Gama Işınları Yeryüzü İçin Bir Tehdit Mi?

Dünyamızım çok dışında, uzak uzayda, bizi ilgilendiren çok büyük olaylar yaşanmaktadır. Tüm kâinat, birbirini etkileyen iç içe dengeler üzerine yaratılmıştır ve bu görkemli yapının detaylarını öğrenmek, bunun üzerine düşünmek insanın ufkunu çok genişletmektedir. Uzak uzaydaki atom altı parçacıkların oluşturduğu gama ışınları ve bunların bize olan etkilerini öğrendiğinizde çok şaşıracaksınız…
 

Gama Işını Nedir?

Gama ışını atom altı parçacıkların etkileşiminden kaynaklanan, belirli bir titreşim sayısına sahip bir elektromanyetik ışınımdır (dalga boyu 0,03 nm ile 0,003 nm aralığında). Bu ışınlar bilim insanlarınca, elektromanyetik radyasyonun son derece yüksek enerjili şekli, olarak nitelendirilirler. Bir diğer adıyla “iyonize radyasyon” olarak da bilinirler. Tek bir gama ışını fotonu, taşıdığı enerji açısından bir milyon tane görülebilir ışık fotonundan daha güçlüdür. (1)

Radyoaktif bozunma veya nükleer bozunma olarak da bilinen radyoaktivite, atom çekirdeğinin tanecik veya elektromanyetik ışıma yaparak kendiliğinden parçalandığı bir enerji türüdür. Çekirdek tepkimeleri sırasında açığa çıkan radyoaktiflik, hepimizin bildiği radyasyonu meydana getirir.

Süpernova, enerjisi biten Büyük Yıldızların şiddetle patlaması durumuna verilen addır. Bir süpernovanın parlaklığı Güneş’in parlaklığının yüz milyon katına varabilir. Başlangıçta yapısı, iyonize madde olan plazma şeklindeki bir süpernovanın parlaklığını yitirmesi haftalar ya da aylar sürebilir. Yalnız Süpernova patlamaları değil nötron yıldızları, pulsarlar ve karadelikler tüm evrenin gama ışını kaynaklarıdır. Resimde gama ışınları saçan bir süpernova patlaması canlandırılmış.
 

Gama Işınlarının Özelliği Nedir?

Işık, uzayda ışık hızı ile yayılan bir tür dalgadır. Dalgaların iki önemli özelliği, dalga boyu ve frekanstır. Dalga boyu, dalganın iki tepe noktası arasındaki mesafeye karşılık gelir. Frekans ise birim zamandaki salınımların sayısıdır. Bir dalganın frekansı ile dalga boyunun çarpımı o dalganın uzaydaki yayılma hızını verir. Işık ışınları için bu hız saniyede yaklaşık 300.000 kilometredir. Işığın enerjisi frekansı ile doğru orantılı, dalga boyu ile ters orantılıdır.

Gama Işınları, en yüksek enerjili ışık türüdür. Taşıdıkları enerji o kadar fazladır ki metallerin ve beton engellerin içinden bile geçip gidebilir. Onları bu kadar enerjik olmasının nedeni frekanslarının çok yüksek olmasıdır. Elektromanyetik ışınlar arasında, en yüksek frekansa ve en düşük dalga boyuna sahiptirler. (2)
Gama ışınlarının madde içine nüfuz etme kabiliyetleri çok fazla ise de iyonlaşmaya sebep olma etkileri nispeten azdır. İyonize etme gücünün daha düşük olması, onun kalın cisimlerden kolayca geçmesini sağlar. Birkaç santimetre kalınlığındaki kurşun tuğlalar bile gama ışınlarının sadece bir kısmını durdurulabilir. Gama ışınları, elektrik ve manyetik alanda sapma göstermezler. (3)

