Einstein'ın Utancı: E=mc2
8 Ekim 2018 Bilim Teknoloji

Einstein'ın Utancı: E=mc2


Twitter'da Paylaş
0

“Çok az sayıda buluş insanlık tarihini değiştirecek nitelikte olmuştur. Atomun sakladığı muazzam gücün keşfi de bunlardan biridir.”

Modern atom kuramı, tüm elementlerin atomlardan oluştuğunu ve herhangi bir elementin tüm atomlarının aynı olduğunu belirtir. Tüm maddelerin temel yapı taşı ve Kozmos’un görünen varlığının nedenidir atom. Kendi bedenimiz dahil etrafımızda gördüğümüz her şey kozmolojik olarak evrimleşmiş hidrojen atomlarından ibarettir.

Albert Einstein, İsviçre’de bir patent bürosunda çalıştığı dönemlerde, atomun güçlü nükleer kuvvetinin muazzam bir enerji açığa çıkarabileceğinin farkına varan ilk kişiydi ama bu konu üzerinde meslektaşları ile yaptığı sohbetler genellikle gülüşmelerle son bulurdu. Yani Einstein’ın E=mc2 biçimindeki basit önermesi pek de kolay kabul görmemişti; çünkü bir avuç kömürdeki enerji ile koca bir ordunun alt edilebileceğini öngören genç fizikçinin elinde henüz bir kanıtı yoktu. Fakat bu enerjinin neden hiç gözlemlenmediği sorusuna verdiği harika bir cevabı vardı: “İnanılmaz zenginlikte bir insan, tek bir kuruş harcamaz ya da birine vermezse, hiç kimse onun ne kadar zengin olduğunu, hatta hiç parası olup olmadığını bile söyleyemez!”

Nükleer füzyonda bir atomun çekirdeği parçalara ayrılır. Parçalar, özgün atomdan toplamda daha küçük bir bileşik kütleye sahiptir ama azalan kütle aslında kaybolmuş değildir. Salınan enerjinin kayıp kütle ile ışık hızının karesinin çarpımına eşit olduğu anlamına gelen E=mc² denklemine göre enerjiye dönüştürülür. Kütlenin yalnızca küçük bir kısmı bile dönüştürülürse, bu inanılmaz miktarda bir enerji açığa çıkarır. Denklemde Einstein'ın ışık hızının karesini kullanmasının nedeni de açığa çıkacak enerji miktarının inanılmaz derecede büyük olma olasılığıdır; fakat Einstein’ın kendi bile o dönem bunu tam olarak öngörememiştir.*

Atom bombasının temeli olan yapay füzyon, serbest bir nötron ağır bir atom çekirdeğine çarptığı zaman başlar. Nötron, çekirdeğe çarptıktan sonra, iki veya üç tane daha küçük atoma ve iki veya üç tane daha serbest nötrona ayrılır. Bu nötronlar sonra bir nükleer zincir tepkimesine sebep olarak diğer atomları bombardıman etmeye başlarlar. Füzyonun oluşması bir saniyenin sadece binde biri kadar kısa bir zamanda olur. Yani bu, eğer serbest bir nötronla başlarsanız, saniyenin sadece yüzde birinde yaklaşık 10.000 nötron ve 10.000 tepkime yaratabileceğiniz anlamına gelir. Bu zincirleme tepki geometrik bir diziyle çoğalır. Buna “kontrolsüz tepkime” denir ve nükleer bombaların temel çalışma ilkesi budur.

Uranyum-235 atom bombasında kullanılmak için biçilmiş kaftan olduğu gibi, nükleer yakıtın da en yaygın kullanılan çeşididir. Uranyumun 92 protonlu ve 143 nötronlu ender rastlanan bir formudur ve uranyumu zenginleştirmek çok zor aynı zamanda karmaşık bir süreçtir. Nükleer santralde kullanılmak için  uranyumun %3’e kadar zenginleştirilmesi yeterlidir ama bir bombada kullanılmak için en az % 90 oranında zenginleştirilmesi gerekmektedir.

Çok az sayıda buluş insanlık tarihini değiştirecek nitelikte olmuştur. Atomun sakladığı muazzam gücün keşfi de bunlardan biridir. Çok küçük miktardaki bir maddenin devasa bir enerji çıkarabildiği gerçeği de bizi Einstein'ın buluşundan utandığı şu zaman dilimine götürmektedir.

1939 yılının sıcak ve bunaltıcı bir Temmuz günü, bir arabanın içinde iki bilim insanı Long Island kırlarında yollarını kaybettiler. O kadar önemli ve sıra dışı bir görev üstlenmişlerdi ki, gidecekleri adresin neresi olduğuna bile dikkat etmemişlerdi.

“Galiba, telefonda yanlış anladık,” dedi biri. “Sanırım, Patchogue demişti.”

“Yoksa, Cutchogue muydu?” diye sordu öteki.

Biraz sonra Patchogue’da bir sokağa saptılar. Gittikçe umutlarını yitirerek çevrede tur atarlarken biri “Belki de kader istemiyor. Geri dönelim mi?” diye teklifte bulundu.

“Bir dakika, biz neden doğrudan doğruya birine Einstein’ın nerede oturduğunu sormuyoruz ki?” dedi öteki.

Kaldırıma yanaşıp yedi yaşlarında bir oğlan çocuğunun yanında durdular ve Profesör Einstein’ı tanıyıp tanımadığını sordular. “Elbette tanıyorum,” dedi çocuk. “Benden sizi onun evine götürmemi mi istiyorsunuz yoksa?”

