Yerçekimi kuvveti, bilim insanlarının üzerinde en çok çalışmalar yaptığı konulardan biri. Aynı zamanda evrenin temel bir gücü. Ama tam olarak ne? Tanıma göre yerçekimi “bir gezegenin veya başka bir cismin nesneleri merkezine doğru çekerken kullandığı kuvvettir. Yerçekimi kuvveti, tüm gezegenleri güneş etrafında yörüngede tutar.”
Basitçe ifade etmek gerekirse, herhangi bir kütleye sahip olan herhangi bir şey, yerçekiminin etkisi altında kalır. Daha büyük kütleli nesneler daha fazla yerçekimine sahiptir. Kütle merkezinden uzaklaştıkça da kuvvet zayıflar. Yerçekimi nedeniyle nesneler yere düşer ve belli bir ağırlığımız olur. Ancak sadece bu kadar değil…
Yerçekimi Kuvveti Gerçek mi?
Yerçekimi hakkında bilgilerimiz arttıkça, doğanın en temel kuvvetinin bazı özellikleri mantıksız gelmeye başlıyor. Newton’a göre her kütleli cisim birbirini çeker yani dünya ve elmayı ele alacak olursak, elma ve dünya birbirine çekim kuvveti uygular.
Fakat dünyanın kütlesi elmadan elbette daha büyüktür. Bundan dolayı elma dünyanın merkezine doğru hareketlenir, dünya elmanın merkezine doğru değil. Büyük ölçekte (güneş sistemi gibi), yerçekimi gayet iyi çalışır. Ancak kuantum seviyesinde işler değişir. ( Bu arada elma hikayesini de yanlış anlamış olabiliriz: Newton’un Başına Gerçekten Elma Düştü mü?)
Biliyoruz ki Einstein’ın genel görelilik teorisi, nesnelerin mega ölçekte nasıl çalıştığını açıklar. Ancak sorun şu ki, bu iki fizik alanı birbirine uymuyor gibi görünüyor. Bu sorunu çözmek için pek çok çalışma yapılmış olsa da, bu hala modern fiziğin en büyük zorluklarından biri durumunda. Bu nedenle bazı bilim insanları yerçekimi kuvveti diye bir şeyin var olmadığını düşünüyor. Albert Einstein’a göre de, yerçekimi aslında kendi başına bir kuvvetten ziyade başka bir şeyin sonucu.
Yerçekimi Kuvveti Hakkında İlginç Gerçekler
1- Hıza Bağlı Olarak Ağırlığınız Değişir.
Dünyanın yerçekimi sizi merkezine doğru çeker ama yer buna engel olur. Yer de sizi yukarıya doğru iterek bu kuvveti dengeler. Ağırlığınızı hissettiren bu itmedir. Bunu roller coaster deneyimi yaşayanlar daha iyi anlayacaktır.
Tren yukarıya doğru çıktığı esnada siz yerçekimi kuvvetine ters hareket ettiğiniz için koltuğa daha sıkı gömülürsünüz. Sanki daha da ağırlaşmış gibi hissedersiniz. En üst noktaya çıkıp aşağıya doğru inmeye başladığınızda da koltuktan havalanırsınız, hafiflemiş gibisinizdir. Ağırlığınızdaki bu dolaylı değişimler G kuvveti olarak bilinir.
2- Yerçekimi Işığı Bükebilir
Einstein’ın teorileri, büyük nesnelerin uzay-zamanı nasıl bozduğunu açıklar. Bu nesneler hareket ettikçe, Einstein’a göre, uzayın dokusunda dalgalanmalar yaratır. Bu, onlarca yıldır tamamen teorik olsa da, aslında son yıllarda bu dalgaları tespit edebildik.
2007’de Nobel Fizik Ödülü, bunun için 3 bilim insanı aldı. Bu kişiler yaklaşık 1.8 Milyar ışık yılı uzaklıktaki iki kara delik arasındaki çarpışmayı gözlemlediler. Bu kara deliklerin büyüklükleri güneşimizin 25 ve 31 katı kadardı. Çarpışma, yaklaşık 3 güneşin kütlesini, bir saniyeden kısa bir sürede yerçekimi dalgası enerjisine dönüştürdü!
3. Dünyadaki yerçekimi sabit değildir.
Yoğunluğu her noktada aynı olan küre şeklindeki bir yapının merkezinden eşit uzaklıktaki noktalara etki eden kütleçekim kuvveti eşittir. Ancak şekli tam küresel olmadığı için Dünya’nın kütleçekim alanı her yerde aynı değildir. Dünya’nın kendi etrafındaki dönüşü, şeklinde bazı düzensizliklere sebep olur.
Dünya’nın ekvator hizasındaki çapı kutuplardakinden yaklaşık 40 kilometre daha uzundur. İki cisim arasındaki kütleçekim kuvveti aralarındaki uzaklığın karesiyle ters orantılı olduğundan, kutuplardaki bir cisme etki eden kütleçekim kuvveti ekvatordakinden %0,66 daha fazladır.