Gama Işınlarının Uzaydaki Varlığı

Amerikalı bilim adamları, 1960’li yıllarda, nükleer denemeleri gözlemlemek için uzaya fırlatılan uydularda, gama ışınları dedektörleri kullanmaya başladılar. Elde ettikleri verilerde çok fazla gama ışınına rastladılar ve bunların uzayın derinliklerinden geldiğini tespit ederek, bunlara gama ışını patlaması GIP (İngilizce GRB-gamma rays burst) adını verdiler.
Gama ışını patlamaları, enerji içeriği itibarıyla (1045-1047 joule) şu ana kadar Büyük Patlama’dan sonraki en büyük enerji salma olayı olarak kabul edilmektedir. Kıyaslayacak olursak; Hiroşima’da gerçekleşen nükleer patlama 15×1013 joule’dür. (5)
Gama ışını patlamaları uzun ve kısa olmak üzere 2 çeşittir:
Uzun gama ışını patlamaları birkaç dakika sürer. Patlamanın kaynağı, yıldızın çekirdeğinin çöküp karadelik oluşturduğu süpernovalardır.
Kısa gama ışını patlamaları ise birkaç saniye sürer ve iki nötron yıldızı birleştiğinde oluşurlar. Patlama sonrası oluşan karadeliğin manyetik alanı tıpkı bir lazer gibi yıldız atıklarını ışık hızından daha hızlı şekilde ateşler. Evrenimizde bu olaylar oldukça fazladır ve bu ışınlar gezegenimize genelde günde bir isabet eder. Neyse ki çoğu zararsızdır. (6)
Evrendeki çok uzak gökadalarda meydana gelen bu patlamalarda enerjinin büyük kısmı gama ışınlarıyla yayılır. Bu düzeydeki enerjiler ya çok büyük kütleli yıldızlardan, pulsarlardan ya da bileşeni nötron veya karadelik olan çift yıldızlardan gelmektedir. Çift yıldızların birleşmesiyle ile ortaya çıkan bir karadeliğin oluşması inanılmaz enerji açığa çıkarır ve Dünya’dan bu enerji gama ışını patlaması olarak gözlenir.

Çift yıldız, ortak bir kütle merkezi etrafında dolanım yapan iki yıldızdan oluşan bir yıldız sistemidir.
Karadeliklerin sönmüş yıldızlardan oluştuğu ve bunun çok önemli etkileri olduğu günümüze çok yakın bir tarihte tespit edildi. Buna rağmen, bu önemli bilimsel keşfe Kuran’da işaret edildiğini görüyoruz:
Yıldızlar ‘örtülüp (ışıkları) silindiği’ zaman (Mürselat Suresi, 8)
Karadelikler, sönen yıldızların yerlerinde oluşur. Yani yıldızların sadece kendileri değil, ömürleri bittikten sonra “yerleri” bile uzay bilimi açısından çok önemlidir. Yaklaşık 1400 yıl önce Rabbimiz’in vahyi ile indirilmiş olan Kuran’da yıldızların yerlerine, yani karadeliklere işaret edilmiş olması bir Kuran mucizesidir:
Hayır, yıldızların yer (mevki)lerine yemin ederim. Şüphesiz bu, eğer bilirseniz gerçekten büyük bir yemindir. (Vakı’a Suresi, 75-76)
Ayrıca Kuran’da geçen “delen yıldız” ifadesi de karadelikleri ifade ediyor olabilir. En doğrusunu Allah bilir.
Göğe ve Tarık’a andolsun. Tarık’ın ne olduğunu sana bildiren nedir? Delen yıldızdır. (Tarık Suresi, 1-3)
Tüm bunlar, Kuran’ın Allah’ın sözü olduğunun göstergelerindendir.
 

Gama Işınları Patlamasının Dünyaya Olası Etkileri

Gezegenimizin yakınlarında meydana gelebilecek bir gama ışını patlaması (GIP), Dünya’da kitlesel yok olmaya yol açabilir. Böyle yakın bir gama ışını patlaması kısa süreli bile olsa yaşama ciddi anlamda zarar verebilir. Yakındaki bir patlama ozon tabakasını azaltarak atmosferin kimyasal yapısını bozabilir ve sonunda biyosferde ağır hasara yol açan, asitli nitrojen oksitleri oluşturabilir. (7)
Bilim insanları 8. yüzyılda Samanyolu Galaksisi’nde iki karadelik ya da nötron yıldızının çarpışması sonucu büyük bir GIP yaşandığını düşünmektedirler. Araştırmalara göre 3-12 bin ışık yılı uzakta meydana gelen patlama sonucu Dünya büyük bir radyasyona maruz kalmıştır. Patlama ile açığa çıkan radyasyonun çok büyük bir kısmı atmosfer tarafından emildiği için patlama yeryüzünde gözle görülür bir etkiye yol açmamıştır. (8)
Günümüzde bilim insanları, Dünya’dan bakıldığında gözle görülen en parlak yıldızlardan biri olan Betelgeuse’ün bir supernova olarak, beklenenden daha erken patlayacağından şüphelenmektedir. Bu patlama ile dünyada oluşacak aydınlık Ay’ınkinden daha parlak olacak ve varlığı aylarca devam edecektir.(9) Buna karşın patlamanın yıkıcı etkisi ile ilgili olarak bilim insanı Daniel Brown, “50 ışık yılından yakın olan her şey bir sorun olabilir. Betelgeuse’de böyle bir durum yok” diyor, çünkü Betelgeuse 700 ışık yılı uzakta. (10)

