Evren Ve Dünya

[ChallengeR]

Güneş Sistemi


İçinde yaşadığımız Evren'i tanıma çabamız, binlerce yıldan bu yana sürüyor. Günümüzde, en modern teleskoplar sayesinde, Evren'in en uzak köşelerini, milyarlarca ışık yılı ötedeki gökadaları görebiliyoruz. Oysa, Evren'de küçücük bir nokta gibi kalan, içinde yaşadığımız Güneş Sistemi'miz hâlâ gizemlerle dolu.

Uzay Çağı'nın başlangıcından bu yana yapılan çalışmaların büyük bölümü, Güneş Sistemi'ni keşfetmek içindi. Bugün, gerek bu çalışmalara gerekse çevremizdeki başka olası gezegen sistemlerine bakarak Güneş Sistemi'mizin oluşum öyküsünü anlatabiliyoruz.

Güneş Sistemi'nin bir bulutsudan oluştuğu düşüncesini, aynı zamanda bir fizikçi de olan Prusyalı filozof, Immanuel Kant ortaya attı. Kant, ilkel Evren'in ince bir gazla dolu olduğunu canlandırdı düşüncesinde. Başlangıçta homojen dağılmış bu gazda, doğal olarak zamanla bir takım kararsızlıklar ortaya çıkmalıydı. Bu kütleçekimsel kararsızlıklar, kütlelerin birbirini çekmesine, dolayısıyla da gazın belli bölgelerde topaklaşmaya başlamasına yol açacaktı. Peki, bu topaklar neden disk biçimini alıyordu?

Kant, bunu da çözdü. Başlangıçta çok yavaş dönmekte olan gaz topakları, sıkıştıkça hızlanıyordu. Bu, çok temel bir fizik ilkesine, "Momentumun Korunumu İlkesi" ne dayanır. Bu ilke, genellikle bir buz patencisi örneğiyle açıklanır: Kolları açık, kendi çevresinde dönen buz patencisi, kollarını kapadığında hızlanır.

Benzer olarak, kütleçekiminin etkisiyle sıkışmaya başlayan gazlar da giderek hızlanır. Dönmenin etkisi gaz topağının incelerek bir disk biçimini almasını sağlar. İşte, bu disklerden birisi Güneş Sistemi'mizi oluşturmuştur.

Kant'ın bu düşüncesi, daha sonra birçok gökbilimci tarafından kabul gördü; ancak, herhangi bir yıldızın çevresinde böyle bir oluşum gözlenemediği için, 1980'lere değin bu düşünce, bir varsayım olarak kaldı, kanıtlanamadı. Sonra, gökbilimciler, T Boğa türü yıldızların, yaklaşık üçte birinin, normalin çok üzerinde kızılötesi ışınım yaydığını keşfettiler.

Yıldızın etrafındaki toz bulutu, yıldızın yaydığı kısa dalgaboylu ışınımı soğuruyor; sonra daha uzun dalga boyunda, yani kızılötesi ve radyo dalga boylarında ışınım yayıyordu.

Birkaç yıl sonra, gökbilimciler bazı yıldız oluşum bölgelerine radyo teleskoplarla baktıklarında yıldızların etrafındaki karanlık, toz içeren diskleri doğrudan görebildiler. Hubble Uzay Teleskopu'nun keskin gözleriyle yapılan gözlemlerde, 1600 ışık yılı uzaklıktaki Orion Bulutsusu'ndaki yıldız oluşum bölgeleri incelendi. Böylece, genç yıldızların etrafındaki gaz ve toz diskleri ilk kez görünür dalgaboyunda görüntülenmiş oldu.

Güneş Bulutsusu

Güneş Sistemi'ni oluşturan madde, çok büyük oranda, 12-16 milyar yıl önce gerçekleşen Büyük Patlama'nın ürünü olan hidrojen ve helyumdan meydana gelmişti. Bugün, Evren'e baktığımızda, bazı elementlerin çok, bazılarınınsa pek az miktarlarda bulunduğunu görüyoruz. En yaygın element hidrojen, tüm gökadaların ve yıldızların dörtte üçünü oluşturuyor. İkinci baskın element olan helyumla birlikte hidrojen, Evren'deki maddenin %98'ini oluşturuyor. Öteki tüm elementlerse sadece %2 oranında bulunuyorlar.

Bugün, Güneş Sistemi'ni oluşturan bulutsudan geriye pek birşey kalmadı. Bu maddenin bir bölümü gezegenleri, asteroidleri ya da kuyrukluyıldızları oluşturdu. Kalanını, ya Güneş yuttu ya da Güneş ışınlarının yarattığı basınçla yıldızlararası ortama itildi. Ancak, bulutsudan kalan maddenin korunduğu çok iyi yerler var: Kuyrukluyıldızlar.

Bu gökcisimleri, küçük olmaları ve çoğu zaman Güneş'ten çok uzakta yeralmaları sayesinde, oluştukları andaki maddeyi bozulmamış halde saklıyorlar. Henüz, bir kuyrukluyıldızı doğrudan inceleme fırsatı olamadı; ancak, onlardan kopup gelen bazı parçalar laboratuvarlarda incelenebiliyor.

Gezegenleri, göktaşlarını ve kuyrukluyıldızları oluşturan diskten artakalan parçacıkların bir bölümü, atmosferin üst katmanlarından özel uçaklarla toplanabiliyor. Bir elektron mikroskobuyla incelendiklerinde, bu parçacıkların bazı minerallerden ve organik bileşiklerden oluştukları görülüyor. Kozmik toz parçalarının çoğu hemen hemen aynı büyüklükte, 0,1 mikron çapındadır. Bu toz parçaları, 4,5 milyar yıl önce, Güneş Sistemi'ni oluşturan bulutsudan arta kalmıştır.

Gezegenler oluşmadan önce, Güneş'i çevreleyen disk, merkeze, yani Güneş'e yakın yerlerde çok sıcak; kenarlardaysa çok soğuktu. Çünkü, Güneş'in güçlü ışınımı, bulutsunun ona yakın katmanlarının çok ısınmasına yol açıyordu. Bunun yanı sıra, Güneş'in kütleçekimi sayesinde, diskin merkezine yakın katmanları, daha yoğun ve kalındı.

Bu bölgelerdeki sıcaklık, gezegenlerin oluşumu sırasında, suyun buz halinde katılaşmasını engelliyordu. Burada yoğunlaşan maddenin çoğu, silikatlardan ve öteki ağır minerallerden oluşuyordu. İşte bu mineraller, karasal gezegenleri oluşturdular.

Sıcaklık, diskin kenarlarına doğru ilerledikçe düşüyordu. Burada, su katı halde bulunabiliyordu. Su ve gaz moleküllerini içeren "kar taneleri" de dev gezegenleri oluşturdu. En dışta yeralan en soğuk bölgede yoğunlaşan madde, tamamıyla katı haldeydi ve çok dağınık halde bulunduğundan bir gezegeni oluşturabilecek topaklanmayı sağlayamadı. Bunun yerine, çok sayıda, gezegenlere oranla küçük gezegenimsi göktaşları oluştu.

Bu göktaşları, yani kuyrukluyıldız çekirdeklerinin bulunduğu bölgeye Kuiper Kuşağı deniyor. Güneş'i çevreleyen diskin topaklaşarak gezegenleri, göktaşlarını ve kuyrukluyıldızları oluşturması, Güneş'in yaşam süresiyle karşılaştırdığımızda çok kısa bir süre, sadece 10 milyon yıl aldı.

Karasal Gezegenler

Karasal (kayasal) gezegenlerin, sadece, bulutsudaki toz parçacıklarının bir araya gelerek oluştuğunu söylemek pek yeterli olmaz. İç Güneş Sistemi'nde, günümüze değin kalmış göktaşları büyük oranda kondritlerden oluşur. Kondritlerin büyük bölümü, asteroidlerin çarpışmasıyla gezegenlerarası boşluğa saçılan parçalardır.

Kondritler, kondrül denen küresel biçimli küçük parçacıkların bir araya gelmesiyle oluşmuştur. Kondrüler, başlangıçta 1500-1900 kelvin'i bulan sıcaklıklarda oluştular. Soğuyarak katılaştıklarında, onları şimdi gördüğümüz gibi, bir araya gelmemişlerdi; damla biçimleriyle Güneş'in çevresinde dönüyorlardı.

Yüz yılı aşan bir süre önce, mikroskopuyla göktaşlarını inceleyen Henry Cliffton Sorby adlı bir bilim adamı, kondritlerin, yağmur damlasına benzeyen camsı parçacıkların bir araya gelerek oluşturduğu taşlar olduğunu söyledi. Sorby, aynı zamanda, bu göktaşlarının gezegenlerin oluşumundan artakalan madde olduklarını da öne sürdü. O zaman için oldukça iyi bir yaklaşımdı bu.

Daha sonra, kondrülleri laboratuvar fırınlarında yapma deneyleri gösterdi ki bunların göktaşlarındaki özelliklerini kazanmaları için, bir saatten kısa sürede soğumaları gerekiyor. Bu, kondrüllerin bulutsunun merkezi yakınlarındaki yüksek sıcaklıkta eridiği düşüncesinin doğru olmadığını gösteriyor. Çünkü, bu bölgede, bir saat gibi kısa bir sürede soğumaları olası değil.

Bu, ancak, diskin iç bölgelerinin, birtakım yüksek enerjili olaylarla daha dışarıda kalan katmanları etkilemesiyle açıklanabilir. Bu tür yüksek enerjili atmaların doğası hakkında pek bir şey bilinmiyor; aslında, gerçek olup olamayacakları da...

Kondrüller ve toz parçalarının nasıl olup da bir araya gelerek kondritleri oluşturmaya başladığı pek de iyi anlaşılmış değildir. Çünkü, bu küçük cisimler arasındaki kütleçekimi, birbirlerine yapışmalarını sağlayacak kadar güçlü olamaz. Saniyede bir metrelik hızla çarpışan parçacıklar, birbirlerine Van der Waals çekiminin (elektrostatik yüklerin neden olduğu kısa menzilli kuvvet) etkisiyle yapışabilirler.

