-hazırda bu kitabı tutan əlləriniz və qollarınız bir anda parça-parça olardılar. Yalnız əlləriniz və qollarınız deyil, bədəniniz, ayaqlarınız, başınız, gözləriniz, dişləriniz, bir sözlə, bədəninizin hər hissəsi bir anda parça-parça olar. İçində oturduğunuz otaq, pəncərədən görünən xarici aləm də bir anda parça-parça olar. Yer üzündəki bütün dənizlər, dağlar, Günəş sistemindəki bütün planetlər və kainatdakı bütün göy cisimləri eyni anda sonsuz hissələrə ayrılıb yox olarlar. Həmçinin kainatda bir daha gözlə görüləsi heç bir cisim olmaz. Kainat dediyimiz şey, fasiləsiz şəkildə bir-birlərini itələyən atomların qarşığından ibarət olar.
Bəs görəsən bu mütləq fəlakətin yaşanması üçün, elektron və protonun elektrik yüklərində hansı səviyyədə natarazlıq meydana gəlməlidir? Yüzdə bir fərq olsa belə, yenə də bu fəlakət yaşanarmı? Yoxsa kritik sərhəd mində bir ola bilərmi? Corc Qrinsteyn (George Greenstein), “the symbiotic universe” (“simbiotik kainat”) adlı kitabında bu mövzu barədə bunları söyləyir:
“Əgər iki elektrik yükü arasında 100 milyarda bir belə fərq yaransaydı, bu, insanlar və daşlar kimi kiçik cisimlərin parçalanmasına kifayət edəcəkdi. Dünya və Günəş kimi daha böyük cisimlər üçünsə, bu tarazlıq daha həssasdır. Göy cisimlərinin ehtiyac duyacaqları tarazlıq, milyard dəfə milyardda 1-lik bir nizamdır”.(1)
Bu tarazlıq bizə bir daha, kainatın təsadüfən yaranmadığını müəyyən məqsəd üçün nizamlandığını sübut edir. Astrofizik U. Presin (W.Press) “Nature” jurnalında dərc olunmuş bir məqaləsində yazdığı kimi; “kainatda ağıllı həyatın formalaşmasını dəstəkləyən böyük dizayn var”.(2)
Eləcə də, hər dizayn, özünü meydana gətirən bir ağıl Sahibinin varlığını sübut edir. Bütün kainatı yoxdan yaradan və üstün güc və qüdrət sahibi olan aləmlərin Rəbbi Allahdır. Quranda bildirildiyi kimi; “…Allah göyü qurmuş və sonra ona müəyyən nizam vermişdir” (Naziat surəsi, 27-28).
Kainatdakı cisimlərin yuxarıda araşdırdığımız fövqəladə tarazlıqlar sayəsində qətiyyətli şəkildə varlıqlarını davam etdirmələri isə, Allahın yaratmasındakı mükəmməlliyi göstərən bir dəlildir. Quranda bildirildiyi kimi: “Göyün və yerin Onun əmri ilə öz yerlərində sabit qalması da Onun dəlillərindəndir…” (Rum surəsi, 25).
1) George Greenstein, The Symbiotic Universe, səh. 64-65
2) W. Press, “A Place for Teleology?”, Nature, vol. 320, 1986, səh. 315

Oksigenin həssas həll olma tarazlığı

 

Bədənimizin oksigendən istifadə edə bilməsi, bu qazın suda həll olma xüsusiyyətindən qaynaqlanır. Nəfəs aldığımız vaxt, ağciyərlərimizə daxil olan oksigen, dərhal həll olaraq qana qarışar. Qandakı hemoqlobin adlı zülal həll olunan bu oksigen molekullarını tutaraq hüceyrələrə daşıyar. Hüceyrələrdə isə, bir qədər əvvəl ifadə etdiyimiz xüsusi ferment sistemləri sayəsində, bu oksigendən istifadə edilərək ATF adlandırılan karbon birləşmələri yandırılar və enerji əldə edilər.

Bütün mürəkkəb canlılar bu sistemlə enerji əldə edərlər. Lakin, əlbəttə ki, bu sistemin işləyə bilməsi, əvvəla oksigenin həlla xüsusiyyətindən asılıdır. Əgər oksigen kifayət qədər həll olmasa, o, qana çox az miqdarda qarışar və bu da hüceyrələrin enerji ehtiyacının ödənilməsinə kifayət etməz. Oksigenin çox həll olunması isə, qandakı oksigen miqdarını həddən artıq yüksəldər və “oksidasiya zəhərlənməsi” yaradar.

