Kuantum Fiziğinin Ardından
Dış Dünya
Bir Enerji Şekli: Işık
Max Planck'ın buluşuna göre ışık, hem dalga hem de parçacık özelliği göstermektedir. Planck'tan sonra sayısız deney ve gözlem, bu gerçeği kesin olarak ortaya çıkarmıştır. Bu durumda ışık için şu söylenebilir: Işık, dalga şeklinde hareket eden bir enerjidir. Bu tanımın daha iyi anlaşılması için bir başka dalga çeşidini, suda meydana gelen dalgaları örnek verebiliriz. Su dalgaları sudan meydana gelmezler. Dalga, suda hareket eden enerjiden meydana gelmektedir. Eğer bir havuzun bir ucundan diğer ucuna dalga hareket ederse, bu havuzun sağ tarafındaki suyun, havuzun sol tarafına geçmesi anlamına gelmez. Su olduğu yerde kalmıştır. Hareket eden şey dalgadır, yani enerjidir. Banyo küveti su ile doluyken elinizi suyun içinde hareket ettirdiğinizde dalga meydana getirirsiniz, çünkü suya enerji verirsiniz. Enerji, suda dalga şeklinde hareket eder.
Radyo frekansı ve ölçüm cihazı.
Işık, dalga şeklinde hareket eden bir enerjidir. Işık dalgaları, su dalgalarına benzerler. Ancak buradaki enerji, sudaki enerjinin aksine, hareket etmek için bir aracıya ihtiyaç duymaz. Boşluk içinde hareket eder. Işık enerjisi, hiçbir maddenin olmadığı yerde bulunabilir.
Tüm dalgalar hareket eden enerjidir ve genellikle bir araç kullanarak, örneğin suyu kullanarak hareket ederler.
Işık dalgaları, su dalgalarına göre biraz daha karmaşıktırlar ve hareket etmek için bir aracıya ihtiyaç duymazlar. Boşluk içinde de hareket ederler. Işık sadece başlangıç aşamasında maddeye bağımlıdır. Işık, bir kere oluşturulduğunda, herhangi bir maddesel eleman olmadan, bağımsız şekilde hareket edebilir. Işık enerjisi, hiçbir maddenin olmadığı yerde bulunabilir.31 Hem ışık hem de ısı, elektromanyetik ışınım olarak bilinen enerjinin farklı şekilleridir. Elektromanyetik ışınımın tüm farklı şekilleri, uzayda enerji dalgaları şeklinde hareket ederler. Bu, bir gölün üzerine atılan taşların oluşturduğu dalgalara benzetilebilir. Nasıl bir göldeki dalgaların farklı boyları olabiliyorsa, elektromanyetik ışınımın da farklı dalga boyları olur.
Ancak elektromanyetik ışınımın dalga boyları arasında çok büyük farklar vardır. Bazı dalga boyları kilometrelerce genişlikte olabilir. Başka dalga boyları ise, bir santimetrenin trilyonda birinden daha ufaktır. Bilim adamları, bu farklı dalga boylarını sınıflara ayırırlar. Örneğin santimetrenin trilyonda biri kadar küçük dalga boylarına sahip olan ışınlar, gama ışınları olarak bilinir. Bunlar çok yüksek enerji taşırlar. Dalga boyları kilometrelerce genişlikte olan ışınlara ise "radyo dalgaları" adı verilir ve bunlar çok zayıf bir enerjiye sahiptir. Bu nedenle gama ışınları bizim için öldürücü iken, radyo dalgalarının bize hiçbir etkisi olmaz.
Hopkins Dağındaki altı aynalı dev gama ışını teleskobu.
Burada dikkat edilmesi gereken nokta, dalga boylarının olağanüstü derecede geniş bir yelpazede dağılmış olmalarıdır. En kısa dalga boyu, en uzun dalga boyundan tam 1025 kat daha küçüktür. 1025, 1 rakamının yanına 25 tane sıfır eklenmesiyle oluşan bir sayıdır. 10, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 şeklinde yazabileceğimiz bu sayının büyüklüğünü daha iyi kavramak için bazı karşılaştırmalar yapmak yerinde olur. Örneğin Dünya'nın dört milyar yıllık ömrü boyunca geçen saniyelerin toplam sayısı, sadece 1017'dir. Eğer 1025 sayısını saymak istersek, gece gündüz hiç durmadan saymamız ve bu işi Dünya'nın yaşından 100 milyon kez daha uzun bir zaman boyunca sürdürmemiz gerekir! Eğer 1025 tane iskambil kağıdını üst üste dizmeye kalksak, Samanyolu galaksisinin çok dışına çıkmamız ve gözlemlenebilir evrenin yaklaşık yarısı kadar bir mesafe gitmemiz gerekir.
