Günlük yaşamın bilimi

Her biri doymak bilmeyen bir meraktan mustarip Juliet, Poppy ve George için…

Giriş

Günlük hayatımızın her ânında bilimin en ilginç örnekleriyle kuşatılmış durumdayız. Yine de bu örnekleri göremiyoruz. Bilim gözümüzün önünde ama fark edilemiyor; günlük olayların ve kanıksadığımız ıvır zıvırın arkasına saklanmış durumda. Bilimin en iyi yanları gözden kaçıyor.

Bir saniye durup da ilk bakışta gördüklerinizin ötesine bir bakarsanız, büyüleyici bilim parıltılarını görebileceksiniz. Örneğin acı ve baharatlı yiyecekleri düşünelim; bunları acı yapan şey nedir? Biberdeki acılığa neden olan kapsaisin molekülünün etkilerinin moleküler düzeye kadar incelenmesi, tarihimizin baharat aromalı sayfalarının yalnızca ilkini oluşturuyor. Kapsaisinin yanı sıra piperin, gingerol, alil izotiyosiyanat ve dilinizin acımasına ve uyuşmasına neden olan alfa hidroksi sanşul da var. Her molekül farklı, ancak her biri doğrudan sinirlerimizi etkileyerek acı hissini oluşturuyor.

Dikkatimizi sadece bir dakikalığına verdiğimiz en alelade teknolojik cihaz bile bilimin muhteşem bir örneğini içinde barındırıyor olabilir. Bir kuvars saatin içerisinde neler olup bittiğini en son ne zaman düşündünüz? Kuvars kristallerinin içerisindeki titreşimi ayarlamak amacıyla kullanılan geri besleme elektrik sistemi gerçekten zekice tasarlanmış ve bu sadece saatlerin değil aynı zamanda her cep telefonunun, bilgisayarın ve tabletin içerisinde de var. Ya da bizler hayatlarımızı devam ettirirken sessizce bizleri izleyen alarm sistemlerinin bir parçası olan kızılötesi hareket sensörleri var. Bunları böylesine muhteşem yapan şey içlerinde gizli: İki kristalin zekice birbirine bağlanması. Bu da, sadece bizlerin göremediği tayfın parçalarını gören sensörler olmalarını sağlamıyor, aynı zamanda belirli bir boyutun üzerindeki hareket eden kızılötesi ışık kaynaklarına da tepki veriyor.

Çoğu durumda, ilk kavrayış ânının ardından kendinizi ansızın bilimsel ana damarın içerisinde bulursunuz; yani nihai cevap, cevabı bilmiyor oluşumuzdur, en azından şimdilik. Yollardan toplanan tozlarda platin bulma ihtimalinden bir güvenin ışığın çevresinde tur atma sebebine kadar günlük yaşam bilimi halen keşfedilmemiş konularla dolu.

Peki ama bu günlük yaşam bilimini anlamanın bir anlamı var mı? Aslına bakarsanız pek de bir anlamı yoktur. Bir ekmek kızartma makinesinin nasıl çalıştığını ya da bir ağacın altının neden daha serin olduğunu bilmemeniz hayatınızda en ufak bir değişiklik yaratmayacaktır. Bilinmezliğe rağmen bu şeyler hâlâ gerçekleşiyor ve işe yarıyor olsa da kim bilir, nedenini bilmek belki bir fark yaratabilir.

Teknolojinin kontrol ettiği dünyamızda daha büyük bir anlayış, daha bilgili kararlara öncülük edebilir. Bu kararlar, bir ekmek kızartma makinesinin içerisine sıkışmış bir parça ekmeği çıkartmak için içine ne türde bir şey sokmamız gerektiği gibi küçük ama hayati önem taşıyan kararlar olabilir. Ekmek kızartma makinesinin içerisinde, içinden elektrik geçen açık nikrom (nikel-krom alaşımı) tellerin olduğunu bilmek, sizi elektriği ileten metal bıçak yerine tahta kaşık ya da çubuk kullanmaya ikna edebilir. Ekmek kızartma makinesi gibi basit bir aletin çalışma prensibini anlayarak onunla olan etkileşiminizi şekillendirebilir, kullanışlılığını ve işlevini artırabilirsiniz. Benzer şekilde yeşilliklerin serinletici etkisini bilip takdir ederek şehirler ve kasabalarda yeşil alanlar oluşturmayı seçmeye yönelik mantığı devreye sokabilirsiniz.

