Kütle korunumu yasası - Todd Ramsey

Dersin tamamı için: http://ed.ted.com/lessons/the-law-of-conservation-of-mass-todd-ramsey

En küçük atomdan en büyük yıldıza kadar, evrendeki herşeyin kütlesi var. Ama toplam kütle miktarı, yıldızların, gezegenlerin ve insanların doğumu ve ölümü sürerken hep sabit olmuştur. Kütlesi değişmiyorken evren nasıl büyüyebilir? Todd Ramsey bu soruyu, kütle korunumu yasasını anlatarak yanıtlıyor.

Ders: Todd Ramsey, animasyon: Vegso/Banyai.

Tüm bu şeyler nereden geliyor?

Bu taş?

Şu inek?

Kalbiniz?

Nesnelerin kendisini değil,
yapıldıkları şeyleri düşünün.

Atomlar tüm bu şeylerin yapıtaşıdır.

Sorumuzu yanıtlamak için,
kütle korunumu yasasına bakalım.

Bu yasa şunu söyler:

Sınırlarından madde ve enerjinin
geçemediği yalıtılmış bir sistem olsun.

Böyle bir sistemde kütle,
yani madde ve enerji

ne yaratılabilir ne de yok edilebilir.

Bildiğimiz kadarıyla evren
yalıtılmış bir sistemdir.

Ama oraya gelmeden önce daha ufak
ve daha basit bir örnek alalım.

Burada 6 tane karbon,
12 tane hidrojen ve

18 tane oksijen atomu var.

Biraz enerji ile moleküllerimiz
harekete başlayabilir.

Bu atomlar birleşerek
tanıdık moleküllere dönüşebilirler.

İşte su

ve bu da karbondioksit.

Kütle yaratamayız ve yok edemeyiz.

Elimizde ne varsa onunla kaldık.
Peki ne yapabiliriz?

Onların da kendi aklı var.

Bakalım. Daha fazla karbondioksit ve su
oluşturdular, her birinden 6 tane.

Biraz daha enerji eklersek, bu kez
kendilerini basit bir şeker

ve biraz oksijen gazı biçimine
sokmalarını sağlayabiliriz.

Hepsi bu atomlardan oldu:
6 karbon, 12 hidrojen ve 18 oksijen.

Uyguladığımız enerji şimdi
atomlar arası bağlarda depolandı.

Şekeri oluşturan bağları kırarsak,

bu enerji açığa çıkarken,

aynı atomlar su ve karbondioksite dönüşür.

Atomlarımızın birazını ayırıp,
daha patlayıcı bir deneme yapalım.

Bu metan. Genellikle inek tezeği
ile ilişkilendirilir ama

roket yakıtı olarak da kullanılır.

Eğer biraz oksijen ve örneğin bir kibrit
alevinden azıcık enerji eklersek,

karbondioksit, su ve daha fazla
enerji biçiminde yanar.

Başlangıçta metanda 4 hidrojen olduğuna ve

son durumda da, iki su molekülünde
4 hidrojen bulunduğunda dikkat edin.

Büyük bir final için işte propan,
bir diğer yanıcı gaz.

Oksijen ekleriz, kibriti çakarız
ve bum.

Daha çok su ve karbondioksit.

Bu kez üç tane karbondioksit olur.

Çünkü propan molekülünde
başlangıçta 3 karbon atomu bulunur

ve gidebileceği başka yer yoktur.

Bu kadarcık atomla modelleyebileceğimiz
daha pek çok tepkime var ve

kütlenin korunumu yasası
her zaman geçerliliğini korur.

Bir kimyasal tepkimeye giren
madde ve enerji ne olursa olsun,

sonuçta orada olur ve hesap tutar.

Peki eğer kütle yaratılamıyor
ve yok edilemiyor ise

tüm bu atomlar ilk olarak nereden çıktı?

Zamanı geriye sarıp bir bakalım.

Uzağa, uzağa, daha uzağa, en uzağa.

Tamam, işte burası.

Büyük Patlama.

Hidrojen, evrenin doğumunu
izleyen üç dakika içinde,

yüksek enerjili parçacık
çorbasından şekillendi.

En sonunda atom öbekleri
birikti ve yıldızları oluşturdu.

Bu yıldızların içindeki nükleer tepkimeler
sayesinde, hidrojen ve helyum gibi

hafif elementler birleşerek,
karbon ve oksijen gibi

ağır elementler oluşturdular.

İlk bakışta, bu tepkimeler yasayı
çiğniyormuş gibi görünebilir.

Çünkü nereden geldiği belli olmayan
inanılmaz miktarda bir enerji açığa çıkar.

Bununla birlikte, Einstein'ın
ünlü eşitliğinden biliyoruz ki,

enerji kütleye eşdeğerdir.

Anlaşılan o ki, başlangıçtaki
atomların toplam kütlesi

sonuçta oluşanların kütlesinden
birazcık daha fazladır.

Aradaki kütle farkı ise
yıldızdan ışık, ısı ve

enerjik parçacıklar olarak çıkan
enerjiye tam olarak denktir.

Nihayetinde, bu yıldız süpernova olmuş

ve elementlerini uzaya saçmıştır.

Uzun lafın kısası, onlar birbirlerini ve
atomları diğer süpernovalardan bulmuş,

Dünya'yı biçimlendirmiş ve

4,6 milyar yıl sonra da bu yalıtılmış sistemde

üzerlerine düşeni yapmak için etrafa bakınmışlardır.

Ama hiçbiri sizi,

şu ineği ya da
bu kayayı oluşturmak için

bir araya gelmiş atomlar
kadar ilginç değil.

İşte bu yüzden Carl Sagan'ın dediği gibi:
Hepimiz yıldızdan yapılmayız.