Evrim Ağacı Logo Evrim Ağacı
Evrim Ağacı
Reklamı Kapat
Reklamı Kapat

Doğanın dört temel kuvveti, evrendeki tüm etkileşimlerin kaynağıdır.

Bu yazı, Space isimli kaynaktan birebir çevrilmiştir. Çevirmen tarafından, metin içerisinde (varsa) açıkça belirtilen kısımlar haricinde, herhangi bir ekleme, çıkarma veya değişiklik yapılmamıştır. Bu içerik, diğer tüm içeriklerimiz gibi, İçerik Kullanım İzinleri'ne tabidir.

Fiziksel kuvvetler, caddede yürümekten uzaya roket fırlatmaya ve hatta buzdolabınıza yapıştırdığınız mıknatısa kadar, her yerde işliyor. Her gün deneyimlediğimiz (ve çoğunun farkında olmadığımız) tüm kuvvetler şu dört temel kuvvete indirgenebilir:

  1. Kütleçekim Kuvveti
  2. Zayıf Nükleer Kuvvet
  3. Elektromanyetik Kuvvet
  4. Güçlü Nükleer Kuvvet

Bunlara "doğanın dört temel kuvveti" denir ve evrende gerçekleşen her şey, bu kuvvetler tarafından yönetilir.

Kütleçekim Kuvveti

Kütleçekim kuvveti, kütlesi ya da enerjisi olan herhangi iki şey arasındaki etkileşimdir. Köprüden bırakılan bir taşta, Güneş'in yörüngesinde dönen bir gezegende ya da Ay'ın gelgitlere sebep olmasında da görülür. Bu kuvvet, muhtemelen anlaşılması en kolay olan ve en çok aşina olduğumuz ama aynı zamanda açıklanması da en zor olan kuvvet.

Isaac Newton (güya ağaçtan düşen bir elmadan esinlenerek) kütleçekim fikrini ortaya atan ilk kişiydi. Newton, kütleçekimi iki nesne arasındaki sürekli çekim olarak tanımladı. Asırlar sonra Albert Einstein, genel görelilik teorisinden yola çıkıp; kütleçekimin bir kuvvet değil, nesnelerin uzay-zamanı bükmesinin sonucu olduğunu öne sürdü. Büyük bir nesne, uzay-zamanı; gergin çarşafın üzerine bırakılan büyük bir topun, zemine doğru esneterek daha küçük diğer nesnelerin topa doğru kaymasına sebep olmasıyla aynı şekilde etkiler.

Kütleçekimi; gezegenleri, yıldızları, yıldız sistemlerini ve hatta galaksileri bile bir arada tutmasına rağmen, özellikle moleküler ve atomik ölçeklerde temel kuvvetlerin en zayıf olanıdır. Şu şekilde düşünün: Bir topu veya ayağınızı kaldırmak ne kadar zor? Peki ya zıplamak? Tüm bu eylemler yer çekimini etkisiz kılmak (veya "yenmek") demek! Moleküler düzeyde ise kütleçekimi, diğer temel kuvvetlere kıyasla neredeyse hiçbir etkiye sahip değil.

Kütleçekimi
Kütleçekimi
Science Alert

Zayıf Nükleer Kuvvet

Zayıf nükleer etkileşim ya da zayıf kuvvet olarak da bilinen zayıf nükleer kuvvet, parçacık bozunumundan sorumludur. Bu bir atom altı parçacığın, bir diğerine dönüşmesidir. Örneğin, bir nötronun yakınlarında dolanan bir nötrino; kendisi elektrona dönüşürken nötronu da protona dönüştürür.

