 |
KÜTLE ÇEKİM KUVVETİ, ELEKTRİKSEL YÜK
KUVVETLERİNİN ARDIL BİR
SONUCUDUR.
Han
Erim
1
Ekim 2013
Copyright
©
2013 Han Erim All Rights Reserved.
|
KÜTLE ÇEKİM KUVVETİ, ELEKTRİKSEL YÜK KUVVETLERİNİN ARDIL BİR SONUCUDUR.
Coulomb yasası uyarınca elektrik yükü taşıyan parçacıklar birbirlerine itici veya çekici yönde kuvvet uygularlar. Parçacıklar aynı elektrik yükünü taşıyor ise kuvvet itici, farklı yük taşıyorlarsa kuvvet çekici olmaktadır. Bildiğiniz üzere, elektrik yükünden sorumlu parçacıklar elektron (-) ve protondur (+). Her ne kadar protonun kuarklardan oluşması konuyu derinleştiriyorsa da (proton elektrik yükü +⅔ e olan 2 up quark ve elektrik yükü -⅓ e olan 1 down quark dan oluşmaktadır), (+) elektrik yükünün kaynağı olarak burada protonu temel alacağım. Aksine bir kanıt olmadığı için, yük taşıyan parçacıklar arasındaki mesafe sonsuz uzak olsa dahi Coulomb Yasasının geçerli olduğunu kabul ediyoruz.
Eğer bir atom eşit sayıda elektron ve proton taşıyor ise onu elektriksel yük bakımından nötr kabul ederiz. Ancak bir atomun nötr olması, o atoma ait proton ve elektronların, bir başka nötr atomun proton ve elektronlarına elektriksel kuvvet uygulamadığı anlamına gelmemektedir. Çünkü Coulomb yasasına göre, elektrik yükü taşıyan her parçacık, elektrik yükü taşıyan bütün diğer parçacıklara mutlaka bir kuvvet uygulamalıdır. Coulomb Yasası özetle şu anlama gelmektedir: her elektron veya proton, nerede olursa olsun evrendeki diğer elektron ve protonlarla etkileşim halindedirler ve birbirlerine kuvvet uygularlar. Nötr bir atom içinde yer almaları ve aradaki mesafenin büyüklüğü bu durumu değiştirmez.
Peki ama, bu derece geniş bir etkileşimin özel bir sonucunun olması mümkün değil midir? İşte bunu anlamak amacıyla bir program yazmaya karar verdim. Serbestçe hareket edebilen eşit miktardaki (+) ve (-) yüklü parçacığın Coulomb Yasası gereğince nasıl hareket ettiğini araştırdım. İlginç olan şu ki program çalışmaya başladıktan bir süre sonra parçacıkların bir araya toplandığını gördüm. Parçacıkların tümü dikkate alındığında aralarında sanki bir kütle çekim kuvveti varmış gibi davrandılar. Dolayısıyla elde ettiğim bu sonuç, kütle çekim kuvvetinin elektriksel kuvvetlerin ardıl bir sonucu olabileceğine işaret etmektedir.
Burada programla ilgili bir kaç açıklama yapmam gerektiğini düşünüyorum. Birincisi yazdığım programın mükemmel olmadığını biliyorum. Elektrik yükü, kütle ve Coulomb Sabiti için kullandığım değerler elektron ve protona ait gerçek değerler değildir, çünkü gerçek değerler kullanıldığında bilgisayar hesaplama yapamamaktadır. Normalde hesaplanan değerlerin yuvarlatılmaması gerekmektedir, ancak bilgisayar hesaplama kapasitesinin üzerindeki değerleri yapısı gereği yuvarlamaktadır. Sonuç aşamasına ulaşmak için ise sayısız miktarda işlemin yapılması gerekmektedir. Ancak rakamların yuvarlatılması sonucunda programın her döngüsünde hata biraz daha artmaktadır. Ama tüm olumsuzluklarına rağmen bu basit program neler olabileceği konusunda oldukça yararlı fikirler verebilmektedir. Program ile çalışırken gördüğüm ilginç bir sonuç da şudur; kütle, elektrik yükü ve Coulomb sabiti için seçilen değerlere göre oluşan kuvvet, parçacıkları ya bir araya toplamakta ya da birbirlerinden uzaklaştırmaktadır. Yazdığım programı aşağıda görebilir ve kaynak kodlarına ulaşabilirsiniz.
Belirsizlikler bu kadar çok iken, acaba bu yazıyı yazmalı mıyım diye çok düşündüm. Sonuçta yazmaya karar verdim, çünkü konu üzerinde düşündükçe insan önemli bir detayın farkına varıyor; bir sürü atomu bir araya koyduğumuzu düşünelim. Atomların nötr olmalarından dolayı atomlar arasında bir kuvvetin oluşmayacağını var saydığımızda atomlar yerinden kımıldamamalıdır. Ama bunun imkansız olduğunu kısa bir zaman içinde görüyorsunuz. İki nötr atom arasında bir kuvvetin oluşmaması ancak ve ancak atomlardaki proton ve elektronların birbirlerine göre çok özel yerlerde konumlanmaları halinde mümkün olabilir. Ancak elektronların hareketli olması bu dengeyi bozacaktır (Protonlar içindeki herhangi bir kuarkın hareket etmesi bile bu dengeyi bozar). Ayrıca, iki atom için özel bir durumun gerçekleştiğini düşünsek bile bu atomlar diğer atomlara göre denge durumunda olmayacaktır. Dolayısıyla olayın geneli dikkate alındığında kuvvetin sıfır olduğu bir durum hiç bir şekilde mümkün değildir ve nötr atomlar arasında bir kuvvet etkisi mutlaka vardır. Bu kuvvet ister atomları birbirinden uzaklaştırma yönünde olsun, ister onları bir araya toplama yönünde olsun, kütle çekim kuvvetine zorunlu olarak farklı bir bakış açısını beraberinde getirmektedir:
Nötr atomlar arasındaki elektriksel yük kaynaklı kuvvetler kütle çekim kuvvetinin tamamını mı, yoksa onun belirli bir kısmını mı oluşturmaktadır? sorusu kendiliğinden ortaya gelmektedir.
"Kütle çekim kuvveti, elektrik yük kuvvetlerinin ardıl bir sonucudur." şeklindeki önermeyi burada yapmak zorundayım. Elbette ki bu önermenin doğru olması gerekmiyor. Ama önerme yanlıştır denilecekse, sanırım bunun kanıtlanması gerekir. Nötr atomlar arasında elektriksel yüklerden kaynaklanan ardıl bir kuvvet etkisinin olup olmadığı mutlaka araştırılmalıdır. Yaptığım önermenin, konu üzerinde ciddi araştırmaların yapılmasına başlangıç teşkil etmesini umuyorum. Eğer elektriksel yük kuvvetleri ardıl bir etki olarak kütle çekim kuvvetine yol açıyor ise bunun elimizdeki olanaklarla bir şekilde tespit edilebileceğini düşünüyorum.
Saygılar sunarım.
Han Erim
|