Bir cisim ne kadar soğuk olabilir? Ne kadar soğukta, artık bir cismin yok olduğunu farz edebiliriz? Mutlak sıfır bir cismin artık var olamayacağı kadar soğuk olduğunu ifade eder. Bu sıcaklık -273,15 santigrat derece ya da 0 (sıfır) Kelvin ile ifade edilir. Uzay bile bu kadar soğuk değildir.

Heisenberg’in Belirsizlik İlkeleri’ne göre atomlar ve moleküller yalnızca belirli enerji düzeylerinde var olabilirler. Çünkü sıcaklık ile cisimleri oluşturan atom hareketleri doğru orantılıdır. Sıcaklık artarken atomlar daha hızlı ve düzensiz hareket ederlerken, soğuk ortamda atomlar yavaşlar ve düzensiz hareketlerini azaltırlar. Bir cismin mutlak sıfır derecesindeki kalan son enerjisine “sıfır noktası enerjisi” denir. Bu noktada artık hareket var olamayacak kadar moleküler anlamda azalmıştır, ama cisim var oldukça enerji de varlığını devam ettirecektir.

Işık hızına olduğu gibi mutlak sıfıra da ulaşmak mümkündür ama bu hiçbir zaman tam olarak gerçekleşmez; çünkü bu dereceye ulaşmak sonsuz miktarda enerji gerektirir. Bir cismi bu kadar soğutmayı şu ana kadar pek çok bilim insanı denemiş olsa bile, başarılı olunamamıştır.

Kelvin Ölçeği mutlak sıfıra dayalıdır. Sıfır Kelvin, mutlak sıfırdır. Bu anlamda bilinmelidir ki sıcaklığın ölçülmesinde birkaç ölçekten yararlanılır. En bilineni günlük hayatımızda kullandığımız birimi Santigrat olarak da adlandırılan Celcius ölçeğidir. Bu ölçekte suyun donma noktası 0, kaynama noktası 100 derece kabul edilir ve bu iki sıcaklık arası santigrat olarak adlandırılan yüz eşit kısma bölünür.

Kelvin ölçeğinde sıcaklık derece işareti kullanılmadan büyük K simgesi ile gösterilir. Suyun donma noktası 273, kaynama noktası 373 Kelvindir. Kelvin ölçeğinde Celcius ölçeğindeki gibi suyun donma ve kaynama noktaları arasında 100 derecelik bir fark vardır. Yani iki ölçek de -suyun kaynama noktalarının başlangıç dereceleri farklı olsa da- aynı birim büyüklüklerini kullanırlar. Eksi derecelerin olmadığı Kelvin’de; 273 Kelvin, 0 santigrat dereceye eşittir. Dolayısıyla mutlak sıfır olarak adlandırılan 0 Kelvin de -273 santigrat dereceye eşit olur.

“Bilim, kendisine sunulan her problemle korkusuzca yüzleşecek, sonsuza dek geçerli, onurlu yasalarla bağlıdır.” Sözüyle bilime olan inancını anlatan William Thomson, (Lord Kelvin olarak da bilinir) 1824-1907 yılları arasında yaşamış zamanın en büyük fizikçilerinden biriydi. Termodinamikte gazlar için tanımlanmış mutlak sıfır kavramını tüm maddelere uyarladı. Kelvin adını verdiği ölçeğinde mutlak sıfırı başlangıç noktası olarak kabul etti. Kelvin ölçeği, bugün vefatından yüz yıl sonra sıcaklığın ölçülmesinde yararlanılan üç temel ölçekten biri olarak adını yaşatıyor.

---

Khan Academy
Bilimsel İlkelerin Küçük Kitabı, Tubitak Kitapları, 2005

Yıldızların doğumu neredeyse evrenin oluşmasıyla başlamış, 13,8 Milyar yıldır süregelen, kozmostaki her galakside gerçekleşen bir olaydır. Bir yıldızın doğumu, yıldız yuvasının içindeki yıldızlararası gaz ve toz bulutlarının derinliklerinde gerçekleşir. Oluşum tamamlandıktan sonra, yıldızdan bir ışık süzmesi evrene yayılır ve evrende yeni bir yıldız parlamaya başlar. 

