Moleküllerdeki Muhteşem Düzen: Kristaller

İnsanların akıllarına "kristal" dendiğinde çoğunlukla "kristal bir vazo", belki biraz daha bilimsel olarak "kar kristalleri" gelir. Ancak, kristalin gerçekte ne olduğu, moleküler seviyede kusursuz ve muhteşem bir sanat eseri olduğu pek bilinmez.

Kristaldeki benzersiz geometri, onu ilk keşfeden bilim adamlarında hayranlık uyandırmış, bu mükemmelliğin sırrı pek çok uzmanın uzun uğraşları sonucunda çok yakın bir zamanda anlaşılmıştır. Allah'ın sergilediği bu benzersiz geometri sanatının ne olduğunu anlayabilmek için önce moleküllerin girdiği üç farklı hali incelemek yerinde olacaktır.

Molekülün Nitelik Değiştirdiği 3 Farklı Hal

Pek çoğumuz "maddenin üç hali"ni biliriz. Buna verilen en bilinen örnek "su"dur. Su normal halinde iken sıvı, dondurulunca buz yani katı, ısıtılınca da buhar yani gaz haline geçer. İşte bir maddenin molekül yapısını kaybetmeden kazandığı bu durum değişikliği maddenin üç farklı halidir. Ancak her madde bu üç farklı hale girmez. Örneğin barutu ısıtırsanız onun gaz haline ulaşamazsınız. Barut ısıtılınca patlar ve tamamen farklı bir molekül olur. Cam ise soğutulduğunda bir katı olmaz, sadece sertleşir. Bir cam bardak aslında sanıldığının aksine sıvıdır.53 Onu katı zannetmemizin sebebi oldukça sert oluşudur. Çok eski dönemlerden kalmış olan cam bardak ve vazoların alt kısımlarında kalın bir cam katmanının oluşma nedeni camın gözle görülmeyen bir miktarda sürekli olarak aşağıya doğru akıyor olmasıdır.

"Kristal" adını verdiğimiz şey, maddelerin katı haldeyken sahip oldukları geometrik molekül yapısıdır. Bunu daha iyi anlayabilmek için şu örneği düşünmeliyiz. Su; gaz, sıvı ve katı halinde de aynı moleküler özelliklere sahiptir ve H2O formülü ile tanımlanır. Sıvı haldeyken suyu oluşturan moleküller birbirlerinin üzerinden kayar, gaz halindeyken moleküller birbirlerinden bağımsız olarak geniş bir alana yayılırlar. Ancak su katı haldeyken, suyu oluşturan moleküller son derece simetrik ve kusursuz bir düzen dahilinde peşpeşe dizilir ve "kristalleşirler". Böylelikle buz oluşur. Maddenin, katılaştığı anda benzersiz bir şekil ve geometrik düzen elde etmesi o maddenin "kristalleşmesidir". Bir madde soğuduğunda eğer bu simetrik düzeni elde edemiyorsa o zaman o madde katı değildir. Camın "katı" olarak kabul edilmemesinin nedeni de budur. Camı oluşturan moleküller soğutulduğunda kristal bir yapı kazanmazlar. Yani moleküllerdeki ve atomlardaki dizilim düzenli değildir. Böyle bir düzenliliği sağlayamayan bir madde kristalleşemez, dolayısıyla da katı hale hiçbir zaman ulaşamaz.

