Geceleri veya gündüzleri Ay’a baktığımızda Ay, pek değişmiyormuş gibi gelir bize. Üzerindeki gri lekeler ve gündüz bile gözüken o pasparlak beyaz krater sanki ay dönmüyormuşçasına aynı yerdedir hep. Peki Ay’ı böylesine statik görmemizin sebebi nedir? Hadi birlikte inceleyelim.
Ay’ın yörüngesini incelemeden önce, oluşumu hakkında biraz fikir edinmekte fayda var. Ay’ın oluşumunu açıklayan birkaç farklı teori vardır. Birlikte oluşum kuramı, Ay ve Yer’in aynı zamanda beraber oluştuğunu söylerken; yakalama kuramı ise Ay’ın farklı bir yerde oluştuğunu ve dünyanın kütle çekimi tarafından yakalandığını söylemektedir. Ancak bu kuramların açıklamakta zorlandıkları olgular olması sebebiyle dev çarpışma kuramı günümüzde bilim çevrelerince geniş kabul görmektedir. Dev çarpışma kuramına göre;
Günümüzden 4,5 milyar yıl önce, henüz yerkürede yaşam yokken, Mars büyüklüğünde bir gök cismi Dünya’ya çarptı. Çarpmanın etkisiyle yörüngeye fırlayan parçalar zamanla kütle çekimin etkisiyle birleşerek Ay’ı oluşturdu. Oluştuğu zamanlarda Ay, çok sıcaktı ve magma ile kaplı idi. Yüzeyinin soğumasının ardından çeşitli nedenlerle tekrardan yüzeye çıkan lav soğuyup bazalta dönüşerek günümüzde Ay’daki gri lekeler olarak çıplak gözle rahatlıkla görebildiğimiz Ay denizlerini oluşturdu. Bunlara Ay denizi denmesinin sebebi ise antik zamanların gökbilimcilerinin burada su olduğunu düşünmesiydi.
Ay denizleri Ay yüzeyine orantılı biçimde dağılmamıştır. Ay’ın görünen yüzü, yani yakın tarafının %30’u Ay denizleriyle kaplıyken uzak tarafında bu oran sadece %2’dir. Bu, alışık olduğumuz Ay görüntüsünün neden bembeyaz değil de yarısı gri lekeli olduğunu açıklar. Şu anda ekranda solda Ay’ın görünen yüzünün, sağda ise görünmeyen uzak yüzünün fotoğrafını görmektesiniz. Sağdaki resim ne kadar da yabancı geliyor öyle değil mi?
Peki neden Ay’ın sadece tek yüzünü görüyoruz? Hadi biraz temelden alalım. Ay’ın Dünya etrafında döndüğünü, ancak kendi etrafında dönmediğini varsayalım. Bu durumda çeşitli zamanlarda Ay’ın farklı yüzlerini görebilirdik ve böylece Ay’ın %100’ünü çıplak gözle inceleme fırsatı bulurduk. Gerçekte tamamını göremediğimizden Ay’ın kendi ekseni etrafında döndüğünü anlayabiliriz. Şimdi de Ay’a rasgele bir eksenal hız verelim. Ekranda da gördüğünüz gibi Ay Dünya’nın etrafında bir turunu tamamlamadan kendi ekseni etrafında birden fazla tur attığı zaman yine farklı zamanlarda Ay yüzeyinin tamamını gözlemleyebiliyoruz. Öyleyse gerçekte olan durum bu da değildir. Son olarak Ay’ın kendi ekseni etrafında bir tur atması için geçen süre ile dünyanın etrafında bir tur atması için geçen süreyi eşitleyelim. Gördüğünüz üzere bu durumda Ay dünyaya sadece tek bir yüzünü göstermektedir. Demek ki olan da budur. Peki nasıl oluyor da Ay’ın kendi ekseni ile Dünya etrafındaki dönüş periyotları birbirine eşit olabilmektedir? Bunu anlamak için birkaç kavramı incelememiz gerekir.
Bunlardan ilki, cisimlerin kütle merkezleri etrafında döndüğüdür. Eğer herhangi bir yere sabitlenmemiş bir cisme kuvvet, daha doğrusu tork uygulayıp döndürürseniz cisim kendi kütle merkezi etrafında dönecektir. Bir üçgenin kütle merkezinin kenarortayların kesim noktasında olduğunu biliyoruz. Ekranda gördüğünüz üzere cisim, kütle merkezinin etrafında dönmektedir.
