bilimkurgu kulubu

Araştırma

Tarih: 8 Kasım 2015 | Yazar: Sinan İpek

0

Başka Dünyaların Renkleri Farklı Olabilir Mi?

Dünya’mızda bitkilerin yeşil, gökyüzünün mavi ve toprağın kırmızı olması bir tesadüf mü yoksa böyle mi olmak zorundaydı? Peki ya başka dünyalardan ne haber? Koca evrende her şeyin aynı renk olması beklenebilir mi? Elimizde yeterince veri olmadığından bu soruların yanıtlanması gerçekten güçtür. Yine de bu konuda söyleyebileceğimiz birkaç şey var…

tumblr_inline_mvxado79RM1rm3s5l

Star Wars gezegenlerinin birçoğu Dünya’ya benziyordu. Örneğin Luke’un Yoda ile karşılaştığı Degobah gezegeni yemyeşildi. Aynı şekilde Jedi’nin Dönüşü’nde Ewokların yaşadığı Endor da yeşil ormanlarla kaplıydı. Aklımıza hemen gelen bir başka örnek Avatar filmindeki Pandora gezegeni… Bütün bu örneklerde masmavi bir göğün altında uzanan yemyeşil ormanlar ve kırmızımsı bir toprakla karşılaşıyoruz.

b627087d12658507904ad2b14c36a442

Öte yandan Star Trek gibi öncü (ya da avangard) diyebileceğimiz bilimkurgularda gezegen doğaları çok ucube olabiliyor.

Stargate gibi orta yolu seçenler de var. Stargate’teki dünyaların pek çoğu bizimkine benziyor; ama böyle olmasının bir nedeni var tabi. Stargate evreninde bazı gezegenlerdeki bitki örtüsü Dünya’nınkine benzer, çünkü kökeni zaten Dünya’dır. Bazıları ise tamamen kendine özgü dünyalar…

Konvansiyonel (alışılagelmiş) bilimkurgu, gezegen doğasını Dünya’ya benzer tasarlayarak izleyicisini maceranın içine çekmek ister. Bu biraz da ticari başarıyı garantilemek içindir. İzleyici kendini Dünya benzeri bir çevrede daha rahat hissettiği için dizi ya da filme kendini kaptırıyor.  Öte yandan Star Trek’te dünyalar çoğunlukla bizim dünyamıza benzemez. Burada amaç izleyiciyi yadırgatmak ve tedirginlik duygusu uyandırmaktır.

Peki, kayaları pembeye, gökyüzünü yeşile, bitkileri mora boyamak bir dünyayı uzaylı yapmaya yeter mi? Bu konuda bilim ne diyor? Rengi, biçimi bizimkinden farklı dünyalar var olabilir mi? Yoksa bütün gezegenler aşağı yukarı birbirine benzemek zorunda mı?

Bu sorulara yanıt vermek için elde yeterli veri olmasa da canlıların yaşamasına elverişli su gezegenlerinin büyük oranda birbirine benzemesi gerektiğini düşünebiliriz.

En kolayı ile başlayalım.

Gökyüzü Neden Mavidir?

Açıklaması en kolayı bu olsa da bazı temel bilgileri anlamadan gökyüzünün mavi oluşunun nedeni tam olarak açıklığa kavuşmayacaktır.

Atmosferin %78’i azot ve %21’i oksijenden, geri kalan %1’i ise karbondioksit, diğer gazlar, toz zerrecikleri, metan ve sudan oluşmakta. Bütün bu gazlar renksiz ve saydamdır, öyleyken nasıl oluyor da göğün rengi mavi olabiliyor?

Çünkü gökyüzünün renginin atmosferi oluşturan gazların rengi ile ilgisi yok. Maviliğin nedeni Rayleigh Saçılımı denen bir olgu. Buna göre kısa dalga boylu ışık atmosferde saçılıma uğrar ve sanki her yönden geliyormuş gibi görünür, uzun dalga boylu ışık ise fazla saçılmaz. Gökyüzüne mavi rengini veren işte bu özelliktir.