Ancak, sadece Van der Waals kuvvetleri, bulutsunun çalkantılı ortamında çarpışarak birleşen bu parçacıkları bir arada tutamaz. Nasıl olduğu tam olarak anlaşılmış olmasa da herkes, gezegenlerin bir şekilde bu parçacıkların birleşmesiyle oluştuğundan emin. Bu topaklanmalar sonucu, birkaç cm çapa ulaşan parçalar, artık ortamdaki çalkantılardan daha az etkilenirler.

Yörüngede dolanan katı bir cisim, (bir parça kondrit gibi) Güneş'in kütleçekimi sayesinde dengede kalır. Ancak ortamda bir miktar gaz varsa, bu gaz, cismin hızının azalmasına ve sarmal bir yol izleyerek Güneş'e doğru yakınlaşmasını sağlar. Yani, cisim, çapı giderek küçülen bir yörünge izler.

Merkeze doğru ilerleyen kondrit parçaları, buralarda birikirler ve bir araya gelerek büyürler. Bu tür bir cisim, yaklaşık bir kilometrelik çapa ulaşınca, artık gaz direnci onun üzerindeki etkisini kaybetmeye başlar ve cisim hemen hemen sabit bir yörüngede kalır. Yaklaşık bu boyuta ulaşan gökcisimlerine "gezegenimsi" denir.

Yeni oluşmakta olan bir gezegen sisteminde, benzer boyutlarda çok sayıda gezegenimsi bulunur. Yörüngeleri, birbirlerine göre az ya da çok farklı olacağından, birbirlerinden farklı hızlarda hereket ederler. Birbirlerine yakın yörüngede olanlar, yakın hızlarla hareket ederler ve kütleçekimleri birbirlerini etkiler. Kütleçekimi, yörüngelerde küçük sapmalara neden olur ve bu da çarpışmalara yol açabilir.

Eğer çarpışma yeterince yavaş gerçekleşirse, iki kütle birleşir ve daha büyük bir gezegenimsi ortaya çıkar. Çarpışmalar sürdükçe cisim büyür. Eğer, çarpışma hızlı gerçekleşirse, her iki cisim de dağılabilir.

Bilim adamları, bir sistemdeki gezegen oluşumunun ne kadar süreceğini, bilgisayar yardımıyla hesaplamaya çalışıyorlar. Yaptıkları hesaba göre, gezegenimsiler oluştuktan yaklaşık 20 bin yıl sonra Ay boyutunda yüzlerce cisim ortaya çıkıyor.

Gezegenlerin hemen hemen tam boyutlarına ulaşmalarıysa yaklaşık 10 milyon yıl alıyor. Kalan gezegenimsilerse sonraki 10 milyon yıl içerisinde gezegenlerce yutuluyor. Bu çarpışmalar nedeniyle, gezegenler oluşumlarının ilk dönemlerinde sürekli etkin kalıyorlar.

Asteroid Kuşağı

Karasal gezegenlerle dev gezegenler arasındaki bölgede Asteroid Kuşağı yer alır. Burada, bir gezegen olarak nitelendirilebilecek kadar büyük bir gökcismi yoktur; kuşağın toplam kütlesi, Ay'ınkinden küçüktür. Güneş Sistemi'ndeki gezegenlerin dağılımına baktığımızda, bir düzen olduğu fark edilir.

Her gezegenin yörüngesi, bir içtekinden %75 geniştir. Bu düzene göre, Asteroid Kuşağı'nın yerinde de bir gezegen olması gerekirdi. Peki, bu gezegene ne oldu? Bu konuda kesin bir kanıt olamamakla birlikte, bazı gezegenbilimcilere göre, bir zamanlar burada oluşmakta olan bir gezegen Jüpiter'in çok güçlü kütleçekiminin etkisiyle parçalandı. Ya da, buradaki gezegenimsiler hiçbir zaman bir araya gelerek gezegen oluşturamadılar.

Kuşakta bulunan asteroidlerin toplam kütlesinin az olması, Jüpiter'in ya da birbirlerinin kütleçekimlerinin etkisiyle yörüngelerinden çıktığı düşüncesini destekliyor. Yörüngeden ayrılan cisimler, ya Güneş'in çevresinde başka bir yörüngeye oturuyorlar ya da Güneş ya da dev gezegenler tarafından yutuluyorlar. Zaman zaman, karasal gezegenlerle de çarpışabiliyorlar.

Dev Gezegenler

Güneş bulutsusunun dış katmanları, iç katmanların aksine suyun katı halde bulunabilmesine olanak tanımıştı. Bu ikinci bölgede, kar taneleri, iç bölgelere oranla 10 kez fazlaydı. Gaz moleküllerinin bu bölgede çok daha fazla olması nedeniyle, kuşkusuz burada oluşacak gezegenlerin kimyasal bileşimleri de karasal gezegenlerden çok farklı olmalıydı.

Suyun ana bileşenlerinden oksijen Güneş Sistemi'nde magnezyum, silisyum ve demir gibi karasal gezegenleri oluşturan elementlerden çok daha fazladır. Bu da dev gezegenlerde bol miktarlarda su bulunması gerektiğini düşündürüyor.

Ne var ki, en büyük gezegenler Jüpiter ve Satürn, beklendiği gibi ağırlıklı olarak sudan değil, büyük oranda hidrojen ve helyumdan oluşuyor. Yani, bu gezegenlerin bileşimi, Güneş'inkiyle benzerlik gösteriyor. Jüpiter ve Satürn'ün bileşimleri, saf hidrojen ve helyumdan oluşmuş kar taneleri sayesinde oluşmuş olamaz. Çünkü, gezegenlerin oluşumları sırasında, ortam bu gazların yoğunlaşabilmesi için fazla sıcaktı.

Jüpiter ve Satürn, kütlelerinin önemli bir bölümünü, doğrudan bulutsudan almış olmalılar. Yani, karasal gezegenler gibi, toz ve buzdan oluşmuş çekirdekleri, yeterli kütleye ulaştığında, bulutsudaki gazı kütleçekimleriyle toplamış olabilirler. Jüpiter ve Satürn'ün hidrojen ve helyum ağırlıklı bileşimlerine karşılık, Uranüs ve Neptün çoğunlukla katı halde bulunabilen gazlardan oluşur: Su, amonyak ve metan. Ayrıca, dış katmanlarda hidrojen ve helyum bulunur. Gezegenlerin çekirdeğiyse kaya ve demirden oluşur.

Uydular

Uyduların oluşumuyla ilgili en popüler modellerden birisi şöyle: Dev gezegenler, yoğunlaşmanın etkisiyle başlangıçta çok sıcaktı. Sıcaklığın etkisiyle, günümüzdekine oranla çok daha geniştiler. Zamanla soğuduklarında küçüldüler. Oluşum aşamalarının sonlarına doğru, gezegenleri oluşturan gaz ve tozun artakalanı onların çevrelerinde dönmeyi sürdürüyordu. Zamanla, gazın büyük bölümü ya gezegenlerce yutuldu ya da dağıldı. Kalan toz ve bir miktar gaz, küçük bir Güneş Sistemi gibi, bir araya gelerek uyduları oluşturdular.

Uyduların çoğu yukarıda söz ettiğimiz biçimde oluşmuş olsa da, bazı uyduların gezegenler tarafından sonradan yakalanmış oldukları düşünülüyor. Bu uydular ya çok elips biçimli yörüngelerde dolanıyorlar ya da dönme düzlemleri farklı. Bu uydular arasında, Phoebe, Triton ve pek çok küçük uydu var. Mars'ın uyduları Phobos ve Deimos da öyle.

Bizim doğal uydumuz Ay'ın oluşumu başlı başına bir öykü. Ay'ın oluşumu üzerine ortaya konan en iyi varsayım, onun Dünya'ya çarpan bir gezegenimsi tarafından koparıldığı şeklinde. Çarpışma, Dünya'dan önemli miktarda erimiş kaya ve gazı kopararak, çevresine dağıttı. Bu maddenin bir bölümü Dünya'ya geri düşerken, bir bölümü de uzaya saçıldı.

Roche sınırı denen ve Dünya'nın yüzeyine yaklaşık 10 bin km'den uzakta kalan cisimler, yörüngeye girdiler ve topaklaşmaya başladılar. (Roche sınırı altında kalan cisimler, gezegenin güçlü kütleçekimi etkisinden dolayı bir araya gelemezler.) Zamanla, parçalar bir araya geldi ve Ay oluştu.

Kuyrukluyıldızlar

"Güneş Sistemi nerede bitiyor" sorusuna verilen geleneksel cevap, Plüton'un yörüngesidir genellikle. Buna karşın, günümüzde biliyoruz ki, Güneş Sistemi'nin sınırları çok daha ötelere gidiyor. Günümüzden yaklaşık 50 yıl önce, Kenneth Edgeworth ve Gerard Kuiper, birbirlerinden bağımsız olarak, Plüton'un yörüngesi civarında, gezegenleri oluşturan maddeden artakalan bir kuşak bulunması gerektiğini öngördüler.

Nitekim, son yıllarda yapılan teleskoplu gözlemler, bu cisimlerin varlığını kanıtladı. Bu kuşakta, her biri yaklaşık bir kilometre ya da daha büyük çaplı, 200 milyon gökcismi olduğunu hesapladı. Kuiper Kuşağı olarak adlandırılan bu kuşak, Plüton ve uydusu Charon'u da içeriyor. Büyük olasılıkla Neptün'ün uydusu Triton da bir zamanlar bu kuşağın üyesiydi. Triton ve bu iki uydu, bu kuşağın en büyük üyeleri olmalı.

Kuşaktaki gökcisimlerinin yörüngelerinden çıkıp iç Güneş Sistemi'ne yönelmelerini sağlayan etki kendi aralarındaki çarpışmaların yarattığı kararsızlıklardır. Kısa dönemli kuyrukluyıldızlar, büyük olasılıkla Kuiper Kuşağından gelirler. Uzun dönemli kuyrukluyıldızların geldiği başka bir bölge daha olmalı. 1950 yılında, gökbilimci Jan Hendrick Oort, bu cisimlerin kaynağıyla ilgili bir varsayım ortaya attı.

Oort'a göre, uzun dönemli kuyrukluyıldızlar, Güneş'i küresel biçimde çevreleyen bir bölgeden geliyorlardı. Oort Bulutu olarak adlandırılan bu bölge hiç görülmediyse de, yakınlarımıza gelen uzun dönemli kuyrukluyıldızların yörüngelerine baktığımızda, bizi oraya götürüyor.

Oort Bulutu'nun oluşumu şöyle anlatılıyor: Dev gezegenler, özellikle de Jüpiter, yakınlarından geçen gezegenimsileri çok basık yörüngelere yerleştirir. Hatta bazen bu cisimler, Güneş'in çekim kuvvetinden kurtularak bir daha dönmemek üzere yıldızlararası ortama gönderilirler. Ancak, büyük bir kısmı, Güneş'in çekim etkisinden kurtulamaz ve basık, elips biçimli yörüngelerinde dönerler.

Güneş'ten uzak olduklarında, hızları da azaldığından, zamanlarının büyük bölümünü, yörüngelerinin uzak yarısında, yani Oort Bulutu'nda geçirirler. Oort Bulutu'nun dış sınırının yarıçapı, yani Güneş'e uzaklığı yaklaşık bir ışık yılıdır. İşte, bu uzaklıktan sonra, Güneş Sistemi'nin bittiğini; yıldızlararası ortamın başladığını söyleyebiliriz.

[ChallengeR]

Hava Basıncı


Dünya, kalınlığı 800 km kadar olan bir hava katmanı ile çevrili. Biz, üzerimize bir basınç uygulayan, atmosfer dediğimiz bu akışkan katmanın dibinde yaşıyoruz. Aristo�nun doğada boşluğun varolmayacağı iddiasına 17. yüzyılda havaya ve gazlara ilişkin kuramların geliştirilmesine katkıda bulunan Galileo Galilei, Evangelista Torricelli, Blaise Pascal ve Otto Von Guericke gibi bilim adamlarınca karşı çıkıldı.

Bu bilim adamları, dünya atmosferinin bir basınç oluşturduğunu kanıtladılar ve küçük kaplardaki havayı boşaltabilen pompalar yaparak laboratuvarlarda ürettikleri 'boşluk'üzerine araştırmalar yaptılar. Bu bilim adamlarından bazıları, boşluğun, organizmaların hayatına yardımcı olup olamayacağı veya ışığı ya da sesi geçirip geçiremeyeceğini öğrenmeye çalışırken diğerleri de, boşluğunu olası işlevsel uygulamalarını bulmaya çalıştılar.

Boşluk kavramından işlevsel amaçlarla yararlanmaya çalışanlardan biri de Fransız bilim adamı Denis Papin'di. Denis Papin (1647-1712), silindirlerin ve pistonların içindeki havayı boşaltarak buharla ilgili deneyler yapan ilk bilim adamlarındandı.

Papin, Hollandalı bilim adamı Christian Huygens'in önerileri üzerine yaptığı ilk deneylerde, bir piston ve bir valfa bağlanmış olan dikey bir silindirin içindeki havayı boşaltmak için az miktarda barutla elde edilen patlamadan yararlanmıştı. Patlayan barutun pistonu hareket ettirmesi beklenmiyordu; burada Papin'in patlamayla amaçladığı şey, silindirin içindeki havadan kurtulmaktı; böylelikle pistonun kısmi olarak havası alınmış uzama doğru aşağıya inmesine neden olacaktı. Ama barutun patlamasıyla arta kalan gazımsı maddeler, Papin'in silindirinde mükemmele yakın bir boşluğun oluşmasını imkansız kılmışlardı. Bu nedenle Papin, bir sonraki deneyde düzeneğinde buhar kullanmaya karar verdi.

Madencilikte en büyük sorun, maden ya da kömürün çıkarılması değil, ocakta biriken suyun boşaltılmasıydı. 1630 yılında Galile, bu sorunu çözmek için ilk tulumba düzeneğini (vakum pompası) kurdu. Bir boruyu toprağın içine gömüp tahta bir pistonu bunun içine yerleştirdi. Bu ilk vakum pompasının gerektiği gibi çalıştığı söylenemez. Ama gizin perdesi açılmıştı.

1644 yılında Galile'nin öğrencilerinden Evangelista Torricelli (1608-1647), su yerine yoğunluğu suyunkinden 13.6 kat büyük olan civayı, ustasının silindiri yerine de cam boru koyarak gerçekleştirdiği benzer bir deney sonucu ilk civalı barometreyi buldu. Civanın ya da suyun cam boruda yükselmesinin nedeni atmosfer basıncıydı.

Toriçelli, bir metre kadar uzunlukta, bir ucu kapatılmış bir cam tüp aldı, civa ile doldurdu, açık ucunu da civa çanağı içine dikkatlice daldırdı ve tüpü dik olarak tuttu. Civanın bir kısmı civa çanağına aktı ve tüpün kapalı ucunda bir "boşluk" ortaya çıktı. Öyle ya tüpün üst ucu atmosfere kapalıydı ve cam çeperler ile civa içinden hava geçemeyeceğine göre bu üst uç tam bir boşluk olmalıydı.

Toriçelli de böyle düşünüyordu. Bu deneyi ile Toriçelli, atmosfer basıncını ölçtü ve bu basıncın, 10.3 metrelik su sütunu ile ya da 760 milimetrelik civa sütunu ile dengelendiğini buldu. Civanın üstünlüğü, çok kısa bir tüp gerektirmesidir.

Blaise Pascal (1623-1662), 1648 yılında yaptığı deneyle, Toriçelli'nin çalışmalarını bir adım daha ileri götürdü. Pascal, civalı bir baromatreyi, dağın eteğinde diğerini dağın doruğunda tutarak, atmosfer basıncının yükseklikle değiştiğini gösterdi. Dağın dibindeki ve tepesindeki hava sütununun ağırlığı farklıydı. Bu nedenle doruktaki basınç düşüktü.

Dünya üzerinde en yüksek dağ zirvesi Everest (8,848 metre), en çukur okyanus dibi (Mariana çukuru 11 035 metre) arasında yaklaşık 20 kilometrelik düzey farkı vardır.

Barometre o zamanlardan bu yana, meteoroloji biliminin vazgeçilmez aracı olarak kullanılılıyor. Blaise Pascal�ın Roma ile Mısır arasındaki talihsiz küçük savaşla (İ.Ö. 31: Actium Savaşı) ilgili olarak söylediği ilginçtir: " Kleopatra�nın burnu biraz daha küçük olsaydı, bütün dünya tarihi daha farklı olabilirdi."

Vakumda Yaşam Var mı?

Guericke'nin hava pompasının gelişmesine katkısı yadsınamaz; ancak ona bir deha gözüyle bakamayız. O, olsa olsa iyi bir teknisyen sıfatını hak etmiştir. Hava pompasından daha fazla nasıl yararlanılabileceğini göstermek, birinci sınıf bir deha olan Robert Boyle'a (1627-1691) kalmıştı.

Boyle, havası boşaltılmış kap içine koyduğu çeşitli nesneler üzerinde havasızlığın etkisini belirleme yoluna gitti. Boyle'un hava pompasıyla ilgili ilk deneyleri 1658-59 yıllarına rastlar. Sonuçlar, 1660'ta yayınlandı. Kendi dönemindeki pek çok bilim adamında görüldüğü gibi, Boyle'un da bilim sevgisi, bilimin önemli pratik yararlar sağlayacağı inancıyla pekişmişti.

Nitekim kitabında, başta gelen amacının, "solunum üzerinde daha iyi bilgi edinerek insaoğlunun sağlıklı yaşamına yardımcı olmaktı" diyor. Öte yandan kitabı okuyanlar, pratik yarar kaygısının ötesinde, ondan daha güçlü başka bir ilginin varlığını sezmekte gecikmezler. Bu da, Boyle'un katıksız bilgi arayışı, deneysel yöntemle yeni şeyler keşfetme tutkusudur.

Kullandığı yöntem temelde çok basitti: Aklına gelen değişik nesneleri, havası boşaltılmış kaba koymak, havasızlığın bunlar üzerindeki etkisini saptamak.

Örneğin ince bir ipliğe bağladığı saati kabın içine sarkıttı. Kabın havası henüz boşaltılmadan saatin tik tak seslerini duymakta bir güçlük yoktu. Ama kabın havası boşaltılınca tik tak sesleri giderek zayıfladı ve kayboldu. Oysa saatin çalıştığı, akrep ve yelkovanından bellidir.

Boyle bu deneyle, sesin iletilmesi için havanın gerekli olduğunu göstermiştir. Daha doğrusu, şimdi bildiğimiz gibi, ses, dalgalar halinde havada yayılır. Havasız bir yerde ses yayılamaz ve duyulamaz. Burada bir şey daha var; biraz önce havasız ortamda saatin kollarının hareket ettiğinin görüldüğü söylemiştik. Demek ki havasızlık, sesin duyulmasını engellediği halde, görmeyi yani ışığın yayılmasını engellememiştir.

Boyle, ışık gibi manyetik çekimin de havaya bağımlı olmadığını belirlemiştir. Kimya biliminin kurucularından Robert Boyle da kalın cam kürelerle su barometresi denebilecek vakum oluşturdu. Cam kürenin içine kuş, fare ya da benzeri deney hayvanları koyarak vakum ortamında canlıların yaşayamayacağını gösterdi.

Hava boşaltıldığında, hayvanların solunum güçlüğü çektiği ve çok geçmeden öldüğü görülüyordu. Böylece havanın solunum ve yaşam için gerekli olduğu anlaşıldı. Yine vakum ortamında ateş de yanmıyordu.

Boyle bir adım daha ileri gitti. Solunum ve yanma havaya bağımlıydı. Buna göre bu iki olgu arasında ortak özellik olduğu sonucu kolayca çıkmaz mıydı? Bu soruyu çekinerek ortaya atar; ama şimdi onun haklı olduğunu iyice biliyoruz. Her ikisi de oksijen gazının ortamda varlığı ya da yokluğuyla ilgilidir.

