Evrendeki En Yuvarlak Nesne Nedir?

Kusursuz daireler yalnızca matematikte, kusursuz küreler ise ancak soyut düşüncede vardır. Maddenin gerçek dünyası ise pürüzlüdür. Yine de hem doğada hem de insan yapımı nesnelerde, neredeyse kusursuz yuvarlaklıkta örnekler görmek mümkündür. Peki, Evrenin en yuvarlak nesnesi hangisidir?

Birçok büyük gök cismi yuvarlaktır ve bu bir tesadüf değildir. Bunun temel nedeni kütleçekimidir. Bir gök cismi büyüdükçe, genellikle gaz biriktirerek ya da başka cisimlerle çarpışarak kütlesini artırır. Kütle arttıkça, kütleçekimi de artar. Bir noktadan sonra yerçekimi o kadar baskın hâle gelir ki yüzeydeki çıkıntılar çöker. Bu süreç zamanla cismin daha küresel bir şekle bürünmesine neden olur.

Bu mekanizma, Dünya üzerindeki günlük deneyimlerimizde de karşımıza çıkar. Sahilde bir kum yığınını yalnızca belli bir yüksekliğe kadar inşa edebilirsiniz; sonrası çöker. Benzer şekilde, bir astronomik cisim her dönüşüm geçirdiğinde yüzeyi daha düzgün, şekli daha küresel olur.

İnsanlar da binlerce yıldır neredeyse küresel nesneler üretmiştir. Bilinen en eski örnekler arasında, Ege ve Akdeniz çevresinde bulunan farklı boyutlardaki taş küreler yer alır. Bu taşlar yaklaşık 3.600 ila 4.500 yıl öncesine tarihlenmektedir.

İnsan Yapımı En Yuvarlak Nesne

Son on yılda bilim insanları, olağanüstü hassaslıkta yapay küreler üretmeyi başardı. Bu neredeyse kusursuz yuvarlaklığa ulaşma çabasının nedenlerinden biri, Uluslararası Birimler Sistemi’nde kütlenin temel birimi olan kilogramı yeniden tanımlama arzusuydu.

Bilim insanları, uzun yıllar boyunca kilogramı, platin ve iridyumdan yapılmış cilalı bir silindirin kütlesine eşit kabul etti. “Le Grand K” olarak da bilinen bu silindiri Paris yakınlarında, kilitli ve iklim kontrollü bir kasada, iç içe geçmiş üç cam fanusun içinde sakladılar. Dünyanın dört bir yanındaki laboratuvarlar, bu prototipin neredeyse birebir kopyalarını üretti.

Zamanla bilim insanları, daha güvenilir ve evrensel bir standart oluşturma gereğini fark etti. Çözümlerden biri, en kusursuz küreyi yapmaktı. Sonuç, çapı 10 santimetreden küçük, o dönemde değeri bir milyon avroyu aşan ve silikon-28 atomlarından oluşan tek kristalden yapılmış bir küre oldu.

Bugüne kadar üretilen küreler arasında, bu kadar kusursuz şekle sahip yalnızca bir grup daha bulunuyor. NASA, 2004 yılında fırlattığı Gravity Probe B uzay aracında bu küreleri kullandı. Einstein’ın genel görelilik kuramını son derece hassas şekilde sınamak için tasarlanan görevde, her biri 3,8 santimetre çapında ve erimiş kuvarstan yapılmış dört küreyi jiroskop rotoru olarak yerleştirdi.

Bu kürelerin mükemmel küresellikten sapması, çaplarının on milyonda ikisinden daha az. Bu fark, sadece birkaç molekül kalınlığına karşılık geliyor. Eğer bu hassasiyeti Dünya ölçeğine taşısaydık, yüzeydeki en büyük yükseklik farkı yalnızca 1,5 metre olurdu.