Bu durumda bileşimi ne olursa olsun, atmosferi olan gezegenlerde gökyüzünün mavi olmasını bekleriz; ama atmosferin temiz, yani tozdan arındırılmış olması koşuluyla. (Birazdan bunu açıklayacağız.)

Mavinin tonu farklı olabilir; atmosferin içeriğine ve yoğunluğuna bağlı olarak koyu lacivertten cam göbeğine çeşitli tonlarda olabilir. Nitekim Dünyamızda da atmosfer bulunduğumuz rakıma, saate ve içindeki toz miktarına bağlı olarak çeşitli renkler alabiliyor: Kurşuni, çelik mavisi, cam göbeği, açık mavi, koyu mavi, pembe ve bazen de sarımtırak…

1024px-Why_is_the_sky_blue

Resimde opalans denen dumanlı camın renginin mavi iken içinden geçen ışığın turuncu olması da Rayleigh Saçılımı yüzündendir. (Opalant, mavi renk veren hiç bir pigment, yani boya maddesi içermez.) Benzer bir olguyu siz de deneyebilirsiniz. Bir şişe suyun içine biraz süt damlatırsanız, suyun mavimtırak bir renk aldığını göreceksiniz. Ama şişenin içinden bir ışık kaynağına baktığınızda kaynağın turuncumsu renkte göründüğünü de fark edeceksiniz. Bu da Rayleigh Saçılımı’na bir örnektir.

Rayleigh Saçılımı’ndan haberdar olan NASA bilim adamları Mars’tan ilk renkli görüntüler geldiğinde sarı bir gökyüzüyle karşılaşmayı beklemiyorlardı. Bu nedenle ellerindeki fotoğrafın beyaz ayarıyla oynayarak gökyüzünün mavi görünmesini sağladılar. Ama bir süre sonra hatalarını anladılar ve fotoğrafı yeniden düzeltiler. Mars’ın göğü gerçekten de sarı-pembeydi ve bunun nedeni tozdu.

Mavi gök

Soldaki Viking 1 aracının gönderdiği ilk renkli Mars fotoğraflarından biri, sağdaki ise aynı fotoğrafın Photoshop’ta otomatik renk ayarı yapılmış hali. Eğer atmosferinde toz olmasaydı Mars sağdaki fotoğraftaki gibi görünecekti.

Zaman zaman gerçekleşen toz fırtınaları sırasında havanın sarımtrak bir renk aldığını fark etmiş olabilirsiniz. Toz bulutları kısa dalga boylu ışığı geçirmezken uzun dalga boylu ışığa karşı saydamdır. Bu yüzden toz atmosferi sarıya boyar. Mars’ta olan da buydu.

Dünyamızın atmosferindeki toz yere daha yakındır; Güneş’in batarken kırmızılaşmasının nedeni de Rayleigh Saçılımı’yla birlikte bu tozdur.

Eğer Mars’ta toz olmasaydı gezegenin göğü mavi olacaktı. Mars atmosferi Dünya’nınkinden yüz kat daha az yoğun olduğundan, koyu lacivert olmasını bekleyebiliriz. (Tıpkı Dünya’da dağlara çıktıkça göğün daha koyu bir renk alması gibi.)

Mars atmosferinin tozlu olmasının nedeni atmosferinde su bulunmamasıdır. Dünyamızın atmosferindeki su, toz zerrelerini yakalar ve temizler. (Toz zerrelerinin yağmuru tetiklediğini duymuş olabilirsiniz.) Oysa Mars atmosferinde hiç sıvı su bulunmuyor.

O halde atmosferinde su bulunan ya da fazla tozlu olmayan bütün gezegenlerin atmosferinin mavi olmasını bekleyebiliriz.