Kristaldeki Kusursuz Tasarım

Atomlar, bir molekülü oluşturabilmek için çeşitli şekillerde birleşirler. Ortaya çıkardıkları şekil üç boyutlu bir şekildir ve bu şekil ortaya çıkan molekül için son derece önemlidir. Daha önce de belirtildiği gibi, molekülün işlev görebilmesi, örneğin birbirlerine bağlanmış olan sodyum ve klorür atomlarının bir tuz molekülü sayılabilmeleri ancak bu üç boyutlu şeklin sağlanması ile mümkün olabilir. Molekül aynı atomlara sahip olsa, ama atomları farklı şekilde bağlansa, bu artık tuz değil bir başka molekül olacaktır. Bir maddeyi oluşturan moleküller ve atomlar en düzenli şekillerini katı hallerindeyken elde ederler. Meydana getirdikleri şekiller üç boyutlu geometrik şekillerdir ve meydana gelen prizmalarda açıların belirli oranları vardır. Bu oranlar molekülü oluşturan parçaların hiçbirinde hiçbir zaman bir değişikliğe uğramaz. Bu düzen öyle mükemmeldir ki, tek bir atom bile sıralamayı bozmaz, atomların birbiriyle birleştikleri açılar arasında 1 derecelik bile bir sapma olmaz. 60 derecelik açılarla birleşmiş olan atomlar hiçbir zaman 61 derece ile birleşmezler. Siz bu katıyı ısıtsanız, sıvı haline getirseniz, sonra buharlaştırsanız ardından tekrar onu soğutsanız, söz konusu madde yine "aynı" mükemmel şeklini alacak, atomlar adeta nerelere yerleşmeleri gerektiğini bilircesine birbirlerine aynı şekilde bağlanacak ve aralarında yine aynı hassas açılar meydana gelecektir. Yeniden biraraya geldiklerinde yine 1 derecelik bir hata bile meydana gelmeyecek, atomlar biraraya gelerek, eğer daha önce altıgen prizma meydana getirmişlerse, mutlaka yine altıgen prizma oluşturacaklardır.

Bu mükemmel düzenin madde içinde ne kadarlık bir alanda meydana geldiğini anlamak kusursuzluğun çapını fark edebilmek açısından son derece önemlidir. Bir atomun çapı 3 cm.'in yaklaşık yüz milyonda biri kadardır. 3 cm. kristalin içinde ise 100 milyon kere 100 milyon kere 100 milyon atom vardır. (100.000.000 X 100.000.000 X 100.000.000). Eğer 3 cm.'nin milyonda biri kadarlık bir alanda düzenli bir ilerleme görülüyorsa bu maddeye kristal denilebilir. Dolayısıyla her kristal düzenli bir sıralamaya sahip olan bir milyon atoma sahiptir.54 Fakat sizler bu büyüklüğü hala mikroskop altında göremezsiniz. Dolayısıyla katı bir maddeyi örneğin bir metali ne kadar çok parçaya ayırırsanız ayırın yine elinizde kristaller vardır. Çünkü geriye kalan parçalarda yine atomlar aynı düzenlerini korumaktadırlar. Eğer siz bu metal parçalarını toz haline getirirseniz, elinizde yine kristaller kalır. Ancak bu tozları veya metalin tamamını eritirseniz, kristal yapıyı büyük ölçüde kaybedersiniz.




1. Üç açıdan hiçbiri 90o değil
2. Tüm eksenler eşit
3. Eksenler eşit değil


4. 90o lik Açı
5. 120olik Açı
6. iki Eksen Eşit



Madde, katı halindeyken üç boyutlu geometrik şekiller elde edilir. Meydana gelen bu kristal yapılarda prizma açılarının belli oranları vardır. Bu öylesine düzenli ve kusursuz bir geometrik yapıdır ki, bu mükemmel prizmaların açılarında 1 derecelik bile bir sapma olması mümkün değildir.




Kristallerin düz yüzeyine "yüz" adı verilir. İki yüzün birleştiği yer ise "kenar" olarak adlandırılır. İki kenarın birleştiği yer ise "köşe"dir. Bir yüzü çevreleyen kenarlar genellikle üçgen, kare gibi basit düzlemsel şekiller oluştururlar. Bütün kristali meydana getiren yüzler birleştiğinde ise küp, dörtgen ya da altıgen prizmalar meydana gelir. Bazen bu yapı çok daha kompleks olur. Ancak yapının kompleksliği arttıkça ortaya çıkardığı simetri çok daha mükemmelleşir. Yüzler, her köşede mükemmel bir açı ile birbirlerine bağlanmıştır ve bu açılar hiçbir aşamada bir değişiklik veya bir bozukluk göstermemektedir. Prizmalar birbirini takip eder ve bu düzgün geometrik şekiller arasında milimetrenin binde biri kadarlık bile bir şaşma meydana gelmez.