Böylece işler yoluna girdi ve iki  mülteci Macar fizikçi, Eugene Wigner ve Leo Slizard sonunda İkinci Dünya Savaşı başlamadan iki ay kadar önce bir öğleden sonrası Albert Einstein ile buluşup onu Başkan Roosevelt’e, Nazilerin atom bombası yapma yolunda attıkları olası adımları yakalamak için hemen harekete geçilmesi gerektiğine dikkat çeken bir mektup yazması konusunda ısrar ettiler. Einstein ilk önce kimi hususlarda itiraz etse de sonunda ikna oldu ve şu satırları kaleme aldı.

Sayın Başkan,

Enrico Fermi ve Leo Slizard’ın yaptıkları ve bana taslak halinde iletilen kimi çalışmaları, bende, uranyum elementinin yakın bir gelecekte yeni ve önemli bir enerji kaynağı olabileceği görüşünü uyandırdı. Durumun ortaya çıkan kimi yönleri, öyle görünüyor ki, uyanık ve atak olmayı, gerekirse Yönetimin hemen harekete geçmesini gerektiriyor. Bu nedenle, aşağıdaki olguları ve önerileri dikkatinize sunmanın görevim olduğu düşüncesindeyim.

Amerika’da Fermi ile Slizard’ın çalışmalarıyla olduğu kadar Fransa’da Joliot’nun çalışmalarıyla da, artık anlaşılıyor ki uranyum benzeri elementler kullanılarak zincirleme bir nükleer tepkime elde edebilme olasılığı son birkaç aydır iyice arttı. Dolayısıyla, yakın gelecekte bunun başarılması neredeyse kesin görünmekte. Bu durum bir bomba yapımının yolunu da açabilir. Böylece, daha az kesin olmakla birlikte, son derece güçlü yeni tip bombaların yapılabileceği de düşünülebilir. Gemiyle taşınıp bir limanda patlatılacak bu tip tek bir bomba, rahatlıkla çevresindeki arazinin bir bölümüyle birlikte bir limanı tümüyle yerle bir edebilir. Ne var ki bu bombaların havadan taşınmak için çok ağır olacakları da ortada.

Birleşik Devletlerde, yalnızca, orta kalitede çok fakir uranyum filizleri bulunmakta. Kanada ile eski Çekoslovakya’da bir miktar iyi filiz bulunmakla birlikte, en önemli uranyum kaynağı Belçika Kongosu’nda bulunmakta. Bu durumu göz önünde bulundurarak, Yönetim ile Amerika’da zincirleme tepkime konusunda çalışan bir grup fizikçi arasında sürekli bir bağlantı olmasının arzu edilir olduğunu düşünebilirsiniz. Öğrendiğime göre Almanya devraldığı Çekoslovakya madenlerinden uranyum satışını durdurmuş durumda. Erken harekete geçme kaygısında oldukları belki de Alman Bakanlık Müsteşarının oğlu von Weizsacker’in Berlin Kaiser-Wilhelm Enstitüsüne atanmasından anlaşılabilir. Bilinmelidir ki bu şirket, bazı Amerikan uranyum araştırmalarının kopyalarını çıkarmaktadır.

En derin saygılarımla,

Albert Einstein.

Bu mektup, danışmanı Alexander Sachs tarafından Beyaz Saray’da Başkan Roosevelt’e elden teslim edildi. Roosevelt etkilendi fakat ikna olmadı. Sachs’a, aslında, Deniz Kuvvetlerinin Fermi ve Slizard’dan yardım alma önerisini daha önce geri çevirdiğini hatırlattı. Bir sonraki gün kahvaltıda Sachs, bir zamanlar Napoleon’un, Amerikalı genç mucit Robert Fulton’un, Fransız istilacıları güvenli ve hızlı bir biçimde Manş’tan İngiltere’ye geçirmek için buharlı gemiler yapma fikriyle nasıl alay ettiğini uzun uzun anlatmaya başladı. Danışmanını süzen Başkan Roosevelt bir süre sonra muzip muzip gülmeye başladı. “Nazilerin bizi havaya uçurma olasılığını garantiye mi almak istiyorsun?” diye sordu. Daha sonra bitişik odadan askeri yazmanı General Watson’u çağırttı ve içinde Einstein’ın mektubunun da yer aldığı evrak destesini önüne attı. “Gereği yapılsın!” dedi…**

Bu, Manhattan Projesi adı verilecek iki milyar dolarlık atom bombası yapım projesinin doğumu olmuştu. Doğumundan sadece birkaç yıl sonra Küçük Oğlan Hiroşima’da, Şişman Adam ise Nagasaki’de  yüzbinlerce cana kıydı. Bombaların bıraktığı radyasyonun etkisinin ise bundan çok daha fazla yıkıma yol açacağı açıktı. Oysa Naziler, bilim adamlarının korktuklarının tersine, asla bir atom bombası yapım aşamasına gelmemişlerdi. Savaşın sonucunu etkilemesinin çok uzun bir zaman alacağını düşünen Hitler projeye başlangıçta duyduğu ilgiyi çoktan yitirmişti.

*Einstein'ın Roosevelt’e yazdığı mektuptaki betimlemelerden, uçaktan atılabilecek bir atom bombasının tahrip gücünü öngöremediği görüşüne varılabilir.

** Scientific Anecdotes: Adrian Berry- Prometheus (Anlam bütünlüğü korunarak kısmi çeviri yapılmıştır.)


Twitter'da Paylaş
0

YORUMLAR


İLGİNİZİ ÇEKEBİLİR