Yer Çekimi Nedir? Nasıl Oluşur?

Yer Çekimi Nedir? Nasıl Oluşur?
10.08.2019 19.11

Bütün evren, kütle çekim kuvveti üzerine kurulmuştur. Eğer yer çekimi kuvvetinde bir eksilme meydana gelirse tüm düzen bozulur. Bunların başında da Dünya'nın Güneş'e yaklaşması, yıldızların kayması ve birbiri ile çarpışması gelir.

Algılanabilme özelliği olan tek kuvvet olan yer çekimi hakkında diğer kuvvetlere göre daha az bilgi bulunur. Ünlü bilim adamı Isaac Newton ile birlikte andığımız kütle çekim kuvveti, halk arasında yer çekimi olarak bilinir. Diğer kuvvetlere bakarak daha az güce sahip olan kütle çekim kuvveti, büyük kütle parçalarının birbirini çekmesini sağlamaktadır.

Sadece yer çekimi kuvveti değil, diğer tüm kuvvetler arasındaki dengeler, son derece hassastır. Mesela nükleer kuvvet biraz daha zayıf olsaydı, evrendeki kararlı element yalnızca hidrojen olurdu. Tam tersi durumda ise ortamda hiç hidrojen olmazdı ve yıldızlar, galaksiler şimdiki hallerinden daha farklı şekillerde olacaklardı.

Yer Çekimi Nedir?

Evrende bulunan yıldızlar ve galaksiler daima birbirlerinin yörüngelerinde kalırlar. Bu durumun nedeni yer çekimi kuvvetidir. Dünyanın ve diğer tüm gezegenlerin Güneş'e yaklaşmadan belli bir yörüngede dolaşmasını da sağlar.

İnsanlar ve canlılar, yer çekimi sayesinde kütleler üzerinde yürüyebilir, oturabilir. Yer çekimi kuvvetinde bir bozulma yaşanırsa; tüm dengeler bozulur. Yer çekimi biriminde azalma meydana gelirse; yıldızlar kayar, dünya yörüngesinden ayrılır ve canlılar da uzay boşluğuna dağılır.

Yer çekimi kuvveti artarsa; yıldızlar birbirleriyle çarpışır, dünya Güneş'e yapışır ve canlılar da yer kabuğunun içine girer. İmkânsız gibi görünebilir ama bu ihtimaller var olan şeylerdir. Bu kuvvetin şuanki değerlerin çok az da olsa dışına çıkması bu senaryoları görmek için yeterlidir.

Yer Çekimi Nasıl Oluşur?

Yer çekimi kuvvetini ilk bulan isim olan Isaac Newton bu yasayı 1687 yılında Principia adını verdiği kitabında duyurmuştur. Newton yer çekiminin nasıl oluştuğu konusunda yaptığı açıklamada; iki kütle arasında bir çekim gücü olduğundan ve bu gücün kütlelerin büyüklüğü ile doğru orantılı olduğundan bahseder.

Kuvvetin gücü kütlelerin aralarındaki mesafenin karesiyle de ters orantılıdır. Yani kütlelerin arasındaki mesafe arttıkça çekim gücü azalacak, büyüklükleri arttıkça çekim kuvveti artacaktır. Bu basit denklem gösteriyor ki; dünya üzerinde bulunduğu her cismi kendi merkezine doğru çeken büyük bir kuvvete sahiptir.

Albert Einstein 1916 yılında açıkladığı genel görelilik teorisinde de Newton'u desteklemiştir. Michael Denton, yer çekimi üzerine çalışmalar yapmış ve çıkardığı kitabında yer çekiminin gücünün değişmesi durumunda olabilecekleri kitabında detaylıca anlatmıştır.

Kitaptaki bilgilere göre; yer çekimi kuvveti şuan olduğundan bir trilyon kadar daha güçlü olsaydı; evren çok küçük olurdu. Canlı yaşamı 1 yıl kadar kısa sürerdi. Yer çekimi kuvveti çok az bile güçsüz olmuş olsaydı; yıldızlar ve galaksi meydana gelmezdi.