Kristalin yapısının bozulması ise maddenin tümüyle farklı bir şekil alması veya dağılıp gitmesi anlamına gelir. Bu da doğadaki tüm düzeni bozacak, tanıyıp bildiğimiz pek çok maddeyi ortadan kaldıracaktır. Kısacası, bu düzende kusursuzluğun hakim olması zorunludur ve bu kusursuzluğun ve düzenin her an koruma ve gözetim altında olması gerekmektedir. Elbette bu da yaratılan herşeyin her an Allah'ın koruması altında olduğunu gözler önüne seren bir başka önemli gerçek ve mucizedir.







Molekülleri meydana getiren kristal yapı, mükemmel bir geometrik dizayna sahiptir. Bu dizayn öylesine kusursuzdur ki, en küçük bir hatanın oluşması bile mümkün değildir. Çünkü oluşacak herhangi bir hata, molekülün meydana getirdiği maddeyi ya ortadan kaldıracak ya da başka bir maddeye dönüştürecektir.





Birbirlerinden farklı moleküller aynı ortamda olsalar da, sahip oldukları özel kristal yapıları nedeni ile birbirlerine karışmaz ve özelliklerini yitirmezler. Örneğin aynı sıcak suyun içine attığınız tuz ve şeker kristalleri kısa bir süre içinde erir ve sıvı hale geçerler. Ama siz bu suyu buharlaştırdığınızda suyun içinde erimiş olan tuz ve şeker ayrı ayrı kristalleşecek ve aynı eski yapılarına kavuşacaklardır.55 Hiçbir zaman tuzda bulunan atomlar farklı açılarla birbirlerine bağlanmayacak, moleküllerin sıralamaları değişmeyecektir. Zaten bu sıralamada bir değişimin olması durumunda tuz başka bir molekül haline gelecektir.

Bütün bu uyum ve düzen neden bu kadar önemlidir? Bizim görmediğimiz, çoğumuzun farkında bile olmadığı bu alemde moleküllerin en hatasız açı değerlerini koruyarak mükemmel bir geometrik düzen ile birleşmeleri neden bu kadar gereklidir? Neden kendilerine has özel şekillere sahiptirler? Neden bu şekilleri asla kaybetmezler? Bu özelliklere sahip olmasalardı gerçekten yeryüzünde başıboş atomlara ve şekilsiz moleküllere mi sahip olurduk?

Eğer Allah dileseydi elbette etrafımızda gördüğümüz çeşitliliğin oluşması için herhangi bir şekle veya geometrik bir uyuma gerek olmazdı. Eğer Allah dileseydi maddenin var olması için ne atomlara ne moleküllere ihtiyaç olmazdı. Allah'ın bu mikro alemi kusursuz bir komplekslikle yaratması çok önemli bir hikmet üzerinedir. Allah, var olan herşeyin en küçük zerresine kadar Kendi üstün sanatının eseri olduğunu göstermektedir. Bu o kadar önemli bir gerçektir ki, Allah'ın varlığını inkar etmek için bir çaba içinde olanlar bile bu mükemmellik karşısında bir açıklama getirememekte, çaresizliğe düşmekte ve karşılarındaki yaratılışa hayranlık duymaktan kendilerini alamamaktadırlar. En küçük bir zerrede bile üstün bir sanatın var olması, insanların tümüne Allah'ın dışında hiçbir gücün olamayacağını açıkça kanıtlamaktadır. Allah ayetinde şöyle belirtir:

