Güneş gizemli bir şekilde bir anda yok olsa ne olur? Görünürde 8 dakika 20 saniye boyunca hiçbir şey olmaz, gökyüzüne bakanlar yine orada parlayan güneşi görürler çünkü yıldızımız o kadar uzaktadır ki, saniyede 299.792 kilometrelik inanılmaz hızına rağmen ondan gelen ışığın, yani fotonun Dünya’ya ulaşması 8 dakika 20 saniye sürer.

Foton en temel parçacıklardan biri; kütlesi yoktur, saf enerjiden oluşur. Ama tüm fotonlar aynı değildir; sahip oldukları enerjiye yani saniyede ne kadar titreştiklerine bağlı olarak farklı özellikler gösterirler. Fotonların taşıdığı frekans 10 Hz (çok düşük frekanslı radyo dalgaları) ile 10²⁹ Hz (aşırı yüksek enerjili gama ışınları) arasında değişebilir. En düşük enerjili radyo dalgalarının saniyede yalnızca 10 kez titreşmesine karşılık yüksek enerjili gama ışınlarının yüz trilyon kere kentilyon kez titreşmesi, aradaki enerji farkının ne kadar büyük olduğu konusunda bir fikir verebilir belki.

İnsan gözü, Güneş'in yaydığı ışınımın en yoğun olduğu ve atmosferden en rahat geçen 400-790 THz (terahertz) frekans aralığındaki fotonları algılayacak biçimde evrimleşmiştir; yani tüm frekans skalasının 10 milyarda birinden bile dar bir aralığı görebiliyoruz yalnızca.

BEYAZ GÜNEŞ

Güneş’i sürekli yanan, böylece çevreye ışık ve sıcaklık yayan dev bir ateş topu gibi düşünürüz genellikle. Rengi de, sarıdan kırmızıya uzanan alev rengidir zaten. Ama gerçekte Güneş sarı ya da turuncu değil, beyazdır.

Güneş ışığı Dünya atmosferine girdiğinde azot ve oksijen moleküllerine çarpar. Bu moleküller, enerjisi daha yüksek olan mavi ve mor ışığı her yöne saçar (gökyüzü bu yüzden mavidir). Mavi ışık tayftan ayrılıp gökyüzüne dağılınca, geriye kalan ve doğrudan gözümüze ulaşan ışık demetinde sarı, turuncu ve kırmızı tonlar baskın hale gelir. Güneşi bu yüzden sarı-turuncu görürüz.

Güneş bir ateş topu da değildir, yanmaz. Güneş yalnızca, çekirdeğinde her saniye yaklaşık 600 milyon ton hidrojenin helyuma dönüştüğü devasa bir kimya fabrikasıdır. Hidrojenin helyuma dönüşümü sırasında açığa çıkan enerji, yani foton, yıldızın çevreye yaydığı ısı ve ışığın kaynağıdır.

Bir fotonun Güneş’ten Dünya’ya ulaşmasının 8 dakikadan biraz fazla sürdüğünü söylemiştik ama bu süre, bir fotonun yaşamındaki kısacık bir dönemi kapsar. Fotonun asıl uzun yolculuğu, ortaya çıktığı andan Güneş’in yüzeyine ulaşıncaya dek geçen sürede geçer.

Yolculuğun başlangıç noktası, Güneş’in en iç bölümü olan çekirdek bölgesidir. Burası, maddenin yalnızca plazma olarak var olabildiği, sıcaklığın 15 milyon °C’ye, basıncın ise Dünya atmosferinin 250 milyar katına ulaştığı bir cehennemdir. Normalde birbirini şiddetle iten protonlar (hidrojen çekirdekleri), bu devasa baskı altında elektromanyetik kuvveti aşarak birleşir (nükleer füzyon) ve helyum atomları oluşturmaya başlar. Bu füzyon süreci küçük bir kütle kaybına yol açar. Kaybolan kütle, E=mc² yasası gereğince enerjiye dönüşür. İşte bu enerji, bir gama ışını fotonu olarak ortaya çıkar. Doğduğunda bu foton, birkaç metrelik çelik levha ya da beton duvardan bile geçebilen inanılmaz yüksek frekanslı bir enerji paketidir.

