UYKU KAÇIRAN SORULAR

Değerli okurlar; uyurken birden uyanıp gözümü açtım sanki o saate programlanmış gibi. Dolunay bütün güzelliği ve haşmetiyle karşımdaydı. Belki de onun ışığı beni uyandırmıştı.  Sanki ilk defa görüyormuşum gibi doyasıya seyrettim. Sonra birden İlkokulda tabiat bilgisi dersimizde öğrendiklerimiz aklıma geldi. Ay dünyanın etrafında dönünce günler, Dünya güneşin etrafında dönünce de mevsimler meydana geliyordu. Sonra, Dünyanın güneşin etrafında elips bir yörüngede dolaştığını gösteren tablolar, çizimler gözümün önüne geldi.  Ayın dönüşünde bir fevkaladelik yoktu ama güneş neden elips şeklinde dönüyordu. Bu neden ve nasıl oluyordu?

Kafama takıldı, takılınca da uykum kaçtı. Baktım uyuyamıyorum kalkıp bilgisayarımı açtım. İyi ki açmışım neler öğrendim.

Gezegenlerin ve uyduların yörüngeleri aslında göründüğünden biraz daha karmaşıkmış.  Öncelikle ilkokuldaki anlatım çizimlerinde bize öğretilen bilgiler meğer çok eksikmiş. Hem milli eğitim bakanlığının hazırlayıp okullara gönderdiği tablolarda hem de kara tahtaya çizimlerimizde Ay’ın Dünya etrafındaki yörüngesi bir daire şeklinde. Dünyanın Güneş etrafındaki yörüngesi de elips şeklindeydi.

Meğer, Ay'ın yörüngesi de aslında bir elipsmiş. Gök mekaniğinin temel kuralı olan Kepler kanunlarının birincisine göre, bir gök cismi daha büyük bir kütlenin etrafında dönerken yörüngesi her zaman bir elipsmiş. Evrende tam daireye rastlanılması neredeyse imkansızmış.

İnternetteki bilgileri önce bir güzel kopyaladım. Sonra kolay anlaşılsın diyerek şöyle özetledim;

Kaynaklar diyor ki; Dünya’nın Güneş etrafındaki yörüngesi hafifçe basık bir elipstir. Güneş'e en yakın olduğumuz (günberi) ile en uzak olduğumuz (günöte) noktalar arasında yaklaşık 5 milyon kilometrelik bir fark vardır.

Ay da Dünya etrafında elips çizer. Dünya'ya en yakın olduğu "yerberi" noktası ile en uzak olduğu "yeröte" noktası arasında yaklaşık 43.000 kilometrelik bir fark bulunur.

Öyleyse, neden "Daire" Gibi Görünüyor? Ay'ın yörüngesi bize daireye çok yakınmış gibi gelir çünkü dış merkezlik (eksantrikside) değeri oldukça düşüktür. Dış merkezlik (eksantrikside), bir yörüngenin veya herhangi bir elipsin "ne kadar basık" olduğunu ifade eden matematiksel bir orandır.

Tam bir dairenin dış merkezliği 0 (sıfır) olarak kabul edilir.

Bunun ne anlama geldiğini daha iyi kavramak için şu üç noktaya bakabiliriz:

Dünya'nın yörüngesinin dış merkezliği yaklaşık 0,0167'dir.

 Ay'ın yörüngesinin dış merkezliği yaklaşık 0,0549'dur.

Gördüğünüz gibi, rakamsal olarak Ay'ın yörüngesi aslında Dünya'nınkine kıyasla matematiksel olarak daha fazla elipstir (daha basıktır). Ancak gökyüzüne baktığımızda bu farkı çıplak gözle ayırt etmek zordur.

Yörünge Şeklini ne Belirler? Bir gök cisminin yörüngesinin ne kadar "basık" veya "yuvarlak" olacağını belirleyen ana unsurlar şunlardır:

Başlangıç Hızı ve Açı: Bir cisim (örneğin Ay), ana kütlenin (Dünya) çekim alanına girdiğinde sahip olduğu hız ve geliş açısı yörüngenin şeklini belirler. Eğer hız tam olarak belirli bir değerde olsaydı yörünge daire olurdu; ancak doğada bu hassas denge genellikle elips ile sonuçlanır.

Ay sadece Dünya'nın değil, aynı zamanda Güneş'in de güçlü çekim etkisi altındadır. Bu durum Ay'ın yörüngesinin zamanla hafifçe esnemesine ve şekil değiştirmesine neden olur.

Özetle: Ne Dünya güneş etrafında tam bir daire çizer ne de Ay Dünyanın etrafında. Evrendeki neredeyse tüm yörüngeler, kütleçekimi ve momentumun dansı sonucunda ortaya çıkan elips şeklindedir. Sadece bazıları daireye diğerlerinden biraz daha fazla benzer.

Dünya için verilen 0,0167 değeri, yörüngemizin aslında mükemmel bir daireye çok yakın ama tam olarak daire olmadığını anlatır. Demek oluyor ki çizimler çok abartılı olmuş.

Dünya'nın 0,0167 olan değeri sıfıra çok yakın olduğu için, Dünya'nın yörüngesini kâğıt üzerine çizseniz gözünüz bunu "kusursuz bir daire" olarak algılar. Ancak hassas ölçümlerde bu küçük fark büyük önem taşır.

Bu küçük rakam (0,0167), Dünya'nın Güneş'e olan mesafesinin yıl içinde değişmesine neden oluyor.  Ocak ayı başında Dünya Güneş'e en yakın konumdadır (yaklaşık 147 milyon km). Temmuz ayı başında Dünya Güneş'ten en uzak konumdadır (yaklaşık 152 milyon km). Aradaki bu 5 milyon kilometrelik fark, işte o "0,0167"lik dış merkezlikten kaynaklanır.

Ocak ayı başında Dünya Güneş'e en yakın konumdaysa neden kış oluyor yani sıcak olması gerekirken neden soğuk oluyor?

İşte ocak ayında neden "daha yakın ama soğuk" olduğumuzun nedenleri

Bu soru, astronomiyle ilgili en yaygın ve aslında en mantıklı görünen yanılgılardan biridir. Mesafe azalıyorsa sıcaklığın artması gerektiğini düşünmeniz çok doğal, ancak Dünya'nın ısınma mekanizması mesafeden ziyade açı ile ilgilidir. Yaygın bir yanılgının aksine, mevsimlerin oluşmasının ana sebebi bu dış merkezlik veya Güneş'e olan mesafe değildir. Mevsimler, Dünya'nın eksen eğikliğinden kaynaklanır.

Dünya'nın Güneş etrafındaki yörüngesi sırasında yaklaşık 23,5 derecelik bir eğikliği vardır. Bu eğiklik nedeniyle, Dünya Güneş'e en yakın olduğu ocak ayı başında, Kuzey Yarımküre Güneş'ten uzaklaşacak şekilde arkaya doğru yatıktır. Ocak ayında Kuzey Yarımküre Güneş ışınlarını eğik bir açıyla alır. Işınlar daha geniş bir alana yayıldığı için birim alana düşen enerji miktarı düşer ve havalar soğur.

Işınlar eğik geldiğinde atmosferde daha uzun bir yol kat etmek zorunda kalır ve bu sırada enerjisinin bir kısmını kaybeder. Kışın güneş ışınlarının açısı dışında, gündüzlerin kısalması da büyük bir etkendir.

Güneş ocak ayında bize daha yakın olsa da Kuzey Yarımküre ‘de gökyüzünde çok daha az vakit geçirir. Toprağın ve atmosferin ısınması için gereken "güneşlenme süresi" çok kısadır.

Sorumuzun cevabını kanıtlayan en güzel örnek Güney Yarımküredir. Biz ocak ayında kış yaşarken; Avustralya, Güney Afrika veya Brezilya gibi yerlerde yaşayanlar yaz mevsimini, yani en sıcak günlerini yaşarlar.

Eğer mevsimler sadece Güneş'e yakınlığa bağlı olsaydı, ocak ayında tüm Dünya'nın aynı anda yanıp kavrulması gerekirdi.    Güneş'e en yakın olduğumuzda mesafe 147 milyon km, En uzak olduğumuzda ise 152 milyon km'dir. Yani çizilenler kadar da elips değilmiş sahiden.

Özetle: Dünya'nın Güneş'e yakınlığı, bir sobanın yanına gitmek gibi değildir. Daha çok bir feneri duvara dik tutmak (Yaz) ile çok eğik tutmak (Kış) arasındaki fark gibidir. Işık aynı ışık olsa da eğik geldiğinde yayılır ve ısıtma gücünü kaybeder.

İlginç Bir Not: Dünya'nın dış merkezliği sabit değildir. Jüpiter ve Satürn gibi dev gezegenlerin çekim etkisiyle, binlerce yıllık döngüler (Milankovitch Döngüleri) içerisinde bu rakam 0,005 ile 0,060 arasında gidip gelir. Bu değişimler, Dünya'nın çok uzun vadeli iklim döngülerini ve buzul çağlarını etkileyen faktörlerden biridir.

Ben bu bilgileri okuyunca çok şaşırdım. Sizde şaşırdınız mı?

Ve gün ağarmaya başladı. Bu gece uykusuz kaldım ama olsun. Yine bir şeyler öğrendim. Öğrenmenin yaşı yok. Cümleten hayırlı sabahlar.