Fizik

Astronotların Havada Süzülmesinin Nedeni Uzayda Yerçekimi Olmaması Değildir

Astronotların uzayda süzülmesinin, Dünya’nın yerçekiminden uzak olmalarından kaynaklandığını düşünmek kolaydır. Oysa Ay’a bakmak yeterlidir. Uluslararası Uzay İstasyonu’ndan çok daha uzakta olmasına rağmen Ay, Dünya’nın çekimi altında sürekli onun etrafında dolanır. Bu durumda astronotların bulunduğu yerde yerçekimi olmadığı söylenemez.

Uzayda sıfır yer çekimi diye bir şey yoktur. Yer çekimi her yerdedir. Bu esnada kendinizi ağırlıksız hissedersiniz ama aslında ağırlıksız olmazsınız

Aslında yerçekimi olmasaydı, bildiğimiz anlamıyla uzay—yıldızları, gezegenleri, asteroitleri, kuyrukluyıldızları, bulutsuları, pulsarları ve benzeri tüm yapılarıyla—hiç var olmazdı. Yerçekimi bu yapıların oluşmasını sağlar. Aynı zamanda onların dağılmasını engeller ve birbirlerine göre konumlarını belirler.

Nitekim ISS’teki astronotlar yerçekimi olmadığı için değil, Dünya’nın etrafında dolanırken sürekli düşüş hâlinde oldukları için süzülür.

Uzayda Yerçekimi Neden Var?

Sorun şu ki, Dünya’da yaşayan basit, karbon temelli canlılar olarak yerçekimini çoğu zaman yanlış anlarız. Onu “yukarı çıkan her şey aşağı iner” kuralını sağlayan bir güç gibi düşünürüz. Yerçekimini, örneğin bir kedi masadaki kupayı ittiğinde her seferinde yere düşmesini sağlayan görünmez bir kuvvet olarak görürüz.

Oysa gerçekte yerçekimi, yalnızca Dünya’nın yüzeyindeki insanlara, hayvanlara ve nesnelere uyguladığı bir kuvvet değildir. Yerçekimi, evrendeki kütlesi olan her cismin, yine kütlesi olan diğer tüm cisimlere uyguladığı bir etkidir. Bu etkinin gücü ise iki cismin kütlesine ve aralarındaki mesafeye bağlıdır.

Büyük ve küçük m harfleri sırasıyla dünyanın etkileşime giren diğer nesnenin kütlesini göstermektedir.  G ise yer çekimi sabitidir

Aynı şekilde, şu anda bu metni okuduğunuz cihaz da Neptün gezegeni üzerinde bir çekim uygular; Neptün de aynı biçimde cihazınıza etki eder. Ancak telefonunuz ya da tabletiniz son derece küçüktür, Neptün ise devasa büyüklüktedir. Üstelik aralarında yaklaşık 4,5 milyar kilometre vardır. Bu yüzden bu etkileşimin pratikte hiçbir etkisi hissedilmez.

Yerçekimi, kütlesi olan her iki cisim arasında her zaman var olan çekici bir etkidir. Ancak bu etki oldukça zayıftır. Bu yüzden onu fark edebilmek için gezegenler ya da uydular gibi çok büyük kütlelere ihtiyaç duyarız

Uzayda, bu karşıt çekim kuvvetlerinin etkileşimi Evren’in yapısını oluşturur. Örneğin yeni doğmuş bir yıldız, çevresindeki maddeye, yani onu saran gaz ve tozdan oluşan öngezegen diskine çekim uygular.

Bu genç yıldız, çevredeki maddeyi kendine doğru çeker. Bu çekim, başka gök cisimlerinden gelen kuvvetlerle dengelenene kadar sürer. Bu denge noktasında parçacıklar yıldızın etrafında dolanmaya başlar. Ardından yerçekimi bu parçacıkların çarpışmasına neden olur. Parçacıklar birleşir, büyür ve zamanla gezegenler oluşur. Kısacası uzayda yerçekimi vardır.

Uzayda Yerçekimi Varsa Astronotlar Neden Havada Duruyorlar?

Buna rağmen yerçekimini hissetmediğimiz ortamlar oluşturabiliriz. Bu tür ortamlara mikro yerçekimi denir. Bu durum çoğu zaman “sıfır g” olarak adlandırılır. Çünkü cisimler ağırlıksızmış gibi davranır. Oysa ağırlıksızlık, yerçekiminin yokluğu değildir.

Astronotlar, yer çekimi kuvvetine karşı gelen hiçbir şey olmadığında kendilerini ağırlıksız hissederler. 

Bir kuvveti hissedebilmemiz için ona karşı koyan başka bir kuvvet gerekir. Normalde zemin bu karşı kuvveti sağlar. Ancak serbest düşüş hâlindeyken bu karşı kuvvet ortadan kalkar ve kişi kendini ağırlıksız hisseder.

Yerçekiminden “kurtulmanın” ilk yolu serbest düşüştür. Serbest düşüşü sağlamanın bir yolu da, cisimleri yörüngeye yerleştirmektir; Uluslararası Uzay İstasyonu bunun en bilinen örneğidir.

Dairesel hareket eden bir cisimde, onu merkeze doğru çeken kuvvet ile dışa doğru etkileyen merkezkaç etkisi dengelenir. Bisikletle hızlı bir viraja girdiğinizde içe doğru eğilmezseniz savrulursunuz; fazla eğilirseniz bu kez dengeyi kaybedersiniz. Her şey bu kuvvetlerin hassas dengesine bağlıdır.

Aynı denge yörüngedeki cisimler için de geçerlidir. Dünya etrafında doğru hız ve yükseklikte hareket eden bir cisim sürekli serbest düşüş hâlindedir. Bu yüzden ağırlıksızmış gibi görünür. Uluslararası Uzay İstasyonu’nda da astronotlar ve içindeki her şey birlikte düşer. Bu durum istasyonu, mikro yerçekimi koşullarında çalışan benzersiz bir bilim laboratuvarına dönüştürür.

Sonuç olarak

Dünya’daki süreçlerin büyük bölümü bir şekilde yerçekiminden etkilenir. Bu nedenle mikro yerçekimi ortamlarını araştırmalarda kullanmak, çevremizin nasıl işlediğini anlamak için son derece etkili bir yöntemdir.

Bu alanda şimdiden önemli sonuçlar elde edilmiştir. Örneğin malzeme bilimciler, mikro yerçekiminde alaşımlardaki metal etkileşimlerini inceleyerek uçak motorlarındaki türbin kanatları için daha hafif bileşenler geliştirmiştir. Uzaydaki atom saatleri sayesinde Dünya’daki zaman ölçümleri daha hassas hâle gelmiştir.

Ayrıca astronotların kafatası basıncını ölçmek için geliştirilen tıbbi cihazlar, bugün hastanelerde kafa travması geçiren hastaların izlenmesinde kullanılmaktadır.


Kaynaklar ve ileri 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