Şu halde hamd, göklerin Rabbi, yerin Rabbi ve alemlerin Rabbi    Allah'ındır. Göklerde ve yerde büyüklük O'nundur. O, üstün ve güçlüdür, hüküm ve hikmet sahibidir. (Casiye Suresi, 36-37)

Kristalin Kusursuz Yapısına Birkaç Örnek

Kayaları oluşturan mineraller en çok bilinen kristal örneklerini teşkil ederler. Kuvarz, cevher ve yarı değerli kristal gibi madenlerin tüm katı kabukları da mükemmel birer kristaldir. Kayaların kristal olmaları şu gerçeği ortaya çıkarır: Yeryüzünün bütün katı kabuğu kusursuz düzendeki atomların oluşturduğu bir kristal yüzeydir.56 Eğer sizin, bu mükemmel görüntüyü çıplak gözle görme imkanınız olsaydı, kuşkusuz karşınızdaki manzara karşısında hayranlık duyardınız. Çünkü bastığınız her yerin, düzgün geometrik şekillerle birbirine bağlanan ve kesintisiz olarak ilerleyen bir düzlem olduğunu görür, bu manzaranın etrafınızda görebileceğiniz herşeyden daha düzgün olduğunu anlardınız. En küçük zerresinde bile üstün bir simetri ve estetiğin hakim olduğu bu kusursuz yapının ayaklarınızın altına serilmiş olduğunu fark ederdiniz. Bunun heybetini ve aynı zamanda da güzelliğini, yaşadığınız her an hissederdiniz. Aslında sizler yerkabuğu üzerinde yürüdüğünüz her an bu mükemmel dizayn ile karşı karşıyasınız. Sizi yanıltan sadece bu üstün sanatı çıplak gözle göremiyor oluşunuz.





Birbirlerine gevşek bağlarla bağlı olan kar kristalleri, su moleküllerinin yapısının farklılaşmasından dolayı birbirlerinden farklı şekillerde oluşurlar. Bu nedenle yeryüzüne birbirinin aynısı olan bir çift kar tanesinin düşme ihtimali oldukça zordur.



Çok yakından tanıdığımız bir başka kristal örneği de kar kristalleridir. Birbirleriyle gevşek bir şekilde bağlanarak kar tanesini meydana getiren kristaller birbirlerinden o kadar farklı şekillerde oluşurlar ki, hiçbir kar tanesi bir diğerine benzemez. Karlı bir günde sadece bir büyüteçle bile kar tanelerinin birbirlerinden tamamen farklı şekillere sahip olduğunu açıkça görebilirsiniz. Yeryüzüne birbirinin aynısı olan bir çift kar tanesinin düşme ihtimali oldukça zordur. Şimdi sadece bulunduğunuz yere yılda ne kadar kar tanesinin düştüğünü bir düşünün. Bol kar yağan dağları ve her zaman sıfırın altındaki sıcaklığı ile kutupları bir düşünün. Bütün bunları bir kenara bırakıp bir genelleme yapın ve her yıl dünyaya düşen kar miktarını bir düşünün. Şaşırtıcı olan şudur: Elinizde bir imkanınız olsa ve bütün bu yağan tanelerini biraraya getirip inceleyebilseniz hepsinin birbirlerinden tamamen farklı olduklarını görürsünüz. Bunun nedeni, kar tanelerini meydana getiren su moleküllerinin moleküler özelliği ve kar kristallerinin buna bağlı olarak farklı geometrik yapılarda oluşmalarıdır.