Güneş'ten bize ulaşan görülebilir ışık, kızıl ötesi ışınlar ve yakın mor ötesi ışınlar, elektromanyetik yelpazenin içinde tek bir birim yer kaplamaktadır. Ya-ni Güneş'ten bize ulaşan ışık, üst üste dizilen 1025 tane iskambil kağıdının tek bir tanesine denk gelmektedir. Dünya'daki yaşamı destekleyen yegane ışınlar, yalnızca bu ışınlardır.
Evrendeki farklı dalga boyları, işte bu kadar geniş bir yelpaze içine dağılmıştır. Ama ne ilginçtir ki, bizim Güneşimiz, bu geniş yelpazenin çok dar bir aralığına sıkıştırılmıştır. Güneş'ten yayılan farklı dalga boylarının % 70'i, 0.3 mikronla (bir mikron milimetrenin binde biridir) 1.50 mikron arasındaki daracık bir sınırın içindedir. Bu aralıkta üç tür ışık vardır: Görülebilir ışık, yakın kızıl ötesi ışınlar ve biraz da yakın mor ötesi ışınlar.
Bu üç tür ışık sayıca çok gibi durabilir. Ama gerçekte üçünün toplamı, elektromanyetik yelpazenin içinde tek bir birim yer kaplamaktadır! Bir başka deyişle, Güneş'in ışığının tümü, üst üste dizdiğimiz 1025 tane iskambil kağıdının tek bir tanesine karşılık gelmektedir. Güneş'in ışınlarının bu daracık aralığa yerleştirilmiş olmasının önemli nedeni ise, Dünya üzerindeki yaşamı destekleyecek olan ışınların yalnızca bu ışınlar oluşudur.
İnsan gözünü, görüntü verebilmek için uyaran ışık ise, geniş frekans sıraları arasında oldukça dar bir şeridi, genişlik olarak bir *oktavdan daha az bir alanı temsil eder. Öyle ki, retinayı uyaran ışıkların dalga boyları santimetrenin milyonda 75'i ile 39'u arasında değişir. Nöropsikoloji profesörü Richard L. Gregory'e göre, "bu şekilde bakıldığında neredeyse kör sayılırız."32
Bu gerçeği dikkate aldığımızda, dışarıda olarak algıladığımız ışığın sadece küçük bir kısmını görmekte olduğumuzu anlarız. Bir başka deyişle, retinamızın elde ettiği ışık ile oldukça küçük bir frekansın meydana getirdiği görüntülere sahip olabiliriz. Bunun dışındaki frekanslara ait dünya, bizim için bilinmezdir.
Peki acaba oldukça dar aralıktaki frekanslarını görebildiğimizi sandığımız ışık gerçekten de dış dünyada bizim tanıdığımız şekilde midir?
Işığın özelliği, maddeler üzerinde gerçekleştirdiği etkidir. Genellikle, madde bir durağanlığa sahiptir. Bizim her türlü itme ve çekme baskılarımıza direnç gösterir. Ve biz herhangi bir şeyi ittiğimizde veya kendimize çektiğimizde, kendi üzerimizde itme ve çekme etkilerini hissederiz. Newton buna "etki tepki prensibi" adını vermiştir. Işık da, madde üzerinde etki ve tepkide bulunur ama ışık parçacıklarının durağan bir yapısı yoktur. Işığın, objeler üzerinde etki ve tepkide bulunduğunu görebiliriz (lazer ışığının metalleri kesmesi ve zarar görmüş retinayı tamir etmesi örneklerinde olduğu gibi), ama hiçbir maddenin ışığa etki ve tepkide bulunduğunu göremeyiz. Fizikçiler, ışık üzerinde etki ve tepkinin olmamasını, durağan kütlenin yokluğu olarak adlandırırlar.33 Durağan kütle, bir yerde olduğu gibi duran, yani sabit bir varlığı olan kütledir. Işık için ise durağanlık söz konusu değildir. O her zaman hareket halindedir. Dolayısıyla ışık, kütlesi olmayan ve bu sebeple "madde" özelliği göstermeyen bir enerji şeklidir. Fred Alan Wolf, bu durumu şu şekilde açıklamıştır:
Biz ışığı gördüğümüzde, aslında hiçbir şekilde ışığı görmeyiz. Bizim gördüğümüz, ışığın madde üzerindeki etki ve tepkisinin bizim duyu organlarımız üzerinde gösterdiği etkinin sonuçlarıdır. Biz maddeyi hareket ederken görürüz. Işık, gerçekten de bu dünyanın dışında bir şeydir...34
Dışarıdaki Işık Aslında Nerede?
