Rezonans Nedir Fizik

Konusu 'Konu Anlatımı' forumundadır ve Demir tarafından 25 Ocak 2014 başlatılmıştır.

  1. Rezonans Ne Demek

    Rezonans, iki farklı cismin frekanslarının (titreşimlerinin) birbirine uymasına denir.
    Fizikçiler rezonansı açıklamak için bazı örneklere başvururlar. Bunlardan bir tanesi salıncak örneğidir: Bir çocuk parkına gittiğinizi ve salıncağa binen bir çocuğu salladığınızı düşünün. İlk başta hareket etmeyen salıncak, sizin itişiniz sayesinde hız kazanır ve bir ileri, bir geri hareket etmeye başlar. Siz, salıncağın arkasında durursunuz ve size doğru her yaklaşmasında onu bir kez daha itersiniz. Ancak dikkat ederseniz, salıncağı "uyumlu" bir biçimde itmeniz gerekir. Kol gücünüzü, salıncağın geriye doğru ilerlemesi tam bittiği anda vermeniz gerekir. Eğer salıncağı daha önce itmeye kalkarsanız, bir tür çarpışma olur ve salıncağın dengesi bozulur. Eğer biraz daha geç itmeye kalkarsanız, salıncak sizden zaten uzaklaşmış olduğu için itmenizin bir anlamı kalmaz.
    Hemen herkesin yaşadığı bu olayı fizik diliyle ifade etmek istersek, "frekansların uyumu", yani rezonans kavramını kullanmamız gerekir. Salıncağın bir frekansı vardır; örneğin her 1.7 saniyede bir sizin durduğunuz noktaya gelir. İşte siz de kolunuzu kullanarak her 1.7 saniyede bir salıncağı itersiniz. Eğer salıncağı biraz daha hızlı sallarsanız, bu kez 1.5 saniyede bir, 1.4 saniyede bir gibi başka bir frekansa uyum sağlamanız gerekir. Bu uyumu sağlarsanız, yani rezonansı yakalarsanız, salıncağı dengeli bir şekilde itersiniz. Eğer rezonansı yakalayamazsanız, salıncak sallanmaz.
    Rezonans, iki hareketli cismin uyumunu sağladığı gibi, bazen hareketsiz bir cismin harekete geçmesini de sağlayabilir. Bunun örnekleri müzik aletlerinde yaşanır. "Akustik rezonans" denen bu etki, örneğin aynı sese akord edilmiş olan iki ayrı keman arasında yaşanır. Eğer akordları aynı olan bu iki kemanın birisini çalarsanız, diğerinde de, hiç dokunmadığınız halde, bir titreşim ve dolayısıyla ses oluşur. Her iki keman da aynı titreşime ayarlandığı için, birindeki hareket diğerini de etkilemiştir.
    Salıncak ya da keman örneğinde gördüğümüz bu rezonanslar, basit rezonanslardır. Yakalanmaları kolaydır. Ama fizikteki diğer bazı rezonanslar, bu kadar basit değildirler. Özellikle de atom çekirdekleri arasındaki rezonanslar, çok çok ince dengeler üzerinde kuruludurlar.

    Her atom çekirdeğinin doğal bir enerji seviyesi vardır. Fizikçiler bunları çok uzun araştırmalar sonucunda tespit etmişlerdir. Tespit edilen bu enerji seviyeleri birbirinden çok farklıdır. Ama bazı nadir durumlarda, bir kısım atom çekirdekleri arasında rezonanslar gerçekleştiği tespit edilmiştir. Bu rezonans sayesinde, atom çekirdeklerinin hareketleri birbirine uyum sağlayabilmektedir. Bu ise çekirdekleri etkileyecek olan nükleer reaksiyonlara yardım etmektedir.
    Burada sözü edilen rezonans şöyle gerçekleşir: İki atom çekirdeği birleştiğinde, ortaya çıkan yeni çekirdek, hem kendisini oluşturan iki çekirdeğin kütlesel enerjisinin toplamını, hem de onların kinetik enerjilerinin toplamını üstlenir. Bu yeni çekirdek, atomların doğal enerji merdivenleri içindeki belirli bir enerji seviyesine ulaşmak ister, ama bu ancak kendisine gelen toplam enerji bu enerji seviyesine karşılık geliyorsa mümkün olur. Eğer yeni çekirdeğin enerjisi, bu doğal enerji seviyesine karşılık gelmiyorsa, yeni çekirdek hemen dağılır. Yeni çekirdeğin kararlı olarak oluşabilmesi için, kendisinde toplanan enerji ile, oluşturduğu atomun doğal enerji seviyesinin eşit olması gerekir. Bu eşitlik sağlandığında "rezonans" gerçekleşmiş olur. Ancak bu rezonans, yakalanma ihtimali çok çok düşük olan bir uyumdur.


    Fred Hoyle, kırmızı devlerin içinde gerçekleşen nükleer reaksiyonların olağanüstü dengesini keşfeden kişiydi. Hoyle, bir ateist olmasına rağmen, bu dengenin tesadüfen kurulamayacağını ve “ayarlanmış bir iş” olduğunu kabul etti.