Tüm su moleküllerinin yapısı temelde aynı olmasına rağmen bu moleküller bazen birbirinden farklılaşabilirler. Oluşan her 5000 su molekülünden birinde hidrojen atomu yerine bir doteryum atomu bulunabilir. Ve her 500 molekülün birinde 16 kütle numaralı oksijen yerine 18 kütle numaralı oksijen bulunabilmektedir. Bu farklılık, biraraya gelerek kristalleşen buzlar arasında bir kombinasyonun meydana gelmesine neden olur. Çünkü tek bir kar tanesinde 1018 su molekülü bulunmaktadır. Su moleküllerinin yukarıda anlattığımız farklılaşmaları nedeni ile tek bir kar tanesini meydana getiren moleküllerin 1015 tanesi diğerlerinden farklı olacaktır. Bu hesaba göre, iki kar tanesinin tamamen aynı düzenlemeye ve şekle sahip olması 1024'de bir ihtimaldir. Ve böyle bir ihtimalin, evrenin başlangıcından bu yana gerçekleşmiş olma olasılığı sıfırdır.57

Asıl dikkat çekici olan meydana gelen bu sonsuz çeşitlilikteki tüm kar tanelerinin mükemmel ve kusursuz bir simetriye sahip oluşlarıdır.

Bir kar tanesi küçük bir toz tanesi etrafında oluşmaya başlar. Bu sadece birkaç mikron büyüklüğündedir. Meydana gelen bu mikroskobik şekil altıgendir ve bu yapı buzun kendi yapısından yani suyun moleküler özelliklerinden kaynaklanır. Oluşan bu kristal gitgide büyür ve köşelerinden itibaren küçük kollar oluşmaya başlar. Hava soğudukça bu kolların büyümesi biraz daha hızlanır. Hava değişimlerine maruz kaldıkça, oluşan bu yapı üzerinde kılcal uzantılar gelişir. Kar çevreye savruldukça ve değişik koşullara maruz kaldıkça bu yapılanma devam eder ve her koşula uygun farklı bir özellik kazanmaya başlar. Tek bir kar tanesindeki her kol aynı gelişmeyi yaşadığından bütün kollar birbirine benzer ve son derece kompleks bir yapı meydana gelir. Meydana gelen altıgenle bağlantılı olarak altının katlarına bağlı bir simetri oluşur ve kristal üç boyutlu yapısını kazanmış olur.58

Genel hatları ile anlattığımız bu fiziksel olaylar ve bunlara sebep olan fizik kuralları aslında son derece komplekstir. Dolayısıyla, kar taneleri birbirlerinden farklı yapılar kazanmış oldukları gibi aynı zamanda kusursuz bir simetri de elde ederler. Bu gerçekten de çok ilginçtir, çünkü burada meydana gelen şekil, adeta bilgisayarlı ölçümlerle tespit edilmiş, ince ince hesaplanmış bir simetriyi ortaya koymaktadır. Bahsettiğimiz sadece bir kar tanesidir. Bir kar tanesinin simetrik olduğunun veya son derece güzel ve estetik şekillere sahip olduğunun kimi zaman farkında bile olmayız, araştırıp incelemeden muhteşem yapısını anlayamayız. Ancak buna rağmen, çeşitli şartlar ve sebepler vesile olur ve bir kar tanesi muhteşem bir sanat eseri olarak karşımıza çıkar. Çünkü o da Allah'ın sanatının bir örneğidir.

Kristal harikasının bir başka örneği de yeryüzünün herhangi bir yerinde yüzlerce yıl bekleyen ve canlı bir hücre gördüğünde ise mucize şekilde canlanan virüslerdir. "Canlanan" kelimesi çok doğru bir ifadedir. Çünkü bu varlıklar bir canlı hücrenin sıcaklığını ve nemini hissetmeden en ufak bir canlılık belirtisi göstermezler. Onların tek hücreli canlılar gibi organelleri yoktur. Sahip oldukları tek şey korunmalarına yardımcı olacak bir hücre zarı ve bir DNA'dır (kimi zaman da bir RNA). Canlılara ait özellikleri gösterebilmeleri için kendilerinden başka bir hücreyi kullanır ve onun imkanlarından faydalanırlar.

