Çocukken güneş sistemini öğrendiğimizde, genellikle gezegenlerin hepsinin kendi yörüngelerinde, güneşin etrafında döndüğünü öğreniriz. Plüton’un aslında bir gezegen olmadığını öğrendiğinde şaşıran ve hatta biraz üzülen birçok insandan biriyseniz, kendinizi başka bir uzay keşfine hazırlamak isteyebilirsiniz. Bu şaşırtıcı bilgi Jüpiter gezegeni ile ilgili.
Jüpiter dediğimiz zaman aklınıza Güneş’ten uzaklığa göre beşinci sırada yer alan, büyük ölçüde hidrojen ve helyumdan oluşan bir gaz devi gelecektir. Ayrıca bu gezegenin Güneş sistemimizdeki en büyük gezegen olduğunu da biliyor olduğunuzu düşünüyoruz. Evet Jüpiter gerçekten devasa büyüklüktedir. Aslında kütlesinin Güneş Sistemi’ndeki diğer tüm gezegenlerin kütlelerinin toplamının 2,5 katı kadar olduğunu söylersek onun büyüklüğünü hayal edebilirsiniz. İşte bu devasa gezegen mevcut kütlesi nedeniyle teknik olarak güneşin etrafında dönmez. Şaşırdınız mı? Biraz daha açıklayalım.
Jüpiter Güneş’in Etrafında Neden Dönmüyor?
Evet. Jüpiter Güneş’in merkezinin yörüngesinde dönmüyor. Aslında onunla güneş arasındaki boşlukta barycenter adı verilen bir nokta ortak kütle merkezinin yörüngesinde dönüyor. Uzayda küçük bir cisim büyük bir cismin yörüngesinde döndüğünde, daha az kütleli olan daha büyük olanın etrafında mükemmel bir daire çizemez. Aksine, her iki nesne de birleşik bir ağırlık merkezi etrafında döner.
Aslında sizi biraz daha şaşırtalım. Normalde başka hiçbir gezegenin güneşin tam merkezinin etrafında dönmez. Hemen itiraz etmeyelim. Sonuçta Dünya’nın Güneş yörüngesinde dönmesi gibi bizim daha aşina olduğumuz durumlarda ortak çekim merkezi büyük kütleli olan cismin merkezine o kadar yakındır ki, bu olgu göz ardı edilebilir seviyede kalır. Büyük nesne yani Güneş hareket etmiyor gibi görünür. Daha küçük olanlar onun etrafına bir dönerler. Ama gerçek her zaman daha karmaşıktır.
Kütle Merkezi Nedir?
Her cismin bir kütle merkezi vardır. Bir nesnenin kütle merkezi, dengelenebileceği noktadır. Bazen kütle merkezi doğrudan bir cismin merkezindedir. Örneğin, bir cetvelin kütle merkezini kolayca bulabilirsiniz. Parmağınızı birkaç farklı noktada bir cetvelin ortasında tutmayı deneyin. Tüm cetveli tek parmak ucunuzla dengeleyebileceğiniz bir nokta bulacaksınız. Bu, cetvelin kütle merkezidir. Kütle merkezine ağırlık merkezi de denir.
Ancak bazen kütle merkezi cismin merkezinde değildir. Bir cismin bazı kısımları diğer kısımlarından daha fazla kütleye sahip olabilir. Örneğin bir balyozun kütlesinin büyük bir kısmı bir ucunda bulunur. Bu nedenle kütle merkezi ağır ucuna çok daha yakındır.
Uzayda, birbirinin yörüngesinde dönen iki veya daha fazla nesnenin de bir kütle merkezi vardır. Nesnelerin etrafında döndüğü noktadır. Bu nokta nesnelerin ağırlık merkezidir. Barycenter genellikle en fazla kütleye sahip nesneye en yakın olanıdır. Güneşin çok fazla kütlesi vardır. Karşılaştırıldığında, Dünya’nın kütlesi çok küçüktür. Yani güneş balyozun başı gibidir. Bu nedenle, Dünya ile güneş arasındaki barycenter, güneşin merkezine çok yakındır.
Jüpiter Dünya’dan çok daha büyüktür. 318 kat daha fazla kütleye sahiptir. Bu nedenle Jüpiter ve güneşin n ağırlık merkezi, güneşin merkezinde değildir. Aslında güneş yüzeyinin hemen dışındadır.
Güneş ve Jüpiter’in Dansı
Yukarıda aktardığımız süreç aslında tüm güneş sistemimiz için geçerlidir. Güneş, Dünya ve güneş sistemindeki tüm gezegenler bir ağırlık merkezinin etrafında dönerler. Bu Güneş sistemindeki her cismin birleşik kütle merkezidir. Güneş sisteminin ağırlık merkezi, güneşin merkezine yakın olsa da Jüpiter örneğinde olduğu gibi güneş yüzeyinin dışında da olabilir. Güneş bu hareketli ağırlık merkezinin etrafında dönerken, kendi etrafında sallanır.
Bu iki cisim birbirlerini mesafe ve kütleye göre orantılı olarak etkilerler. Jüpiter Güneş’ten 1000 kat daha küçük olduğu için, Jüpiter-Güneş sisteminin denge noktası Güneş’e Jüpiter’den 1000 kat daha yakındır. Bunun sonucunda Jüpiter 12 yıllık bir süre boyunca Güneş’in etrafında dönerken, Güneş de Jüpiter’in yörüngesinden 1000 kat daha küçük bir daire içinde dolanır.
Bir dahaki sefere biri size uzayla ilgili şaşırtıcı bir gerçek sorulduğunda ne söylemeniz gerektiğini artık biliyorsunuz: Devasa Jüpiter, aslında tam olarak Güneş’in merkezi etrafında dönmüyor. Kepler’in belirttiği gibi, gezegen yörüngeleri asla gerçekten elips şeklinde değildir; diğer tüm gezegenler, aylar ve benzeri nesnelerle hiç bitmeyen etkileşimler nedeniyle yörüngeler sürekli değişiyorlar.
Kaynaklar ve ileri okumalar:
- Jupiter is so big it does not actually orbit the sun; yayınlanma tarihi: 29 temmuz 2017; Bağlantı: https://www.independent.co.uk/
- Forget What You Heard: Jupiter Does Not Orbit The Sun; bağlantı: https://www.iflscience.com/
- If You Think Jupiter Orbits the Sun, You’re Mistaken; Bağlantı: https://science.howstuffworks.com/
- What Is a Barycenter?; Bağlantı: https://spaceplace.nasa.gov/barycenter/en/
Dip Not
Matematiksel, 2015 yılından beri yayında olan ve Türkiye’de 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 konularda 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.