Fizikçiler bu etkileşimi, "bozon" adı verilen kuvvet taşıyıcı parçacıkların değişimi yoluyla tanımlar. Zayıf nükleer kuvvet, güçlü nükleer kuvvet ve elektromanyetizmadan sorumlu spesifik bozonlar vardır. Zayıf nükleer kuvvetteki bozonlar, W ve Z bozonları adı verilen yüklü parçacıklardır. Eğer proton, nötron ya da elektron gibi atom altı parçacıklar birbirlerine 10-18 metre ya da bir protonun çapının %0.1'i kadar yaklaştıklarında bu bozonları birbirleriyle değişirler ve sonuç olarak yeni parçacıklara dönüşürler.[1]

Zayıf kuvvet, Güneş'e güç sağlayan ve Dünya'daki çoğu yaşam formu için gerekli enerjinin üretilmesinde rol oynayan nükleer füzyon tepkimelerinde kritik öneme sahiptir. Ayrıca, arkeologların antik kemik, ahşap ve diğer eski eserleri tarihlendirmek için Karbon-14'ü kullanmasının sebebi de budur. Karbon-14, altı proton ve sekiz nötrondan oluşur. Bu nötronlardan biri protona dönüşünce, Azot-14'ü elde etmiş oluruz. Bu bozunmalar; bilim insanlarının bu eserlerin kaç yıllık olduğunu saptamasına olanak sağlayan, öngörülebilir oranlarda gerçekleşir.

Elektromanyetik Kuvvet

Lorentz Kuvveti olarak da bilinen elektromanyetik kuvvet; protonlar ve elektronlar gibi yüklü parçacıklar arasında rol oynar. Zıt yükler birbirini çekerken, aynı yükler birbirini iter. Yükler arttıkça kuvvetin büyüklüğü de artar. Tıpkı kütleçekimi gibi elektromanyetik kuvvet de sonsuz mesafelerden hissedilebilir (tabii ki o mesafelerde çok çok küçük olur).

Evrim Ağacı'ndan Mesaj

Elektromanyetik kuvvet, isminden de anlaşılacağı üzere, şu iki bileşenden oluşur: elektriksel kuvvet ve manyetik kuvvet. Başlangıçta fizikçiler, bunları birbirinden ayrı kuvvetler olarak tanımladı ancak daha sonra aynı kuvvetin iki bileşeni olduklarının farkına vardılar.

Elektrik bileşeni, hareketli ya da sabit yüklü parçacıklar arasında işleyerek yüklerin birbirini etkileyebileceği bir elektrik alan oluşturur. Ancak harekete geçtiklerinde, yüklü parçacıklar ikinci bileşen olan manyetik kuvveti oluşturmaya başlar. Parçacıklar hareket ederken etraflarında bir manyetik alan oluşmasına sebep olurlar. Yani, telefonunuzu veya dizüstü bilgisayarınızı şarja taktığınızda ya da televizyonunuzu açtığınızda kablodan cihazınıza doğru giden elektronlar; kabloyu manyetik hale getirir.

Elektromanyetik kuvvetler; aynı zamanda ışığın parçacık bileşeni olan, foton adı verilen kütlesiz kuvvet taşıyıcı bozonların yüklü parçacıklar arasında değiş tokuşu yoluyla aktarılır. Bununla birlikte, yüklü parçacıklar arasında geçiş yapan kuvvet taşıyıcı fotonlar; fotonların farklı bir tezahürüdür. Teknik olarak gerçek ve tespit edilebilen fotonlarla aynı parçacıklar olmalarına rağmen bunlar sanaldır ve saptanamaz.[2]

Elektromanyetik kuvvet, sık sık karşılaştığımız şu gibi olaylardan sorumludur: sürtünme, esneklik, normal kuvvet, katıları bir arada ve belirli şekillerde tutan kuvvet vb. Hatta kuşların, uçakların ve Süpermen'in uçarken maruz kaldığı hava direncinden bile sorumludur. Bütün bu eylemler yüklü (veya nötrleşmiş) parçacıkların birbirleriyle etkileşiminden meydana gelebilir. Örneğin, bir kitabı masanın üstünde tutan normal kuvvet (yer çekiminin kitabı yere çekmesi yerine); masanın atomlarındaki elektronların, kitabın atomlarındaki elektronları itmesinin bir sonucudur.