Gama ışını patlamaları bizim için uzak bir mesafe sayılan birkaç ışık yılı uzakta dahi olsa Dünya’nın kendine bakan kısmını kızartabilecek güçtedir. Gezegenimizin en yakın gama ışını kaynaklarından yeterince uzakta yaratılmış olması büyük bir mucizedir.
 

Dünyadaki Gama Işınları

Gama ışınlarının asıl kaynağı uzayda olsa da 1990’lı yıllarda, uzayda bulunan gözlemevleri Dünya’dan gelen gama ışınları tespit ettiler. Daha sonra, bunların şimşek bulutlarından geldiği ortaya çıktı.(11) Bu gama ışınları, yeryüzünden çok yukarda oluşur ve sadece uçaklar buna maruz kalabilir. (Uçakların fırtınalardan uzak durmasının bir nedeni de budur.)
Fırtına bulutlarının içindeki yıldırımlardaki iki olayın gama ışını oluşumunda etkin olduğu yapılan gözlemlerle kesinleşmiştir.(12) Bunlardan birisi oldukça zayıf olan ve bir dakika kadar süren “gamma ışını parıltıları”, diğeri ise çok daha güçlü ve yoğun olan ancak çok kısa süren “topraksal gama ışını parlamaları”dır (TGFs) ki bunlar bildiğimiz yıldırımlardır. Bu iki olay da fırtına bulutlarının içinde hızlanan elektronların getirdiği negatif ve pozitif yüklere bağlı olarak meydana gelmektedir.(13)
Kuran’da yıldırımlara dikkat çeken çok sayıda ayet vardır. Bu ayetlerden bazılarında şöyle buyurulur:
Bu durumda eğer onlar yüz çevirirlerse, artık de ki: “Ben sizi, Ad ve Semud (kavimlerinin) yıldırımına benzer bir yıldırımla uyardım.” (Fussilet Suresi, 13)
Gök gürültüsü O’nu (Allah’ı) hamd ile, melekler de O’na olan korkularından tesbih ederler. O, yıldırımları gönderip bununla dilediğine çarpar; onlar ise Allah hakkında çekişip-tartışırlar. O, gücü (ve cezası) pek çetin olandır. (Ra’d Suresi, 13)

 

Gama Işınlarının Canlılara Etkileri

Gama ışınları taşıdıkları yüksek enerji nedeniyle organizmalarda büyük bozulmalara hatta değişikliklere neden olurlar. Işımanın nereye ne kadar etki ettiğine göre sonuçları değişir.
 

Organ ve Dokuları Harap Ederler

Hasarlı DNA düzgün onarılmadığı takdirde hücre ya bozuk (kötü çalışan) bir metabolizma ile sağ kalacak ya da ölecektir. Vücudun birçok organ veya dokusu, önemli sayıda hücre kaybına rağmen faaliyetlerini normal bir şekilde sürdürebilir. Radyasyonun verdiği hasar sonucu hücre ölmüyor ancak değişikliğe uğruyorsa, bu hücredeki hasar genellikle onarılır. Onarım mükemmel olarak gerçekleşmediği takdirde, değişim yavru hücrelere aktarılacak ve er geç bu organ veya dokularda kanser oluşumuna ya da işlev bozukluklarına yol açacaktır.
Hücre kaybı belli bir sayının üzerine çıktığında ise onarım mümkün olmaz, dolayısıyla organ veya dokular faaliyetini normal şekilde sürdüremez. Sonuç olarak ışına maruz kalan kişilerde gözlenebilir hasarlar yani hastalıklar meydana gelir. Bunlar organ ve dokularda işlev bozuklukları olabileceği gibi kanserleşmeler de olabilir. Bu da ancak bu kadar çok sayıda hücrenin ölümüne sebep olacak büyüklükte bir radyasyon dozuna maruz kalınması sonucu gerçekleşir. Ayrıca maruz kalınan radyasyonun süresi ve sürekliliği de önemli bir etkendir.
Eğer bir kişinin, çocuklarına genetik bilgilerin aktarılmasıyla ilgili hücreleri radyasyondan etkilenirse kalıtımsal bozukluklar meydana gelebilir. Yani gelecek nesillerde hastalıklar ve sakatlıklar görülebilir.(14)
 

