Yerçekimi çekimi Dünya’nın kavrayışının ötesinde

Yerçekimi evrendeki en temel kuvvetlerden biridir. Gezegenleri güneş etrafındaki yörüngede, yıldızları galaksiler etrafındaki yörüngede ve hatta galaksileri kümeler halinde tutmaktan mesuldür. Yerçekimi ek olarak yıldızların ve gezegenlerin oluşumundan da mesuldür ve evrenin evriminde rol oynar.

Bu yazıda, kozmik kütle çekim kuvvetine bir göz atacağız. Kütle çekiminin tarihini, iyi mi çalıştığını ve kainat üstündeki etkilerini inceleyeceğiz. Ek olarak kütle çekimi ve potansiyel uygulamaları hakkında son araştırmaları da tartışacağız.

Yer çekimi

Yerçekimi teorisini ilk ortaya atan fert Yunan felsefeci Aristoteles’ti. Aristoteles, yerçekiminin maddelerin bir özelliği olduğuna ve nesnelerin yere düşmesine niçin olduğuna inanıyordu. Sadece Aristoteles’in teorisi pek doğru değildi ve daha doğru bir yerçekimi teorisi 17. yüzyıla kadar geliştirilmedi.

17. yüzyılda İngiliz matematikçi ve fizikçi Isaac Newton, günümüzde hala kullanılan bir yerçekimi teorisi geliştirdi. Newton’un yerçekimi teorisi, iki cisim arasındaki yerçekimi kuvvetinin, kütlelerinin çarpımıyla orantılı ve aralarındaki mesafenin karesiyle ters orantılı bulunduğunu belirtir.

Newton’un yerçekimi teorisi fizikte büyük bir atılımdı ve gezegenlerin ve yıldızların hareketlerinin çoğunu açıklamaya destek oldu. Sadece Newton’un yerçekimi teorisi, Merkür’ün hareketi benzer biçimde evrenin birtakım gözlemlerini açıklayamadı.

Evrensel Çekim Yasası

Newton’un evrensel çekim yasası, iki cisim arasındaki çekim kuvvetinin aşağıdaki denklemle verildiğini belirtir:

F = G * m1 * m2 / r²

Neresi:

F yer çekimi kuvvetidir
G yerçekimi sabitidir (6,674 × 10^-11 N m²/kg²)
m1 ilk nesnenin kütlesidir
m2 ikinci nesnenin kütlesidir
r iki nesne arasındaki mesafedir

Newton’un evrensel çekim yasası, fiziğin en temel yasalarından biridir. Gezegenlerin hareketinden gelgitlere kadar fazlaca muhtelif olguları açıklamak için kullanılır.

Yerçekimi kuvveti

Yerçekimi kuvveti, iki nesne arasındaki bir çekim kuvvetidir. Yerçekimi kuvveti, nesnelerin kütlesiyle orantılı ve aralarındaki mesafenin karesiyle ters orantılıdır.

Yerçekimi kuvveti gezegenleri güneş etrafındaki yörüngede, yıldızları galaksiler etrafındaki yörüngede ve hatta galaksileri kümeler halinde tutmaktan mesuldür. Yerçekimi ek olarak yıldızların ve gezegenlerin oluşumundan da mesuldür ve evrenin evriminde rol oynar.

Yerçekimi Potansiyel Enerjisi

Yerçekimi potansiyel enerjisi, bir nesnenin yerçekimi alanındaki konumundan ötürü içerisinde depolanan enerjidir. Bir nesnenin yerçekimi potansiyel enerjisi, nesneyi mevcut konumundan sonsuza taşımak için ihtiyaç duyulan işe eşittir.

Bir cismin kütle çekim potansiyel enerjisi aşağıdaki denklemle verilir:

U = -G * m1 * m2 / r

Neresi:

U kütle çekim potansiyel enerjisidir
G yerçekimi sabitidir (6,674 × 10^-11 N m²/kg²)
m1 ilk nesnenin kütlesidir
m2 ikinci nesnenin kütlesidir
r iki nesne arasındaki mesafedir

Yerçekimi potansiyel enerjisi, roketçilik, gezegen hareketleri ve jeofizik benzer biçimde fazlaca muhtelif uygulamalarda önemlidir.

