Yerçekimi Nedir ve Yerçekimsiz Ortamlar Nasıl Oluşturulur?

Yerçekimi kuvveti oldukça önem taşıyan bir kuvvettir, sadece Dünya’da ve günlük hayatımızda değil, evrende de belli bir düzenin olmasını sağlayan kuvvettir. Öyle ki; yerçekimi kuvveti Ay’ın Dünya’ya olan mesafesini korurken gelgitlerin yaşanmasının sebebidir ve  gezegenlerin Güneş’in etrafındaki yörüngelerinde kalmalarını sağlar. Yerçekimini tanımlamak istersek; bir gezegenin ya da bir objenin, başka bir cismi kendi merkezine çekmesi olarak tanımlamamız mümkündür.

Yerçekimi Nedir?

Newton’un bir elma ağacının altında otururken kafasına bir elmanın düşmesi ile keşfettiği söylenen yerçekimi hakkındaki temel birkaç bilgiye çoğu insan hakimdir. Örneğin uzayda nesnelerin süzülmesinin yerçekiminin olmamasından kaynaklandığını ve yeryüzünde yürüyebilmenin mümkün olmasının sebebinin yerçekimi kuvvetinin sağladığını çoğu insan bilir. Ancak yerçekimi kuvvetini açıklamak bu kadar basit değildir.

Belirli bir kütleye sahip olan her cisim yerçekimine sahiptir. Kütle arttıkça yerçekimi kuvveti de artar; daha büyük kütleye sahip olan cisimlerin uyguladığı yerçekimi kuvveti de daha büyük olur. Kütlenin artması ile artan yerçekimi kuvveti, mesafe arttıkça azalır. Örneğin Dünya sahip olduğu kütleden kaynaklanan bir yerçekimine sahiptir ve Dünyada bulunan tüm cisimlere bir yerçekimi uygular. Ancak Dünya’nın içinde barındırdığı cisimlere uyguladığı yerçekimi kuvveti her cisim için eşit büyüklükte değildir. Dünya’nın merkezine olan uzaklık arttıkça, Dünya’nın uyguladığı yerçekimi kuvveti azalır.

Dünya’nın içerisinde barındırdığı tüm objelere uyguladığı yerçekimi kuvveti bu objelerin ağırlığını belirler. Yerçekimi kuvvetinden dolayı farklı gezegenlerde ya da farklı uydularda ağırlığımız farklı olacaktır. Örneğin, kütlesi Dünya’nın kütlesinden daha fazla olan bir gezegende bulunuyor olsaydınız, ağırlığınız Dünyadaki ağırlığınızdan daha fazla olurdu.

Burada kütle ve ağırlık kavramlarının farkına dikkat edilmeli; kütle madde miktarını belirtirken, ağırlık yerçekimi kuvvetinin cisimlere uyguladığı kuvveti belirtir. Yani farklı bir gezegeni ziyaret etme şansını bulursanız değişecek olan şey kütleniz değil, yerçekiminin size uyguladığı kuvvet olan ağırlığınız olacaktır.

Einstein ve Newton’a Göre Yerçekimi

Yerçekimi her ne kadar temel bir kavram olsa da aslında yerçekimi kuvveti için genel bir tanım yapmak oldukça zorlayıcı olabilir. Yerçekimini tanımlamak kadar, bu kuvvete neyin sebep olduğunu anlayabilmek de zordur. Dolayısı ile farklı bilim insanları, her alanda olduğu gibi yerçekimi konusunda da farklı bakış açılarına sahip olabilmektedir; Einstein ve Newton gibi.

Isaac Newton, Fotoğraf: biography.com

Newton’ a göre yerçekimi, yazının başından itibaren okumaya devam eden okuyucular ve temel bir fen bilgisi eğitimi almış olanların da bileceği gibi; gezegenleri Güneş’in çevresindeki yörüngelerinde tutan kuvvettir. Newton yerçekimini daima mevcut olan ve objelerin yakınlarındaki başka objelere uyguladığı bir çekim olarak tanımlamıştır. Ve yine Newton’un tanımından yola çıkılarak, birbirlerine yerçekimi uygulayan objeler arasındaki mesafe arttıkça, uygulanan yerçekimi kuvveti azalacaktır.

Fotoğraf: techexplorist.com

Einstein’a göre ise yerçekimi kuvveti uzay zamanın şeklinden kaynaklanmaktadır. Einstein yerçekiminin uzay zamandaki eğrilik sonucunda oluştuğunu ve bir nesnenin kütlesinin, o nesnenin etrafındaki uzayı büktüğünü belirtmiştir. Uzay zamanın bükülmesi sonucunda ise nesnelerin ve ışığın alması gereken yol değişir ve yerçekimi olarak adlandırdığımız etki oluşur.

Görüldüğü üzere Newton yerçekimini bir kuvvet olarak tanımlarken, Einstein’a göre ise yerçekimi uzay zamanın bükülmesinden kaynaklanan bir etkidir.

Yerçekimsiz Ortamlar Nasıl Oluşturulur?

Yerçekimsiz ortam denilince akla ilk gelen uzaydaki astronotların ve nesnelerin havada süzülmesidir. Genel bir yanılgı ile astronotların yerçekimine maruz kalmadığı ve bu sebepten süzüldüğü sonucuna varılır. Ancak durum bu değildir. Astronotlar her ne kadar yeryüzünden metrelerce yüksekte olsalar da yerçekimine maruz kalırlar. Sadece maruz kaldıkları yerçekimi yeryüzünde bizim maruz kaldığımız yerçekiminden daha azdır. Dünyada üzerimizdeki yerçekimi etkisi %100 iken Uluslararası Uzay İstasyonu’nda bu etki %90’dır. Dolayısıyla yerçekimsiz ortam tabiri pek de doğru bir tabir değildir. Yerçekimi etkilerinin en az olduğu durumlara mikro-yerçekimi ya da ağırlıksız ortamlar demek daha doğru olacaktır. Uluslararası Uzay İstasyonu’nda astronotların ve nesnelerin süzülmesinin sebebi ise serbest düşüş durumunda olmalarıdır.

Fotoğraf: NASA,1997′ de mikroyerçekimi eğitimi

Dünya üzerinde mikro yerçekimine maruz kalınabilecek ortamlara örnek olarak hız trenleri ve asansör olarak adlandırılan eğlence parkı aletlerinin aniden yüksekten düşmesi örnek verilebilir. Bu örneklerde kısa süreliğine de olsa serbest düşüşe geçilir ve mikro yerçekimine maruz kalınır.  Daha profesyonel bir şekilde mikro-yerçekimli bir ortam oluşturmak için ise özel parabolik rotaya sahip uçuşlar yapılmaktadır. Bu uçuşlarda temel amaç serbest düşüş durumunu kısa süreli bir biçimde elde etmektedir. Bu uçuşlar çeşitli uzay ajanslarının (NASA gibi) astronot eğitimlerinde ve deneylerde kullanılması amacıyla gerçekleştirilmektedir.

Mikro yerçekimi hakkında daha fazla bilgi edinmek isterseniz ‘Mikro Yerçekimi Nedir?’ adlı yazımı okuyabilirsiniz.

Yazan: Elif IŞIK

 

Kaynak*

Kaynak**

YouTube Kanalımız

Leave a reply

Please enter your comment!
Please enter your name here