Genetik Etkileri: Mutasyonlar

Sadece Gama Işınları değil radyasyon olarak tanımlanan tüm ışımalar genetik materyali (kromozomlar ve DNA) üzerinde kalıcı değişikliklere yol açabilir. Buna mutasyon denir. Mutasyonların oluşturdukları tüm değişiklikler bozulma yönündedir. Mutasyon, somatik hücrelerde (üreme hücreleri ve kök hücreler haricindeki vücut hücreleri) olursa o hücre ölür veya oluşturduğu doku ya da organlarda fonksiyon kaybı görülür. Ancak bu, bir sonraki jenerasyona aktarılmaz.

Etki, üreme hücrelerinde ise; oluşan mutasyon sonraki jenerasyonlara da aktarılır ve onları da bozar. Radyasyona maruz kalan kromozomlarda ya yapısal ve sayısal bozulmalar oluşur, ya da DNA’yı oluşturan kök ve şeker kısmında kırık veya eklenmeler meydana gelir.
Herhangi bir radyasyon dozu mutasyona neden olabilmektedir, etki için belli bir doz eşiği yoktur. Düşük bir radyasyon dozu, kromozomlarda sapma ve hatalara yol açabilir.(15) Ancak doz hızı azaldıkça, mutasyonların hızı da azalmaktadır ve daha düşük dozlarda genetik hasarın daha çok onarıldığı ve daha az mutasyon olduğu belirtilir.
 

Dünyanın Gama Işınlarından Korunması

Dünyanın korunmasında atmosferin rolü çok büyüktür. Atmosfer, hem meteor gibi gözle görülebilir parçacıkları hem de zararlı kimi ışınları engelleyerek, bunların verecekleri zararları en aza indirir. Bu koruma, atmosferin özel bir yapıda yaratılmış olmasından kaynaklanır. Atmosferin farklı katmanlarında farklı ışımalara karşı koruma gerçekleştirilir.
Zararlı ışınların özellikle de gama ışınlarının durdurulmasında atmosferdeki ozon tabakasının rolü çok büyüktür. Ozonosfer (ya da ozon tabakası), Stratosferin üst kısmında bulunan tabakadır. Gökyüzünün mavi renkte görünmesi bu tabaka sayesinde olmaktadır. Ozon tabakası üç oksijen atomunun birleşimi (O3) ile meydana gelir ve yer yüzeyinden 50–85 km yüksekte bulunur. (16)
Kalınlığı 17-25 km arasında değişen ozon tabakası dalga boyu 2400 A’den küçük ışınlarla reaksiyona girer ve bu ışınların tabakanın altına geçmesini engeller. Dalga boyu 2800 A’den küçük morötesi ışınların canlı organizmalar üzerinde tahribat yaptığı bilinmektedir. Stratosferdeki ozon tabakası 2400 A ve daha küçük ışınları soğurur, yani bir filtre gibi davranarak uzaydan gelen zararlı ışınların büyük bir kısmını yeryüzüne ulaştırmaz. Eğer ozon tabakası olmasaydı ya da yapısal farklılık gösterseydi zararlı ışınlar dünyaya ulaşarak canlılığa zarar verir ve hatta yok ederdi. (17)