Bildiğiniz gibi yanan bir madde oksijenle birleşir; solunumda da oksjien gazı, kan aracılığıyla vücudun diğer bölümlerine taşınır ve gittiği yerde diğer maddelerle birleşir. Solunum, bir tür yavaş yanma olayıdır. Bu noktanın açıklığa kavuşması insanoğlunun yüz yıldan çok zamanını almıştır. Boyle'un bu deneyleri kimya alanında hava ve gazların özelliklerinin araştırılmasının başlangıcını oluşturma açısından da değer taşıyor.

Boyle, hava pompasıyla bir dizi deney yapmıştı. O'nun adıyla anılan gaz yasasına, Boyle Yasası'na değinmeden geçemeyiz: Miktarı ve sıcaklığı sabit tutulan bir gazın hacmi ile basıncı ters orantılı olarak değişir.

[ChallengeR]

Küresel Isınma

Birkaç yıl öncesine kadar küresel ısınma denildiği zaman, herkesin aklına ancak korku filmlerinde görülebilen türden korkunç sahneler geliyordu. Gırtlağına kadar sulara gömülmüş Özgürlük Heykeli, veya tropik hastalıklardan kırılıp dökülen Eskimolar, tümüyle suların altında kalmış bir Venedik, kıyamet senaryolarının yalnızca birkaçı. Ancak son yıllarda iklim değişikliklerine ilişkin bilgiler çoğaldıkça, küresel ısınma tehtidinin politik ve bilimsel önlemlerle savuşturulabileceği umudu doğdu.

İnsanoğlunun yüreğine su serpen bilgiler özetle şunlar: Fizik kurallarına göre Güneş ışınları Yeryüzü'ne düştüğü zaman, Yeryüzü aynı miktarda enerjiyi Uzay'a geri yansıtır. Yeryüzü, bu bağlamda kızılötesi ışınları atmosfer içinden geçirir. Burada molekül kümelerinin oluşturduğu bir çeşit ''battaniye'' (başta karbon dioksit olmak üzere), giden radyasyonu bir süre tutarak, Yeryüzü'nün ısınmasına neden olur.

Moleküller seralardaki cam gibidir. Bu nedenle bu olguya sera etkisi adı verilmiştir. Sera etkisi, yeni bir olgu değil; Dünya'nın oluşumundan bu yana hükmünü sürdürüyor. Sera etkisi olmasaydı, Dünya'nın yüzey sıcaklığı -20 derece olurdu ve okyanuslar buz tutardı. Sonuçta Dünya'da yaşam olmazdı.

Böylece gelecek milenyumda sorulması gereken soru, sera etkisinin devam edip etmeyeceği ile ilgili değil, fosil yakıtı kullanmaya devam eden insanoğlunun atmosfere salacağı karbondioksitin sera etkisinde önemli bir değişiklik yaratıp yaratmayacağı ile ilgili olmalı.

Sera etkisine yol açan etmenler bilindikten sonra, gelecek yüzyılda Dünya'nın ne kadar ısınacağı konusunda bir tahminde bulunmak da çok zor olmayabilir. Ne yazık ki bu o kadar kolay değil. Dünya, çok karmaşık bir gezegen; bu nedenle Yeryüzü'nü bir bilgisayar modeline indirgemek o kadar kolay değil. Sera etkisiyle ilgili tüm tartışmalarda, Gezegen'i tek bir modele indirgeyememenin getirdiği bilinmezlik, kesin bir yargıya varmayı güçleştiriyor.

Yine de herkesin birleştiği tek nokta, atmosfere salınan karbondioksit miktarının giderek artması. Bugün günde 360 ppm (parts per million) olan karbondioksit miktarı, 1958 yılında 315 ppm; Endüstri Devrimi'nden önce ise yaklaşık 270 ppm. olduğu sanılıyor.

Buna bağlı olarak Dünya'nın sıcaklığının da son yüzyılda 0.5 derece arttığı tespit edildi. Bu arada yapılan ölçümlere göre 90'lı yıllar yakın tarihimizin en sıcak 10 yılı olarak kayıtlara geçti. Ancak bilimsel çevreler bu konuda çelişkili bir tavır sergiliyor. Kaldı ki değişik cihazlarla yapılan son uydu kayıtları, Dünya'da bir ısınma eğilimi olduğunu yalanlıyor.

Eğer orta derecede bir ısınma olduğu varsayımından yola çıkarsak, insanların bu olgudan sorumlu olup olmadıklarını ve gelecekte Dünya'daki iklimlerin nasıl değişeceğini görmek için bilgisayar modellerinden yararlanmamız gerekecek. Ne var ki modeller, Antartik Bölgesi'ndeki buzullardan, Sahra Çöllerindeki kumların yapısına dek pek çok değişkeni içerdiği için çok karmaşık bir görüntü veriyor.

Bu elektronik simülasyonlarda önemli bir yer tutan bulut veya okyanus akıntıları gibi etmenler hata kaldırmıyor; en ufak bir hesaplama hatası geleceğe ilişkin tahminlerde çok büyük yanılgılara yol açabiliyor. Geleceğe yönelik tüm bilimsel öngörülerde olduğu gibi bilim adamları bu konuda da yetersiz verilere dayanarak önemli kararlar almak zorunda kalıyorlar.

Küresel ısınmaya ilişkin en güvenilir tahminler Hükümetlerarası İklim Değişikliği Paneli'nden (IPP) gelmektedir. Bu konsorsiyumda 2.000'den fazla iklim bilimcisi çalışmaktadır. Son yapılan tahminlere göre, 2100 yılında Dünya'nın sıcaklığı 1 ile 3.5 derece arasında artacak. En iyi tahminle artış 2 derece olacak.

Tarihsel ısınma trendine bir gözattığımız zaman M.S. 950 ile 1350 yılları arasında sıcaklığın bugüne göre 1 derece fazla olduğunu görürüz. Bilim adamlarına göre bu zaman dilimi tarihin en düzgün, en zararsız hava rejimine sahipti. Oysa bundan 10.000 yıl önce, son Buzul Çağı'nda sıcaklık bugüne göre 5 derece daha düşüktü.

Geçmişte yaşanan bu sıcaklık dalgalanmaları bugün yaşansa, bazı bölgeler sular altında kalırken, bazı bölgeler kuraklıktan kırılacak ve sonuçta insanoğlu çeşitli hastalıklarla uğraşmak zorunda kalacak. Uygarlık, geçmişte bu değişikliklere maruz kalmış ve ayakta kalmış; ancak benzer değişiklikler bugün meydana gelse etkileri daha hızlı ve daha yıkıcı olacak.

IPP'nin tahminlerindeki bu farklılık insanların havaya saldıkları karbondioksit miktarının bilinememesinden kaynaklanıyor. Çünkü insanların küresel ısınmaya vereceği tepki bilinemiyor. Büyük bir olasılıkla insanoğlu aşırı karbonu kontrol altına alabilecek bir teknoloji üretecek.

Bazıları karbondioksiti kontrol edebilmek için bacalardan salınan gazı yeraltına vermeyi önerirken, kökten çözümden yana olanlar en başta karbondioksit üretimini kontrol altına almanın en akılcı yol olduğunu ileri sürüyor.

Bu görüş 1997'de 84 ulus tarafından imzalanan Kyoto Protokolu'nda dile getirildi. Ancak Amerikan Senatosu bu kararı onaylamadığı için ABD'de arabaların, santrallerin ve fosil yakıtı kullanan diğer kurumların ürettiği karbon miktarına yasal sınırlama getirilemedi.

Küresel ısınma konusuna aşırı tepki vermek ne kadar yanlışsa, gözardı etmek de o kadar yanlış. Alternatif enerji kullanımı ve karbon emisyonunu kontrol altına almak gibi sağduyulu politikaların geleceği garanti altına alacağına kesin gözüyle bakılıyor. Bu tür önlemlerin küresel ısınma tehdidini ortadan kaldırıp kaldırmayacağı şimdilik bilinmiyor, ancak en azından torunlarımız bu kararları aldığımız için bizlere teşekkür edecek.

[ChallengeR]

Litosfer

Yeryuvarı dıştan içe doğru çeşitli bileşim ve fiziksel özelliklerdeki kalın katmanlardan yapılmıştır. Bu katmanlardan herbiri küresel şekillidir. En dıştan içe doğru sırasıyla atmosfer (hava küre), biyosfer (canlı küre), hidrosfer (su küre) ve litosfer (kayaç küre) yer alır. Litosfer'in altında ise, Pirosfer ve Barisfer bulunmaktadır. Litosferde Si ve Al maddelerinin yoğunluğundan, bu tabakaya Sial adıda verilir. Barisfer + Pirosfer = Endosfer adı verilir.

Yeryüzünün 100 km derinliğinden başlayarak manto içindeki kayaçlar sağlamlıklarını büyük ölçüde kaybedecek kadar yüksek sıcaklığa ulaşırlar. Kayaçların karamela veya zift gibi plastik, kolayca şekil değiştirebilen hale geldikleri bölgelere Astenosfer (zayıf küre) denir. Astenosfer 350 km. derinliğe kadar uzanır. Astenosfer üzerinde dışa doğru yaklaşık 100 km. kalınlığında katı yer katmanını oluşturan kayaçlar, plastik astenosferden daha sert ve rijittir. Bu sert dış bölgeye Litosfer (kayaç küre) denir. Litosfer, okyanus tabanlarında yaklaşık 70 km., kıtalarda ise 100 km. kalınlıkta olabilir.

Levha (plaka) adı verilen ve büyük kırık zonlarıyla sınırlanan çok sayıda mozaik şeklindeki parçalardan oluşmuştur. Yeryuvarında litosferik levhalar,yine üst mantoya ait olan ve 70-100 km. derinden başlayıp 200 km. derine kadar inen ve düşük hız zonu olarak nitelenen astenosfer üzerinde yüzer durumdadır.

