Gezegenler Neden Döner?

Güneş sistemimize bakalım. Bütün gezegenler hem kendi etrafında hem Güneş etrafında dönüyor. Peki ya neden? Veya bu enerjiyi nerden buluyorlar? Ya da ne zaman duracaklar? Bu soruları cevaplayabilmek için ilk olarak Güneş sistemindeki gezenlerin neden güneş etrafında yörüngesi vardır, sorusunu yanıtlayalım; Everende kütleye sahip olan her madde kütle çekimine de sahiptir.

Peki, bu kütle çekim kuvvetti nedir?

Newton, kum tanesinden tutun da en büyük yıldızlara kadar evrendeki her nesnenin, diğer bütün nesneleri çektiğini “Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica” adlı tezi ile ortaya atmıştır. Dünyanın sahip olduğu bir kütle çekimi olduğu gibi dünya üzerinde bulunan maddelerin de bir kütle çekimi vardır ve bu kütle çekimi maddenin kütle büyüklüğü ile doğru orantılıdır. Dünya, üzerindeki maddeleri kütle çekimi ile kendine çekerken, Dünya üzerinde bulunan maddeler de kütle çekimi ile Dünyayı kendine çeker. Dünyanın kütle çekimi, Dünya üzerindeki maddelerin kütle çekiminden kat ve kat daha büyük olduğu için Dünya bu maddelerin kütle çekiminden etkilenmez. Ancak bildiğimiz gibi dünya üzerindeki maddeler Dünyanın kütle çekiminden etkilenir. Mesela elimizde tutuğumuz bir parayı bıraktığımızda yere düşmesinin sebebi budur.yani kütle çekimi Dünya özelinde değerlendirildiğinde yer çekimi olarak da ifade edilebilir.

Güneş, güneş sisteminin kütlesinin %99,8 ini oluşturur yani güneş, sistemdeki en büyük kütleye, dolayısıyla en büyük kütle çekinme sahip parçadır. Bu durumda Güneş, çevresindeki gezenleri kendisine doğru çeker.

Peki, o zaman güneş bu gezegenleri içine çekmek yerine neden etrafında bir yörüngede tutuyor?

Gezegenler oluştuğunda durağan değillerdi. Belli bir hızı ve momenti vardı. Moment tıpkı bir şeyin fırlatılması gibi onun uzağa gidebildiğini gösterir. Newton un hareket yasalarının ilki olan eylemsizlik ise cisimlerin hareket durulmalarının değiştirilmesine olan dirençtir. Yani durağan bir cisim durmaya, hareket eden bir cisimim hareket etmeye devam etmek ister. Hareket eden bir cisim, onun hareketini engelleyecek veya yavaşlatacak bir kuvvetle karşılaşmadıkça hareketine aynı hızda ve doğrultuda devam eder. Aynı şekilde durağan bir cisme herhangi bir kuvvet uygulanmadıkça, durağan cisimde durma eylemine devam eder. Yani burada iki kuvvetten söz ediyoruz: ilki; güneşin gezegenlere uyguladığı kütle çekimi, ikincisi ise; gezegenleri güneşten uzaklaştıran moment kuvveti.

Newton un hareket yasalarından diğer her şey gibi gezegenlerde etkileniyor. Gezegenler Moment kuvvetini ve hızını korumaya çalışır. Yani gezegenler güneşin kütle çekimine karşı koyarlar fakat kütle çekimi daha fazla olduğu için gezegenler güneşe tam çekilmeyerek etrafında yörünge oluştururlar. Mesela varsayalım ki Güneş bir anda yok oldu o vakit gezegenler belli bir süre sonra uzay boşluğuna doğru hızla hareket etmeye başlarlar.(belli bir süre dememin sebebi 1915’te Albert Einstein tarafından geliştirilen “Genel görelilik” kuramadır). Gezegenlerin güneş etrafında belli bir yörüngede dönemsinin sebebi budur.

Peki, gezegenleri kendi etraflarında döndüren güç nedir?

Bu soruyu yanıtlayabilmek için gezegenlerin nasıl oluştuğundan kısa bir şekilde bahsedeceğim. Güneşimiz daha yeni oluştuğunda etrafında fazlasıyla gaz ve toz bulunuyordu. Çok küçük boyutlardaki toz kümelerinin ani ısı artışıyla erimeleri sonucu erimiş kaya parçacıklarına dönüştüler. Çekim kuvveti ve türbülansın etkisiyle bir araya gelip kümelendiler. 1 ila 10 metre çapında toplar haline geliyorlar daha sonra çarpışarak 5 kilometre çapında gezegenlere dönüşüyorlardı. Ve sonraki birkaç milyon yıl boyunca çarpışmalar devam etti ve her yıl yaklaşık 15 cm ye kadar büyüdüler. Ve bu çarpışmalar kusursuz ve elastik bir çarpışma olmuyordu. Bu kümelenen kaya parçacıkları her zaman merkezden çarpışmıyorlar, merkezin dışında kalan bölgelerde de çarpışmalar gerçekleşiyor du. Bu çarpmanın etkisiyle dönme gerçekleşiyor yani moment oluşuyordu.