Işık, bize dış dünyayı görünür kılan, dışarıdaki görüntünün oluşmasına vesile olan şey midir? Dışarı çıktığınızda etrafınızdaki tüm maddesel varlıkların var olmasına ama kapkaranlık bir odada maddenin bizim için tamamen yok olmasına sebep olan şey ışık mıdır? Eğer ışık olmasa, etrafımızdaki dünya bizim için tamamen yok mu olacak?
Bizim algıladığımız dış dünyanın sadece görünür ışığın varlığıyla varlık bulduğu iddiası, yalnızca bizim zannımızdır. Aslında dış dünyada ışık yoktur, zifiri bir karanlık hakimdir. Ne lambalar, ne araba farları, ne de Güneş gerçekte bizim bildiğimiz anlamda bir ışık saçmaz. Işık, insanların beyinlerinde sadece bir algı olarak oluşur ve yaşadıkları dünyayı aydınlatır.
Bunun teknik açıklaması şudur: Güneş ve diğer ışık kaynakları, farklı dalga boylarında elektromanyetik parçacıklar (fotonlar) saçarlar. Bu parçacıklar, yapılarının öngördüğü şekilde evrene yayılır. Örneğin birçok radyoaktif parçacık vücudumuzun içinden geçip gider. Onları ancak kurşun levhalar durdurabilir. Bu parçacıkların bazıları o denli ağır ve o kadar büyük miktarda enerji yüklüdürler ki, çoğu zaman çarptıkları molekülü parçalayarak yollarına pek sapmadan devam ederler. Bu, radyasyonun kansere yol açmasının altında yatan nedendir. Daha güçsüz bir tür radyasyon olan röntgen ışınlarından yararlanılarak röntgen makineleri üretilmiştir. Bu makinelerin yaptığı iş, radyo dalgalarının oluşturduğu etkiyi "görülebilen ışığa" çevirmek, yani gözlerimiz tarafından algılanabilir hale getirmektir. Yani ışık, göz tarafından algılandığı ve beyin tarafından yorumlandığı sürece var olur. Dışarıda ise bildiğimiz manada bir ışığın varlığı, bir aydınlık söz konusu değildir.
Radyo dalgaları normal şartlarda duyularımızın hiçbiri tarafından algılanmazlar. Radyolar, bunları kulaklarımız tarafından duyulabilir ses dalgalarına çevirirler.
Radyo dalgaları, parçacık içermedikleri için çarpışma anında insana zarar vermezler. Bu dalgalar hiçbir duyumuz tarafından algılanamaz, ancak evlerimizdeki radyolar bunları kulaklarımız tarafından duyulabilir ses dalgalarına çevirir. Radyoda bir yayın yokken duyulan hışırtı, aslında Güneş ve tüm yıldızlar tarafından evrenin başlangıcından bu yana yayılan kozmik fon radyasyonunun "sesidir". Burada "ses" kelimesi ile kastedilen, bu dalgaların radyolarımız tarafından işlenerek kulaklarımız tarafından duyulabilir hale getirilmesi ve bunun ardından beynimizde oluşturdukları algıdır. Yani, gerçekte bizim için var olmayan, fiziksel anlamda da maddesel varlığı olmayan dalgalar, radyo tarafından kulağın duyduğu ve beynin yorumladığı bir şekle dönüştürülür.
Aynı durum televizyon için de geçerlidir. Bizim için gerçekte görünür olmayan çeşitli ışık dalgaları, televizyon tarafından yorumlanarak, bizim algılayabileceğimiz şekle dönüştürülür.
"Işık" dediğimiz algıya kaynaklık eden fotonlar ise çok daha hafif parçacıklardır ve çoğunlukla ilk çarptıkları atomdan sekerler. Üstelik bunu yaparken çarptıkları yere pek bir zarar da vermezler. Frekansları, yani titreşim hızları nedeniyle daha fazla enerji yüklü olan mor ötesi (ultraviyole) ışınları, cildimize nüfuz edebilir ve bazen genetik şifremizde bozulmalara neden olabilir. Belli saatlerde güneş ışığına çok fazla maruz kalmanın kansere neden olabilmesi bundandır.
Gerçekte dışarıda ısı ve ışık yoktur. Çeşitli frekanslarda dolaşıp duran parçacıkları görülür ve hissedilir hale getiren ise beynimizdeki algı merkezidir.