    Kırmızı devlerdeki karbon üretiminin nasıl oluştuğunu anlamak isteyen Edwin Salpeter, helyum ile berilyum çekirdekleri arasında bu tür bir rezonans olduğunu ileri sürdü. Salpeter, bu rezonans sayesinde helyum atomlarının berilyum oluşturma şansının çok yüksek olabileceğini ve kırmızı devlerdeki olayın böyle açıklanabileceğini savundu. Ama bu konuda yapılan hesaplamalar, Salpeter'in iddiasını doğrulamadı. Bu meseleye el atan ikinci önemli kişi ise, ünlü astronom Fred Hoyle oldu. Hoyle, Salpeter'in rezonans iddiasını daha ileri götürdü ve "çifte rezonans" kavramını ortaya attı. Hoyle'a göre, kırmızı devlerin içinde, hem iki helyumun berilyuma dönüşmesini sağlayan bir rezonans, hem de bu kararsız yapıya anında üçüncü bir helyum ekleyen ikinci bir rezonans olmalıydı. Kimse Hoyle'a inanmadı, çünkü tek birinin bile var olması son derece düşük bir ihtimal olan rezonansın iki kez ayrı ayrı gerçekleşmesi imkansız görülüyordu. Hoyle yıllarca bu konuyu araştırdı, hesapladı ve sonunda hiç kimsenin ihtimal vermediği gerçeği ortaya çıkardı: Kırmızı devlerde gerçekten de "çifte rezonans" gerçekleşiyordu. İki helyumun rezonans yaparak birleştiği anda, ortaya çıkan berilyum, 0.000000000000001 saniye içinde bir üçüncü helyumla ayrı bir rezonans yapıp birleşiyor ve karbonu oluşturuyordu.

    George Greenstein, bu "çifte rezonans"ın neden çok olağanüstü bir mekanizma olduğunu şöyle anlatır:

    Bu hikayede birbirinden çok farklı üç yapı (helyum, berilyum ve karbon) ile birbirinden çok farklı iki rezonans vardır. Bu atom çekirdeklerinin neden bu denli uyum içinde çalıştıklarını anlamak çok zordur... Başka nükleer reaksiyonlar buradaki gibi olağanüstü derecede şanslı bir tesadüfler zinciriyle işlemezler... Bu, bir bisiklet, bir araba ve bir kamyon arasında çok derin ve kompleks rezonanslar keşfetmek gibi bir şeydir. Neden bu denli ilgisiz yapılar birbirleriyle uyum sağlasınlar? Bizim ve evrendeki tüm hayat formlarının varlığı, bu olağanüstü işlem sayesinde mümkün olmuştur.

    İlerleyen yıllarda oksijen gibi diğer bazı elementlerin de bu gibi olağanüstü rezonanslarla oluştuğu ortaya çıkmıştır. Bu "olağanüstü işlem"leri ilk kez keşfeden Fred Hoyle ise, Galaxies, Nuclei and Quasars (Galaksiler, Çekirdekler ve Kuasarlar) adlı kitabında bunun birer tesadüf olamayacak kadar planlı bir işlem olduğu sonucuna varmış ve koyu bir materyalist olmasına rağmen, keşfettiği çifte rezonansın "ayarlanmış bir iş" olduğunu kabul etmiştir.


    Hoylebir başka makalesinde ise şöyle yazmıştır:

    Eğer yıldız nükleosentezi (atom çekirdeği birleşimi) yoluyla karbon ya da oksijen üretmek isterseniz, ayarlamanız gereken iki ayrı düzey vardır. Ve yapmanız gereken ayar, tam da şu anda yıldızlarda var olan ayardır... Gerçeklerin akıl süzgecinden geçirilerek yorumlanışı ortaya koymaktadır ki, üstün bir Akıl, fiziğe, kimyaya ve biyolojiye müdahale etmiştir ve doğada varlığından söz etmeye değer bilinçsiz güçler yoktur. Gerçeklerin hesaplanmasıyla ortaya çıkan sayılar o kadar akıl almazdır ki, beni bu sonucu tartışmasız biçimde kabul etmeye götürmektedir.

    Hoyle, diğer bilimadamlarının da bu açık gerçeği görmezlik edemeyeceklerini şöyle vurgulamıştır:

    Kanıtları inceleyen herhangi bir bilimadamının kendisini şu sonucu çıkarmaktan alıkoyabileceğini sanmıyorum: Fizik kanunları, yıldızların içinde gerçekleştirdikleri sonuçlara bakılırsa, bilinçli olarak düzenlenmişlerdir.

    Bilimadamlarının karşılaştıkları açık gerçekler sonucunda vardıkları bu nokta bize Kuran'da 1400 sene öncesinden bildirilmiştir. Allah göklerin yaratılışındaki uyumu bir ayetinde şöyle bildirir:

    "Görmüyor musunuz; Allah, yedi göğü birbirleriyle bir uyum (mutabakat) içinde yaratmıştır?"(Nuh Suresi, 15)