How quantum mechanics explains global warming - Lieven Scheire

Çeviri: Sevkan Uzel Gözden geçirme: Meric Aydonat

You've probably heard that

Karbondioksitin Dünya'yı ısıtttığını

carbon dioxide is warming the Earth,

büyük olasılıkla duymuşsunuzdur;

but how does it work?

peki bu nasıl oluyor?

Is it like the glass of a greenhouse

Seraların dışındaki camlar gibi mi

or like an insulating blanket?

ya da yalıtımlı battaniyeler gibi mi?

Well, not entirely.

Aslında pek değil.

The answer involves a bit

Yanıt birazcık kuantum mekaniği ile ilgili

of quantum mechanics, but don't worry,

ama endişelenmeyin;

we'll start with a rainbow.

gökkuşağından başlayacağız.

If you look closely at sunlight separated

Prizmadan ayrılan güneş ışığına

through a prism,

yakından bakarsanız, renk şeritlerinin olmadığı

you'll see dark gaps where bands of color went missing.

karanlık aralıklar görürsünüz.

Where did they go?

Renkler nerededir peki?

Before reaching our eyes,

Gözümüze ulaşmadan önce,

different gases absorbed those

tayfın bu belirli bölgeleri

specific parts of the spectrum.

çeşitli gazlar tarafından soğurulmuş olur.

For example, oxygen gas snatched up

Örneğin, oksijen gazı koyu kırmızı ışığın

some of the dark red light,

birazını kapmış olur.

and sodium grabbed two bands of yellow.

Sodyum ise iki sarı şerit yakalamıştır.

But why do these gases absorb

Peki ama bu gazlar neden belirli renkte

specific colors of light?

ışığı soğuruyorlar?

This is where we enter the quantum realm.

İşte kuantum dünyasına bu noktada giriyoruz.

Every atom and molecule has a set number

Her atom ve molekülün elektronları

of possible energy levels for its electrons.

bir dizi izinli enerji seviyeleri sayısına sahiptir.

To shift its electrons from the ground state

Elektronlarının taban durumundan

to a higher level,

daha yüksek bir seviyeye çıkması için,

a molecule needs to gain a certain amount of energy.

molekülün belli bir miktar enerji kazanması gerekir.

No more, no less.

Ne daha az, ne daha çok.

It gets that energy from light,

Bu enerjiyi ışıktan alır, ki ışığın sayabileceğinizden

which comes in more energy levels than you could count.

çok daha fazla enerji seviyesi bulunur.

Light consists of tiny particles called photons

Işık, foton adı verilen minik parçacıklardan oluşur

and the amount of energy in each photon

ve her bir fotondaki enerji

corresponds to its color.

onun rengini belirler.

Red light has lower energy and longer wavelengths.

Kırmızı ışık daha düşük enerjili ve uzun dalgaboyludur.

Purple light has higher energy and shorter wavelengths.

Mor ışık daha yüksek enerjili ve kısa dalgaboyludur.

Sunlight offers all the photons of the rainbow,

Güneş ışığında, gökkuşağının tüm fotonları bulunur;

so a gas molecule can choose

dolayısıyla bir gaz molekülü,

the photons that carry the exact amount of energy

kendisini bir üst enerji seviyesine taşıyacak

needed to shift the molecule to

enerji miktarını tam olarak taşıyan

its next energy level.

fotonları seçebilir.

When this match is made,

Bu eşleşme gerçekleştiğinde,

the photon disappers as the molecule

molekül enerji kazanırken

gains its energy,

foton kaybolur.

and we get a small gap in our rainbow.

Böylece gökkuşağımızda küçük bir aralık oluşur.

If a photon carries too much or too little energy,

Eğer bir foton çok fazla ya da çok az enerji taşıyorsa,

the molecule has no choice but

molekül onun geçip gitmesine

to let it fly past.

izin vermekten başka bir şey yapamaz.

This is why glass is transparent.

Camın şeffaf olma nedeni budur.

The atoms in glass do not pair well

Camdaki atomlar, görünür ışıkta bulunan enerji seviyelerinden

with any of the energy levels in visible light,

hiçbiri ile eşleşme sağlayamadığından,

so the photons pass through.

fotonlar geçip gider.

So, which photons does carbon dioxide prefer?

Peki karbondioksit hangi fotonları tercih eder?

Where is the black line in our rainbow

Küresel ısınmayı açıklayan siyah çizgi

that explains global warming?

gökkuşağımızın neresinde?

Well, it's not there.

Aslında orada değil.

Carbon dioxide doesn't absorb light directly

Karbon dioksit Güneş'ten gelen ışığı

from the Sun.

doğrudan soğurmaz.

It absorbs light from a totally

Tamamen farklı bir göksel cisimden

different celestial body.

gelen ışığı soğurur.

One that doesn't appear to be emitting light at all:

Hiç de ışık yayıyor gibi görünmeyen birinden:

Earth.

Dünya'dan.