Mövzunun diqqət çəkən tərəfi isə, müxtəlif qazların suda həll olma əmsallarının, bir-birlərindən bir milyon qat fərqli ola bilməsidir. Yəni ən çox həll olunan qazla ən az həll olunan qaz arasında, bir milyon qatlıq həll olma fərqi var. Demək olar ki, heç bir qazın həll olma əmsalı eyni deyil. Məsələn, karbon, oksigenə görə suda iyirmi qat daha çox həll olar. Bu qədər müxtəlif həll olma əmsalları arasında oksigenin həll olma əmsalı isə, tam bizim üçün uyğun olan əmsaldır.

Görəsən oksigenin həll olma əmsalı bir qədər daha az və ya çox olsa nə baş verərdi?

Əvvəlcə birinci ehtimala baxaq. Əgər oksigen suda (və dolayısilə qanda) bir qədər daha az həll olsa, qana daha az oksigen qarışar və hüceyrələr kifayət qədər oksigen ala bilməz. Belə olan halda, insan kimi yüksək maddələr mübadiləsi sürətinə sahib canlıların yaşaması çox çətinləşər. Belə olduqda nə qədər çox nəfəs alsaq da, havadakı oksigen hüceyrələrə kifayət qədər çatmayacağı üçün, yavaş-yavaş boğulma təhlükəsi ilə üzləşərik.

Əgər oksigenin həll olma əmsalı daha çox olsa, bu dəfə isə, bir qədər əvvəl ifadə etdiyimiz “oksidasiya zəhərlənməsi” baş verər. Oksigen əslində çox təhlükəli qazdır və normadan artıq qəbul edildikdə canlılar üçün öldürücü təsirə malikdir. Qandakı oksigen miqdarı artdıqda, bu oksigen su ilə reaksiyaya girərək olduqca reaktiv və zərərli tullantılar ortaya çıxardar. Bədəndə, oksigenin bu təsirini aradan qaldıran olduqca mürəkkəb fermentativ sistemlər var. Lakin oksigen miqdarı bir qədər daha artsa, bu ferment sistemləri işə yaramayacaq və aldığımız hər nəfəs bədəni bir qədər daha zəhərləyərək bizi qısa müddətdə ölümə aparacaq. Kimyaçı İrvin Fridoviç (Irwin Fridovich), bu mövzuda belə söyləyir:

“Tənəffüs edən bütün orqanizmlər qəribə bir tələyə düşüblər. Həyatlarını dəstəkləyən oksigen, eyni zamanda onlar üçün zəhərləyici (toksik) xüsusiyyətdədir və bu təhlükədən yalnız çox həssas olan bəzi xüsusi müdafiə mexanizmləri sayəsində qorunurlar”.(1)

Məhz bizi bu tələdən, yəni oksigenlə zəhərlənmə və ya oksigensiz qalaraq boğulma təhlükələrindən qoruyan şey, oksigenin həll olma əmsalının və bədəndəki mürəkkəb ferment sistemlərinin tam lazım olduğu şəkildə müəyyənləşdirilmiş və yaradılmış olmasıdır. Daha açıq desək, Allah, tənəffüs etdiyimiz havanı da, bu havadan istifadə etməyimizi təmin edən sistemlərimizi də mükəmməl şəkildə yaratmışdır.

1) Irwin Fridovich, “Oxygen Radicals, Hydrogen Peroxide, and Oxygen Toxicity”, Free Radicals in Biology, (ed. W. A. Pryor), New York: Academic Press, 1976, səh. 239-240

Sonsuz sayda birləşmə əmələ gətirən həyat elementi: Karbon

Dövri cədvəldə altıncı yerdə yerləşən karbon, qırmızı nəhəng adlandırılan böyük ulduzlarda hədsiz fövqəladə proses nəticəsində əmələ gəlir. Karbonun bu qədər fövqəladə şəkildə əmələ gəlməsini kəşf edən Fred Hoylun (Fred Hoyle); “fizika qanunları, ulduzlarda yaratdıqları nəticələrə baxılsa, şüurlu şəkildə nizamlanıblar” dediyinə də şahid olmuşduq.(1)

Karbonu araşdırdığımız vaxt, bu atomun təkcə əmələ gəlməsinin deyil, kimyəvi xüsusiyyətlərinin də tənzimləndiyi görərik.

