Astronomi

Dünyanın Dönme Hızı Neden Sabit Durmuyor?

Dünya’nın dönme hızı tamamen sabit değildir. Hatta Dünya’nın kendi ekseni etrafında bir tam dönüşünü tamamlaması için geçen süre, bir günden diğerine milisaniyeler düzeyinde değişebilir.

İnsanlık tarihinin büyük bölümünde atalarımız zamanı Güneş’e göre ölçtü. Bir günün geçişi, bir gün doğumundan bir sonrakine kadar geçen süreyle belirleniyordu. Ancak 1950’lerde bilim insanları çok daha hassas ölçümler yapabilen atom saatlerini geliştirdi.

Dünyanın Dönme Hızı Nasıl Hesaplanır?

Günümüzde bir saniye, bir sezyum atomunun yaklaşık 9 milyar titreşimi olarak resmen tanımlanır. Uluslararası Ağırlıklar ve Ölçüler Bürosu’na göre bir gün de bu tür 86.400 saniyeden oluşur.

Atom saatleri, yalnızca insanların dünya çapında daha önce mümkün olmayan bir eşgüdüm kurmasını sağlamakla kalmadı; aynı zamanda Dünya’nın dönüşünün sanıldığı kadar düzenli olmadığını da gösterdi.

Günümüzde biliyoruz ki, bir gün her zaman 86.400 atomik saniyeden oluşmaz. Çünkü gezegenimizin kendi ekseni etrafındaki bir tam dönüş süresi, çeşitli etkenlere bağlı olarak yüzyıldan yüzyıla, aydan aya ve hatta günden güne değişir.

Genel eğilim, günlerin giderek uzaması yani Dünya’nın dönüşünün yavaşlaması yönündedir. Ancak son yıllarda bu eğilimin tersine döndüğü ve Dünya’nın yeniden hızlandığı gözleniyor.

2020 yılından önce, Dünya’nın bir günü ortalama süreden yalnızca birkaç milisaniyeyle daha kısaydı. Ancak son beş yılda bu değişti; yaz aylarında, özellikle de Temmuz ve Ağustos’ta, günlerin ortalamadan yarım milisaniyeye kadar daha kısa olması daha olası hâle geldi.

Bu değişimler insan ölçeğinde son derece küçüktür. Örneğin 5 Temmuz 2024, atom saatine göre yalnızca 1,66 milisaniye daha kısaydı. Roma İmparatorluğu döneminde ise bir gün, bugüne kıyasla ortalama yaklaşık 40 milisaniye daha kısaydı.

Buna rağmen bu çok küçük farkların bile hesaba katılması gerekir; çünkü günümüzün birbirine sıkı biçimde bağlı küresel sistemleri hassas zaman ölçümüne dayanır.

Daha uzun zaman dilimlerinde ise bu küçük farklar birikerek belirgin sonuçlar doğurur. Örneğin dinozorların yok oluşundan bu yana geçen yaklaşık 66 milyon yıl içinde, bir günün süresi toplamda yaklaşık yarım saat uzamıştır.

Dünya Neden Bazen Daha Hızlı, Bazen Daha Yavaş Döner?

Dünya’nın dönme hızının neden değiştiğini anlamak için dönen bir buz patencisini düşünmek yararlı olur. Patenci kollarını ve bacaklarını açarak kütlesini dönme ekseninden uzaklaştırdığında daha yavaş döner. Kollarını ve bacaklarını gövdesine yaklaştırdığında ise daha hızlı dönmeye başlar. Bu durum, açısal momentumun korunumu olarak bilinen temel bir fizik ilkesine dayanır.

Dünya da tıpkı bir buz patencisi gibi fizik yasalarına uymak zorundadır. Bu nedenle kütlesinin bir bölümü bir yerden başka bir yere kaydığında, toplam dönüş hızı bunu dengelemek için değişir. En büyük etkilerden biri, gezegenin derinliklerindeki erimiş iç yapıda meydana gelen değişimlerden kaynaklanır.

Bu iç katmanlar, gezegenin geri kalanıyla açısal momentum alışverişi yapar. Tam olarak bilinmeyen nedenlerle, çekirdek daha yavaş dönmeye başladığında Dünya’nın geri kalanı buna karşılık hızlanır. Son yıllarda gözlenen olağanüstü kısa günlerin başlıca nedenlerinden biri de bu süreçtir.

Ancak Dünya’nın dönüş hızını belirleyen tek etken çekirdek değildir. 2024 yılında Nature dergisinde yayımlanan bir çalışma, iklim değişikliğinin bu etkiyi kısmen dengelediğini gösterir. Kutuplardaki buzullar eridikçe ortaya çıkan su okyanuslara yayılır ve kütle Dünya’nın yüzeyine daha geniş bir alana dağılır. Bu durum, tıpkı kollarını açan bir patencide olduğu gibi, dönüşü biraz yavaşlatır.

Benzer biçimde, kütlenin yer değiştirdiği her süreç bu hassas dengeye katkı yapar. Mevsimsel hava hareketleri, hayvan göçleri ve hatta ağaçların yapraklanması bile bu etkiyi oluşturur. İlkbaharda yapraklar çıktığında kütle yerden yükselir, sonbaharda tekrar aşağı iner. Bu küçük değişimler tek başına çok sınırlıdır. Ancak birlikte ele alındığında Dünya’nın dönüş hızında dalgalanmalara yol açar.