Bu sadece kullanışlı el aletleri ve şehir planlamacılığında bilimin kullanımıyla alakalı değil. Günlük yaşam biliminin önemli olmasını sağlayan karışık ancak olmazsa olmaz bazı şeyler var. Günlük yaşam bilimi, günlerimizi daha heyecanlı kılar. Bir şeyin açıklamasını ve bağlamını bilmek, bu şeyi deneyimlemeyi daha heyecanlı hale getirir. Konu sanat ya da edebiyat eserleri olduğunda durumun böyle olduğunu kimse inkâr edemez, aynısı bilim için de geçerlidir. Parmaklarınızın banyoda neden buruştuğunu bir kez öğrendiğinizde kuru eriğe benzeyen parmaklarınıza bir daha aynı gözle bakamazsınız. Banyo vakitleriniz daha ilginç hale gelir.

Bu kitap, çevrenizde her zaman gerçekleşen şaşırtıcı ve merak uyandırıcı bilimsel olayların bazılarını ortaya çıkarmak için hazırlandı. Bu, yıllardır süregelen eski bilim anlayışından uzak bir yaklaşım. Bilimin içinde olabilmek için illa dünyamızın bir ucuna gitmenize, uzaya çıkmanıza ya da neredeyse ışık hızında atomaltı parçacık çarpıştırmanıza gerek yok. Tek yapmanız gereken çevrenize bakmak ve günlük yaşamınızdaki bilimin inceliklerine ve karmaşıklığına dalmak.

Yiyecek ve İçeceklerin Besleyici Bilimi

En Tatlı Şey

Tatlı ve sulu çilek, fırından yeni çıkmış kek ve benim favorim: Kovanından yeni alınan bal… Çoğumuz tatlı şeyleri yemekten zevk alırız, hatta onlara ulaşma isteğimizin beynimizle fiziksel açıdan bağlantılı olduğu düşünülür. Ancak tatlının tadını anlama yeteneğimiz, tatlının çeşidine göre değişiklik göstermez. Ayrıca şekerle çok az benzerlik gösteren bir sürü kimyasal tarafından kandırılabilir. Hazır konu açılmışken sıradan şeker ya da sakkarozun (sükroz) aslında hiç de tatlı olmadığını söylemiz gerekir.

Şimdiye kadar keşfedilmiş en tatlı kimyasal lugduname maddesidir ve sakkarozdan 250.000 kat daha tatlıdır. Kimyacıların aklını karıştıran şeyse, bu maddenin diğer şekerlerle yapısal açıdan herhangi bir benzerlik taşımamasıdır. Ama bu durum bilim için çok da önemli bir sorun değil. Çünkü kimyasal bir reseptör (alıcı), benzer olup olmamasıyla ilgilenmez; çalışma sistemi bir molekülün küçük bir kısmını, hatta belki yarım düzine atomun dizilimini tanımaya dayanır. Bu yarım düzine atom doğru yerde olduğu sürece molekülün geri kalanının şeklinin nasıl olduğu pek de önemli değildir. Buna kilit ve anahtar modeli deniyor ve anahtara sahip olduğu müddetçe kimyasalların kilide uyacağı biliniyor. Yine de söylemeliyiz ki sakkaroz ile lugduname bu türde bir anahtarı paylaşmıyor.

Şeker terimi kendi başına, bir oksijen içeren ve çoğunlukla halka şeklinde bükülmüş olan farklı uzunluktaki karbon atomu zincirlerinden oluşan bir grup kimyasala işaret eder. En basit şekerlerde bu halkalardan sadece bir tane vardır ve glikoz ile früktoz içerirler. İki basit şeker, sakkaroz gibi bileşikler oluşturacak şekilde birbirine bağlanabilir; kaldı ki bu da aslında bir früktozun bir glikozla birbirine yapışması anlamına gelir. Tüm bu kimyasallar benzer yapıları paylaştıkları için hepsinin de doğru anahtara sahip olmasını anlamak kolaydır.

Şekerin alternatiflerine ya da şeker yerine kullanılanlara bakıldığında işler biraz daha garipleşiyor. Gazlı içecekler de dahil olmak üzere yiyecek ürünlerinin birçoğunda bulunan aspartam gibi tatlandırıcıları hepimiz biliriz. Çoğu insan şeker alternatiflerinin tamamen sentetik olduğunu ve laboratuvarlarda üretildiklerini düşünür. Ancak görünen o ki doğa, bu işe gıda endüstrisinden çok önce el atmıştır ve son derece şaşırtıcı yerlerde şeker alternatiflerini bulmamıza imkân tanımıştır.