Bir elektromanyetizma ürünü olan şimşek
Bir elektromanyetizma ürünü olan şimşek
Wikipedia

Güçlü Nükleer Kuvvet

Güçlü nükleer kuvvet (güçlü kuvvet ya da güçlü nükleer etkileşim) dört temel kuvvet arasında en güçlü olandır. Kütleçekim kuvvetinden 6 bin trilyon kere trilyon kere trilyon (Bu, 6'dan sonra 39 sıfır demek!) kat daha güçlüdür.[1] Bunun sebebi maddeyi oluşturan temel parçacıkları, daha büyük parçacıklar oluşturabilmek için birbirine bağlamasıdır. Güçlü nükleer kuvvet, atomun çekirdeğindeki protonları ve nötronları, ve bunları oluşturan kuarkları bir arada tutar .

Tıpkı zayıf kuvvet gibi, güçlü nükleer kuvvet de atom altı parçacıklar ancak birbirlerine çok yaklaştıklarında etkin hale gelir. Parçacıklar birbirlerine 10-15 metre ya da kabaca bir protonun çapından daha yakın mesafede olmalıdır.[1]

Güçlü nükleer kuvvet biraz tuhaftır; çünkü diğer kuvvetlerin aksine, parçacıklar birbirlerine yaklaştıkça zayıflar. Maksimum güce, parçacıklar birbirlerine en uzak mesafede olduğunda ulaşır.[3] Menzile girdiklerinde; gluon adı verilen kütlesiz, yüklü bozonlar kuarklar arasındaki güçlü kuvveti iletir ve onları yapıştırılmış halde tutar. Güçlü kuvvetin küçük bir kısmı olan "kalıntı" güçlü kuvvet, protonlar ve nötronlar arasında rol oynar. Çekirdekteki protonlar aynı yüklü olduklarından birbirini iter ancak kalıntı güçlü kuvvet bunun üstesinden gelebilir, böylece çekirdekteki parçacıklar bir arada kalır.

Doğadaki dört temel kuvvet
Doğadaki dört temel kuvvet
Awarenergy (Twitter)

Doğayı Birleştirmek...

Dört temel kuvvet hakkında en çok öne çıkan soru; bu kuvvetlerin tek, büyük bir kuvvetin farklı dışavurumları olup olmadığıdır. Eğer öyleyse, birbirleriyle birleşebiliyor olmaları lazım ve bunu gösteren kanıtlar var! Harvard Üniversitesi'nden Sheldon Glashow ve Steven Weinberg, Imperial College London'dan Abdus Salam'la birlikte; "elektrozayıf kuvvet" kavramını oluşturmak için elektromanyetik kuvvet ve zayıf kuvveti birleştirmelerinden ötürü 1979 yılında Nobel Fizik Ödülü'ne layık görüldüler.

Büyük Birleşik Teori adı verilen teori için çalışan fizikçiler; modellerin öngördüğü ancak araştırmacıların henüz gözlemlemediği bir elektronükleer kuvveti tanımlamak için, elektrozayıf kuvvetle güçlü kuvveti birleştirmeyi amaçlıyorlar. Eğer bu da gerçekleşirse yapbozun son parçası olarak da; tüm evrenin işleyişini teorik bir çerçevede açıklamamızı mümkün kılacak bir ''Her Şeyin Teorisi'' ni geliştirmek için, elektronükleer kuvvet ile kütleçekim kuvvetini birleştirmemiz gerekecek.

Bununla beraber, fizikçiler makro evrenle mikro evreni birleştirmenin oldukça zor olduğunu düşünüyorlar; çünkü büyük, astronomik ölçeklerde kütleçekimi ön plana çıkıyor ve en iyi şekilde Einstein'ın genel görelilik teorisiyle açıklanıyor. Moleküler, atomik veya atom altı ölçeklerde ise kuantum mekaniği doğayı en iyi şekilde açıklıyor. Şu ana kadar kimse bu iki dünyayı (makro ve mikro) birleştirmeyi başaramadı.