Dünya ile Ay arasındaki kütleçekim etkileşimi de Dünya’nın şeklinde düzensizliklere neden olur. Ayrıca Dünyanın bileşimi de dünya çapında tek tip değildir. Farklı kaya türleri, mineral konsantrasyonları ve coğrafya, her yerde değişen ortalama yoğunlukta cepler oluşturmak için bir araya geliyor. Bu nedenle yerçekimi her yerde aynı etkiye sahip olmaz.
Yaklaşık 9,81 olarak kullandığımız yerçekimi ivmesi yükseklik ve belli bölgelerde kütlenin yoğunlaşmasına bağlı olarak yaklaşık olarak %0.7 oranında değişir. İvmenin en düşük olduğu yer, Peru’daki Nevado Huascarán dağının tepesidir. ( 9.7639 m/s2 ). En yüksek olduğu yer ise Arktik Okyanusu’nun dibidir. ( 9.8337 m/s2 )
4. Buzdolabı magnetinin mıknatısı, Dünya’nın yerçekiminden daha güçlü
Bu küçük mıknatısın tüm gezegenin yer çekimine meydan okuyabileceğini düşünmek şaşırtıcı. Yerçekimi, fizikteki sözde temel kuvvetlerin en zayıfıdır. Ayrıca mıknatısı buzdolabında tutan elektromanyetik kuvvete karşı koyamaz. Mıknatısın atomlarının çekirdeklerindeki güçlü nükleer kuvvet gibi diğer kuvvetler de Dünya’nın yerçekimine göre güç açısından büyük ölçüde üstündedir.
5. Dünya’nın merkezinde ağırlık hissetmezsiniz
Diyelim ki Dünya’yı delip geçecek bir tünel kazıp diğer tarafından çıktınız, sonra kendinizi bu tünelden aşağı bıraktınız. 0 zaman merkeze doğru hızlanır ve saniyede 7.900 metre hıza erişirdiniz. Dünya’nın merkezinde bir anlığına ağırlıksız olurdunuz. Ancak eylemsizlik sizi tünel boyunca taşımaya devam ederdi. Sonra giderek yavaşlar ve diğer uçtan 42 dakika sonra çıkardınız.
6. Yerçekimi Yardımıyla Uzay Sapanı Yapılabilir
Bir uzay aracının güneş sisteminin uzak noktalarına yollamak istediğiniz zaman çok büyük bir enerji gereklidir. O yüzden uzay ajansları yerçekimi yardımı dedikleri bir yöntem geliştirdiler. Uzay araçları doğrudan hedeflerine gideceklerine bu yöntem sayesinde Dünya, Mars ya da Jüpiter gibi bir gezegenin etrafında bir kaç tur atıp yörünge momentumunu hız arttırmak için kullanıyor.
7- Karanlık Enerji Yerçekimine Karşı Çalışıyor
Yerçekimi, evreni sonsuza kadar bir arada tutacak kadar güçlü değildir. Evren, Büyük Patlama’dan bu yana genişliyor ve karanlık enerji, yerçekimine karşı çıkıyor. Yerçekimi yalnızca kısa mesafelerde güçlüdür, ancak karanlık enerjinin eşit bir şekilde yayıldığı, evrenin genişlemesinin hızlanmasına neden olduğu ve yerçekiminin her şeyi bir araya getirmesini engellediği düşünülüyor.
8. Dünya’da, Mars’ta Olduğunuzdan Üç Kat Daha Ağırsınız
Ortalama bir insan her gezegende kaç kilo olur? Bunu bulmak için mevcut ağırlığınızı yukarıdaki katsayılar ile çarpabilirsiniz.
Kütle, vücudunuzu oluşturan tüm atomlara dayalı, sabit bir niteliktir. İster Dünya’da, ister Uluslararası Uzay İstasyonu’nun içinde, ister Ay yüzeyinde olun, değişmez. Ağırlığınız ise kütlenize etkiyen kütleçekim kuvvetidir ve kütle ile yerçekiminin yol açtığı ivmenin çarpımın eşittir.
Diğer gezegenlerde yerçekiminin etkisi değiştiği için, kütleniz sabit kalsa da ağırlığınız değişir. Bu nedenle Dünya’da 75 kg kadar olan bir kişinin ağırlığı Mars’ta 28.4 kg, Jüpiter’de ise 189.8 kg olacaktır. Bu yazının bitiminde göz atmak isterseniz: Yerçekimine Meydan Okuyan Anti Yerçekimi Evlerinin Gizemi
Kaynaklar ve ileri okumalar:
- 25 mind-blowing facts about gravity; yayınlanma tarihi: 21 Haziran 2016; Bağlantı: https://www.howitworksdaily.com/
- 5 Mind Blowing Facts About Gravity; yayınlanma tarihi: 31 Mart 2019; Bağlantı: https://interestingengineering.com/
Size Bir Mesajımız Var!
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 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 veya Patreon üzerinden ufak bir bağış yaparak da büyümemize destek olabilirsiniz. Matematik ile kalalım, bilim ile kalalım.
Matematiksel
