Evrene dair en temel gerçeklerden biri her şeyin atomlardan oluştuğudur. Gezegenler, yıldızlar, bitkiler, hayvanlar ve hatta biz bile. Atom adı verilen bu ‘’küçük yapı taşlarından’’ meydana geliriz.

Hadi bir sorunun peşine düşelim!

Bu atomların kökeni nedir ve neden evrende en çok hidrojen bulunur?

Yanıt bizi milyarlarca yıl önceye, evrenin doğuşuna kadar götürecek büyüleyici bir yolculuğa çıkarıyor.

Atomların Doğuşu

“Atom” kelimesi, Yunanca’ da “bölünemez” anlamına gelir ve bir zamanlar maddenin en küçük ve temel birimi olarak kabul edilirdi. Ancak modern bilim atomların da proton, nötron ve elektron gibi alt parçacıklardan oluştuğunu ve daha da küçük yapılar olan kuarkları barındırdığını ortaya koydu. Atom çekirdeğini meydana getiren protonlar ve nötronlar sabit bir merkezde dururken, elektronlar bu çekirdeğin etrafında dönen bir bulut oluşturur.

Bu temel yapının nasıl oluştuğunu anlamak için, yaklaşık 13,8 milyar yıl önce gerçekleştiği düşünülen Büyük Patlama’ya bakmamız gerekiyor. Evrenin başlangıcı olan Büyük Patlama, sıradan bir patlamadan ziyade, uzayın büyük bir hızla genişlemeye başladığı an olarak tanımlanır.

İlk Atomların Oluşumu

Büyük Patlama’dan hemen sonra, yoğun bir enerji kaosu içinde sıkışan madde, proton ve nötron gibi parçacıklara bölünmüştü. Bu parçacıklar, patlamadan sonraki 3 ile 20 dakika arasında süren bir dönemde birleşmeye başladı. Bu sürece “Büyük Patlama Nükleosentezi” adı verilir. İlk atom çekirdekleri bu dönemde oluştu, ancak koşullar yalnızca hafif elementlerin çekirdeklerinin – yani hidrojen ve helyumun – oluşmasına izin veriyordu. Daha ağır elementler için gereken sıcaklık ve yoğunluk bu aşamada mevcut değildi.

İlk oluşan atom çekirdeği, hidrojenin ağır izotopu olan döteryumdu. Döteryum, bir proton ve bir nötrondan oluşurken, en basit hidrojen çekirdeği yalnızca bir proton içerir. Hemen ardından helyum çekirdekleri ve çok az miktarda lityum ortaya çıktı. Fakat daha ağır elementler için uygun koşullar henüz sağlanamamıştı. Bu elementler, evrenin ilerleyen dönemlerinde yıldızların çekirdeklerinde veya süpernova patlamaları sırasında sentezlendi.

Evrenin Yapısında Hidrojenin Hakimiyeti

Bu olayların sonucunda, “baryonik” madde olarak adlandırılan, ışıkla etkileşime giren ve gözlemlenebilen tüm maddelerin büyük kısmı hidrojen ve helyumdan oluştu. Parçacık sayısı açısından bakıldığında evrendeki baryonik maddenin %90’ından fazlası hidrojen, geri kalanı ise büyük ölçüde helyumdur. Galaksimizde ise hidrojen oranı %74 iken, helyum %24’lük bir yer kaplar. Oksijen gibi daha ağır elementler, bu iki elementten sonra gelir.

Bu dağılım, evrenin ilk dönemlerinde gerçekleşen Büyük Patlama Nükleosentezi süreci ve yıldızların içinde gerçekleşen daha sonraki element sentezleri ile doğrudan bağlantılıdır. Evrenin büyük bir kısmında bolca hidrojen bulunmasının nedeni de, patlama sonrası koşulların yalnızca en hafif elementlerin oluşumuna izin vermesiydi.

Bir sonraki makalemizde görüşmek dileğiyle!