Eğer bu foton hiçbir engelle karşılaşmadan doğrudan yüzeye çıkabilseydi, Güneş'in dış katmanına yalnızca 2,3 saniyede varabilirdi. Ne var ki yolu o kadar açık değildir; fotonun önünde kosmosun en yoğun engelli parkurlarından biri uzanır.

SARHOŞ YÜRÜYÜŞÜ

Çekirdekten ayrılan fotonumuz, Güneş hacminin büyük bir kısmını oluşturan Işınım Bölgesi’ne (Radiative Zone) katmanına girer. Burası o kadar yoğundur ki, foton bir milimetrenin kesri kadar ilerleyemeden serbest bir elektron veya iyonla çarpışır. Bu çarpışmada foton emilir ve hemen ardından rastgele bir yöne doğru tekrar fırlatılır. Fizikçiler buna “Rastgele Yürüyüş” (Random Walk) ya da daha güzel bir ifadeyle “Sarhoş Yürüyüşü” adını verir. Foton asla düz bir çizgide ilerlemez; sürekli sağa, sola, hatta yeniden çekirdeğe doğru savrulur.

Fotonun önünde, böyle savrulmalarla katetmesi gereken tam 696.000 kilometre uzanmaktadır. Bilimsel modeller, bir fotonun bu yoğun plazma denizinden kurtulmasının 10.000 ile 170.000 yıl arasında sürdüğünü göstermektedir. Bu on binlerce yıllık "tutsaklık" süresince foton her çarpışmada enerjisinin bir kısmını kaybeder. Başlangıçtaki çok yüksek enerjili gama ışınlarının çoğu bu süreçte sırasıyla X-ışınına, ardından morötesine ve en sonunda görünür ışığa ve kızılötesine dönüşür. İyi ki de öyle olur yoksa başlangıçtaki gama ışınlarının doğrudan ulaşması durumunda, Dünya üzerinde canlı bir yaşamın oluşması ve gelişmesi olanaksız olurdu.

[Bir an Güneş’ten kopan fotonların ilk enerjileriyle Dünya’ya ulaştığını varsayalım. Atmosferin iyonize bir çorbaya dönüşmesi ve yeryüzündeki her canlının ölmesi yalnızca dakikalar sürerdi. İnsanı ele alalım; yüksek enerjili gama ışınları insan bedeninin bir ucundan girip diğer ucundan çıkar. Ama geçtiği her hücrede, denk geldiği DNA sarmalını parçalar ya da yolu üstündeki atomlardan elektron koparır. Geride iyonize olmuş atomlar bırakır ve bu da hücre içinde öngörülemeyen kimyasal tepkimeler başlatır.]

Tekrar yolculuğumuza dönelim; Güneş'in dış yüzeyine yaklaşık 200.000 kilometre kala yoğunluk ve sıcaklık düşer. Artık enerji aktarımı çarpışmalarla değil, konveksiyon akımlarıyla gerçekleşir. Bu katman bir tencerede kaynayan su gibidir. Sıcak plazma, devasa sütunlar şeklinde yükselir, enerjisinin bir kısmını yüzeyde salarak soğur ve yeniden aşağıya çöker.

Sonunda foton bir plazma akıntısına tutunarak yüzeye çıkmayı başarır. Bu aşama, çekirdeğe oranla göz açıp kapayıncaya kadar geçmiştir; yalnızca birkaç hafta sürer. Yüzeye yaklaştıkça basınç da hızla düşer ve foton önünde maddeyle etkileşime girmeden ilerleyebileceği daha büyük boşluklar bulur.