Yerçekimi Dalgaları

Yerçekimi dalgaları, büyük kütleli nesnelerin ivmelenmesiyle oluşan uzay-zaman dokusundaki dalgalanmalardır. Yerçekimi dalgaları,

Hususiyet	Tarif
Yer çekimi	Nesneleri birbirine doğru çeken qüç.
Kozmos	Tüm feza ve dönemin ve bunların içeriklerinin toplamı.
Feza	Nesnelerin ve olayların meydana geldiği ve birbirlerine bakılırsa durum ve yönlere haiz oldukları 3d ebat.
Astrofizik	Gök cisimlerinin ve olayların fizyolojik özelliklerini inceleyen astronomi dalı.
Kainat	Tüm feza ve dönemin ve bunların içeriklerinin toplamı.

II. Yerçekimi nelerdir?

Yerçekimi, hacmi olan iki nesne arasındaki çekim kuvvetidir. Elektromanyetizma, kuvvetli nükleer qüç ve sıska nükleer kuvvetle beraber tabiatın dört temel kuvvetinden biridir. Yerçekimi, dört temel kuvvetin en zayıfıdır, sadece bununla birlikte en uzun menzilli olanıdır.

Yer çekimi bizi yerde tutan ve nesneleri bıraktığımızda düşmelerine yol açan şeydir. Ek olarak gezegenlerin Güneş’in çevresinde dönmesine ve yıldızların galaksilerinin merkezi çevresinde dönmesine yol açan şeydir.

Yerçekimi evrensel bir yasadır. Evrendeki bütün nesneler için, boyutları ya da bileşimleri mutlaka geçerlidir. İki nesne arasındaki yerçekimi kuvvetinin gücü, kütlelerine ve aralarındaki mesafeye bağlıdır.

Bir nesnenin hacmi ne kadar büyükse, kütle çekimi de o denli büyüktür. İki nesne birbirine ne kadar yakınsa, aralarındaki kütle çekimi kuvveti de o denli büyüktür.

Yerçekimi tabiatın temel bir kuvvetidir, sadece hala tam olarak anlaşılamamıştır. Bilim adamları hala yerçekiminin iyi mi çalmış olduğu ve evreni iyi mi etkilediği ile alakalı daha çok şey öğrenmek için iş yapmaktadır.

III. yerçekimi

Yerçekiminin zamanı, insan uygarlığının en eski günlerine kadar uzanan uzun ve büyüleyici bir tarihtir. Antik Yunan’da, Aristoteles ve Arşimet benzer biçimde filozoflar hareket halindeki nesnelerin özelliklerini incelemiş ve yerçekiminin iyi mi çalıştığına dair teoriler geliştirmişlerdir. Sadece, Isaac Newton’un nesnelerin birbirini iyi mi çektiğini doğru bir halde tanımlayan matematiksel bir yerçekimi teorisi geliştirmesi 17. yüzyıla kadar gerçekleşmemiştir.

Newton’un yerçekimi teorisi, evrendeki bütün nesnelerin yerçekimi isminde olan ve öteki nesneleri kendilerine doğru çeken bir qüç yaymış olduğu fikrine dayanıyordu. Bu kuvvetin gücü nesnelerin kütlesine ve aralarındaki mesafeye bağlıdır. Newton’un yerçekimi teorisi, gezegenlerin Güneş etrafındaki hareketi, gelgitler ve nesnelerin yere düşmesi dahil olmak suretiyle fazlaca muhtelif olguları açıklayabilmiştir.

20. yüzyılda Albert Einstein, genel görelilik isminde olan daha genel bir yerçekimi teorisi geliştirdi. Genel görelilik, feza ve dönemin mutlak olmadığı, sadece kütle ve enerjinin varlığıyla eğrildiği fikrine dayanır. Feza-zamanın bu eğriliği, nesnelerin birbirine doğru düşmesine yol açan şeydir. Genel göreliliğin, gezegenlerin Güneş etrafındaki hareketi, ışığın büyük kütleli nesnelerin çevresinde bükülmesi ve kara deliklerin varlığı dahil olmak suretiyle fazlaca muhtelif olguları açıklamada Newton’un yerçekimi teorisinden daha doğru olduğu gösterilmiştir.