 

carbon-element-heqiqetibilmek

“Sonsuz sayda birləşmə əmələ gətirən həyat elementi: Karbon” yazısını okumaya devam et

Həyəcan siqnalı verən bitkilər

Bir çox insan elə düşünür ki, bitkilər təhlükədən qaça bilmədikəri üçün düşmənlərinə dərhal təslim olurlar. Ancaq aparılan tədqiqatlar bunun heç də belə olmadığını sübut edir. Əksinə bitkilər də ağıllı taktikalarla düşmənlərindən müdafiə olunurlar.

heyecan tebili calan bitkiler

Məsələn, yarpaqlarını gəmirən böcəkləri uzaqlaşdırmaq üçün zərərli kimyəvi maddə ifraz edirlər, ya da böcəklərlə qidalanan ovçu böcəkləri cəlb edən kimyəvi qoxu ifraz edirlər. Şübhəsiz ki, bu taktika çox məntiqlidir. Təsərrüfat fəaliyyətlərində də bu taktikanı təqlid edirlər. Almaniyadakı Maks Plank Kimyəvi Ekologiya İnstitutunda bitkilərin müdafiə genetikası sahəsində tədqiqatlar aparan Conatan Gerşenzon (Jonathan Gershenzon) deyir ki, bu ağıllı strategiya çox yaxşı təqlid edilsə, əkinçilikdə məhsulları zəhərsiz dərmanlamaq düşünülür.

“Həyəcan siqnalı verən bitkilər” yazısını okumaya devam et

Atomdakı Qüsursuz Nizam

atomicHava, su, dağlar, heyvanlar, bitkilər, vücudunuz, oturduğunuz stul, xülasə, ən ağırından ən yüngülünə qədər gördüyünüz, toxunduğunuz, hiss etdiyiniz nə varsa, hamısı atomlardan əmələ gəlmişdir. Atomlar elə kiçik hissəciklərdirlər ki, hətta ən güclü mikroskoplar belə onları göstərə bilmir. Bir atomun ölçüləri millimetrin milyonda biri qədərdir. Bu kiçikliyin insan gözündə canlandırılması mümkün deyil. Bununla bağlı belə bir nümunə gətirək. Əlinizdə bir açar olduğunu düşünün. Şübhəsiz ki, bu açarın atomlarını görməyiniz qeyri-mümkündür. Yox, əgər “atomları mütləq görmək istəyirəm” deyirsinizsə, həmin açarı təsəvvürünüzdə Yer kürəsinin miqyasına gətirin. Əlinizdəki açar dünya boyda böyüyərsə, onda içindəki atomların da hərəsi bir gilas boyda olar və siz onları görərsiniz.

Yenə də bu kiçikliyi qavramaq və hər yerin atomlarla dolu olduğunu anlada bilmək üçün bir nümunə də göstərək.Fərz edək ki, bircə duz dənəsindəki atomları saymaq istəyirik. Əgər saniyədə bir milyard (1.000.000.000) atom saya bilsəydik, bir duz dənəciyinin içindəki atomları 500 ilə sayıb qurtarmaq mümkün olardı.Yaxşı, bəs bu qədər kiçik cismin – atomun içində nə var? Məsələ ondadır ki, hədsiz dərəcədə kiçik olmasına baxmayaraq, atomun içində kainatla müqayisə olunacaq qədər qüsursuz, bənzərsiz və kompleks sistem var. Hər atom bir nüvə və nüvənin ətrafındakı orbitlərdə fırlanan elektronlardan ibarətdir. Nüvənin özü isə proton və neytron adlı hissəcikərdən meydana gəlmişdir.

Nüvədəki gizli güc

Nüvə atomun mərkəzində yerləşir və hər kimyəvi elementin atomunun xüsusiyyətinə uyğun sayda proton və neytronlardan meydana gəlmişdir. Nüvənin radiusu atomun radiusunun on mində biri qədərdir; rəqəmlə göstərsək, atomun radiusu 10-8 (0,00000001) sm, nüvənin radiusu isə 10-12 (0,000000000001) sm bərabərdir. Yəni, nüvənin həcmi atomun həcminin 10 milyardda birinə bərabərdir.

fund-particles_0001

Bu kiçikliyi təsəvvür etmək üçün bayaqkı gilas məsəlini yada salın. Əgər əlinizdək açarı dünyanın ölçülərinə gətirsəniz, onun içindəki atomların hər biri gilas boyda olardı. İndi isə həmin “gilas”ların içindəki nüvəni axtaraq. Amma bu axtarış boş yerədir – çünki hətta indiki ölçülərdə də nüvə gözlə görünməyəcək qədər kiçikdir. Nüvəni görə bilmək üçün ölçüləri yenidən dəyişdirmək lazımdır. Bu dəfə həmin “gilası”ı iki yüz metr enində nəhəng şara çevirməliyik. Həmin ölçüyə qədər böyüdülən atomun nüvəsi yenə də çox kiçik – vur-tut bir toz dənəciyi boyda olacaq. “Atomdakı Qüsursuz Nizam” yazısını okumaya devam et