Kayalık bir sahilde yapacağınız bir sonraki yürüyüşte saccharina latissima ya da bilinen adıyla şeker yosunu yapraklarını görebilmek için gözünüzü dört açın. Ekolojik bir alan gezisinde karşıma çıkarak beni şaşırtmasından beri kişisel favorim bunlardır. Son derece belirgin özellikleri vardır ve nereye bakacağınızı bildiğiniz müddetçe fark edilmeleri son derece kolaydır. Şeker yosunu, tek ve bütün yapraklar halinde uzanan, sıklıkla birkaç metre uzunluğunda ve yaklaşık 10 ila 15 cm genişliğindeki bir tür kahverengi deniz yosunudur. Bunların tanınmasını kolaylaştıran şeyse yaprağın kenarı düz ya da hafifçe dalgalıyken ortasının tamamen kırışık olmasıdır. Eğer şeker yosununu tamamen kurutursanız, yüzeyinde hafif deniz tadı barındıran epey tatlı bir toz oluşur. Yine de bir deniz yosunu parçası yalamaya başlayacaksanız öncelikle uygun bir tespit kılavuzuna başvurmanızı öneririm. Ayrıca şeker yosunu Japonya gibi yerlerde çok popülerken diğer uluslar bunu tüketmekte çok da hevesli değil.

Bunun yerine, herkesçe meyankökü bitkisi adıyla bilinen, meyankökü tatlılarının üretiminde kullanılan ve glycyrrhiza glabranın odunsu köklerinde bulunan gliserizine yönelebilirsiniz. Gliserizin, sakkarozdan beş kat daha tatlıdır ve en eşsiz özelliği, tat alma organınızdan hemen ayrılmamasıdır. Gliserizinin ölçülü tüketilmesi gerekir, çünkü hem kan basıncında (tansiyonda) yükselmeye neden olur, hem de laksatif (ishal yapıcı) etkileri vardır.

Son olarak, doğal kaynaklardan gelen yapay tatlandırıcılara vereceğim örnek stevya (şekerotu) ya da Güney Amerika şeker yaprağı bitkisinden elde edilen steviol glikosit kimyasal grubudur.

Meyankökü, Şeker yosunu, Stevya

Bu kimyasallar sakkarozdan yaklaşık 150 kat daha tatlıdır, ısısı sabittir, aside dayanıklıdır ve mayalar tarafından mayalanamazlar. Tüm bunlar, steviol glikosit kimyasal grubunu gıda katkı maddesi olarak son derece popüler hale getirmiştir; öyle ki hem Coca Cola hem de PepsiCo, stevya bazlı tatlandırıcılar üretmektedir.

Tüm bu şekersiz şeker alternatiflerinin ortak noktası, sakkarozla bazı yapısal benzerlikler taşımalarıdır. Dolayısıyla hepsi tatlılık kilidine sahip olduklarından tat alma organlarımızın bunları tatlı olarak algılaması çok da şaşırtıcı değildir. Peki o zaman süper tatlı lugduname nasıl çalışıyor? Tatlılığı tespit etme yeteneğimize yönelik bir dizi teori var ve en günceli de Fransa’daki Lyon Üniversitesi biyologları tarafından geliştirilen çoklu nokta bağlanma teorisi. Bu teoriye göre, dildeki tatlılık reseptörü büyük bir yapısal alanı değil en fazla sekiz tane olan daha küçük aralıklı dağılmış alanları tespit etmektedir, yani bir molekülün tatlı olarak kaydedilmesi için sekiz bölgenin tümünü de içermesine gerek yoktur. Bu durum bizlere süper tatlının neden sakkaroza benzemediğini açıklamamız için de güzel bir yol sunuyor. Moleküller farklı olsa da tatlı olarak nitelendirilebilmeleri için tek yapmaları gereken sekiz kilitten yeteri kadarını açmaları. Tatlılık reseptörü üzerinde açtıkları kilitlerin alt kümeleri farklı olabilir ancak dilimiz hayal ettiğimizden çok daha az seçicidir ve her şeker eşit değildir.