Kusursuz Yuvarlaklık Kolay Değildir

Daha kusursuz bir yuvarlaklık arıyorsak, Dünya’nın ötesine bakmamız gerekir. Ancak yıldızlararası boşluğa dalmadan önce, kendi Güneş Sistemimize hızlı bir göz atmak yeterlidir. Dünya, fotoğraflarda oldukça yuvarlak görünür; fakat aslında ekvator çevresinde hafifçe şişkindir. Jüpiter ve Satürn ise çok daha belirgin şekilde basıktır. Bunun nedenleri büyük ölçüde gazdan oluşmaları ve hızla dönmeleridir.

Güneş de gazdan oluşan bir küredir, bu yüzden dönerken ekvatorunun hafifçe şişkin olması beklenir. Ancak NASA’nın Solar Dynamics Observatory uydusu, 2011 yılında yaptığı ölçümlerle şaşırtıcı bir sonuç ortaya koydu: Güneş’in ekvator çapı, kutup çapından yalnızca yüzde 0,0003 daha büyüktür. Bu da Güneş’in yüzde 99,9997 oranında küresel olduğu anlamına gelir.

Evrendeki trilyonlarca yıldız arasında Güneş ne eşsizdir ne de sıra dışıdır. Güneş kadar yuvarlak, hatta ondan bile daha yuvarlak birçok yıldız mevcuttur. Bu duruma örnek olarak KIC 11145123 gösterilebilir.

Dünya’dan yaklaşık 3.900 ışık yılı uzaklıkta yer alan bu beyaz yıldız, alışılmadık özellikler sergiler. Güneş’ten iki kat büyük olmasına rağmen, kendi ekseni etrafında ondan üç kat daha yavaş döner.

Yıldızlar, havada yayılan ses dalgaları veya bir telin titreşiminde oluşan duran dalgalar gibi hafif salınımlar gösterir. Bilim insanları bu salınımları inceleyerek yıldızların iç yapısını ve küresellikten ne kadar saptıklarını belirler. KIC 11145123 üzerine yapılan analizler, onun Güneş’ten bile daha yuvarlak olduğunu ortaya koydu. Şu ana kadar keşfedilen en yuvarlak doğal cisim olarak kabul ediliyor.

Bu yıldızın toplam çapı yaklaşık 1,5 milyon kilometre. Buna rağmen ekvator yarıçapı ile kutup yarıçapı arasındaki fark yalnızca 3 kilometredir. Bu da olağanüstü derecede kusursuz bir yuvarlaklık anlamına geliyor.

Evrenin En Yuvarlak Nesnesi Bir Nötron Yıldızı

Evrenin en kusursuz doğal küresi henüz kesin olarak keşfedilmedi. Ancak güçlü adaylardan biri, bir yıldızın en küçük ve en yoğun hâli olan nötron yıldızlarıdır. Yoğun kütleçekimleri, onları neredeyse mükemmel küreler haline getirme potansiyeline sahiptir. Ne var ki çoğu nötron yıldızı çok hızlı döndüğü için bu kusursuzluğu bozacak merkezkaç etkisi ortaya çıkar.

Bir nötron yıldızı yaşlandıkça enerji kaybeder ve dönme hızı azalır. Kuramsal olarak bu durum, kendi kütleçekiminin maddeyi giderek daha kusursuz bir küresel biçime çekmesine izin verir. “En kusursuz doğal küre” için aday ise 1E 161348-5055’tir. Yaklaşık 10.000 ışık yılı uzakta bir süpernova kalıntısının merkezinde yer alır ve bilinen en yavaş dönen nötron yıldızıdır.

Eğer 1E 161348-5055 gerçekten yaklaşık 20 kilometre çapında, nötronlardan oluşan yavaş dönen bir küreyse, bu onu evrendeki en kusursuz doğal kürelerden biri yapar.

Kaynaklar ve ileri okumalar

• What Is the Roundest Object in the Universe? Kaynak site: Scientific American. Yayınlanma tarihi: Bağlantı: What Is the Roundest Object in the Universe?
• Overduin, James. (2007). From Gravity Probe B to STEP: testing Einstein in space.

Matematiksel