Altın madeni nasıl oluştu? Milyonlarca insanın her gün yakından takip ettiği altının sırrı...

Yüzlerce yıldır önce gümüş standardı sonra da altın standardıyla dünya ekonomilerinin temelini oluşturan bu iki metalin bugünü ve geleceği başta ekonomistler olmak üzere hepimizi ilgilendiriyor. Peki ya geçmişi? Onun da bilim insanlarının çalışma konusu olduğunu biliyor muydunuz?

Nobel ödüllü fizikçi Frank Wilczek, geçtiğimiz günlerde Wall Street Journal için kaleme aldığı köşe yazısında, bu konuya ışık tuttu. Aşağıda okuyacağınız gerçekler sizi de şaşırtacak ve şu önemli soruyu sormanızı sağlayacak: Acaba altın arayanlar toprağın derinliklerine bakmakla hata mı ediyor?

Albert Einstein denince aklımıza gelen ilk başlıklardan biri genel görelilik kuramı. Einstein'in 1915'te formüle ettiği bu kuramın son parçası olan kütleçekimsel dalgalar (gravitasyon dalgaları, gravitasyonel dalgalar ya da yerçekimi dalgaları olarak da adlandırılıyorlar) varlıklarını dolaylı olarak göstermeyi başaran iki bilim insanına 1993'te Nobel getirdi.

Değerli metaller denince aklımıza ilk onlar geliyor. Fiyatları buluttan nem kapıyor, en ufak bir dalgalanma bütün sektörleri etkiliyor. Dünya üzerinde milyonlarca insan "Düştü mü, çıktı mı?" diye her gün ilk iş onları kontrol ediyor. Altın, gümüş ve diğer değerli metaller, tarihin her döneminde varlığın ve zenginliğin sembolü oldu. Bu değerli metaller bugün de küresel piyasaların en önemli unsurlarından biri... Peki bu metallerin kökeni ne? Onun da bilim insanlarının çalışma konusu olduğunu biliyor muydunuz? İşte tüm bilgiler...Nihayet birkaç yıl önce ABD'nin Louisiana eyaletinde bulunan LIGO antenleri aracılığıyla dalganın geçişi esnasında uzayın dik yönlerde nasıl farklı büzülüp genişlediği doğrudan ölçülebildi. Bu dalgalar üzerinde yapılan son çalışmalarla elementlerin kökenlerine dair şaşırtıcı ve büyüleyici sonuçlar çıktı. Böylece astronominin geleceğine dair de yepyeni bir sayfa açıldı.

Yeni keşifler sayesinde insanlık için uzun yıllardır esrarını koruyan bir soruya yanıt bulundu: Altın, gümüş, uranyum gibi en büyük nötron payına sahip en ağır elementler nasıl oluştu?

Burada küçük bir not düşmekte fayda var: Atomların artı ya da eksi yük taşımayan yapı taşları olan nötronlar, tek başlarına olduklarında oldukça kararsız partiküller. Yarı ömürleri 15 dakikanın altında, yani kısa süre içinde değişip dönüşüyorlar. Ancak atom çekirdeğinin içinde olan nötronlar oldukça kararlı bir hal alıyor. Protonlarla ve diğer nötronlarla girdikleri etkileşim kütlelerinin azalmasını sağlıyor ve bozunmayı sınırlandırıyor.

Büyük Patlama'nın (Big Bang) hemen sonrasında tüm madde hidrojen (çekirdeğinde tek proton var) ve helyumdan (çekirdeğinde iki proton ile bir ya da iki nötron var) oluşuyordu. Bunlara ek biraz da empürite (saflığı bozan atomlar) vardı. Hiçbir maddede nötronların sayısı protonlardan fazla değildi.

Yıldızların etkisiyle nükleer pişirme daha ileri aşamalara taşındı. Bir başka deyişle, bu iç malzeme daha büyük birimler oluşturdu ve diğer elementler ortaya çıktı. Ancak normal yıldızlar için çekirdeğindeki nötron sayısı proton sayısından fazla olan elementler üretmek çok kolay bir iş değil.