Virüsler, bir hücrenin içine yerleşebilme gibi bir olanağa sahip olana kadar ise yeryüzünün herhangi bir yerinde, soğukta ya da sıcakta, gökyüzünde veya toprak altında varlıklarını sürdürürler. Yok olup parçalanmamalarının tek nedeni ise sahip oldukları kristal yapıdır. Bu yapı, gözle görülmeyen bu toz parçacığını binlerce yıl koruyabilirken, aynı zamanda ona kusursuz ve simetrik bir görünüm de hediye eder. Kristallerin kendilerine özgü geometrik yapıları, virüsleri örten kristallerin de en belirgin özellikleridir.






Virüslerin, bir hücrenin içine yerleşmeden önceki tek korunağı sahip oldukları kristal yapıdır. Virüsler dışındaki diğer organizmalar da şartlar zorlaştığında kristalleşerek bir nevi kış uykusuna yatar ve "korunurlar".



Virüsler dışında diğer mikroorganizmalar da kristalleşirler. Bu aslında gözle görülmeyen mikrocanlıların kendilerini korumak için en tedbirli yöntemin ne olduğunu bildiklerinin açık göstergesidir. Bakteri, alg gibi çeşitli mikroorganizmalar, şartların kendileri için zorlaştığı durumlarda nesillerini devam ettirebilmek için kristalleşerek bir çeşit kış uykusuna yatar ve kendileri için daha uygun şartlara sahip başka bölgelere gidene kadar bu şekilde kalırlar. Şartlar ağırlaştığında her biri kendi türüne özgü kristalleşme yöntemini kullanarak yerden havaya doğru yükselir. Kristal yapı onların, bulundukları ortamda ve daha sonra yükselerek kış uykusuna yattıkları bulutların arasında karşılaşacakları zor koşullara karşı önemli bir korunma örtüsüdür. Kendileri için uygun şartlarla karşılaştıklarında ise bu organizmalar kendilerini koruyan kristal yapıyı kaybeder ve beslenip üredikleri normal yaşamlarına geri dönerler.

Atomların ve moleküllerin birbirleri ile birleşmeleri sonucunda birbirinden tamamen farklı, mükemmel bir simetride ve kusursuz bir geometride birbirinden gözalıcı şekillerin oluşması ve böyle bir yapının aynı zamanda koruyucu bir özellik sağlaması son derece önemli bir iman hakikatidir. Anlattığımız tüm mükemmellikler moleküler seviyede meydana gelmiştir ve milyonlarca kilometrelik dünya yüzeyi boyunca var olan her noktada, hatta tek bir noktanın binde birinde bile müthiş bir özen ve benzeri var olmayan bir akıl vardır. Bu gerçek, Allah'a ortak koşanların ve Allah'ı inkar etmek için yol arayanların önlerini kesen, onların boş bir çaba içinde olduklarını gözler önüne seren ve iman edenlerin de imanlarını güçlendiren büyük bir gerçektir. En ince detaylarda bile muhteşem bir sanatın sergilenmesinin nedeni işte budur. Allah ayetlerinde şu şekilde belirtir:

Hamd, göklerde ve yerde olanların tümü kendisine ait olan Allah'ındır; ahirette de hamd O'nundur. O, hüküm ve hikmet sahibidir, haber alandır. Yerin içine gireni, ondan çıkanı; gökten ineni ve oraya çıkanı bilir. O, esirgeyendir, bağışlayandır.
(Sebe Suresi, 1-2)

Dipnotlar

53. Alan Holden-Phylis Singer, Crystals and Crystal Growing, Anchor Books, sf. 18

54. Alan Holden-Phylis Singer, Crystals and Crystal Growing, Anchor Books, sf. 26

55. Alan Holden-Phylis Singer, Crystals and Crystal Growing, Anchor Books, sf. 31

56. Alan Holden-Phylis Singer, Crystals and Crystal Growing, Anchor Books, sf. 46

57.   http://www.its.caltech.edu/~atomic/snowcrystals/natural/natural.htm

58.   http://www.its.caltech.edu/~atomic/snowcrystals/natural/natural.htm