Yerçekimi emek harcaması kompleks ve sıkıntılı bir çalışmadır, sadece bununla birlikte büyüleyicidir. Yerçekimi evrendeki en temel kuvvetlerden biridir ve yıldızların ve galaksilerin oluşumundan kendi bedenlerimizin hareketine kadar her şeyde rol oynar. Yerçekimini anlayarak etrafımızdaki evreni daha iyi anlayabiliriz.

IV. Evrensel çekim yasası

Evrensel çekim yasası, evrendeki her parçacığın öteki her parçacığı kütlelerinin çarpımıyla doğru orantılı ve aralarındaki mesafenin karesiyle ters orantılı bir kuvvetle çektiğini belirtir. Bu kuvvete çekim kuvveti denir.

Evrensel çekim yasası İlk olarak Isaac Newton tarafınca 1687 senesinde şu kitapta ortaya atılmıştır: Tabiat Felsefesinin Matematiksel İlkeleri. Newton’un evrensel çekim yasası, fiziğin en temel yasalarından biridir. Güneş sistemindeki gezegenlerin hareketinden Dünya’daki gelgitlere kadar fazlaca muhtelif olguları açıklamak için kullanılmıştır.

Evrensel çekim yasası matematiksel olarak şöyle anlatım edilebilir:

Neresi F yerçekimi kuvvetidir, M1 ve M2, iki nesnenin kütleleridir, R iki nesne arasındaki mesafedir ve G yer çekimi sabitidir.

Yerçekimi sabiti tabiatın temel sabitidir. Kıymeti ortalama olarak 6,674 × 10^-11 N m²/kg².

Evrensel çekim yasası fazlaca muhtelif deneylerle kontrol edilmiş ve doğrulanmıştır. Fizikteki en iyi kontrol edilmiş ve doğru yasalardan biridir.

V. Yerçekimi kuvveti

Yerçekimi kuvveti, kütleye haiz iki nesne arasındaki çekim kuvvetidir. Bir nesnenin hacmi ne kadar büyükse, yerçekimi kuvveti de o denli büyüktür. İki nesne arasındaki mesafe de aralarındaki yerçekimi kuvvetini etkisinde bırakır. İki nesne birbirine ne kadar yakınsa, aralarındaki yerçekimi kuvveti de o denli büyüktür.

Yerçekimi kuvveti, Dünya’yı Güneş’in çevresinde yörüngede tutan ve Ay’ı Dünya’nın çevresinde yörüngede tutan şeydir. Ek olarak, nesnelerin düşürüldüğünde yere düşmesine yol açan şeydir.

Yerçekimi kuvveti tabiatın dört temel kuvvetinden biridir. Öteki üç temel qüç kuvvetli nükleer qüç, sıska nükleer qüç ve elektromanyetik kuvvettir.

VI. Yerçekimi potansiyel enerjisi

Yerçekimi potansiyel enerjisi, bir nesnenin yerçekimi alanındaki konumundan ötürü haiz olduğu enerjidir. Bir nesneyi bir referans noktasından mevcut konumuna hareket ettirmek için meydana getirilen iş olarak tanımlanır. Bir nesnenin yerçekimi potansiyel enerjisi, kütlesine ve referans noktasının üstündeki konumunun yüksekliğine orantılıdır.

Yerçekimi potansiyel enerjisinin denklemi:

U = mgh

Neresi:

U, joule (J) cinsinden yerçekimi potansiyel enerjisidir

m nesnenin hacmi kg (kilo) cinsindendir

g, 9,8 m/s olan yer çekimi ivmesidir² Dünya üstünde

h, nesnenin referans noktasının üstündeki yüksekliğidir (m)

Yerçekimi potansiyel enerjisi tutucu bir kuvvettir, doğrusu bir sistemdeki toplam yerçekimi potansiyel enerjisi miktarı sabittir. Bu, bir nesne düştüğünde yerçekimi potansiyel enerjisinin kinetik enerjiye dönüştüğü demektir.

Yerçekimi potansiyel enerjisi, astronomi, yerbilim, mühendislik benzer biçimde fiziğin birçok değişik alanında önemlidir.