Hafif ve Kabarmış Kek Kimyasalları

Bir fincan çay eşliğinde son derece taze ve yumuşacık bir kekten daha memnuniyet verici çok az şey olduğunu söyleyebilirim. Böylesine iştah kabartıcı hafif ve kabarmış bir sanat eserinin örneklerinin üretiminin bu kadar basit olması şaşırtıcıdır. İhtiyacınız olan iki şey var: Çokça gaz baloncuğu üreten bir malzeme ve bu baloncukları lezzetli kekinizin içine hapsetmenin bir yolu. İşin ikinci kısmı, harca yumurta ekleyerek dünyadaki neredeyse herkes tarafından başarılır ancak baloncuk yaratmanın birkaç farklı yolu var.

Baloncuklarınızı, yumurtaların içine hava çırparak yaratmak mümkün olsa da bunun daha kolay ve güvenilir bir yolu var: Kullanılacak kimyasalların tercihini akıllıca yapmak. Pişirdiğim çoğu kekte, gerekli gaz miktarını oluşturmak için kendiliğinden kabaran un kullanırım. Unun kendiliğinden kabarması, tarifteki her 100 gr beyaz un için 5 gr kabartma tozu eklenmesiyle mümkün olur. Peki ya kabartma tozunu kabarcıklar çıkarma konusunda bu kadar iyi kılan şey nedir?

Kabartma tozunda iki temel malzeme bulunuyor: ilki sodyum hidrojen karbonat. Bu onun IUPAC (Uluslararası Temel ve Uygulamalı Kimya Birliği) tarafından kabul edilen resmi adı ancak yaygın olarak günlük dilde şu adlarla biliniyor: sodyum bikarbonat, pişirme tozu ya da basitçe bikarbonat. Bunu bizler için kimyasal olarak bu kadar kullanışlı yapan şey hidrojen karbonattır; çünkü bu, asidik herhangi bir şeyin içinde çözündüğünde karbonik aside dönüşür ve bu da hızlıca su ve karbondioksit gazına ayrılır. Bir kekin içerisindeki tüm baloncuklar, hidrojen karbonatın ayrılmasıyla oluşmuştur ve karbondioksit gazıyla doludur.

Laf aramızda, sodyum hidrojen karbonatın ısısını 50°C’nin üstüne çıkarırsanız karbondioksit üretecek şekilde ayrışır. Bazı kabartma tozlarının paketlerinde “çift etkili” yazar; bu durum sadece asit reaksiyonuna değil, aynı zamanda kabarcık oluşturacak şekilde hidrojen karbonatın ısı ayrışımına dayanmaktadır.

Kabartma tozunu bu kadar marifetli hale getiren şey, hidrojen karbonatın yanı sıra disodyum dihidrojen fosfat (kulağa gerçekten karmaşık geliyor) adlı ikinci harç malzemesini içeriyor olmasıdır. Bu ikinci harç aslında basitçe kuru toz asittir. Bunu suya kattığınızda disodyum dihidrojen fosfat hafif asidik bir solüsyon yaratır; bu da bir damla limon suyu ya da sirke eklemeye eşdeğerdir, bunun tek farkı kokusunun olmamasıdır.

Kabartma tozunun bu iki bileşeni dolabınızda karışık bir şekilde dururken son derece etkisizdir, ancak suda, süt ya da yumurta gibi su içeren herhangi bir şeyin içinde çözerseniz kimya kendini göstermeye başlar. Dihidrojen fosfat, karışımınızı biraz asidik hale getirir ve böylece hidrojen karbonat hemen karbondioksit gazı üretmeye başlar. Bu yüzden kabartma tozunuza ya da kendiliğinden kabaran ununuza sıvı eklediğinizde elinizi çabuk tutun ve karışımınızı hemen fırına atın. Böylece yumurtanın görevini yerine getirmesini sağlayıp baloncukları hapsedebilirsiniz. Fırına vermeden önce kekinizi mutfak tezgâhının üstünde çok uzun süre bekletirseniz, kekiniz her ne kadar lezzetli olsa da çok da hafif ya da kabarık olmayacaktır.

