Helyum soluyanların sesi niçin acayip çıkıyor?

0

1964 yılında ABD Deniz Kuvvetleri “Deniz Laboratuarı” adlı bir proje yürütmektedir. Bu projede dalgıçlar gittikçe daha derine, daha uzun sürelerle gönderilerek deneyler yapılmakta, dalışların insan vücudu üzerindeki etkileri araştırılmaktadır. Bu dalgıçlardan biri de, daha sonraları astronot olarak ismi sıkça duyulacak olan, Deniz Binbaşı Scott Carpenter’dir.

Binbaşı Carpenter suyun 70 metre altında 30 gün geçirerek bir dünya rekoru kırınca Başkan Lyndon Johnson onu Beyaz Saray’dan bir telefon bağlantısı ile kutlamak ister. Ne var ki Binbaşı Carpenter artık suyun içinde değildir, vurgun ihtimaline karşı, vücudunda oluşabilecek nitrojeni yok etmek için bir basınç odası içinde helyumla zenginleştirilmiş hava solumaktadır.

Beyaz Saray’dan basınç odasına bağlanarak yapılan canlı telefon bağlantısında tüm ABD şaşkınlık içinde kalır. Milli kahraman Binbaşı Carpenter’in sesi, çizgi filmlerdeki Miki Fare gibi çıkmaktadır. O anda helyumun sesi bu derece deforme edebileceği kimsenin aklına gelmez.

Sadece ağızda oluşturulan fısıltıyla konuşmayı saymazsak insanın ağzından çıkan konuşma sesinin oluş şekli şöyledir; ciğerden gelen hava gırtlağımızda bulunan ses tellerimizin altına çarparak onları titreştirir. Ses telleri gitar teli gibi gerilmiş değildir, onları V-şeklinde boylamasına katlanmış et parçalarına benzetmek daha doğru olur. Ses tellerinin gerginliğini kontrol eden kaslar sayesinde titreşimlerin, yani ağızdan çıkacak seslerin frekansları ayarlanır. Bu yol üzerinde bulunan dudak, diş, dil, damak, v.b. elemanlarda oluşan diğer alt frekanslar sayesinde de seslerdeki karakteristik farklılıklar oluşur.

Bir meydanda toplanmış büyük bir kalabalığı düşünün. Kalabalığın en arka sıralarında bulunanlar aniden önlerindekileri itseler, onların da öne doğru hareketlenmelerine sebep olur. İtme hareketini durdurup tekrar kendi yerlerine dönseler bile başlamış olan hareket kalabalığın ön saflarına doğru devam eder. Bir davulun derisine tokmakla vurulduğunda deri titreşerek etrafındaki hava moleküllerinin benzer şekilde hareketlenmesine ve önlerinde hareketsiz duran moleküllerin üzerine yığılarak, ileri doğru hareketlenmelerine sebep olur. İki örnek arasındaki fark, sıkışmayı ve hareketi yaratan moleküllerin insanlara göre çok daha hafif olmaları dolayısıyla oluşan dalgalanmaların da çok daha hızlı olmasıdır.

Ses, hava veya başka herhangi bir ortam içinde bir kaynaktan başlayan molekül dalgalanmalarının bir alıcıya (kulağa) ulaşması olduğundan, iletimindeki en önemli faktör de dalgalanmayı yaratan moleküllerin ağırlığıdır. Moleküller ne kadar ağırsa önlerindekileri itmeleri, dolayısıyla dalgalanmayı oluşturmaları, sonuçta da sesi yaratma ve iletmeleri o kadar zorlaşır.

Çoğunluğunu nitrojen ve oksijenin oluşturduğu soluduğumuz havanın moleküllerinin ağırlığı 29 gram/mol iken helyumun 4 gram/mol’dur. Yani hava helyumdan yaklaşık 7 kez daha ağırdır. (Helyumla şişirilmiş balonların uçmasını hatırlayın.) Bu nedenle ses hava içinde saniyede 331 metre hızla hareket ederken helyum içinde 2,5 kat daha hızlı, saniyede 891 metre hızla hareket eder. Bu nedenle saf helyum solunduğunda ses ağzımıza 2,5 kat daha çabuk gelerek, 2,5 kat daha yüksek perdeden (Disney’in Miki Fare veya Vak Vak Amca karakterlerinin sesi) çıkar.

Eğer bir partide veya eğlence yerinde helyum soluyup acayip sesler çıkararak çok eğlendiğinizi sanıyorsanız, bilin ki durum hiç de komik değildir ve sağlığınız ciddi tehlike altındadır. Helyum solumada aşırılık insanın hayati ihtiyacı olan oksijenle bağlantısını keser, ileri derecede duyarsızlık, sersemlik ve şuursuzluk hislerinin ardından ölüme bile yol açabilir.

Aslında helyum tek başına zehirli bir gaz değildir. Kısa süre

li ve çok az miktarda solunmasında bir tehlike yoktur ancak özellikle basınç altında bulunduğu bir tüpten doğrudan ve çok miktarda solunması, ciğerlerdeki oksijen ile yer değiştirmesine, vücuttaki oksijen oranının süratle yüzde 18’in altına düşüp, “asphyxia” denilen boğulma olayına veya helyum kabarcıklarının arterleri tıkamasıyla oluşabilecek gaz embolisine neden olabilir.

Helyum soluyup sesin ince çıkmasıyla eğlenenler, “xenon” adlı havadan çok daha ağır, yani sesin gırtlaktan ağza çok daha yavaş gittiği bir gazı soluyarak komik kalın sesler de oluşturabilirler. Ne var ki havadan daha ağır olan gazlar solunduklarında ciğerlerin diplerine ve uç köşelerine yerleştiklerinden çıkarılmaları zordur, kalıcı solunum zorluğu yaratabilirler.