Yıldız doğumu yıldızlararası bulutlar denilen, gaz ve toz bulutunun yoğun olduğu bir alanda, tetikleyici bir hareketle bu maddelerin hareket etmesiyle başlar. Hızla dönen gaz ve toz molekülleri kendi içinde sarmal oluşturur ve sürtünmenin etkisiyle ısınır. Zamanla gaz ve toz bulutundan sıcak bir çekirdek oluşur ve bu çekirdek çekim alanındaki enerjiyi içine alarak gittikçe büyür.

Yeterince büyüyen ve sıcaklığı içinde barındıran çekirdekte hidrojen ve helyum molekülleri birleşerek ısı yayan ve ışık veren bir maddeyi oluştururlar. Bizler bu parlak ve ısı dolu cisimlere yıldız adı veririz. Bu yıldızların en bilineni şüphesiz Samanyolu galaksisinin baş tacı Güneş’tir. Güneş’in doğuşu şu an ki bilgilere göre 4,5 milyar yıl önce, bir süpernovanın tetikleyici hareketiyle başladı.

Kendi ömrümüzle kıyasladığımızda yıldızların sonsuza dek var olacağı yanılsamasına kapılırız. Oysa yıldızlar da zamanla enerjilerini yitirir ve solarlar. Parlak yoğun yıldızlara beyaz cüce denir. Bu yıldızlar küçülerek soğuk küllere dönüştüğünde kara cüce olarak adlandırılırlar. Bir yıldızın yaşam süresi yaklaşık bir milyonu bulabilir.

İnsanlar belli bir yaşa kadar büyürler. Bu herhangi bir yaş olabilir. Ancak o yaştan sonra yaşlanmaya başlarlar. Yıldızların hayatı da buna benzer. Yıldızlar yaşça büyürken nükleer füzyon (çok küçük yapıdaki elementlerin birleşmesi) adı verilen bir süreçte çekirdeklerindeki elementleri kaynaştırırlar. Güneş de şu an bu evrededir. Ancak yeteri kadar yaş aldıklarında çekirdeklerindeki elementleri kaynaştırmayı bırakırlar. Artık büyümüyorlar, yaşlanıyorlardır.

Güneşimiz, birkaç milyar yıl daha yaşamaya devam edecek. Ancak bir an, çekirdeğinde kaynaştırdığı elementlerden hidrojeni bitecek. Bunun üzerine helyumu kaynaştırmaya başlayacak. Ancak helyumun kaynaşması karbonu ortaya çıkaracak. Zamanla şişecek ve karbon sebebiyle kırmızımsı bir hale bürünecek. Zamanla iyice yaşlanan güneş, atmosferinde taşıdığı karbonunu taşıyamayacak ve dışarı püskürtecek, bu patlama sonucunda kaybettiği gazlarla da zayıflayıp küçülecek. Güneşten geriye sadece sıcak çekirdeği kalacak.

Çıplak kalan çekirdeğin yoğun ısısı daha çok parlamasına sebep olacak. Bunun üzerine büzüşecek ve beyaz bir cüce halinde gelecek. Tüm ısısı ve enerjisini tüketene dek yaşamını beyaz cüce olarak sürdürecek. On milyar yıl bu halde yaşadıktan sonra, tüm enerjisini ve ısısını kaybettiğinde külle kaplı kara bir cüceye dönüşecek. Yıldız ölümü tamamlanmış olacak.

Peki güneş öldüğünde dünya üzerindeki yaşama ne olacak? Güneş kırmızıya bürünüp patladığında muhtemelen pek çok gezegen yok olacaktır. Dünyadan kalan kalıntıların Mars’a savrulacağını, Marsın ısınmasıyla yaşamın kızıl gezegende başlayabileceğini düşünenler de var. Ancak gerçek kendini ünlü ressam Van Gogh’a atfedilen bir sözde gösteriyor: “Hiçbir şeyi net olarak bilmiyorum; ama yıldızlara bakmak düş kurmamı sağlıyor."