Blue_hazes_over_backlit_Pluto

NASA’nın Plüton’a gönderdiği Yeni Ufuklar uzay aracı Plüton’dan uzaklaşırken gezegenin son kez fotoğrafını çektiğinde gördüğü şey mavi bir atmosferdi. Bu atmosferin aşırı derecede ince olmasına rağmen Güneş’in ters tarafta bulunması, onu aydınlatmaya yetmişti ve beklendiği gibi mavi bir gökle karşılaştık.

CoeLux adlı bir firma tarafından üretilen yapay aydınlatma sisteminin de tamamen Rayleigh Saçılımı ilkesine göre çalışmaktadır.

CoeLux adlı bir firma tarafından üretilen yapay aydınlatma sistemi de Rayleigh Saçılımı ilkesine göre çalışmaktadır. Buradaki mavi renk herhangi bir boya maddesiyle elde edilmemiş, Rayleigh Saçılımı ile kendiliğinden oluşmuş… Bu aydınlatma sistemi gerçek açık hava aydınlatmasıyla büyük bir benzerlik gösteriyor ve yakın bir gelecekte kapalı mekanlarda yaygın biçimde kullanılacağı sanılıyor.

Toprak Neden Kırmızıdır?

Aslında değildir. Dünyamızda toprağın rengi sarıdan kahveye, siyahtan griye dek değişmekte. Ama bütün bu renklerin en ağır basanı hangisi? Elbette birbirine yakın renkler olan sarı, kırmızı ve kahverengi… Uydu fotoğraflarında bu durum açıkça görülüyor.

Africa_and_Europe_from_a_Million_Miles_Away

Toprağın rengi pek çok faktöre bağlıdır. Mesela kırmızı ve sarı toprak demir oksit (pas) yönünden zengindir. Siyah ya da kahverengi topraksa bol organik madde (protein) içerir. Sulu toprak genelde daha koyu renkli görünür; ayrıca su oksitlenmeyi engelleyeceğinden, su içeren toprak genellikle daha griyken susuz araziler sarı ya da kırmızı renkte olurlar.

Mineral oksitler genelde çok zengin renklere bürünürler. Bakır oksit mavi ya da yeşilken, mangan oksitler genelde siyah, glauconite minerali yeşil, kalsit beyazdır.

Görüldüğü üzere Dünya toprağına ağırlıklı rengini veren demir oksit…

Peki ya diğer gezegenler ve uydulardan ne haber?

En yakın komşumuza baktığımzda, Ay’ın dikkat çekecek derecede renk yoksunu olduğunu görürüz. Ay toprağı hemen hemen tamamen siyahtır. (Beyaz görünmesi bir göz aldanmasından ibaret.) Gerçi Apollo astronotları Ay’da turuncu renk toprağa rastlamış, hatta fotoğrafını çekmişlerdir; ama Ay yüzeyi genelde siyah renkli bazalt kayalarla kaplıdır.

Sadece Ay değil, örneğin Merkür de siyah ve gri bir toprak rengine sahip… Mars’ın zemini kırmızı-sarı ki bu da bol demir oksit varlığına işaret ediyor.

Mars_23_aug_2003_hubble

Ay ve Merkür ile Güneş Sistemi’ndeki pek çok uydu, asteroid ve kuyruklu yıldızın gri renkte olmasının nedeni olarak oksijen eksikliğini gösterebiliriz. Oksijensiz ortamda renkli mineraller oluşamıyor. O halde şöyle diyebiliriz: Yabancı bir dünya oksijen bulunduruyorsa kırmızı ya da sarı, bulundurmuyorsa gri renkte olmasını bekleyebiliriz. Zaten Güneş Sistemi’ne baktığımızda gezegen ya da ayların genellikle kırmızı, sarı ya da gri olduğunu görüyoruz.

Elbette burada sözünü ettiğimiz global ölçekteki yüzey rengi… Daha yakından bakıldığında gezegenlerin yüzey şekil ve renklerinin çok büyük bir çeşitlilik sergilemesi normaldir.

Bitkiler Neden Yeşildir?

Diğerlerine göre yanıtlaması daha güç olan soruya geldik. Bitkiler neden yeşildir?

Aslında şöyle sormalıydık: Kara bitkilerinin çoğunluğu neden yeşildir?

Deniz bitkilerinin kırmızı, sarı, kahverengi hatta siyah olabildiğini biliyoruz. Mevsime bağlı olarak kara bitkileri de sarı ya da turuncu olabiliyor. Bütün bu uyarılara rağmen yine de bitkilerin ağırlıklı olarak yeşil olmasını açıklamamız gerekiyor.

colorful

Deniz yosunları çok farklı renklerde olabiliyor.

Durum sadece Dünyamız için mi böyle yoksa başka gezegenlerde daha fantastik renklere sahip bir bitki örtüsüyle karşılaşabilir miyiz?

Lise bitirenlerin “Bütün bitkiler klorofil içerdiği için yeşildir” dediğini duyar gibi oluyorum. Elbette, bütün bitkiler klorofil içerir ama başka renk pigmentler de içerirler. Her sonbahar çevremizdeki yaprakların turuncu, sarı ve kırmızıya dönmesi de bunu kanıtlıyor zaten.

Öncelikle “pigment nedir?” sorusunu kısaca yanıtlamaya çalışalım.

Pigment, bitkilerin Güneş’ten gelen ışık enerjisini kullanmalarını sağlayan bir moleküldür. Klorofil pigmenti yeşil renkli, karotenler ise turuncu renklidir. Klorofil yeşil ışığı yansıtırken mavi ve kırmızıyı soğuruyor. Yani klorofil içeren bitkiler yedi renkten yeşili reddederken mavi, mor ve kırmızıyı soğururlar.

Demek ki biz bitkileri “reddettikleri” renkte görmekteyiz.

Aslında “bitkiler neden yeşil?” diye sormak yerine, “bitkiler neden siyah değil?” diye sormak daha mantıklı… Madem Doğa Ana Güneş’ten gelen enerjiyi kullanarak hayatı devam ettiriyor, o zaman neden ışığın yüzde yüzünü kullanmayıp, bir kısmını ısraf ediyor?

Gerçekte bitkiler siyah olsalardı enerjiyi daha verimli kullanmış olmazlar mıydı? Her ne kadar bu sorunun yanıtı tam olarak bilinmese de fikir yürütebiliriz.

Hepimizin bildiği gibi siyah renkli cisimler daha fazla ısınırlar. Buna göre, eğer yapraklar siyah olsalardı aşırı ısınacaklardı, bu da onların metabolizmasını olumsuz etkileyecekti; çünkü enzimler sadece belli sıcaklık aralığında çalışabilirler.

Ayrıca bitkiler tamamen siyah olsalardı altta kalan yapraklar ışık alamayacağından uzun boylu ağaçlar var olamayacaktı. Yeryüzündeki bütün bitkiler toprağın ve kayaların yüzeyine yayılmış ince bir katman oluşturacaklardı, toprağı örten siyah bir battaniye gibi… Belki de böyle gezegenler vardır.

Şu kadarını söyleyeyim ki bitkilerin siyah olmayışının nedenini tam olarak bilemiyoruz.

Klorofil Dünya’mıza hakim olmuştur. Peki, bunun nedenini biliyor muyuz? Yanıt, yine “hayır!” Ancak yapılan bazı çalışmalar diğer pigmentlere göre klorofilin enerjiyi daha verimli kullandığına dair ipuçları vermiş… Belki de bütün bitkilerin atası olan klorofil içeren ilkel bakteri diğerlerinden daha başarılıydı. Bu başarı özellikle kara bitkileri için çok önemli olmuş olabilir.

Belki de yeşilin hakimiyeti tamamen tesadüftür.