Ay Dünya’yı Nasıl Yavaşlatır?

Dünya’nın tarihine bütüncül bakıldığında, buzulların erimesi ya da çekirdekteki dalgalanmaların etkisinin aslında oldukça sınırlı olduğu görülür. Bu etkiler, tek ve sürekli bir kuvvetin yanında gölgede kalır.

Ay’ın kütle çekimi okyanuslarda gelgitler oluşturur. Bu gelgitler her gün kıta sahanlıklarına çarpar. Ortaya çıkan sürekli gelgit sürtünmesi, Ay’ın yaklaşık 4,5 milyar yıl önce oluşmasından bu yana Dünya’nın dönüşünü yavaşlatmaktadır.

Eğer Güneş’in yaklaşık 5 milyar yıl sonra Dünya’yı yutacak olması gibi bir durum olmasaydı, Dünya zamanla Ay’a kütleçekimsel olarak kilitlenirdi. Bu durumda kendi ekseni etrafındaki dönüşünü durdurur ve Ay’a sürekli aynı yüzünü gösterirdi.

Uzun yıllar boyunca bilim insanları bu yavaşlamanın kesintisiz biçimde süreceğini düşündü. Varsayıma göre, Dünya giderek daha yavaş dönecek ve günler sürekli uzayacaktı.

Ancak gezegenimizin dış çekirdeğindeki düzensiz değişimler nedeniyle, şu anda bu genel eğilimin tersine işleyen geçici bir dönemden geçiyoruz. Dünya biraz daha hızlı dönüyor ve günler kısalıyor. Bu eğilim sonsuza kadar sürmeyecek; uzun vadede gelgit sürtünmesi yeniden baskın gelecek. Fakat bu geçici hızlanma bile küresel zaman ölçüm sistemleri açısından şimdiden sorun yaratmaya başladı.

Negatif Artık Saniyeye İhtiyaç Olacak mı?

Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü, 1972 yılında artık saniye sistemini oluşturdu. Amaç, Dünya’nın gerçek dönüş süresi ile atom saatlerinin ölçtüğü “gün” arasındaki farkı dengelemekti. Bu fark belirli bir eşiği aştığında, Uluslararası Dünya Dönüşü ve Referans Sistemleri Servisi ek bir saniye eklenmesi gerektiğini duyurur.

O tarihten bu yana yalnızca saniye ekleme yoluna gidildi. Ancak saniye çıkarma ihtimali pek dikkate alınmadı. Ancak bu konularda karar verici olan Genel Ağırlıklar ve Ölçüler Konferansı, Eşgüdümlü Evrensel Zaman’ın Dünya’nın dönüşüyle en fazla bir saniyelik fark içinde kalmasını şart koşar.

Eğer Dünya hızlanmaya devam ederse, bu farkı düzeltmenin tek yolu negatif bir artık saniyedir. Yani sistemden bir saniye çıkarılmasıdır.

Zaman ölçümü alanındaki bazı uzmanlar bu durumu Y2K paniğine benzer bir risk olarak değerlendiriyor. Eğer zamanı geldiğinde dijital sistemler buna hazır olmazsa, öngörülemeyen sorunlar ortaya çıkabilir; üstelik bu sorunları önceden fark edemedikleri için gerekli önlemleri de alamayabilirler.

Bu riski azaltmak için yetkili kurumlar artık saniye uygulamasını tamamen kaldırmayı planlıyor. 2027 gibi erken bir tarihte kuralları değiştirerek, Eşgüdümlü Evrensel Zaman ile Dünya’nın dönüşü arasında bir saate kadar farka izin vermeyi hedefliyorlar. Böylece sorun pratikte çok daha uzak bir geleceğe ertelenmiş olur.

Nasıl çözerlerse çözsünler, Dünya dönmeyi sürdürecek. Bazen biraz daha hızlı, bazen biraz daha yavaş. Ancak hiçbir zaman bir saat kadar kusursuz olmayacak.


Kaynaklar ve İleri Okumalar:


Size Bir Mesajımız Var!

Matematiksel, matematiğe karşı duyulan önyargıyı azaltmak ve ilgiyi arttırmak amacıyla kurulmuş bir platformdur. Sitemizde, öncelikli olarak matematik ile ilgili yazılar yer almaktadır. Ancak bilimin bütünsel yapısı itibari ile diğer bilim dalları ile ilgili konular da ilerleyen yıllarda sitemize dahil edilmiştir. Bu sitenin tek kazancı sizlere göstermek zorunda kaldığımız reklamlardır. Yüksek okunurluk düzeyine sahip bir web sitesi barındırmak ne yazık ki günümüzde oldukça masraflıdır. Bu konuda bizi anlayacağınızı umuyoruz. Ayrıca yazımızı paylaşarak da büyümemize destek olabilirsiniz. Matematik ile kalalım, bilim ile kalalım.

Matematiksel

Bunlar da ilgini çekebilir

Bir yanıt yazın

E-posta adresiniz yayınlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir