Yerçekimini kim keşfetti diye sorsak çoğu insan Isaac Newton ismini verecektir. Ancak yerçekimini Newton’ın keşfettiği iddiası bir yanlış anlaşılma ve popülizmden ibaret. Peki, yerçekimini Newton keşfetmediyse kim keşfetti? Newton ne yaptı da yerçekimini keşfedenin o olduğu yanılgısına kapıldık? Yerçekimi ve kütle çekimin farkı neydi? Gelin videonun devamında hep beraber öğrenelim.
(intro)
Anlatılan o meşhur hikâye… Isaac Newton, bir ağacın altında oturuyordur. Bir anda dalından kopan elma, büyük fizikçinin kafasına düşer. İşte o anda aydınlanır Newton, yer çekiyordur. Böylece Newton, yerçekimini keşfeder. Yanlış, çok yanlış… Hem olay öyle olmadı, hem de Newton bunu keşfetmedi.
Yerçekimini keşfetmek çok da zor bir şey olmasa gerek. Herhangi bir nesneye bir hız kazandırarak yukarı doğru fırlattığınızda, ne olursa olsun bir yerden sonra yavaşlamaya ve en sonunda düşmeye başlıyor. Yani yer o nesneyi çekiyor. Bunu insanlar Newton’dan çok daha önce fark etmişlerdi zaten. Newton gibi fizikte bir çığır açmış büyük bir dâhinin bu kadar basit bir şeyi keşfettiğini düşünmüyordunuz herhalde, değil mi? Newton’un keşfi, bundan çok daha büyüktü. O, kütle çekimi keşfetmişti. Peki, ikisinin arasında nasıl bir fark var?
Gelin Newton’ın gerçek keşif hikâyesi nasıl olmuş bir bakalım. Newton’ın yakın bir arkadaşı olan ve onun hakkındaki ilk biyografiyi yazan William Stukeley, elma hikâyesini şöyle anlatır:
“Akşam yemeğinden sonra havanın da biraz ılımasının ardından bahçeye çıktık ve birkaç elma ağacının gölgesinde çaylarımızı yudumladık. Yalnızca o ve ben… Laf arasında bana evvelce kütle çekim mefhumu aklına ilk geldiği anda da tam olarak aynı durumda olduğunu söyledi. Derin bir düşünceye dalmış bir biçimde otururken kendi kendine bir elmanın yere neden daima dikey bir biçimde alçaldığını sormuş, elmanın düşüşüne sebep olan şeyin ne olduğunu düşünmüş. Neden yanlamasına veya yukarıya doğru gitmiyordu da daima Dünya’nın merkezine doğru ilerliyordu? Elbette sebep Dünya’nın onu kendisine çekmesiydi. Maddede bir çekim gücü olmalıydı. Dünya’nın çekim gücünün toplamıysa Dünya’nın herhangi bir yanında değil, tam olarak merkezinde bulunmalıydı. Bu nedenle mi bu elma dikey bir biçimde veyahut merkeze doğru düşüyordu? Eğer bir madde diğerini çekiyorsa bu onun miktarıyla da orantılı olmalıydı. Dolayısıyla Dünya’nın elmayı çektiği gibi elmanın da Dünya’yı çektiğini söylemek mümkündü.”
Newton bu elma hikâyesinin üzerine daha fazla düşündükçe aslında her kütlenin sahip olduğu kütleyle orantılı olarak merkezine doğru bir çekim potansiyeli olduğunu fark etti. Newton kendine şu soruyu sordu: “Madem yukarıda olan şeyler Dünya’nın merkezine doğru çekilip düşüyor, o zaman neden elma gibi Ay da düşmüyordu?” Elma koptuğunda, düz bir şekilde Dünya’ya düşer. Ama biri o elmayı alır ve Galileo’nun dediği gibi belli bir miktarda yatay hızla yana doğru fırlatırsa, elma parabolik bir yol izler. Elma ne kadar sert fırlatılırsa o kadar yatay mesafe alır ve o kadar uzağa gider. Newton’un fark ettiği şey, elma yeterince sert fırlatılırsa yörüngeye gireceğiydi. Sürekli düşecekti, ama düştükçe yatay olarak hareket edecek ve Dünya’nın etrafında dönmeye devam edecekti. Ay’ın yaptığı buydu, Dünya’nın etrafında dönüyor, sürekli düşüyor, ama onu yörüngede tutmaya yetecek kadar yatay hızı var. Aynı şey herhangi bir gezegende, herhangi bir ayda, Güneş’in etrafında dönen herhangi bir şeyde, Dünya’nın etrafında dönen herhangi bir şeyde oluyordu. Newton’un elma bahçesinde keşfettiği şey, çekiminin evrensel bir kuvvet olduğuydu. Sadece yer çekmiyordu, her kütle çekiyordu. O, daldaki elmanın yere düşmesinin sebebiyle, gökyüzünde gördüğümüz tüm o gezegenlerin Güneş etrafındaki yörüngelerini dolanmalarının sebebinin aynı kuvvet olduğunu fark etmişti.
Gelelim yerçekimi ve kütle çekim arasındaki farka. Gerçekte yerçekimi ve kütle çekim kavramları arasındaki fark şu: Kütle çekim, kütleli her şeyin gezegenler, yıldızlar ve galaksiler de dâhil olmak üzere birbirine doğru hareket ettiği ya da birbirine doğru çekildiği doğal bir fenomendir. Enerji ve kütle eşdeğer olduğu için ışık da dâhil olmak üzere her türlü enerji kütle çekime neden olur ve onun etkisi altındadır. Kütle çekimin sonsuz mesafedeki etkisi, uzaklığın karesiyle ters orantılıdır. Newton, işte bu ilişkiyi fark etmiştir. Yerçekimi ise adından da anlaşılacağı üzere yere yani Dünya’ya özel bir değerdir. Yer çekimi, Dünya’nın sahip olduğu kütle sebebiyle uyguladığı kütleçekim ve dönüşünden kaynaklanan merkezcil kuvvetin birleşik etkisi nedeniyle nesnelere aktarılan net ivmedir. Yani şayet Dünya kendi etrafında dönmüyor olsaydı da kütle çekimi değişmeyecekti ancak yerçekimi artacaktı.
Tabii çok zamanlar sonra Newton’ın bu kütle çekim yorumu da yanlışlanacaktı. Newton kütle çekimi bir kuvvet olarak tanımlamıştı. Yani nasıl biz kapıyı kendimize doğru çekerken bir kuvvet uygulayarak bunu yapıyorsak, kütleler de görünmez bir etkiyle bunu yapıyordu. Ancak Einstein, kütle çekimin tam olarak bunun gibi bir kuvvet olamayacağını önermişti. Einstein, uzay zamanının madde tarafından kıvrıldığını ve serbest düşen cisimlerin kavisli uzayda yerel düz yol boyunca ilerlediğini önermişti. Yani madde uzay-zaman çarşafını büküyor, diğer maddeler de bükülmüş uzay-zamanda oluşan yolları takip ederek hareketine devam ediyordu. Böylece Newton’ın keşfi olan kütleçekim olgusunda Einstein böyle bir çığır açmıştı.
Kısacası Newton’ın gerçekte keşfettiği şey aslında buydu. Böylece bir videomuzun daha sonuna geldik. Videolarımızdan haberdar olmak için abone olmayı ve bizlere destek olmak için videoyu beğenmeyi unutmayın.
0 Yorum