[ChallengeR]

Meteor


Meteor sözcüğü, gökyüzünde olağanüstü olay anlamındaki latince meteoron'dan gelir. Meteor, güneş sistemindeki cisimlerin dünya atmosferine düşmesiyle, yüksek hızlarda hava ile sürtünme sonucu akkor haline gelerek, gece yeryüzünden kısa süreli bir ışık çizgisi şeklinde görülmesine verilen addır.

Halk arasında 'kayanyıldız', 'yıldız kayması' ve benzeri sözcüklerle ifade edilen olaydır. Bu olay tipik olarak atmosferin 80-110 km'leri arasında oluşur. Karanlık bir gecede saatte 8-10 meteor izlemek olasıdır. Her yıl belli zamanlarda oluşan meteor yağmurları sırasında saatte 100'ün üzerinde meteor izlenebilir. Çok parlak meteorlara Ateş Topu adı verilir ve bunlardan bazılarının yüzeye ulaştığı olur.

Meteoroid sözcüğü ise olayı değil, düşen cismin kendisini ifade eder. Meteoroid, güneş ya da herhangi bir güneş sistemi cisminin çevresinde yörüngede olan ve kuyrukluyıldız ya da asteroid olarak sınıflanamayacak kadar küçük olan cisimlerdir. Mikro boyuttaki cisimler ve kozmik toz partikülleri de mikrometeoroid olarak anılırlar.

Meteorit ise tamamen buharlaşamadan dünya yüzeyine ulaşan meteoroidlerdir. Metoritler üzerinde pek çok çalışmalar yapılmaktadır. Bu araştırmalar, meteoritin ana cisminin kaynağı, yapısı ve tarihini saptamak ve güneş sisteminin ve evrenin oluşumu hakkında bilgi edinebilmek amacını güder.

Meteoritlerin büyük bir bölümünün kaynağı asteroidlerdir. Bazılarının 4 Vesta asteroidi kaynaklı olduğu sanılmaktadır. Bir bölümü de kuyrukluyıldızlardan gelir. Az sayıda meteorit'in (23 tanesinin) ay kökenli ve (22 tanesinin) Mars kökenli olduğu saptanmıştır.

[ChallengeR]

Yerçekimi


Bu kuvvet algılayabildiğimiz tek kuvvet olmasına rağmen, aynı zamanda da hakkında en az bilgi sahibi olduğumuz kuvvettir. Yerçekimi olarak bildiğimiz bu kuvvetin gerçek adı "kütle çekim kuvveti"dir. Şiddeti diğer kuvvetlere göre en düşük kuvvet olmasına rağmen, çok büyük kütlelerin birbirini çekmelerini sağlar.

Evrendeki galaksilerin, yıldızların birbirlerinin yörüngelerinde kalmalarının nedeni bu kuvvettir. Dünyanın ve diğer gezegenlerin Güneş'in etrafında belirli bir yörüngede kalabilmelerinin nedeni de yine yerçekimi kuvvetidir. Bizler bu kuvvet sayesinde yeryüzünde yürüyebiliriz. Bu kuvvetin değerlerinde bir azalma olursa yıldızlar yerinden kayar, dünya yörüngesinden kopar, bizler dünya üzerinden uzay boşluğuna dağılırız.

En ufak bir artma olursa da yıldızlar birbirine çarpar, dünya güneşe yapışır ve bizler de yer kabuğunun içine gireriz. Tüm bunlar çok uzak ihtimaller olarak görülebilir, ama bu kuvvetin şu an sahip olduğu şiddetinin dışına çok kısa bir süre dahi çıkması, bu sonlarla karşılaşmak için yeterlidir.

Ünlü moleküler biyolog Michael Denton, Nature's Destiny: How the Laws of Biology Reveal Purpose in the Universe (Doğanın Kaderi: Biyoloji Kanunları Evrendeki Amacı Nasıl Gösteriyor) adlı kitabında bu gerçeği şöyle vurgular: Eğer yerçekimi kuvveti bir trilyon kat daha güçlü olsaydı, o zaman evren çok daha küçük bir yer olurdu ve ömrü de çok daha kısa sürerdi. Ortalama bir yıldızın kütlesi, şu anki Güneşimiz'den bir trilyon kat daha küçük olurdu ve yaşama süresi de bir yıl kadar olabilirdi. Öte yandan, eğer yerçekimi kuvveti birazcık bile daha güçsüz olsaydı, hiçbir yıldız ya da galaksi asla oluşamazdı.

Diğer kuvvetler arasındaki dengeler de son derece hassastır. Eğer güçlü nükleer kuvvet birazcık bile daha zayıf olsaydı, o zaman evrendeki tek kararlı element hidrojen olurdu. Başka hiçbir atom oluşamazdı. Eğer güçlü nükleer kuvvet, elektromanyetik kuvvete göre birazcık bile daha güçlü olsaydı, o zaman da evrendeki tek kararlı element, çekirdeğinde iki proton bulunduran bir atom olurdu.

Bu durumda evrende hiç hidrojen olmayacak, yıldızlar ve galaksiler oluşsalar bile, şu anki yapılarından çok farklı olacaklardı. Açıkçası, eğer bu temel güçler ve değişkenler şu anda sahip oldukları değerlere tamı tamına sahip olmasalar, hiçbir yıldız, süpernova, gezegen ve atom olmayacaktı. Hayat da olmayacaktı.

[ChallengeR]

Yıldızların Güç Kaynakları


Bir an için kütleçekiminin Güneş'in tek güç kaynağı olduğunu düşünelim. Oluşum sürecindeki ilkel Güneş'in dağınık yıldızlararası gaz bulutu halinden başlayarak çökmesi sırasında merkezdeki sıkışma arttıkça sıcaklık da artar. Güneş'in sahip olduğu toplam kütle çekimi enerjisi E=GM-/R olarak gösterilebilir. Burada G Newton'un kütle çekim sabiti, M Güneş'in kütlesi, R ise yarıçapıdır. M=2x 1033 gram ve R=7xlOH) cm alınırsa Güneş'in sahip olduğu toplam kütleçekimi enerjisi 4xl048 erg olarak bulunur.

L ile gösterilen Güneş'in ışıma gücü -yani enerjisini yayma hızı- ise saniyede 4xl033 erg civarındadır. Dolayısıyla gücünü yalnızca kütleçekimi enerjisinden alsaydı, Güneş'in E/L oranından hesaplanabilecek yaşam süresinin yaklaşık 30 milyon yıl olması gerekirdi. Bu ise Güneş sistemindeki en eski kayaların yaşı olan beş milyar yıldan çok daha kısa bir süredir. Bu çok açık çelişkinin çözümü, nükleer enerjidedir.

Modern simya olarak adlandırabileceğimiz nükleer füzyon yoluyla elementlerin birbirine dönüşmesi yıldızlara gücünü veren enerji kaynağıdır. Evrende en bol bulunan element olan hidrojen, Güneş'in merkezindeki yoğun sıcaklık ve basınç altında yavaş yavaş helyuma dönüşmektedir. Bir helyum atomunun kütlesi, dört hidrojen atomunun toplam kütlesinden yüzde 0.7 daha küçüktür. Bu kütle farkı hemen hemen saf enerji biçiminde gamma ışınları, nötrino, pozitron ve bu parçacıkların kinetik enerjileri olarak ortaya çıkar. Güneş'in merkezinde serbest kalan bu radyoaktif enerji yüzeye yaklaşırken yumuşar ve Güneş atmosferini terkederken hemen hemen tümüyle zararsız sarı ışığa dönüşür. Bununla birlikte, yıldızların nükleer yakıtları eninde sonunda tükenir.

Güneşimizin yaşam süresini hesaplayabilmek amacıyla, tüm çekirdeğini (ki bu, kütlesinin yaklaşık olarak %10'udur) nükleer yakıt olarak kullanabileceğini varsayalım. Einstein'ın meşhur formülüne göre, ilke olarak madde, gram başına c2 erg enerjiye dönüştürülebilir. Burada c ışık hızıdır. Bu mantık, ancak madde-karşı madde yokolması sırasında sağlanabilecek yüzde yüz dönüşüm verimliliği varsaymaktadır. Yıldızlarda ise kesinlikle karşı-madde bulunmaz. Yıldızların enerji kaynağı, verimliliği yalnızca yüzde 0.7 olan nükleer füzyondur.

Bu da yıldızların enerji deposunun, eğer tümüyle helyuma dönüşebilirse, çekirdeklerinin kütlesinin yüzde 0.7'si kadar olduğu anlamına gelir. Nükleer reaksiyonların oluşabileceği ölçüde sıcak olan Güneş'in çekirdeği, toplam kütlesinin onda biri kadardır. Bu nedenle de Güneş'in enerji deposunun 0.0007 Mc2 olduğu söylenebilir. Burada 0.1 MQ =2x1032 gram, çekirdeğin kütlesi olup, eşdeğer enerjiyi hesaplayabilmek için bu sayıyı 0.007c2 ile çarpıyoruz. Bu hesap bize Güneş'in enerji deposunun 1.4x1051 erg olduğunu söylüyor. Bu yakıl, saniyede 4xl033 erg oranında tüketildiğinde yaklaşık 10 milyar yıl yetecek ölçüde çoktur. Buradan da Güneş'in, hidrojen yakıtının henüz, yalnızca yansını tüketmiş olduğu sonucuna varıyoruz.

Güneş'in çekirdeğinde sürüp giden nükleer reaksiyonların sonuçlarından biri de nötrino adı verilen zayıf etkileşimli parçacıkların üretilmesidir. Bütün termonükleer reaktörler nötrino üretirler. Nötrinolar bu reaksiyonların kaçınılamaz ürünleridir. Güneş'in enerjisini nükleer füzyonla açıklayan teori, nötrinoların Güneş'in merkezinde çok büyük miktarlarda üretildiğini öngörür. Çevresiyle etkileşimi son derece zayıf olan bu parçacıklar ışık hızıyla hareket eder ve Güneş'in yüzeyinden doğrudan doğruya dışarıya kaçarlar.