Karidesin içine kraker koymak

İster karides krakeri, ister karides cipsi deyin, Uzakdoğu restoranlarında masanıza bu çıtır çıtır kıvırcık lokmaların gelmesiyle, bunların ne olduğunu, nasıl yapıldıklarını ve büyük ya da küçük karides içerip içermediklerini düşünmenize fırsat kalmadan tükenmeleri bir olur. İnsanlar karides krakerinde gerçekten karides olduğunu ve içerik listesinin son derece ağır işlenmiş besinlerle dolu olduğunu öğrendiğinde genelde şaşırırlar. Krakerin yüzde 10 ila 15’i karidesten oluşur, kraker hacminin çoğunluğunu ise tapyoka nişastası oluşturur. Karidesli basit bir nişastayı kabarcıklı bir krakere dönüştürmek, gıda endüstrisinin bir mucizesidir. Bunun ilk adımı nişasta plağı oluşturmaktır.

Karides krakerlerinin esas içeriği tapyoka nişastasıdır; bu da kendi içinde bazı bilimsel sürprizler barındırır. Bu nişasta türü manyok bitkisinin yumrulu köklerinden elde edilmektedir. Bu kökler, tatlı patatese biraz benzer ve tropik bölgelerde yaşayan büyük kalabalıklar için temel gıda ürünü sayılır. Bunu göz önünde bulundurunca manyok bitkisinin aynı zamanda zengin bir siyanür kaynağı olduğunu bilmek ve hem akut hem de kronik zehirlenmeye yol açacağını öngörmek gerçekten ürkütücüdür. Manyok bitkisinin birçok türü vardır ve tatlı manyok olarak bilinen türleri linamarin olarak adlandırılan tehlikeli bir kimyasal içerir. Linamarin, temelde siyanüre bağlanmış glikozdur. Kök soyulduğunda ya da doğrandığında linamarini bozan ve siyanürü ortaya çıkaran enzimler salınır. Bunu akılda tutarak tapyoka nişastası çıkarma işleminin en önemli kısmının siyanürü tamamen ortadan kaldırmak olduğunu söyleyebiliriz. Birinci aşamada, manyok düzgün bir şekilde rendelenir, burada linamarinin bozulması ve siyanür üretimi başlar. İkinci aşamada hepsini bir teneke suya koyar ve birkaç gün boyunca suyu emmesi için bırakırsınız. Siyanür su içinde çözünecektir ve rendelenmiş manyoku yıkayarak suyu birkaç kez değiştirirseniz siyanürün tümü gider. Sonrasında elde kalan pelteyi alıp tüm suyunu sıkarsınız. Pelteyi atar ve süte benzeyen beyazımsı sıvıyı buharlaşmaya bırakırsınız. Sonrasında ise elinizde son derece saf ve güzel bir nişasta tozunuz olur.

Karides krakerlerini gerçek bir usta gibi kendi evinizde yapmanız da mümkün. Kıyılmış karidesleri alın, tapyoka nişastasıyla karıştırın, biraz su ekleyip bir hamur yapın. Sonrasında hamura sosis şeklini verin ve buğulama yöntemiyle pişirin. Bu uygulama sonucunda cidden iştah kaçırıcı ve yapış yapış bir pişmiş nişasta parçası elde edersiniz. Bunun birkaç gün kurumaya bırakılması gerekir. Sonrasında ince dilimlere bölünür ve birkaç gün daha kurutulur. Sonrasında plastiğe benzeyen bir diskiniz olur. Ne kadar inceltebildiğinize bağlı olarak şeffaflığı değişir, ancak son derece sert bir maddedir. Son olarak bunu kızgın yağa attığınızda mucizevi bir şekilde genişler, kabarır ve karides krakerine dönüşür.

Bu süreç kulağa karmaşık gelebilir ama endüstriyel işlemin daha da karmaşık olduğunu söylemek gerekir. Karides krakeri yapmanın püf noktası, nem miktarını doğru ayarlamaktır. Toplu üretimde tapyoka nişastası, kurutulmuş karides tozu ve az miktarda su kullanılıyor. Elde edilen toz, nişasta karışımını sıkıştırıp ısıtan bir makinenin içine konuyor. Burada uygulanan basınç çok yüksek, santimetre kare başına 2 tona kadar çıkabiliyor. Bu noktada nişasta eriyor, sıcağa bağlı bir plastik haline geliyor (“ısıttığınızda yumuşayıp akıcı hale gelen katı madde” demenin süslü hali bu). Eriyen plastik nişasta makineden küçük, düz, yarı saydam beyaz diskler halinde çıkarılıyor. Pişirilmemiş bu karides krakerlerini Çin süpermarketlerinden ve Uzakdoğu yemek marketlerinden satın alabilirsiniz. Mühürlü plastik ambalajlarında kaldığı sürece raf ömürleri oldukça uzundur.