Yer Çekimi Nasıl Keşfedildi?

Bilim adamı Isaac Newton'un kafasına, altında oturduğu ağaçtan elmanın düşmesi ile kütle çekim kuvvetinin keşfedildiği bilinse de aslında daha eskilere dayanan bir tarihi bulunmaktadır.

Milattan Önce 4. yüzyılda Yunan filozof Aristo, yer çekim kuvvetini fark eden ilk isimdir. Aristo, ağır cisimlerin hafif cisimlere oranlara daha hızlı yere düştüğünü dile getirmiştir.

Aristo sonrasında Galileo, havanın sürtünme kuvveti uyguladığını ve bu ortadan kalktığında kütle fark etmeksizin tüm cisimlerin aynı hızla düştüğünü belirtmişti. Aynı zamanda düşme hızının, bırakılan yükseklik ile alakalı olduğunu da kanıtlamıştır.

Isaac Newton'un elma hikayesi ise bunlardan sonra gelmektedir. Tesadüfi bir şekilde altında oturduğu ağaçtan elmanın düşmesiyle birlikte Newton'un birden aydınlandığı ve yer çekimi kuvvetini keşfettiği en bilindik hikayedir.

Newton'un keşif hikayesi aslında bu kadar basit değildir. Uzun yıllar boyunca bu kuvveti anlamaya çalışan Newton, Aristo zamanından beri bilinen bu kuvveti açıklamaya çalışmıştır. Cisimlerin neden sola veya sağa kaymadan doğruca yere doğru düştüğü üzerine çalışmalar yapmıştır.

Newton cisimlerin kendi kütlelerine göre bir çekim gücü olduğunu anlamıştır. Dünyanın yeryüzüne uyguladığı çekim kuvveti sonucunda cisimlerin doğrudan yere düştüğünü elma ile anlamıştır.

Newton'un teorisine göre; iki kütle arasındaki çekim gücü, kütlelerin büyüklüğü ile doğru orantılıdır. Aralarındaki mesafenin karesi ile de ters bir orantı içerisindedir. Kütle arttıkça, çekim gücü büyürken, aralarındaki mesafe uzadıkça çekim gücü azalmaktadır.

Newton bu teori ile fizik biliminin en önemli temellerinden birisine imzasını atmıştır. Gökbilimi de bu kuram sayesinde bilinmeyenlere açıklamalar getirebilmiştir. Yer çekimi kuvveti, yıllar boyunca Newton'un ilkeleri ile açıklanmıştır.

Albert Einstein'a Göre Yer Çekimi Kuvveti

Albert Einstein ise 1915 yılında genel görelilik teorisiyle farklı bir bakış açısı sunmuştur. Einstein'in teorisinin anlaşılması biraz daha zordu ve ilk zamanlarda bilim insanları buna yorum yapamamışlardır. Ama anlaşılmaya başlandıkça Einstein'in yer çekimi kuramının daha güncel olduğu bilgisi alındı. Bu kurama göre; yer çekimi uzay – zaman eğilimin bir sonucu olarak oluşmaktadır.

Einstein'in genel görelilik kuramına göre; iki cisim arasında çekim gücü bulunmaz. Uzayın bükülmesi sonucunda bu durum oluşmaktadır. Buna göre; dünya bizi çekmiyor, uzay bizi dünyaya doğru itiyor.

Örneğin; uzay gemilerinde bu durum söz konusudur. Dünya yörüngesine giren bir uzay gemisinde bulunan astronotların ağırlıkları yoktur. Bu ortamda bir bilye de aynı durumdadır. Yere bırakıldıklarında aynı hızla düşerler.

Einstein'in bu teorisi için uzay gemisi örneğinin benzeri, ayda uygulanmıştır. İki farklı kütleye sahip cisimler, aynı anda yere düşmüşlerdir.