Güneş'ten kaynaklanan nötrinolar Güney Dakota'da yeryüzünün yaklaşık iki kilometre altında bulunan Homestake altın madeninde yaklaşık 300 000 litre karbon tetraklorür (GG14) sıvısının gözlendiği büyük ve önemli bir deney sistemi sayesinde algılanabiliyor. Yeraltı madeni, kozmik ışınların girişimini önlemek üzere özel olarak seçilmiştir. Normal klor izotopu bir nötrino soğurarak radyoaktif bir argon izotopuna dönüşür: CI37 + Nötrino -> Ar37 + Elektron.

Her iki ayda bir karbon tetraklorür sıvısı boşaltılmakta, filtre edilmekte ve çok küçük miktarlarda da olsa radyoaktif argon içerip içermediği büyük bir titizlikle araştırılmaktadır. Güneş kaynaklı nötrinoların soğurulması nedeniyle her gün bir tane radyoaktif argon oluşacağı öngörülmektedir. İki aylık inceleme sonucunda genellikle birkaç tane argon atomuna rastlanmakta, bu yolla da Güneş'te nötrino üretildiği kanıtlanmakladır. Bununla birlikte, deney sonucunda saplanan nötrinolar, teorik olarak öngörülen parçacıkların üçte biri kadardır. Ya Güneş'in içindeki sıcaklıkla ilgili teorilerimiz, tam doğru değil, ya da nötrinolara ilişkin yeni fizik keşfedilmeyi bekliyor.

Güneş'in merkezinde üretilen nötrinoların gerçekten algılanabiliyor olması son derece şaşırtıcı bir sonuçtur. Dünyamızdan yüz elli milyon kilometre uzakta çalışan ve Güneş'e enerjisini sağlayan nükleer reaktörün kesin kanıtıdır. Bununla birlikte, yaklaşık 20 yıldan bu yana devam eden klor deneyi, yalnızca Güneş'ten kaynaklanan çok yüksek enerjili nötrinolara karşı duyarlıdır. Her tür enerjiye sahip Güneş nötrinolarını algılayabilecek deneyler de yoldadır.

Bunlardan ikisinde (İtalya ve Rusya'da olanlar) bir nötrino galyum atomuna çarptığında ortaya çıkan germanyum izotopunun radyoaktif çekirdeğini inceleyebilmek amacıyla detektör sıvısı olarak galyum kullanılmaktadır. Japonya'da hazırlanan bir üçüncü deneyde sudan saçılan nötrinoların neden olduğu hızlı elektronların saçtığı ışık algılanmaktadır. Tüm bu deneyler Güneş kaynaklı nötrinoları saymakta ve kozmik ışınlar tarafından üretilen fazladan nötrinolardan korunmak amacıyla bir dağın altında veya yerin yaklaşık bir kilometre altındaki maden ocaklarında konumlandırılmaktadır.

[ChallengeR]

Yıldızların Yaşamı


İçinde yaşadığımız Evreni tanıma çabaları yüzyıllardır sürüyor. Bu çabalar sonucunda pek çok gökcisminin yapısı anlaşıldı. Bunlarla birlikte yıldızların yapılarının anlaşılması da içinde bulunduğumuz yüzyılda gerçekleşti ve Evren'deki yerimizin özel olmadığının farkına varıldı.

Fizikçi Sir Arthur Eddington, daha 1920'li yıllarda, çok uzak olmayan bir gelecekte, yıldız gibi 'basit'bir cismin nasıl çalıştığının anlaşılabileceğini söylemişti. Nitekim, 30 yıl içerisinde gerçekten, bir yıldızın nasıl 'çalıştığı'sorusu çözüldü.

*******i, gökyüzüne baktığımızda, binlerce yıldız görürüz. Gördüğümüz bu yıldızlar, genellikle yeryüzüne diğerlerine oranla daha yakın, bu nedenle de parlak görünen yıldızlardır. Bu parlak noktaların güzelliği ve ulaşılmazlığı, çok eski çağlardan bu güne insanların ilgisini çekmiş; onların oluşturdukları şekilleri, birtakım tanrılara; mitolojik kahramanlara ya da günlük hayatta kullanılan araç-gerece benzetmişlerdir.

Sadece bununla da kalmayıp, gökyüzünü belirli bölümlere ayırarak, her bölgeye içinde bulunan takımyıldızın ismini vermişlerdir. Yıldız katologları oluşturarak, her bölgedeki gökcisimlerini konumlarına göre isimlendirmişlerdir.

19. yüzyılın sonlarına doğru, teleskopların ve gökbilimin gelişmesine bağlı olarak, gökcisimlerinin de yapıları anlaşılmaya başlandı. Bugün, bir yıldızdan kaynaklanan ışığı, yeryüzünde yapacağımız birkaç basit işlemle hesaplayabiliyoruz. Bir takım spektroskopik ve fotometrik ölçümler (tayf ve ışık ölçümleri) yardımıyla bir yıldızın nasıl "çalıştığını" anlayabiliyoruz.

Hertzsprung ve Russell adlı iki astrofizikçi, 20. yüzyılın başında, yıldızların yaydıkları ışımanın şiddetine karşı sıcaklıklarını bir grafik haline getirdiler. Hertzsprung ve Russell, bekledikleri gibi, bir yıldızın sıcaklığı ve ışıma şiddeti arasında sistematik bir ilişkinin olduğunu gördüler. Çıplak gözle gördüğümüz yıldızların hemen hemen hepsi, ana kol adı verilen bir eğri oluşturuyordu.

Hertzsprung ve Russell'in oluşturdukları bu diagram, (H-R diagramı) yıldızların özelliklerinin anlaşılmasında önemli bir role sahip oldu. H-R diagramında, parlaklığı çok az, ancak sıcaklığı çok yüksek olan beyaz cüceler; ya da, parlaklığı çok fazla (Güneş'ten binlerce defa fazla) buna karşın sıcaklığı düşük olan kırmızı devler, anakolun dışında kalırlar.

Eğer, bir yıldız, termodinamik açıdan dengeye gelmişse, bu yıldızın parlaklığı ve sıcaklığı arasında bir ilişki vardır. Toplam ışıma şiddeti, yarıçapı "r" olan bir kürenin yüzey alanı (4 x pi x r2) ve sıcaklığın dördüncü kuvvetiyle orantılıdır. Yıldızın mutlak ışıma şiddeti biliniyorsa (mutlak ışıma şiddeti, belirli bir uzaklıktaki ölçülen ışıma miktarıdır), bu yıldızın yarıçapı hesaplanabilir.

Güneş'in yaydığı toplam ışıma gücü, 4x1026 Watt'tır ve yüzey sıcaklığı 6000 K (Kelvin) olarak ölçülmektedir. Güneş'in çekirdeğindeki sıcaklık ise, ancak yapısının anlaşılmasından sonra belirlenebildi. Buna göre, Güneş'in merkezindeki sıcaklık yaklaşık 10 milyon derecedir.

Güneş, ortalama bir yıldız olduğuna göre diğer yıldızları onunla karşılaştırabiliriz. Bu, onların yapısının anlaşılmasında oldukça yardımcı olmaktadır. Bu nedenle, genellikle Güneş'in özellikleri diğer yıldızları tanımlarken birim olarak kabul edilir. Güneş'in kütlesi 2x1033 gram; yarıçapı ise yaklaşık 700 bin kilometredir.

Diğer yıldızlara baktığımızda, Güneş'in %5'i kadar kütleden başlayıp, 100 Güneş kütlesine kadar değişen kütleler görmekteyiz. Daha küçük kütlelere sahip yıldızlar yoktur; çünkü, bu kütlelerde, yıldızın çekirdeği nükleer tepkimeleri başlatacak kadar ısınamaz. Kütlesi çok büyük olan bir yıldız ise o kadar ısınır ki, merkezindeki ışımanın yarattığı basınç yıldızı patlatır.

Peki, bir yıldızın parçalarını bir arada tutan kuvvet nedir? Bu kuvvet, kütle çekimidir. Yıldızlar, genellikle durağan bir yapıya sahip olduklarına göre, kütle çekimine karşı koyacak ve çökmeyi durduracak, içerden kaynaklanan bir basınç kaynağına ihtiyaç vardır. Bir yıldızı oluşturacak gaz bulutu çökmeye başladıkça, basıncının artmasıyla birlikte, sıcaklığı da artar.

Gaz bulutu, belirli bir sıcaklığa ulaştığında, merkezindeki sıcaklık, yeterli basıncı yaratarak çökmeyi durdurabilir. Ancak, sıcak gazın oluşturduğu bu yıldız, enerjinin korunumu ilkesine göre, yaydığı ışınımdan dolayı enerji kaybedecektir ve bu nedenle zamanla soğuyacaktır. Çökmeyi durduran basınç kaynağını kaybeden yıldız ise çökmeye başlayacaktır.

19. yüzyılda, Güneş'i ve diğer yıldızları inceleyen bilim adamları, bu gökcisimlerinin ışıma şiddetlerinin; dolayısıyla da enerji yayma güçlerinin önemli ölçüde değişmediğini fark ettiler. Bu cisimlerin, çok büyük yapıya sahip olduklarını göz önüne alarak soğumalarının milyonlarca yıl alacağını düşündüler. Ancak, Dünya'daki bazı jeolojik kaynaklardan elde edilen veriler, Güneş'in çok daha yaşlı olduğunu gösteriyordu. Bunun üzerine, astrofizikçiler, Güneş'in sürekli bir enerji kaynağı olması gerektiğini düşündüler.

Dünya'daki jeolojik kaynaklardan edinilen bilgilerin değerlendirilmesi sonucunda, Dünya'nın yaşının yaklaşık beş milyar yıl olduğu hesaplandı. Güneş'in de en azından beş milyar yaşında olduğunu hesaplayan bilim adamları, yaydığı ışımayı ölçerek Güneş'teki her bir atoma ne kadar enerji düştüğünü buldular. Bu hesaba göre, Güneş'in her atomunun, yaklaşık bir milyon elektron Volt enerji yaymış olması gerekiyor.