İşlemin başında su içeriğinin gerçekten önemli olduğundan ve plastik nişasta diskinizi kızgın yağa attığınızda, nişasta plastiğinin içinde doğru oranda suyun hapsolmuş olması gerektiğinden bahsetmiştim. Bu aşamada iki şey gerçekleşir: Öncelikle sıcağa bağlı plastik nişastanız ısınır ve yeniden akışkan hale gelir. İkincisi, içerdiği az miktardaki su buharlaşır ve disk bu süreçte genişler. Su parçacıkları, plastik nişasta kabuğu tarafından çevrelenmiş su buharı baloncuklarına dönüştükçe, düz disk kabarmaya ve hepimizin bildiği kabarcıklı krakere dönüşmeye başlar. Sonrasında nişasta kahverengileşmeye başlamadan ve soğudukça nişasta yeniden sert ve gevrek maddeye dönüşmeden bunu yağından arındırmanız gerekir. Sonrasındaysa elimizde katı bir diskten ziyade içine hava katılmış, çıtır çıtır, kıtır kıtır bir mutluluk kütlesi kalır. Bu yaygın bir pişirme yöntemi gibi görünmeyebilir ancak aynı süreç, kahvaltılık gevreklerden patlamış mısıra, hatta ve hatta taşıma esnasında içerikleri korumak için kutular içine tıkılan, yenilebilir olmayan ambalajlanmış solucanlara kadar günlük yaşam besinlerinin birçoğunda kullanılmaktadır. Dolayısıyla pek de alışılmadık bir şey değil.

Saydam olmayan yumurta beyazı

Bir düşünsenize; tavuk, ördek ya da bıldırcın yumurtasını pişirdiğinizde, yumurta beyazı ya da doğru adını kullanacak olursak albümen tamamen berrak bir sıvıdan katı, yarı saydam beyaza dönüşür. Ancak yumurta sarısının, her ne kadar kıvamı değişse de rengi aynı kalır. Peki birinin saydamlığı değişirken diğeri neden aynı kalır?

Tavuk gibi bir kuşun yumurtası, civciv yapmak için gerekli protein, yağ ve minerallerle doludur. Yumurta sarısı, yumurtadaki kalorinin büyük kısmını içinde barındırır ve embriyo gelişimine yönelik beslenmenin ana kaynağıdır. Tüm yağı barındıran bölüm burasıdır. Onun aksine yumurtanın albümeni, suyla karışık, neredeyse tamamen saf proteindir. Albümenin varoluş amacı yumurta sarısını desteklemek ve korumaktır, ancak nihayetinde bebek civcivin oluşum sürecinde o da tamamen kullanılır. Pişirilmemiş yumurta albümeninin içindeki proteinlere albümin adı verilir ve yüzlerce amino asidin uzun zincirlerinden oluşmuşlardır. Bu uzun zincirlere kimyasal gruplar yüklenmiştir; bu gruplar da aynı zincirdeki diğer yüklenmiş gruplara bağlıdır. Sonuç olarak tüm bu yükler eşleşip birbirlerine yapıştıkça proteinler bir top haline gelir. Yumurta albümeni, suda yüzen bu albümin proteini moleküllerinin bir çözeltisidir.

Şimdi bir şeyi neyin saydam ya da opak yaptığını anlamamız gerek. Moleküler düzeyde, pişirilmemiş yumurta beyazı su ve protein molekülleriyle doludur; bunların her biri ise bütünü oluşturan atomlardan oluşur. Bu aşamada, değil ışığın içinden geçmesi, sızması bile mümkün değildir. Ancak atom ölçeğinden çıkıp atomaltı partiküller dünyasına geçersek durum değişir. Tüm atomların merkezinde bir çekirdek, çekirdeğin çevresinde ise dönen elektronlardan oluşan bir bulut vardır. Çekirdek atom içerisinde çok az yer kaplar. Bunu gözünüzde canlandırmak için herkesçe bilinen bir örnek olan spor stadyumundaki bezelyeleri düşünebilirsiniz. Tabii buradaki önemli nokta her atomun içinde aslında ne kadar az şey olduğunu bilmektir. Atomlar, içinde bir elektron bulutu bulunduran neredeyse boş bir alandan oluşur.