Atmosferin bu şekilde bizi koruyan bir sistem olarak yaratılmış olması, Allah’ın bize olan sevgisinin göstergelerinden biridir. Ayrıca bu bilimsel gerçekleri öğrenmek, kendi acizliğimizi fark ederek, korunmamız için Allah’a ne kadar muhtaç olduğumuzu anlamamızın da bir yoludur. Allah, sonsuz güç sahibi ve kullarına karşı çok şefkatli olan Rabbimiz’dir. Kuran’da şöyle buyurulur:
Gökyüzünü korunmuş bir tavan kıldık; onlar ise bunun ayetlerinden yüz çeviriyorlar. (Enbiya Suresi, 33)
Aslında ozon tabakası doğrudan insanla temas ettiğinde son derece tehlikelidir. Bir gramın iki yüzde biri miktarda ozon almak bir insan için öldürücü olabilmektedir. Bir saç spreyi kutusuna saf ozon konduğu düşünülecek olursa, bu kutunun tam 14 bin kişiyi öldürebileceği söylenmektedir. Bu kadar tehlikeli olan bir gazın yeryüzünün kilometrelerce yükseğinde tüm canlıları koruyacak özellikte olması, Allah’ın müthiş sanatının bir örneğidir.
Gama ışınları dünyanın manyetik alanını geçse de ozon tabakasınca soğurulurlar. Bu soğurmada ozon gazı konsantrasyonunun belli bir ölçüde (milyonda 2 ila 8 arasında) olması son derece belirleyicidir. Bu nedenle atmosferin üstündeki yoğunluk Dünya yüzeyinden 350 milyon kat daha güçlüdür. Periyodik olarak değişimler görülse de, bu yoğunluktaki belirgin bir azalma yeryüzündeki canlılar için oldukça büyük tehlikeler doğurabilmektedir. (18)
Gama ışınları durdurulmasını sağlayan diğer bir ana unsur ozonu oluşturan oksijen atomları arasındaki bağların kuvvetidir. Çünkü bir gama ışını fotonu ozon tabakası içinde bu bağlarla karşılaştıkça enerjisini kaybetmektedir. (19)
Ozon tabakasının kalınlığı da gama ışınlarını durdurmada belirleyicidir. Ozonun tamamı deniz seviyesinde olacak kadar sıkıştırılmış olsaydı, sadece 3 milimetre kalınlığında olurdu. Böyle bir durumda ozon tabakası zararlı ışınların enerjilerini emmede geç ve yetersiz kalarak koruma özelliğini yitirebilirdi. (20)

Bu gerçekleri düşünmek ve Allah’a olan yakınlığımızı arttırmak her insanın görevidir. Kainattaki bu karmaşık ve iç içe sistemler boşuna yaratılmamıştır. Uzak uzaydaki devasa gökcisimlerindeki patlamaların, vücudumuzdaki küçücük DNA’da hasar oluşturması; yani bu iç içe ve karmaşık yapı, sadece Allah’ın sonsuz gücü üzerinde düşünmemiz ve O’na tam teslim olmamız için yaratılmıştır:
“Gökten yere her işi O evirip düzene koyar…” (Secde Suresi, 5)
Onlar, ayakta iken, otururken, yan yatarken Allah’ı zikrederler ve göklerin ve yerin yaratılışı konusunda düşünürler. (Ve derler ki:) ‘Rabbimiz, sen bunu boşuna yaratmadın. Sen pek yücesin, bizi ateşin azabından koru.’ (Al-i İmran Suresi, 191)

Referanslar:
(1) http://www.yaklasansaat.com/evren/yildiz_ve_yasami/gama_isini1.asp
(2) https://courses.lumenlearning.com/boundless-physics/chapter/the-electromagnetic-spectrum/
(3) https://web.archive.org/web/20050929114021/http://www.taek.gov.tr/bilgi/elkitabi_brosur/radyasyonvebiz/r11.htm
(4) https://www.kozmikanafor.com/gama-isini-patlamalari/
(5) https://en.wikipedia.org/wiki/Gamma_ray
(6) Tsang, David; Read, Jocelyn S.; Hinderer, Tanja; Piro, Anthony L.; Bondarescu, Ruxandra (2012). “Resonant Shattering of Neutron Star Crust”. Physical Review Letters. 108. p. 5
(7) Melott, A.L.; et al. (2004). “Did a gamma-ray burst initiate the late Ordovician mass extinction?”. International Journal of Astrobiology. 3 (1): 55–61.
(8) https://www.bbc.com/news/science-environment-21082617
(9) https://www.space.com/dimming-star-betelgeuse-red-giant-could-explode-supernova.html
(10) https://www.bbc.com/turkce/haberler-dunya-51271458
(11) https://imagine.gsfc.nasa.gov/science/featured_science/gamma_earth.html
(12) https://www.sciencedaily.com/releases/2019/06/190626125004.htm
(13) https://science.nasa.gov/science-news/science-at-nasa/2014/31dec_tgfs
(14) https://www.cancer.org/cancer/cancer-causes/radiation-exposure/x-rays-gamma-rays/other-health-problems.html
(15) https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1203310/
(16) https://www.youtube.com/watch?v=1xggGsVSooU
(17) Protecting the Ozone Layer: The United Nations History, Stephen O. Andersen ve K. Madhava Sarma, Eartscan Pub., ISBN 1 85383 905 1, Londra 2012, s. 5
(18) https://web.archive.org/web/20171121051325/http://www.ozonelayer.noaa.gov/science/basics.htm
(19) http://butane.chem.uiuc.edu/pshapley/GenChem2/A2/1.html
(20) https://www.ch.cam.ac.uk/group/atm