VII. Yerçekimi dalgaları

Kütle çekim dalgaları, uzay-zaman dokusunda kütleli nesnelerin ivmelenmesiyle oluşan dalgalanmalardır. Bunlar İlk olarak 1915’te Albert Einstein tarafınca genel görelilik kuramının bir kararı olarak öngörülmüştür. Kütle çekim dalgaları son aşama zayıftır ve yalnızca kara delikler ya da nötron yıldızları benzer biçimde fazlaca kütleli nesneler tarafınca üretildiklerinde tespit edilebilirler.

Yerçekimi dalgaları Lazer İnterferometre Yerçekimi Dalgası Rasathane (LIGO) ve Virgo tarafınca tespit edilmiştir. Bu gözlemevleri, yerçekimi dalgalarının niçin olduğu aynalar arasındaki mesafedeki minik değişimleri ölçmek için lazer interferometreleri kullanır. Yerçekimi dalgalarının ilk direkt tespiti 2015 senesinde LIGO tarafınca yapılmıştır. Bu tespit, yerçekimi dalgalarının varlığını doğrulamış ve evreni incelemek için yeni bir yol elde etmiştir.

Yerçekimi dalgalarının geniş bir potansiyel tatbik yelpazesi vardır. Evrenin yapısını, galaksilerin evrimini ve kara deliklerin dinamiklerini incelemek için kullanılabilirler. Ek olarak ikili kara delik birleşmelerini ve nötron yıldızı birleşmelerini saptamak için de kullanılabilirler.

VIII. Yerçekiminin uygulamaları

Yerçekimi, geniş bir tatbik yelpazesine haiz temel bir tabiat kuvvetidir. Yerçekiminin en yaygın uygulamalarından bazıları şunlardır:

• Nesneleri yerde tutmak
• Gelgitleri yönlendiren gücü sağlamak
• Hidroelektrik santralleri ile elektrik üretimi
• Güneş sistemini bir arada tutan kuvveti sağlamak
• Evrenin genişlemesini elde eden kuvveti sağlamak

Yerçekimi, görelilik teorisi ve parçacık fiziğinin standart modeli benzer biçimde birçok ilmi teorinin de temel bir bileşenidir. Ek olarak evrenin oluşumunu ve evrimini anlamada temel bir faktördür.

IX. Yerçekimi ile alakalı yanlış anlamalar

Yerçekimi ile alakalı bir takım yaygın yanlış idrak etme vardır. Bunlardan bazıları şunlardır:

• Yer çekimi, cisimleri aşağıya doğru çeken bir kuvvettir.
• Yerçekimi, nesneleri çeken tek kuvvettir.
• Yer çekimi sabittir.
• Işığı büken tek qüç yer çekimidir.

Aslına bakarsak, yerçekimi bu bayağı yanlış anlamaların önerdiğinden fazlaca daha karmaşıktır. Yerçekimi bir qüç değil, uzay-zamanın bir eğriliğidir. Nesneleri çeken tek qüç değildir, sadece uzaktaki nesneleri çeken tek kuvvettir. Yerçekimi durağan(durgun) değildir, sadece mevzubahis nesnelerin kütlesine bağlı olarak birazcık değişmiş olur. Ve yerçekimi ışığı büken tek qüç değildir, sadece bunu meydana getiren en kuvvetli kuvvettir.

Yer çekimi hakkında bu yanlış anlamalar, evrenin iyi mi çalıştığına dair karışıklığa ve yanlış anlaşılmalara yol açabilir. Uzaydaki nesnelerin davranışları ile alakalı doğru tahminlerde bulunabilmek için yer çekiminin reel doğasını kestirmek önemlidir.

Sorular ve Cevapları

S: Yerçekimi ile kütle çekimi arasındaki ayrım nelerdir?

A: Yerçekimi, cisimleri birbirine çeken kuvvettir, kütle çekim ise maddenin öteki maddeleri çekmesine yol açan bir özelliğidir.

S: Evrensel çekim yasası nelerdir?

A: Evrensel çekim yasası, iki cisim arasındaki çekim kuvvetinin, cisimlerin kütlelerinin çarpımıyla doğru orantılı, aralarındaki uzaklığın karesiyle ters orantılı bulunduğunu belirtir.

S: Yer çekiminin birtakım uygulamaları nedir?

A: Yer çekiminin birtakım uygulamaları şunlardır:

• Yıldızların ve gezegenlerin oluşumu
• Gelgitler
• Uyduların yörüngeleri
• Köprü ve binaların tasarımı