İkinci inceleyeceğimiz şey ise, kütle merkezi ile ağırlık merkezi arasındaki farktır. Kütle merkezi, cismin her bir atomunun kütlesinin ortalama geometrik noktasıdır. Ağırlık merkezi ise, cismin her bir atomuna etki eden kütleçekim kuvvetinin bileşkesinin olduğu noktadır. Eğer kafanız karıştıysa kütle ile ağırlık arasındaki farkı anlattığımız videomuzu izleyebilirsiniz.
Şimdi, ağırlık merkezi ile kütle merkezi arasındaki fark Dünya’mızın üzerindeki cisimlerde genellikle ölçülemeyecek kadar küçüktür. Bu farkın nereden kaynaklandığını sorabilirsiniz. Şöyle ki, kütle çekim kuvveti çeken ve çekilen kütleler arasındaki uzaklıkla ters orantılıdır. Yani bir cisimden ne kadar uzaklaşırsanız aradaki kütle çekimi o kadar azalır. Örneğin bir gökdeleni düşündüğümüzde dünya tarafından alt katları etkiyen yerçekimi kuvveti, üst katlarınkinden azıcık daha fazla olduğundan gökdelenin ağırlık merkezi, kütle merkezinin biraz altında bulunur. Aynı durumu Ay’da da görmek mümkündür. Ay ilk oluştuğunda günümüzdeki senkron hızıyla dönmüyordu. Dünya tarafından Ay’ın Dünya’ya uzak olan tarafına etki eden yerçekimi kuvveti, yakın olan tarafına etki eden yer çekiminden düşük olduğundan Ay’ın ağırlık merkezi, kütle merkezine kıyasla dünyaya bir nebze daha yakındır. Cisimler kütle merkezi etrafında döndüğünden, ağırlık merkezi bir tork oluşturmaktadır. Bu da Ay’ın dönüşünü yavaşlatıp uzun zaman içinde dünyanın etrafındaki dönüş periyoduyla eşitlemiştir. Başka bir değişle, Ay’ın kütle merkezi, ağırlık merkezi ve Dünya, sürekli doğrusal olmaya çalışan üç adet nokta gibidir. Buna kütleçekim kilidi [tidal locking] denir ve pek çok yerde karşımıza çıkar. Örneğin Pluton ve doğal uydusu olan Charon’da bu etkiyi dramatik biçimde görebiliriz. Pluton ve Charon’un kütleleri birbirine çok yakın olduğundan sadece uydu Charon Pluton’a değil, aynı zamanda Pluton da Charon’a kitlenmiş biçimde dönmektedir.
Aslında Ay da dünyaya çıplak gözle fark edemeyeceğimiz biçimde bu etkiyi dolaylı biçimde uygulamaktadır. Dolaylı olarak diyoruz, çünkü Ay, dünyanın litosferini yani taş küresini etkileyecek kadar kütleye sahip değildir, ancak gücü hidrosferi yani su küreyi kendine kitlemeye yetmektedir. Ay gelgitleri oluştururken dünya ile okyanuslar ve denizler arasında bir sürtünme kuvveti oluşur. Bu da dünyanın dönüş yönü tersine bir net tork oluşturur. Böylece dünya çok ama çok yavaş biçimde şu anda neredeyse 24 saate eşit olan 1 gününü uzun yıllar içinde uzatmış olur. Örneğin 600 milyon yıl önce bir dünya günü 21 saate eşitti. Bu etkiye de gelgitsel ivme denir.
İşte bu sebeplerle Ay’ın sadece tek yüzünü görüyoruz ve diğer tarafını oraya gitmeden göremiyoruz. Yine de ay yörüngesinin eksantrikliği yani yamukluğu sebebiyle oluşan librasyon yani sallantı, Ay’ın yarısından fazlasını dünyadan gözlemlemeyi mümkün kılıyor ki bu oran Ay yüzeyinin %59’una karşılık gelmektedir. Yanlış anlaşılmasın, ufak bir ekleme yapalım; Ay yüzeyinin aynı anda %59’unu görmemiz imkânsız, çünkü optik yasaları gereğince bir kürenin en fazla yarısını tek seferde görebiliriz. Aslında kürenin yarısını bile tek seferde görmek fizik kanunlarınca imkânsız, bunun sebebi kürenin yüzey alanının yarısını görmek için cisimden sonsuz birim uzaklaşmamız gerekiyor, bu sefer de ışık asla bize sonsuzdan ulaşacak zamanı bulamıyor. Ay’ın yaptığı bu üç hareketi de açıklayarak bir videomuzun daha sonuna geldik. Videolarımızdan haberdar olmak için abone olmayı ve bizlere destek olmak için videoyu beğenmeyi unutmayın.
Referanslar
0 Yorum