Kuantum kütleçekimi üzerine çalışan fizikçiler; kuvveti, birleşmeye yardımcı olabilecek şekilde, kuantum dünyası üzerinden tanımlamayı amaçlıyorlar. Bu yaklaşımın temeli; graviton adı verilen, kütleçekimi taşıyan teorik kuvvet taşıyıcı bozonların keşfi olacaktır. Kütleçekimi, fizikçilerin kuvvet taşıyıcı bozonlar olmadan açıklayabildikleri tek temel kuvvettir. Ancak diğer temel kuvvetlerin açıklanmaları bozonları gerektirdiğinden; fizikçiler, araştırmacıların henüz keşfedemediği gravitonların atom altı ölçekte var olması gerektiğini düşünüyorlar.

Hikayeyi daha da karmaşık hale getiren ise, evrenin kabaca %95'ini oluşturan karanlık madde ve karanlık enerjinin görünmez alanı. Karanlık madde ve karanlık enerjinin tek bir parçacıktan mı yoksa kendi kuvvetleri ve taşıyıcı bozonları olan bir parçacıklar takımından mı oluştuğunu bilmiyoruz. Şu anda ilgi çeken birincil taşıyıcı parçacık, görünür ve görünmez evren arasındaki etkileşimlere aracılık edebilecek olan teorik karanlık foton. Eğer karanlık fotonlar gerçekten varsa bu, karanlık maddenin görünmez dünyasına ve beşinci bir temel kuvvetin keşfine açılacak bir kapı olur. Gerçi şu ana kadar karanlık fotonların varlığını destekleyen bir kanıtımız yok ve hatta bazı araştırmalar bu parçacıkların var olmadığına dair güçlü kanıtlar öne sürdü.

Bu İçerik Size Ne Hissettirdi?
  • Tebrikler! 7
  • Bilim Budur! 2
  • Merak Uyandırıcı! 2
  • Muhteşem! 1
  • Mmm... Çok sapyoseksüel! 1
  • İnanılmaz 1
  • Umut Verici! 1
  • Güldürdü 0
  • Üzücü! 0
  • Grrr... *@$# 0
  • İğrenç! 0
  • Korkutucu! 0
Kaynaklar ve İleri Okuma
  1. Çeviri Kaynağı: Space | Arşiv Bağlantısı

Evrim Ağacı'na her ay sadece 1 kahve ısmarlayarak destek olmak ister misiniz?

Şu iki siteden birini kullanarak şimdi destek olabilirsiniz:

kreosus.com/evrimagaci | patreon.com/evrimagaci

Çıktı Bilgisi: Bu sayfa, Evrim Ağacı yazdırma aracı kullanılarak 30/11/2020 08:53:25 tarihinde oluşturulmuştur. Evrim Ağacı'ndaki içeriklerin tamamı, birden fazla editör tarafından, durmaksızın elden geçirilmekte, güncellenmekte ve geliştirilmektedir. Dolayısıyla bu çıktının alındığı tarihten sonra yapılan güncellemeleri görmek ve bu içeriğin en güncel halini okumak için lütfen şu adrese gidiniz: https://evrimagaci.org/s/9552

İçerik Kullanım İzinleri: Evrim Ağacı'ndaki yazılı içerikler orijinallerine hiçbir şekilde dokunulmadığı müddetçe izin alınmaksızın paylaşılabilir, kopyalanabilir, yapıştırılabilir, çoğaltılabilir, basılabilir, dağıtılabilir, yayılabilir, alıntılanabilir. Ancak bu içeriklerin hiçbiri izin alınmaksızın değiştirilemez ve değiştirilmiş halleri Evrim Ağacı'na aitmiş gibi sunulamaz. Benzer şekilde, içeriklerin hiçbiri, söz konusu içeriğin açıkça belirtilmiş yazarlarından ve Evrim Ağacı'ndan başkasına aitmiş gibi sunulamaz. Bu sayfa izin alınmaksızın düzenlenemez, Evrim Ağacı logosu, yazar/editör bilgileri ve içeriğin diğer kısımları izin alınmaksızın değiştirilemez veya kaldırılamaz.