Fotonumuz Güneş'in "yüzeyi" olarak kabul edilen Fotosfer katmanına ulaştığında sıcaklık da yaklaşık 5.500 °C’ye düşmüştür. Burada madde yoğunluğu o kadar seyrekleşmiştir ki, foton Güneş’i çevreleyen milyonlarca derece sıcaklıktaki korona katmanını rahatça katederek uzayın mutlak karanlığına son hızla atılır. Artık vakumdadır; evrensel hız sınırı olan 299.792 km/sn hızda ilerlemektedir.

Dünya’ya doğru yönelen fotonumuzun önünde 150 milyon kilometrelik bir yol vardır ama bu yolculuk, Güneş'in içinde geçirdiği kaotik on bin yıllarla karşılaştırıldığında son derece hızlı ve huzurludur. Fotonumuz 8 dakika 20 saniye sonra Dünya'nın yörüngesine ulaşır.

SON ENGEL: MANYETİK KALKAN VE ATMOSFER

Işık atmosfere girmeden önce görünmez bir duvarı da aşar: gezegenin manyetik alanı. Güneş'in korona tabakasından fırlayıp gelen yüksek enerjili yüklü parçacıklar, bu manyetik zırh tarafından göğüslenir ve kutuplara doğru süpürülür, tıpkı bir nehrin kayalara çarpıp yön değiştirmesi gibi.

Ama fotonlar yüksüzdür; elektrik yükleri olmadığı için bu devasa manyetik engeli etkilenmeden geçerler. Asıl geçmeleri gereken yer önlerindedir, Atmosfer; asıl eleme orada başlar.

Her fotonun yolculuğu kendine özgü olduğu için, yaşı da enerjisi de farklıdır. Güneş'in içindeki o kaotik danstan daha az çarpışmayla ve daha çabuk kurtulanların enerjileri yüksek, çıkması uzun sürenlerin ise daha düşüktür. Atmosfer, bu enerji farkına göre her yolcuya farklı davranır.

Kızılötesi fotonlar, yolun yarısında su buharı ve karbondioksit molekülleri tarafından yakalanarak atmosferi ısıtır. Daha yüksek enerjili olan ve yere ulaşması durumunda canlılığı tehdit edebilecek morötesi (UV) fotonlar, neredeyse bütünüyle ozon tabakasında soğurulur. En şanslıları olan görünür ışıksa %90-95 oranında hiçbir moleküle takılmadan, atmosferden süzülüp yeryüzüne ulaşmayı başarır.

Yolculuğun sonu, aslında yeni bir başlangıçtır. Foton, bir yaprağın içindeki klorofil molekülüne çarptığında enerjisini bir elektrona aktarır. Bu elektron, karbondioksit ve suyu glikoza dönüştüren bir dizi kimyasal tepkimeyi başlatır. Yani yediğimiz meyvedeki enerji, aslında on binlerce yıl önce Güneş’in çekirdeğinde doğan fotonların paketlenmiş halidir.

Bu organizmalar -karasal bitkiler ya da denizlerdeki planktonlar- öldü, çökeltiler altında kaldı ve yüz milyonlarca yıl boyunca ısı ve basıncın etkisiyle yavaş yavaş kömüre, petrole ve doğalgaza dönüştü. İşte bugün arabamızda yaktığımız benzin ya da evlerimizi ısıtan doğalgaz da, milyonlarca yıl önce hapsedilmiş o fotonların enerjisini kullanır.

Yazıyı gün ışığında okuyorsanız bu cümlede ekrandan yansıyarak gözümüze ulaşan foton, henüz 8 dakika 20 saniye önce 150 milyon km ötede, Güneş yüzeyindeydi. Belki 170 bin yıl önce, Homo Sapiens daha Afrika savanalarında gezerken doğmuştu. Belki de 10 bin yaşındaydı; insanlar tarım yapmayı öğrenmek, ilk köyleri inşa etmekle meşguldü; ne tekerlek icat edilmişti henüz, ne de yazı. Ve şimdi, çok uzun ve yorucu bir yolculuğun sonunda, gözbebeğinde yalnızca birkaç milisaniye titreyip söndü. Siz bu cümleyi bitirdiğinizde, Güneş’in bir parçası artık yalnızca sizin hafızanızda yaşıyor.