Yaşamın Entropinin Bir Sonucu Olduğu Yönündeki İlginç Fikir
Dünya’da yaşamın ilk olarak nasıl başladığı büyük bir soru olarak kalmaya devam ediyor. Bilim insanlarının, belki de ilk canlı organizmalara yol açan kimyasal reaksiyonun gerçekleşmesi için gereken enerjiyi sağlayan bir hidrotermal menfezin yakınında nasıl başladığına dair fikirleri var. Bazen, doğru kimyasal karışımının şans eseri ve rastgele çarpışmalarla bir araya gelerek yaşamı oluşturduğu beklenmedik bir olay gibi konuşuluyor. Peki ya bu reaksiyonların altında yatan ve yaşamın var olmasına rehberlik eden şey fizikse?
Bu, yaşamın entropinin bir sonucu olabileceğine inanan Amerikalı fizikçi Jeremy England tarafından sunulan bir fikrin parçasıdır.
Entropi, bir sistemin düzensizliğinin bir ölçüsüdür. Bir şey yüksek entropi (veya yüksek düzensizlik) durumunda olduğunda, sistemin bileşenlerini değiştirebilirsiniz ve hemen hemen aynı olacaktır.
Ancak evrende yaşam gibi düşük entropi durumunda var olan şeyler vardır. Bu durum termodinamiğin ikinci yasasını ihlal ediyormuş gibi görünebilir (kapalı bir sistemde entropi her zaman artar ya da her şey düzensizliğe doğru eğilim gösterir) ancak durum böyle değildir. Yaşam, çevreden enerji çekerek kendi entropisini geçici olarak azaltmak için enerji harcadığından ikinci yasayı ihlal etmez, tıpkı karı geçici olarak bir kardan adam şekline sokmak için enerji harcayabileceğiniz ve entropi onu tekrar düzensizliğe sürükleyene kadar geçici bir düzen yaratabileceğiniz gibi. Tüm sistem (yaşam için enerji kaynağı ve yaşam tarafından harcanan ısı da dahil olmak üzere) hesaba katıldığında, genel sistem entropiye doğru eğilim göstermeye devam eder.
Evrenin bu istatistiksel yasası ilk olarak Rudolf Clausius tarafından keşfedilmiş ve ısının daha yüksek sıcaklıktaki cisimlerden daha düşük sıcaklıktaki cisimlere doğru aktığını fark etmiştir. England’a göre yaşam ve yaşam benzeri yapılar karmaşık, kaotik ortamlarda ısıyı çevreye daha iyi dağıtacak şekilde ortaya çıkabilir. Başka bir deyişle, yaşam ve yaşam benzeri yapılar, ısıyı dağıtma kabiliyeti nedeniyle entropinin bir sonucu olarak ortaya çıkmaktadır.
Bir makalede England, tıpkı güneş ışığının atmosferimizde ozon üretimini tetikleyebildiği gibi (teşekkürler entropi), kimyasal reaksiyonları gerçekleşmeye “zorlamak” için sisteme uygulanan çeşitli enerji seviyeleri ile çeşitli konsantrasyonlarda 25 kimyasaldan oluşan karmaşık bir çorbayı simüle etti.
England ve ortak yazar Jordan M. Horowitz makalelerinde, “Önceki teorik çalışmalarda öngörüldüğü gibi, temel bulgumuz, böyle bir sistemin kinetik olarak kararlı davranışlarının gerçekten de dış itici güce ince bir şekilde ayarlanmış gibi görünmeye meyilli olduğudur” diye yazdı. “Başka bir deyişle, sistemin uzun süreli davranışı, tüm olasılıklar uzayının rastgele ve tekdüze bir örneklemesinde yalnızca küçük bir olasılıkla gözlemlenebilecek sonuçlarla zenginleştirilmiştir.”
Bazı çorbalar beklendiği gibi dengeye doğru hareket ederken, daha uç sistemler “kendiliğinden ince ayar” yaşadı ve kendilerini karmaşık ortamla daha iyi başa çıkabilen ve ısıyı daha iyi dağıtabilen daha karmaşık yapılara yeniden düzenlediler.
İkinci bir makalede ekip, daha “gerçekçi kolektif moleküler davranış modelleri” ve “sistemin dengeden daha yüksek iş emme oranlarına sahip yapıları benimsemeye yönelik istatistiksel bir eğilim” bulmuştur […], böylece sistemin rezonans yapılara yönelik denge dışı eğilimini sürdüren yüksek oranda geri döndürülemez geçişler meydana gelir çünkü rezonans, harici [enerji kaynağından] daha fazla iş toplamalarına yardımcı olur.”
Bu, yaşam için bir analog olsa ve karmaşıklığını neredeyse kopyalamasa da – teori tartışmalıdır ve her zaman olduğu gibi daha fazla çalışma yapılması gerekmektedir – sonuçlar ilgi çekicidir ve yaşamın fizik yasalarının bir sonucu olarak ortaya çıkabileceğini düşündürmektedir. Eğer doğruysa, yaşamın muhtemelen evrenin her yerinde var olduğunu ve kendi gezegenimiz gibi karmaşık sistemlerde ortaya çıktığını göstermektedir.
England’ın 2014 yılında Quanta Magazine’e söylediği gibi, “Rastgele bir atom yığınıyla başlarsınız ve üzerine yeterince uzun süre ışık tutarsanız,” “bir bitki elde etmeniz o kadar da şaşırtıcı olmamalı.”
Kaynak: https://www.iflscience.com
Derleyen: Figen Berber
One thought on “Yaşamın Entropinin Bir Sonucu Olduğu Yönündeki İlginç Fikir”
Geri bildirim: Neden Her Şey Eninde Sonunda Düzensizleşiyor?