Görülebilir bir ışın bir atoma çarptığında, büyük bir ihtimalle çekirdeğe çarpmasa da elektron bulutunun içinden geçecektir. Atomaltı ölçekte konuşmaya başladığımıza göre kuantum etkileri dünyasına da girmiş bulunmaktayız. Elektronlar, sadece belirli enerji düzeylerinde var olabilirler. Bunun nedenini çok fazla kuantum tuhaflığına girmeden anlatmak gerekirse, çeşitli yankı frekanslarına sahip elektronlara benzerliğiyle açıklayabiliriz (bkz. 103. sayfa). Mümkün enerji düzeyleri, atomun türüne ve katıldığı diğer şeylere bağlıdır.

Bir ışın, ışığın dalga boyu ya da rengiyle tanımlanan bir miktar enerjiye sahiptir. Işık, elektronların arasından geçtiğinde bu enerjiyi emer ve daha yüksek enerji düzeylerinden birine zıplar; bu durum ancak ve ancak doğru enerji miktarında olduğunda gerçekleşir. Bir elektron yeni bir enerji düzeyinin yarısına zıplayamaz ya da onu az da olsa geçemez. Enerji miktarı tam olmalıdır. Öyle görünüyor ki su ve proteinle dolu yumurta beyazında elektronların tümü birbirinden çok uzağa yerleştirilmiş enerji düzeylerine sahip. Görülebilir ışık yumurta beyazına vurduğunda elektronlar tarafından emilebilecek doğru enerjiye sahip olmaz. Bunun sonucunda, tam olarak içinden geçer ve yumurta beyazı sıvısı saydam olarak görünür. Ancak şunu da akılda bulundurmak gerekir: Su ve çiğ yumurta albümeni daha yüksek enerjiye, morötesi ışığa karşı şeffaf değildir. Bu türde bir ışık elektronlar için doğru miktarda enerjiye sahiptir ve sonuç olarak da emilirler.

Yumurta piştikçe amino asitler birbirine geçer

Yumurtanın beyazını ısıtmaya başladığınızda tüm bunlar değişir. 60°C civarında ilk albümin proteinlerinin yapısı değişmeye başlar. 80°C’ye yaklaşmaya başladığınızda yumurta beyazı içindeki düzen büyük ölçüde bozulur. Albüminleri oluşturan ve kendi içinde yuvarlanmış halde bulunan amino asit topları ısı tarafından öyle bir şiddetle sarsılır ki küçük bir top şeklinde onları bir arada tutan kimyasal bağlar kopmaya başlar. Toplar açılır ve yumurta beyazımız birbirlerine yapışıp iç içe geçmeye başlayan uzun amino asit zincirleriyle dolmaya başlar. Bu olayın sonucunda ise iki şey ortaya çıkar. İlkinde protein molekülleri birbiriyle iç içe geçtiğinden artık özgürce hareket edemezler; yumurta beyazı titrek bir katılığa sahip olur. İkinci olaraksa yumurta beyazının elektronları içindeki mümkün enerji düzeyleri değişir ve böylece görünür ışığı emmeye başlarlar. Artık bir ışın yumurta beyazına vurduğunda içinden geçmez; enerjisi emilir ve yumurta beyazı opak görünür.

Bu emilen enerjiye ne olduğunu da bir düşünmeliyiz. Elektronlar daha düşük enerji düzeylerine düştüklerinde ışık olarak geri salınırlar. Ancak sadece orijinal ışının ilerlediği yönde değil, her yöne doğru salınırlar. Bazıları yumurta beyazının içinde kalsa da en azından yarısı orijinal ışık kaynağına doğru geri yansıtılır. İşte bu aşama, yumurtayı opak ve beyaz yapar.

Bu sayede yumurta beyazı konusu şeffaflaştı (kelime oyunu yapıyorum), peki ya yumurtanın sarısı? O niye şeffaf değil? Bu vakada durum yanlış elektron enerji düzeylerine sahip olmasından biraz daha az karmaşık. Yumurta sarısı sadece içinde proteinler barındıran sudan ibaret değil; aynı zamanda küçük yağ kütleleri de içerir. Işık bunlara vurduğunda, bu kütlelerin yüzeyinden yansır ve ışığı dağıtır.

Bir maddenin şeffaf olabilmesi için ne kadar çok şeye ihtiyaç duyduğu göz önünde bulundurulduğunda, herhangi bir şeyin şeffaf olması gerçekten dikkat çekici. Cam gibi katı bir maddenin bu numarayı nasıl gerçekleştirebildiği konusuna girmemi istemeyin bile.