Reklamı Kapat
Güncel
Karma
Agora
Instagram
Hominidae
Uçma
Çin
Memeli
Mantar
Uçuş
Evrimsel Biyoloji
Bilgisayar
Galaksi
Sosyal Mesafelendirme
Epidemik
Antropoloji
Epigenetik
Alkol
Viral
Madde
Dinozorlar
Koronavirüs
Kan
Kimya
Yemek
Nöron
Canlılık
Evrenin Genişlemesi
Ağız
Daha Fazla İçerik Göster
Daha Fazla İçerik Göster
Reklamı Kapat
Türkiye'deki bilimseverlerin buluşma noktasına hoşgeldiniz!

Göster

Şifrenizi mi unuttunuz? Lütfen e-posta adresinizi giriniz. E-posta adresinize şifrenizi sıfırlamak için bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Eğer aktivasyon kodunu almadıysanız lütfen e-posta adresinizi giriniz. Üyeliğinizi aktive etmek için e-posta adresinize bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Close
“Sorgulanamayan cevaplardansa, cevaplanamayan soruları tercih ederim.”
Richard Feynman
Geri Bildirim Gönder
Reklamsız Deneyim

Evrim Ağacı'nın çalışmalarına Kreosus, Patreon veya YouTube üzerinden maddi destekte bulunarak hem Türkiye'de bilim anlatıcılığının gelişmesine katkı sağlayabilirsiniz, hem de site ve uygulamamızı reklamsız olarak deneyimleyebilirsiniz. Reklamsız deneyim, Evrim Ağacı'nda çeşitli kısımlarda gösterilen Google reklamlarını ve destek çağrılarını görmediğiniz, daha temiz bir site deneyimi sunmaktadır.

Kreosus

Kreosus'ta her 10₺'lik destek, 1 aylık reklamsız deneyime karşılık geliyor. Bu sayede, tek seferlik destekçilerimiz de, aylık destekçilerimiz de toplam destekleriyle doğru orantılı bir süre boyunca reklamsız deneyim elde edebiliyorlar.

Kreosus destekçilerimizin reklamsız deneyimi, destek olmaya başladıkları anda devreye girmektedir ve ek bir işleme gerek yoktur.

Patreon

Patreon destekçilerimiz, destek miktarından bağımsız olarak, Evrim Ağacı'na destek oldukları süre boyunca reklamsız deneyime erişmeyi sürdürebiliyorlar.

Patreon destekçilerimizin Patreon ile ilişkili e-posta hesapları, Evrim Ağacı'ndaki üyelik e-postaları ile birebir aynı olmalıdır. Patreon destekçilerimizin reklamsız deneyiminin devreye girmesi 24 saat alabilmektedir.

YouTube

YouTube destekçilerimizin hepsi otomatik olarak reklamsız deneyime şimdilik erişemiyorlar ve şu anda, YouTube üzerinden her destek seviyesine reklamsız deneyim ayrıcalığını sunamamaktayız. YouTube Destek Sistemi üzerinde sunulan farklı seviyelerin açıklamalarını okuyarak, hangi ayrıcalıklara erişebileceğinizi öğrenebilirsiniz.

Eğer seçtiğiniz seviye reklamsız deneyim ayrıcalığı sunuyorsa, destek olduktan sonra YouTube tarafından gösterilecek olan bağlantıdaki formu doldurarak reklamsız deneyime erişebilirsiniz. YouTube destekçilerimizin reklamsız deneyiminin devreye girmesi, formu doldurduktan sonra 24-72 saat alabilmektedir.

Diğer Platformlar

Bu 3 platform haricinde destek olan destekçilerimize ne yazık ki reklamsız deneyim ayrıcalığını sunamamaktayız. Destekleriniz sayesinde sistemlerimizi geliştirmeyi sürdürüyoruz ve umuyoruz bu ayrıcalıkları zamanla genişletebileceğiz.

Giriş yapmayı unutmayın!

Reklamsız deneyim için, maddi desteğiniz ile ilişkilendirilmiş olan Evrim Ağacı hesabınıza üye girişi yapmanız gerekmektedir. Giriş yapmadığınız takdirde reklamları görmeye devam edeceksinizdir.

Destek Ol