Mesela bir kapı düşünün ve bu kapının menteşe kısmına “D” noktası diyelim, kapı kolu bulunan noktaya ise “A” diyelim ve bu iki noktanın tam arasında bulunan noktalara sırasıyla “B” ve “C” diyelim. Kapı tamamen açık olduğunda biz “A” noktasından kuvvet uygularımızdan kapının hızla kapandığını görürüz. “A” noktasında uyguladığımız kuvvetle eş değer bir kuvvetti “B” noktasında uygarlarsak kapının daha yavaş kapandığını görürüz. Yine aynı kuvveti “C” noktasına uygularsak “B” noktasına göre daha da yavaş kapandığını görürüz. Aynı şekilde “D” noktasına, menteşe kısmına yani kapının dönme noktasına kuvvet uyguladığımızda kapının kapanmadığını görürüz. Kümelenen kaya parçacıklarında oluşan moment de aslında aynı mantık. Merkezin dışındaki bölgelerde çarpışma gerçekleştiğinde bir dönme hareketi gerçekleşiyor

Peki, o zaman neden tüm gök cisimleri saat yönünün tersine dönüyor?

Aslında tüm gök cisimlerinin saat yönün tersine döndüğünü söyleyemeyiz ancak güneş sistemimizdeki gezegenlerde böyle bir durumun söz konusu olduğunu söyleyebiliriz. Bunun sebebi ise Güneş bulutsusunun hali hazırda belli bir yönde dönüyor olması. Yani içerisinde bulunan cisimlerin de momentumunu koruması beklenir. Bu momentum korunacağı için bulutsunun içindeki gök cisimlerinin hem kendi etrafında hem de Güneşin etrafında aynı yönde dönmesi beklenir. Ancak beklenenin aksine bir dönüş gerçekleştiren gezegenler de vardır. Mesela Venüs saat yönün tersine değil de saat yönünde dönmektedir. Bunun sebebi oluşum döneminde Venüs’e ters yönde çarpan bir gök cismi olabilir veya güneşe yakınlığından dolayı bilmediğimiz bir etkileşim sonucu ters dönmeye başlamış da olabilir. Veya çarpan bir gök cismi sebebiyle kuzey ve güney kutbu ters dönmüş de olabilir. Aynı Venüs gibi Uranüs gezegeninin de beklenin aksine bir dönme ekseni vardır. Uranüs ün Kutup u güneşe bakacak biçimde bir tekerlek gibi dönmektedir. Bununda sebebi Uranüs’e çarpan bir gök cismi olabilir.

Gezegenlerin kendi etrafında neden döndüğünü söyledik. fakat neden hâlâ dönmeye devam ediyorlar? Veya ne zaman duracaklar?

Yeryüzünde bir topu fırlattığımızda bir süre sonra hareketini durdurur. Bunun sebebi onun hareketine karşı gelen sürtünme kuvvetidir. Sürtüneme kuvveti iki cisim arasında meydana gelen elektromanyetik etkileşimden kaynaklanır. Fakat uzayda böyle bir durum söz konusu değildir. Uzayda hava yoktur bu yüzden uzayda sürtünme kuvveti bulunmaz. Yani aslında gezegenlerin hâlâ dönmelerinin sebebi onları durdurmaya yetecek herhangi bir kuvvettin olmamasından kaynaklanır. Tabii ki onları etkileyen bazı kuvvetler bulunmaktadır. Gezegenler kütle çekiminden etkilenir ve bu sebepten dolayı her geçen gün hızları azalır. Mesela ay ve güneşin Dünya ya yaptığı çekim kuvvetti sebebiyle dünyanın hızının yavaşladığı bilinmektedir. 4 milyar yıl önce dünyanı mızı da bir gün 14 saat idi şuan ise 23 saat 56 dakika 4.09 saniye sürmektedir. Bu yavaşlama yüzyılda 2 milisaniye olarak hesaplanmıştır. Aynı dünya gibi diğer gezegenlerde kütle çekiminden etkilenir. Ve bu etki sebebiyle dönme hızlarında yavaşlama meydana gelir. Newton’un hareket yasalarının ilki olan eylemsizliğinde dediği gibi “eğer bir şey hareket ediyorsa ve ona hiçbir dış kuvvet etki etmiyorsa sonsuza kadar hareketine devam eder”. Gezegenleri etkileyen önemli ölçüde bir dış kuvvet olmadığından dolayı dönüşlerine epey uzun bir süre devam edeceklerini biliyoruz.

Yazan: Next Gen Space Ekibi

Instagram: nextgenspace