Örneğin gümüşün çekirdeğinde 47 proton ile 60 veya 62 nötron, altında 79 proton ve 118 nötron, uranyumun en kararlı halinde ise 92 proton ve 146 nötron bulunuyor. Dolayısıyla akıllara şu soru geliyor: Böyle bir nötron bolluğunun kaynağı ve ortaya çıkış sebebi nedir?

Akla ilk gelen ihtimal nötron yıldızları yani süpernova patlamalarının yanık kalıntıları... Kütlesi Güneş'in birkaç katı olan yıldızlar, nükleer yakıtlarını tüketip "öldüklerinde", çekirdekleri de çöküyor. Bunun sonucunda ortaya büyüklüğü aşağı yukarı Dünya kadar ama kütlesi Güneş'ten daha fazla bir gökcismi ortaya çıkıyor. Bu gökcismi yerçekimi sayesinde bir arada duran dev gibi bir tek çekirdek oluyor.

Bu ortamda nötronlar protonlardan çok daha hafif olduklarından, protonlar kararsız bir hale geliyor. Protonlar bozunarak nötronlara dönüşüyor ya da dışarı atılıyor. Bu durum nötronlar tartışmasız bir baskınlık elde edene kadar devam ediyor. Sonuçta ortaya çıkan gökcismine de "nötron yıldızı" adı veriliyor. Bir sonraki aşama nötronların dışarı kaçırılması. Bunun da şu şekilde olduğu tahmin ediliyor: Bazen bir ikili yıldız sisteminin iki üyesi de nötron yıldızlarına dönüşüyor.

Daha sonra bu nötron yıldızları birbirlerinin etrafında dönmeye başlıyor. Ancak yörünge bozunuyor ve ortaya kütleçekimsel radyasyon çıkıyor. Nötron yıldızları birbirlerine yaklaştıkça, dev dalga güçleri onları ayırıyor ve parçalanan kalıntılar çarpışıyor. Bu çarpışma anlarında, halen nötron açısından zengin sıcak ve yoğun madde parçaları sağa sola saçılıyor ve kararlı nötron zengini çekirdekler haline geliyor. Teorisyenlere göre, elimizdeki uranyumun tamamı gümüş ve altının ise büyük kısmı bu fırtınalı sürecin sonucunda oluşuyor.

Yakın zamana kadar bu senaryo tamamen hipotez aşamasındaydı. Ancak yukarıda da adı geçen ve Louisiana ile Washington eyaletlerinde bulunan LIGO (Laser Interferometric Gravitational-Wave Observatory) sayesinde birleşim anında ortaya çıkan yoğun kütleçekimsel radyasyon gözlemlendi ve böylece iki nötron yıldızı hareket anında yakalanmış oldu. Kütleçekim dalgalarını tespit edebilen sistemlerin sayısı arttıkça, gama ışını uydularından radyo çanaklarına ve hatta nötrino detektörlerine, çeşitli "teleskopları" kullanan astronomlar da ortaya çıkan olaylara odaklanabilir hale gelecek. Bu çok araçlı astronomi sayesinde de nötron yıldızlarının simya çalışmaları birer multimedya şölen hale gelecek.

İki nötron yıldızının birleşimi, galaksimizin en sıra dışı olaylarından biri olduğundan, Güneş Sistemi dışındaki bölgelerde daha fazla ya da daha az moloz birikimi olması mümkün. Bunların araştırılması çok daha ilginç bulguları beraberinde getirecek. Bu esnada Dünya üzerinde daha az ya da daha fazla altın, gümüş ve uranyum bulunmasının tarihi nasıl değiştirebileceğini düşünmek de bir o kadar ilginç sonuçlara varmamızı sağlıyor... Bu anlamda bakıldığında günden güne hız kazanmakta olan uzay madenciliği çalışmalarının Dünya'daki dengeleri değiştirebileceğini söylemek de mümkün.