Bir başka tahmin de ışığın dalga boyu ile ilgili… Buna göre ilkel denizlerde yaşayan bakterilerin bir kısmı yüzeyde, bir kısmı da yüzeyin altında yaşamaktaydı. Yüzeydeki bakteriler daha çok enerji içeren yeşil ve mavi renkleri soğurduğu için diplerde yaşayanlar kendilerine kısmen ulaşabilen sarı, turuncu ve kırmızı gibi uzun dalga boylu ışıkla idare etmek zorunda kaldılar. Zamanla bu duruma adapte oldular ve yeşil ve mavi renkleri reddedip, sarı, turuncu ve kırmızı renkleri soğurmalarını sağlayan klorofili geliştirdiler. Üstelik kendilerine ulaşan ışık enerjisi az olduğu için eldeki ışıktan maksimum verimle faydalanmayı öğrendiler ve yüzeye yakın yaşayan akrabalarından daha başarılı oldular. Bu yetenekleri sayesinde karaya da çıkabildiler.

Bu da bir teoridir tabi. Gerçek nedeni kimsenin bilmediğini not düşelim.

Başka bir hipotez de şu olabilir. Zaman zaman çarpan göktaşları ve yanardağlardan çıkan tozlar yüzünden Dünya’ya uzun süreler boyunca Güneş ışığının ulaşamadığını biliyoruz. Böyle dönemlerde bitkilerin çoğu yok olmuş, tabi bitkilerle beslenen hayvanlar (mesela dinozorlar) da onlarla beraber ölmüştür.

Diyebiliriz ki bu uzun kışlar boyunca var olan azıcık ışıktan en çok yararlanabilen bitkiler hayatta kalmıştır. Bunlar da klorofil içeren bitkiler olabilir pekâlâ…

Her ne kadar daha çok enerji içerse de atmosferik kirlilikten en çok etkilenen kısa dalga boylu ışıktır. (Mavi, mor ve yeşil.) Daha az enerji içeren uzun dalga boylu ışık atmosferik kirlilikten etkilenmez.

Bu durumda herhangi bir volkanik kışta ilkin kısa dalga boyuna bağımlı bitkiler ölecek; uzun dalga boyundan yararlanabilen bitkiler ise yaşayacaktır. Yani bu bir ölüm kalım meselesi olabilir.

Ama bütün bunlar birer hipotezden ibaret… Neden klorofilli bitkilerin karalara egemen olduğunun gerçek yanıtı bilinmemektedir.

Bu durumda başka Dünya’lardaki bitkilerin renginden emin olamıyoruz. Yemyeşil olabilecekleri gibi; mor, turuncu, kırmızı gibi daha fantastik renklerde olmaları da mümkündür.

Yine de hiç belli olmaz. Belki bitkileri yeşil olmaya zorlayan henüz bilmediğimiz bir kural mevcut olabilir.

Jurassic Park’ta söylendiği gibi: “Hayat, mutlaka bir yolunu bulur!

Etiketler: , , , , , , , , , , , , , , , ,


Yazar Hakkında

Yazar, çizer, düşünür, öğrenir ve öğretmeye çalışır. Temel ilgi alanı Bilimkurgu yazarlığıdır. Bunun dışında Matematik, bilim, teknoloji, Astronomi, Fizik, Suluboya Resim, sanat, Edebiyat gibi konulara ilgisi vardır. Ara sıra sentezlediklerini yazı halinde evrene yollar. ODTÜ Matematik Bölümü mezunudur ve aşağıdaki başarılarıyla gurur duyar:TBD Bilimkurgu Öykü yarışmasında iki kez birincilik, 2. Engelliler Öykü yarışmasında birincilik, Ya Sonra Öykü Yarışması'nda finalist, Mimarlık Öyküleri Yarışması'nda finalist, 44. Antalya Altın Portakal Belgesel Film Yarışmasında finalist. Ithaki yayınları Pangea serisinin 5. üyesi "Beyin Kırıcı" adlı bir romanı var. https://www.ilknokta.com/sinan-ipek/beyin-kirici.htm