Einstein, uzayın bir boşluk değil bir çarşaf gibi tabaka oluşturduğunu ve katmanlardan meydana geldiğini söylemiştir. Bu yönden bakıldığı zaman büyük kütleli cisimlerin yer çekimi alanlarını görmek ve oluşturdukları zaman – uzay bükülmelerini anlamak daha mümkün hale gelmektedir.

Peki, Einstein mi, yoksa Isaac Newton mu yer çekimi kuvveti hakkında haklıdır? Einstein'in kuramının doğruluğu kanıtlanırken, Newton'un teorisi çürütülmüştür. Buna karşın Newton'un teorisine tam olarak yanlış ibaresi koyulmamaktadır.

Newton formülleri, küçük cisimler ile uygulandığı zaman doğru sonuçlar vermiştir. Aynı zamanda Dünya üzerinde olayları bu denklemler ile anlatabilmek mümkündür. Küçük sapmalar olsa bile doğru sonuçlar elde edilmiştir. Ama daha büyük cisimlere uygulandığında yanlış sonuçlar vermiştir.

Einstein'in kuramı da Newton'un kuramının bittiği yerde başlamaktadır. Uzay ve evrendeki çok büyük kütleli cisimleri anlayabilmek ve açıklamak için genel görecelilik teorisi kullanılmıştır. Bu şekilde de Newton'un teorisinin yerini almıştır.

Günlük hayattaki fizikte hala Newton'un kuralları geçerliliğini korumaktadır. Doğru sonuçlar da alınabilmektedir. Ama Einstein'in kuramı karmaşık gibi görünse de doğruluğu kanıtlanmış son yer çekimi kuralıdır.

Yer Çekimi Kuvvetinin Özellikleri Nelerdir?

Yer çekimi kuvvetinin özellikleri ile ilgili bilmeniz gerekenler şunlardır:

  • Kütle çekim kuvveti denen olgu tüm evren için geçerlidir. Dünyamız için isimlendirilmesinde ise yer çekimi olarak kullanılır. Yani yer çekimi, Dünya'nın, kendi üzerindeki cisimle uyguladığı kütle çekim kuvvetinin ta kendisidir.

  • Uygulanan çekim kuvvetinin miktarına ağırlık adı verilir. Ağırlık gram ile ifade edilir.

  • Ağırlıklar, dinamometre ya da el kantarı ile ölçülebilir.

  • Yer çekimi gücü, üzerindeki cisimleri sürekli olarak Dünya merkezine çeker. Böylece yer çekim kuvvetinin yani dünya üzerindeki cismin ağırlığının duruşu her zaman Dünya'nın merkezine (aşağıya) doğru işaret edilir.

  • Cisimlerin ağırlığı konumlara göre farklılık gösterebilir. İller arası yolculuklarda kiloların farklı çıkması bu sebeptendir.

  • Cisimler, yerin merkezine yaklaştığı müddetçe ağırlık artış gösterir.

  • Cisimler, yer merkezinden uzağa gittikçe ağırlık azalış gösterir.

  • Dünya şekli bakımından kutuplardan basık olduğundan; cisimler ekvatorda daha hafifken; kutuplarda daha ağırdır. Çünkü kutuplara yaklaştıkça yer merkezine yaklaşım sağlanır.

  • Dünya üzerinde deniz kıyılarından yükseğe çıkıldığında, merkeze olan uzaklık artar. Böylelikle de ağırlık azalır.

  • Uzay alanında yer çekimi kuvveti yoktur. Bu sebeple cisimlerin ağırlıkları sıfır birimdir.

  • Dünya'nın yer çekim kuvveti, Ay'da olduğundan 6 kat civarında fazladır. Yani cismin Ay'daki ağırlığı daha hafifken; Dünya'da da daha ağırdır.

  • Ay'da bulunan kütle çekim kuvvetine de ay çekimi adı verilir.

Son Güncelleme: 18.10.2019 00:42
Fizik  Eğitim  Evren  Dünya 

YORUMLAR