Altının ve diğer değerli metallerin kökenini araştıran bazı bilim insanları bu maddelerin Dünya'ya doğrudan uzaydan geldiğini söylüyor. Bristol Üniversitesi'nde 10 yılı aşkın süre önce yapılan bir araştırmaya göre, bu maddelerin kaynağı 3,9 milyar yıl önce yaşanan meteor yağmurları. Araştırmacıların çıkış noktası şu: 4,5 milyar yıl önce oluşan Dünya önce bir lav topuydu. Top soğudukça demir gibi ağır metaller çekirdeğe doğru toplanmaya başladı. Siderofil (yani demiri seven, demirin çektiği) metaller de bu nedenle merkeze yaklaştı. Altın da siderofil bir metal olduğundan derinlere indi. Dolayısıyla aslında yüzeye yakın yerlerde altın olmaması gerekirdi ama var. Grönland'a bulunan yaklaşık 4 milyar yaşındaki kayaların incelenmesiyle geçmişte "Acaba mı?" denen ihtimalin doğruluğu teyit edildi. Dünya henüz 650 milyon yaşındayken yaşanan meteor yağmurları sonucu gezegenimize ulaşıp saplanan altın zengini meteorlar, bugünkü altın yataklarının temelini oluşturdu.

Örneğin bilim insanlarının yakın zamanda duyurduğu ve Dünya'daki metal rezervlerinden fazlasını içerdiği bildirilen iki asteroid bu alanda önemli bir gelişme oldu. Ekim ayında açıklanan bu asteroidlerin yüzde 85'inin metal olduğu, bir tanesindeki demir, nikel ve kobalt içeriğinin Dünya'daki rezervlerin tamamından fazla olduğu belirtildi.

Ondan önce de Amerikan Uzay ve Havacılık Dairesi (NASA), 2022 yılında 16 Psyche'ye bir misyon göndereceğini açıklamıştı. Mars ve Jüpiter arasında bulunan 16 Psyche'ye gönderilecek misyonun amacı doğrudan kazı yapmak değil. Daha ziyade Güneş Sistemi'nin tarihine dair ipuçları elde etmek. Zira uzmanlar 16 Psyche'nin henüz gezegen haline gelme sürecindeyken patlamış bir "neredeyse gezegen"in kalıntısı olduğunu düşünüyor.

Discovery.com geçen yıl bu asteroidin yapısında bulunan altının ve diğer değerli maddelerinin piyasa değerinin 700 kentilyon Dolar civarında olduğunu bildirdi. Bu miktarın büyüklüğünü şöyle düşünebilirsiniz: 700 kentilyon doları dünya üzerindeki tüm insanlara eşit dağıttığımız takdirde kişi başı 100 milyar dolara yakın bir servet ediyor.

Peki neden 16 Psyche'de bulunan bu altını çıkarıp hepimiz bir anda zenginleşmiyoruz? Bunun iki nedeni var. Birincisi bunu yapmak hem zor hem de fazlasıyla masraflı. Yani milyonlarca kilometre uzaktaki bir gökcismine gidip maden çıkarmaya çalışmak için öncesinde ciddi bir yatırıma ihtiyaç var.

Diğer yandan 700 kentilyon, yukarıda da dediğimiz gibi altının şu anki değeriyle yapılmış bir hesaplama. Altının değerini belirleyen şey de Dünya üzerindeki miktarının nispeten sınırlı olması.

16 Psyche'deki tonlarca altının bir anda dünyaya getirilmesi bir anda altın bolluğuna neden olacağından altının piyasa değerini ciddi anlamda düşürebilecek bir ihtimal. Bu da uzayda 700 kentilyon eden altının Dünya'da o kadar da değerli olmayacağı anlamına geliyor. Tabii bu kadar bol bulunan bir materyale yeni kullanım alanları açılması ve altının düşen değerinin yeniden yükselmesi de teorik olarak mümkün.