Bu miktardaki bir enerjinin, kimyasal olaylar yoluyla ortaya çıkması olanaksızdı. 1919-1920 yıllarında, Fransız fizikçi Jean Perrom ve İngiliz fizikçi Arthur Eddington, bu enerjinin kaynağının nükleer dönüşümler olduğunu iddia ettiler. Bu iddia, bilim adamlarının ne kadar güçlü bir önseziye sahip olduklarını gösteriyor. Çünkü, bu enerjinin ortaya çıkabilmesi için, atom çekirdeklerinin devreye girmesi gerekir. O tarihlerde, atom çekirdeklerinin varlığı ve ne kadar enerjiye sahip oldukları bilinmesine karşın, nükleer tepkimeler (çekirdek tepkimeleri) daha bütün yönleriyle anlaşılmış değildi.

Bir çekirdek tepkimesini anlayabilmek için, Kuantum Mekaniği'nin anlaşılması gerekiyordu. 1920'li yıllarda, Kuantum Mekaniği'nin matematiksel bir teori olarak ortaya çıkarılmasıyla birlikte, çekirdek tepkimeleri de anlaşılmaya başlandı. Einstein'in ünlü E=mc2 formülüne göre, enerji farkının, kütle farkının ışık hızının karesiyle çarpımına eşit olması (E1-E2=(m1-m2)c2 ) gerekir.

Bu bilgilerin, astrofiziğe uygulanması hemen hemen aynı zamanlara rastlıyor. Evren'deki temel madde olan hidrojenin atom çekirdeklerinin dördü bir araya geldiğinde bir helyum atomu çekirdeği ve belirli bir miktar enerji ortaya çıkar. Atkinson ve Guthermans adlı iki fizikçi, bu enerjinin yaklaşık 6 milyon elektron Volt olduğunu buldular ve yıldızın ortasında iki hidrojen atomunun çarpışarak bir helyum atomu oluşturma ihtimalini hesapladılar. Bunu Güneş'in yaymakta olduğu enerjiyle karşılaştırdıklarında Güneş'i dengede tutabilecek enerjinin kaynağını bulduklarını anladılar: Hidrojenin helyuma dönüşmesi.

Yıldızların anlaşılmasında ilk adım olan bu olayın güzel bir hikayesi vardır. 1929 yılında, Guthermans ve Atkinson, konuyla ilgili makalelerini yazıp bitirdikten sonra, Guthermans kız arkadaşıyla bir yürüyüşe çıkar. Arkadaşının, "Yıldızlar ne güzel parlıyor!" sözüne karşılık, Guthermans, böbürlenerek şöyle der: "Ben, dünden beri onların niçin parladıklarını biliyorum".

Bu ilk adımdan sonra, birçok bilim adamı konuya yöneldi. Araştırmalar yapıldı. Bunların sonucunda, bir takım basit hesaplarla, bir yıldızın kütlesi ne kadar olursa, içerisindeki sıcaklık ne olmalı? Bu sıcaklıkta enerji üretimi ne kadar olur? Enerji üretimi yıldızın çekimini hangi yarıçapta dengeler? türünden sorulara yanıtlar bulundu.

Bir yıldızın denge durumunda kalabilmesi için, kütle çekiminin oluşturduğu kuvvetin bir şekilde, karşı bir kuvvetle dengelenmesi gerekmektedir. Dışarı doğru olan kuvvetleri yaratan basınç, içeriye doğru olan kütleçekiminin yarattığı basınçtan daha az olmamalıdır ki, yıldızın çökmesine engel olsun. Bu duruma, "hidrostatik denge" adı verilmektedir.

Öte yandan, yıldızın parlaması için, içeriden dışarıya doğru bir enerji akışı olması gerekir. Enerji, yıldızda basıncın ve sıcaklığın en yüksek olduğu çekirdek kısmında üretilir. Çekirdek, tepkimelerin gerçekleştiği bölgedir. Yıldızın dengede kalabilmesi için, üretilen enerjinin dışarı atılması gerekir. Yıldızın çok sıcak çekirdeğinde üretilen enerji, yıldızın içerisinden geçerek, yüzeyden dışarı çıkar. Bir yıldızın ürettiği enerji ne kadar fazlaysa, ışıma şiddeti de o kadar fazla olur.

Bir yıldızın yapısı, enerji üretimi, sıcaklık, basınç ve yoğunluk gibi değerleri birbirine bağlayan denklemler çözülerek, anlaşılabilir. Bu denklemlerin hassas çözümleri, ancak 1950�li yılların ilk kuşak bilgisayarları ile gerçekleştirilebildi. Örneğin, sıcaklığı bilinen bir yıldızın, yarıçapı, parlaklığı, kütlesi ve bunlara bağlı olarak da ömrünün ne kadar olacağı hesaplanabildi.

1920�li yıllardan bu yana, geçen süre içinde temel fizik kanunları ve nükleer fizik (çekirdek fiziği) kullanılarak, yıldızların yapısı ve evrimi aşama aşama çözüldü. Yapılan hesapların doğruluğu, gözlemlerle de kanıtlandı. Bugün, bazı nükleer tepkimeler Dünya�da reaktörlerde ve nükleer silahlarda kullanılıyor.

Termonükleer tepkimeler olarak adlandırılan, hidrojenin helyuma dönüştürülmesi olayının Dünya�da gerçekleştirilmesi, muazzam bir enerji kaynağı olabilir; ancak, şu anda ciddi mühendislik problemleri bunun gerçekleştirilebilmesini engelliyor. Yeryüzünde, henüz, ortaya çıkacak bu denli yüksek sıcaklıklara dayanabilecek bir ortam yaratılabilmiş değil. Yıldızlarda ise, termonükleer tepkimeler kendiliğinden, doğal olarak gerçekleşiyor. Kütle çekimi, hidrojeni, tepkimeler için gerekli olan basınçta ve sıcaklıkta tutabiliyor.

Yıldızların yapısının anlaşılması, Evren'de en çok bulunan madde olan hidrojenin dışındaki maddelerin nasıl oluştuğunu da açıklığa kavuşturdu. Evren'deki, hidrojenden ağır, demire kadar bütün maddeler, yıldızların içerisinde, nükleer tepkimelerle (çekirdek tepkimeleriyle); demirden ağır olanlar ise, bu yıldızların patlamalarıyla oluşan süpernovaların ortaya çıkardıkları çok büyük enerji sayesinde oluşmaktadır.

Patlamalarla dağılan maddeden yeni yıldızlar oluştukça, Evren'deki maddenin kompozisyonu zenginleşmektedir. Vücudumuzu ve etrafımızdaki maddenin çoğunu, yıldızlarda ve süpernovalarda oluşan elementler meydana getirir. Bizi ve etrafımızdaki tüm cisimleri oluşturan maddenin, yıldızlarda "pişirilmiş" olduğunu düşünebiliriz.

Bir yıldızın, evrimine hidrojeni yakarak başladığını belirtmiştik. Yıldız ilk aşamada enerjisini, hidrojeni helyuma dönüştürerek üretir. Bir yakıtı tüketen yıldız, bir diğerini yakmaya başlar. Çekirdekteki hidrojenin tükenmesiyle, helyum atomları birbirleriyle tepkimeye girer ve karbon atomları oluşur.

Helyumun yanmasıyla birlikte, yıldızın merkezindeki sıcaklık, çok daha yüksek bir düzeye ulaşır ve çekirdeğin etrafındaki hidrojenin de yanmasını sağlar; bu da, içerideki basıncın daha da artarak yıldızın genişlemesine yol açar. Yıldız bu aşamada, H-R diagramında, ömrünün büyük bir dönemini geçirdiği ana koldan ayrılır. Böylece, yıldız bir kırmızı dev haline gelir.

Eğer yakıt miktarı ve yakıtı oluşturan maddeler sonsuz miktarda olsaydı, yıldızın evrimi sürekli olacaktı. (Büyük kütleli bir yıldız, çekirdeğindeki nükleer tepkimelerde sırasıyla şu maddeleri yakar: Hidrojen, helyum, karbon, neon, oksijen, silisyum.) Ancak, yakıtın sınırlı oluşunun yanında, tepkimeler, en düşük ve kararlı enerjiye sahip olan demir oluşana kadar devam eder. Bu aşamada, çekirdekteki tepkimeler sona ererek yıldız evriminin "çekirdek yanması" kısmı sona erer. Artık basıncı dengeleyecek bir kuvvet kalmadığı için, kütle çekimi galip gelir. Dengelenemeyen kütle çekimi yıldızın çökmeye başlamasına yol açar.

Farklı yakıtların yakıldığı her aşamada biraz daha yüksek sıcaklıklar ortaya çıkar. Bu nedenle, yakıt daha çabuk tükenir; yani, her evre bir öncekinden daha hızlı geçer. Son evrelerde, artık bu bir patlama şeklinde gerçekleşir ve ortada yalnızca demirden bir çekirdek kalır. Bu aşama, yıldızın "ölümü" olarak kabul edilir. Artakalan maddenin kütlesine bağlı olarak oluşacak cisimler ise üç gruba ayrılır: Beyaz cüceler, nötron yıldızları ve karadelikler.

Beyaz cüceler, aşağı yukarı güneş kütlesinde ve yarı çapları Dünya�nınki kadar olan cisimlerdir. Bu çok yoğun cisimleri çökmeden koruyan kuvvet "dejenere elektron basıncı" olarak adlandırılır. Pauli Prensibi�ne göre, iki elektronun aynı yerde bulunması olanaksızdır. Burada, dejenere elektron basıncı devreye girer. Bir beyaz cücede, çöken madde öyle yoğun hale gelir ki, elektronlar birbirlerinin üzerine gitmeye zorlanırlar.

Nötron yıldızları ise, beyaz cücelere kıyasla çok daha yoğun cisimlerdir. Yıldızın, bir nötron yıldızı olabilmesi için, yıldızdan artakalan çekirdeğin kütlesinin, 1,4 ile 2,5 güneş kütlesi arasında olması gerekir. Tipik bir nötron yıldızının çapı, yaklaşık 10 kilometredir ve yoğunluğu da yaklaşık 100 milyon ton/cm3�tür. Yani nötron yıldızının bir çay kaşığı miktarı yaklaşık 100 milyon ton ağırlıktadır.