If you're wondering why our planet

Gezegenimizin neden parıldamadığını

doesn't seem to be glowing,

merak ediyorsanız,

it's because the Earth doesn't emit visible light.

nedeni Dünya'nın görünür ışık yaymamasıdır.

It emits infared light.

Kızılötesi ışık yayar.

The light that our eyes can see,

Gözümüzün görebildiği ışık,

including all of the colors of the rainbow,

gökkuşağındaki tüm renkler dahil,

is just a small part of the larger spectrum

radyo dalgalarını, mikrodalgaları,

of electromagnetic radiation,

kızılötesini, morötesini,

which includes radio waves, microwaves,

x-ışınlarını ve gama ışınlarını da içeren

infrared, ultraviolet, x-rays,

elektromanyetik ışınımın geniş tayfının

çok küçük bir bölümünü oluşturur.

and gamma rays.

It may seem strange to think of these things as light,

Bunları ışık olarak düşünmek garip gelebilir,

but there is no fundamental difference

ancak görünür ışıkla diğer elektromanyetik ışınımlar

between visible light and other electromagnetic radiation.

arasında temelde hiç bir fark yoktur.

Hepsi aynı enerjidir,

It's the same energy,

but at a higher or lower level.

sadece seviyesi daha yüksek veya daha düşüktür.

In fact, it's a bit presumptuous to define

İşin aslı, görünür ışığı kendi sınırlarımıza göre

the term visible light by our own limitations.

adlandırışımız biraz küstahçadır.

After all, infrared light is visible to snakes,

Sonuçta kızılötesi ışık yılanlar için görünürdür.

and ultraviolet light is visible to birds.

Morötesi ışık da kuşlar için görünürdür.

If our eyes were adapted to see light of

Eğer gözlerimiz 1900 megahertz ışığı görebilseydi,

1900 megahertz, then a mobile phone

cep telefonunu fener olarak kullanabilirdik

would be a flashlight,

and a cell phone tower

ve baz istasyonları

would look like a huge lantern.

bizim için dev fenerler gibi olurdu.

Earth emits infrared radiation

Dünya kızılötesi ışınım yayar

because every object with a temperature

çünkü mutlak sıfırın üzerindeki herhangi bir sıcaklığa

above absolute zero will emit light.

sahip olan tüm nesneler yayar.

This is called thermal radiation.

Buna "termal ışınım" adı verilir.

The hotter an object gets,

Nesne ne kadar sıcaksa,

the higher frequency the light it emits.

yaydığı ışığın frekansı o kadar yüksek olur.

When you heat a piece of iron,

Bir demir parçasını ısıttığınızda,

it will emit more and more frequencies of infrared light,

giderek daha yüksek frekansta kızılötesi ışık yayar.

and then, at a temperature of around 450 degrees Celsius,

Böylece, yaklaşık 450 derece civarında bir sıcaklıkta,

its light will reach the visible spectrum.

ışığı görünür tayfa erişir.

At first, it will look red hot.

İlk önce ateş kızılı görünür.

And with even more heat,

Daha fazla ısındıkça,

it will glow white

görünür ışığın tüm frekanslarını yayarak

with all of the frequencies of visible light.

beyaza dönmeye başlar.

This is how traditional light bulbs

Geleneksel ampuller işte bu şekilde

were designed to work

çalışmak için tasarlanmıştır

and why they're so wasteful.

ve bu büyük savurganlıktır.

95% of the light they emit is invisible to our eyes.

Yaydıkları ışığın %95'i gözlerimize görünmez.

It's wasted as heat.

Isı olarak harcanır gider.

Earth's infrared radiation would escape to space

Dünya'nın kızılötesi ışıması, eğer atmosferde

if there weren't greenhouse gas molecules

sera etkisi yapan gaz molekülleri olmasaydı

in our atmophere.

uzaya doğru kaçardı.

Tıpkı oksijen gazının koyu kırmızı fotonları tercih etmesi gibi,

Just as oxygen gas prefers the dark red photons,

carbon dioxide and other greenhouse gases

karbon dioksit ve diğer sera gazları da

match with infrared photons.

kızılötesi fotonlarla eşleşir.

Çünkü o fotonlar, bu gaz moleküllerinin enerji seviyelerini

They provide the right amount of energy

to shift the gas molecules into their higher energy level.

yükseltmelerini sağlayacak miktarda enerji taşır.

Shortly after a carbon dioxide molecule

Bir karbondioksit molekülü

absorbs an infrared photon,

bir kızılötesi foton soğurduktan kısa süre sonra,

it will fall back to its previous energy level,

eski enerji seviyesine tekrar düşerken

and spit a photon back out in a random direction.

rastgele doğrultuda bir foton salar.

Some of that energy then returns

Bu enerjinin bir bölümü

to Earth's surface,

Dünya yüzeyine geri dönerek

causing warming.

ısınmaya yol açar.

The more carbon dioxide in the atmosphere,

Atmosferde ne kadar çok karbondioksit olursa,

the more likely that infrared photons

kızılötesi fotonların Dünya'ya geri gelme

will land back on Earth

ve iklimimizi değiştirme olasılığı

and change our climate.

o kadar artar.