Frekansları gereği kızıl ötesi (enfraruj) olarak adlandırılan fotonlar ise çarptıkları yüzeyde enerjilerinin bir kısmını bırakırlar ve buradaki atomların titreşim hızını, yani ısısını artırırlar. Bu yönleriyle kızıl ötesi ışınlar, ısı ışınları olarak da adlandırılır. Akkor haline gelmiş bir kömür sobası veya bir elektrik sobası bol miktarda kızıl ötesi ışın yayar. Bu ışınlar cildimiz tarafından sıcaklık hissi olarak algılanır. Gerçekte dışarıda "sıcaklık" diye bir şey de yoktur. Sıcaklık dediğimiz şey, ışık dalgalarının meydana getirdikleri enerjiden ibarettir. Sıcaklığı algılayanın, hissedenin varlığı olmaksızın, "sıcak" diye bir şeyin varlığını iddia etmek imkansızdır.
Fotonların bir kısmı da vardır ki frekansları mor ötesi ve kızıl ötesi ışınların arasında kalmıştır. Bunlar gözümüzün arkasındaki retina tabakasına düştüğünde buradaki hücreler tarafından elektrik sinyaline çevrilirler. Biz de gerçekte fiziksel birer parçacık olan fotonları "ışık" olarak algılarız. Eğer gözümüzdeki hücreler fotonları "ısı parçacıkları" olarak algılasalardı, o zaman bizim için ışık, renk ve karanlık olarak adlandırdığımız kavramlar hiçbir zaman olmayacak, cisimlere baktığımızda onların sadece "sıcak" veya "soğuk" olduklarını hissedecektik. Bir başka deyişle dışarıdaki dünyanın varlık şekli, bizim duyularımızın onu algılama şekline bağlıdır. Dışarıda ısı ve ışık yoktur. Çevremiz, çeşitli frekanslarda ve dalga şeklinde dolaşıp duran parçacıklarla çevrilmiştir. Bunları bizim için "görülür ve hissedilir hale getiren şey", yalnızca beynimizdeki algı merkezleridir.
Gözümüzün retina tabakasına düşen fotonlar, buradaki algı hücreleri tarafından elektrik akımına dönüştürülürler. Bu elektrik akımı sinirler tarafından beyindeki görme merkezine taşınır. Beyindeki görme merkezi bu elektrik akımlarını yorumlayarak bir görüntü oluşturur. Fizik kitaplarında ışığın bu özelliği şöyle ifade edilmektedir:
Işık kelimesi fiziksel veya objektif bir manada, elektromanyetik dalgalarla veya fotonlarla ilgili olarak kullanıldı. Aynı kelime psikolojik bir manada elektromanyetik dalgalar ve fotonlar, göz retinasına çarptığı vakit insanda uyanan hisle ilgili olarak da kullanılmaktadır. Işık kelimesinin hem objektif hem de subjektif kavramlarını birlikte ifade edelim: Işık, bir insan gözünde, retinanın uyarılmasından doğan görme etkileriyle varlığını gösteren bir enerji şeklidir.35
Dışarıda var olduğunu zannettiğimiz canlı ve ışıklı dünya, dışarıda maddesel bir varlığı olan ama bu varlığın aslını bizim hiçbir şekilde göremediğimiz, bizde algı olarak meydana gelen bir hayaldir aslında. Güneşli bir günde seyrettiğimiz deniz manzarası gerçekte tümüyle bir karanlıktan ibarettir. Orada hiçbir ışıltı, denizin parlaklığı, havanın netliği ve güneşin göz alıcı ışıkları yoktur. Bize ait bu canlı ve ışıklı görüntüyü algılamamızı sağlayan şey, yalnızca beynimize iletilen elektrik sinyalleridir. Işık; beynimizde meydana gelen bir algı olmasının dışında, dışarıda da yalnızca bir enerji şekli olarak vardır. Dolayısıyla, maddenin varlık sebebi olarak düşünülen ışık, bizim için yalnızca bir hayalden ibarettir.
Bu gerçeğe baktığımızda ilginç bir sonuca varırız: Aslında gözümüzün "görme" gibi bir özelliği yoktur. Göz, sadece fotonları elektrik sinyaline çeviren bir ara birimdir. İdrak etme kabiliyetine sahip değildir. Çevremizi sardığını düşündüğümüz pırıl pırıl dünyayı seyreden göz değildir. Işık veya renk hissi gözde oluşmaz. Bu konu, görme ile ilgili önümüzdeki bölümlerde detaylı anlatılacaktır.