Bir atomu oluşturan temel parçacıklar, nötronlar, protonlar ve elektonlardır. Bir nötron yıldızının içerisinde ise sadece nötronlar vardır. Çünkü, basınç o kadar yüksektir ki, elektronlar ve protonlar birleşerek nötronlara dönüşürler. Bir nötron yıldızının içerisindeki yoğunluk, bir atomun çekirdeğindeki kadardır. Yani nötronlar birbirine bitişik olarak durmaktadırlar. Aynı, Pauli Prensibi�nde elektronlar için olduğu gibi, bu basınçta, nötronlar daha fazla sıkışamazlar ve yıldız denge konumuna gelir.

Nötron yıldızları, gözlenebilen en yoğun yıldızlardır. Çökmeden önce, belirli bir açısal hıza sahip olan yıldızın hızı, yıldız çökmeye başladıkça giderek artar. (Bu, kolları yana açık olarak dönen bir buz patencisinin, kollarını kapatarak hızlanmasına benzer.) Nötron yıldızları gibi çok çökmüş gökcisimleri çok hızlı dönerler. İletken bir cisim çökerse, yani yoğunluğu artarsa, manyetik alan şiddeti de artar. Buna dayanarak nötron yıldızlarının manyetik alana sahip olduklarını söyleyebiliriz.

Bu çok güçlü ve çok hızlı dönen mıknatıslar, elektromanyetik dalgalar üretirler. Nötron yıldızlarını, Evren'de kendi kendine oluşmuş birer "radyo istasyonu" olarak düşünebiliriz.

Bu "radyo istasyonu" her yöne yayın yapmaz. Çünkü, dönen bir mıknatıs her yöne değil, kutupları doğrultusunda ışınım yapar. Kutuplarda ivmelenen yüklü parçacıklar, kutupların doğrultusunda bir ışınım fışkırmasına yol açarlar. Eğer, bu ışınımın yönü tesadüfen bizim yönümüzdeyse, biz bu ışınımı atmalar (pulse) olarak görürüz. Yıldızın her dönüşünde, bu ışınım bakış doğrultumuzdan bir kez geçer. Bu şekilde gözlenen nötron yıldızlarına atarca (pulsar) adı verilir.

İlk atarca, 1967 yılında tesadüfen keşfedildi. Doktora öğrencisi Joustin Bell tarafından farkedilen düzenli bir sinyal yaklaşık bir yıl boyunca bilim adamlarının kafasını karıştırdıktan sonra, olayın aslı anlaşıldı. Çok düzenli ve hızlı olan bu sinyallerin, ancak küçük çaptaki bir gökcisminin dönüşünden kaynaklanabileceğini tahmin eden astronomlar, böylece, o zamana değin sadece teoride varolan nötron yıldızlarının varlığını kanıtladılar. Bugün bilinen yaklaşık 600 atarca vardır. Bilinen en hızlı atarca ise saniyede 642 defa dönmektedir.

Eğer, ölen yıldızdan artakalan çekirdeğin kütlesi 2,5 Güneş kütlesinden büyükse, artık bu yıldızı dengede tutacak herhangi bir kuvvet yoktur. O halde, bu yıldız sonsuza değin çökecek; ancak, biz bunu belli bir aşamadan sonra göremeyeceğiz. Bir cismi görebilmemiz için, bu cisimden kaynaklanan ya da yansıyan ışığın gözlerimize ulaşması gerekir.

Eğer, 2,5 güneş kütlesindeki bu cisim, 3 kilometreden küçük bir çapa kadar sıkışırsa, bu cismin kütleçekimi, hiçbir şeyin, ışığın bile bu cisimden kaçmasına olanak tanımaz. Bu nedenle bu cisimlere "karadelik" adı verilir.

Hiç ışık yaymadığı ve yansıtmadığı için, bir karadeliği doğrudan gözlemek mümkün değildir; ancak, çeşitli yöntemlerle, varlığını anlamak hatta kütlesini ölçmek mümkün olabiliyor. Yöntemlerden birisi şudur: Eğer, bir ikili yıldız sisteminin üyerinden birisi kara delikse, ve eğer yıldızdan karadeliğe bir madde akışı oluyorsa, karadeliğin etrafında dönerek, içerisine düşen madde güçlü x-ışınları yayar. Bu güçlü ışınım, bir karadeliğin varlığının göstergesi olabilir.

Diğer bir yöntem, "kütleçekimsel mercek" olarak bilinen etkiden yararlanılmasıdır. Karadeliğin yarattığı çok güçlü kütleçekimi, yakınından geçen ışık ışınlarının bükülmesine neden olur. Yani karadelik, bir mercek gibi davranır. Eger bir karadelik, uzaktaki bir ışık kaynağıyla Dünya�nın arasına girerse, bu cismin görüntüsü, mercek etkisinden dolayı bozulmalara uğrar.

Bugüne kadar, Samanyolu içerisinde, bir kütleçekimsel mercek etkisine rastlanmadı. Buna karşın, çok uzaklarda bulunan kuasarlarla aramıza giren karadelikler tespit edildi.

[ChallengeR]

Tutulma Olayları


Ay Dünya'nın, Dünya da Güneş'in çevresinde, birbirine çok yakın düzlemler içinde dolanır. Bu düzlemler birbiriyle çakıştığı zaman, Güneş, Ay ve Dünya artık aynı doğru üzerindedir. İşte o zaman tam (tutulan gökcismi tamamıyla güzden kaybolur) ya da parçalı (gökcisminin yalnız bir parçası gözükmez) bir tutul ma olayı meydana gelir.

Güneş Tutulması

Tutulma olayları devirli olarak tekrarlanır. Ay, Güneş ile Dünya'nın arasına girdiği zaman Güneş tutulması olur ve Dünya bir süre için karanlığa gömülür. Tam Güneş tutulmaları 6 ile 8 dakika kadar sürer ve Dünya'nın aynı noktasından gözlemlenebilmesi için aradan çok uzun yılların geçmesi gerekir (Paris bölgesinde 87 yıl).

Ay Tutulması

Ay tutulması ise, Güneş ile Ay arasına giren Dünya'nın gölgesi içinde Ay'ın gözden kaybolmasıdır. Ancak tam tutulma olayında bile Ay tamamıyla kararmaz, hafif kırmızımtırak bir ışıkla aydınlanır. Güneş tutulmaları Ay tutulmalarından üç kat daha sık tekrarlanır. Fakat Ay tutulmaları bir yarımkürenin bütün noktalarından aynı anda gözlemlenebildiği halde, Güneş tutulmaları yerkürenin ancak bazı yerlerinden görülebilir.

Gökyüzü Kuvvetlerinin Savaşı

Eski çağlarda tutulma olayları, tutulan gökcisminin esrarengiz bir güçle savaşması şeklinde yorumlanırdı. Bugün bile yeryüzünün bazı bölgelerinde ilkel topluluklar bir tutulma anında hep bir ağızdan çığlıklar atar, büyük patırtılar koparır ve böylece gökyüzündeki canavarları korkutarak tutulan gökcismini kurtaracaklarına, karanlığı dağıtacaklarına inanırlar.



1. Ay tutulması 2. Güneş tutulması.

[ChallengeR]

Dünya Ne Kadar Hızlı


Bir pazar günü kendi kendinize söz verdiniz. Hiçbir yere gitmeyeceksiniz. Koltuğunuza oturup televizyon seyredeceksiniz. Siz öyle sanın. Koltuğunuzda otururken bile inanılmaz bir hızla dönüp duruyor, uzayın boşluğunda yol alıyorsunuz.

Koltuğunuzda otururken, dünya ile beraber dönüyor, Güneş'in etrafında dolanıyor, Güneş sistemi ile birlikte galaksi içinde yol alıyor, galaksideki diğer milyarlarca yıldızla birlikte uzayın uçsuz bucaksız karanlıklarına doğru gidiyorsunuz.

Dünyanın ekvatorundaki bir noktanın dönüş hızı saniyede 467 metredir yani bu noktada koltuğunda oturan biri zaten bu hızla hareket etmektedir. Dünyamız Güneş'in etrafında daireye yakın eliptik bir yörüngede dönerken hızı saniyede 30 kilometredir.

Güneş sistemimiz Samanyolu galaksisinde merkezden 25 bin ışık yılı uzaklığında, ortalarda bir yerdedir. Sistemimiz bu merkez etrafında, galaksideki diğer yıldızlarla birlikte saniyede 220 kilometre hızla döner. Her bir turunu 240 milyon yılda tamamlar.

Genişleyen evren teorisine göre galaksilerin hareketleri 'hız' terimi ile ifade edilemez ama yine de Samanyolu galaksisinin Aslan burcundaki takım yıldızlara doğru saniyede 600 kilometre hızla hareket ettiği varsayılıyor.

Bütün bu hızlar sabit bir noktaya göredir. Nihai hızı bulmak için bütün bu hızları üst üste koyup toplamak doğru olmaz. Hareketler bazen aynı bazen ters yöndedirler. Bütün bunlar göz önüne alınıp, vektörel olarak toplanınca, galaksimiz dışındaki sabit bir noktaya göre hareket hızımız saniyede 390 kilometre çıkar.

Peki nasıl oluyor da bu kadar büyük bir hızı hissetmiyoruz? Bunun nedeni vücudumuzda anatomik olarak hız ölçen bir organımızın olmamasıdır. Bir arabada saatte 90 kilometre sabit bir hızla giderken gözlerinizi kaparsanız, hareket ettiğinizi anlayamazsınız. Sert bir virajı hissedersiniz ama çok uzun ve yumuşak bir virajı algılayamazsınız.

İnsanların duyu organları hız ve yöne değil, bunlardaki değişimlere hassastırlar. Dünya ile birlikte yaptığımız yolculukta hareketlerin hepsi sabit hızdadırlar. Yörüngeler düz olmasalar da mesafeler o kadar büyüktürler ki düz kabul edilebilirler.

Ses hızı saniyede 331 metre, ışık hızı 300 bin kilometre iken siz pazar günü oturduğunuz koltuğunuzda saniyede yaklaşık 400 kilometre hızla gidiyorsunuz. Bu hızla bir yere çarpmadan gidebilmek büyük şans doğrusu.