Hepimiz Güneş’in halkalarıyız.
Neden Güneş Sistemi’ndeki gezegenler halka şeklinde, iki boyutta döner?
Biraz daha küçük ölçekten başlayalım: Neden Satürn’ün halkaları, “halka” şeklindedir? Neden üç boyutta, küresel değildir?
Satürn’ü yarattık, yerine koyduk. Kronometreye bastık ve Satürn’ü bir gaz-toz bulutu olarak başlattık. Gezegenin bir donme hızı var. Buna bağlı olarak açısal momentumu var. Ama, çevresinde dönen irili ufaklı bir sürü taş rastgele eksenlerde dönüyor olsunlar, yani bunların açısal momentumu rastgele yönlerde. Henüz disk şeklini almamışlar, Satürn’ün çevresinde küre gibi düşünelim.
Satürn’ün etrafında dönen iki rastgele taş birbiri ile çarpışıyor. Bu iki taşın açısal momentumunun korunması lazım. Açısal momentumun, gezegenin açısal momentumuna dik olan bileşeninin azalması, gezegenin açısal momentumu yönünde olan bileşenin artması (veya azalması) lazım. Bu çarpışma inelastik olduğundan, kinetik enerjinin bir bölümü başka enerjiye dönüşüyor. Ayrıca, Satürn’ün yüksek dönme hızı santrifuj gibi bir etki yaratıyor ve ekvatorda biraz daha şişkin oluyor. Parçacıklar ekvatora yığılmaya meyil ediyor. Sonuç olarak, rastgele açısal momentum ile başlayan iki taşın, çarpıştıktan sonraki açısal momentumu biraz gezegenin dönmesine yaklaşıyor.
Bu olayı, milyarlarca yıla yayın. Bu taşlar milyarlarca yıl boyunca birbirleri ile çarpışsınlar. Milyarlarca yıl sonra, tüm taşların açısal momentumu gezegenin açısal momentumu ile aynı hizaya gelmiş oldu. Tüm taşların yaklaşık aynı açısal momentuma sahip olması kocaman bir diskin dönmesi demek. Yani, başta küresel olarak dağıttığımız taşlar uzun süre sonra disk haline geldi. Böylece Satürn’ün halkalarını elde ettiniz.
Tartışmaya bir dip not: Satürn’ün halkaları göreceli olarak gençtir. Kabaca bir hesapla, muhtemelen teleskop kullanmayı bilen bir dinozor Satürn’ün halkalarını göremeyecekti. Satürn’ün halkalarının oluşma teorilerinden biri, Satürn’ün bir uydusunun bir asteroid çarpması sonucu un ufak olması ve çevresinde zamanla böyle bir halka oluşturması.
Güneş Sistemi de aynı şekilde gaz-toz bulutu ile başladı. Milyarlarca yıl içinde bu gaz-toz bulutundaki tozlar birbiri ile çarpışa çarpışa bir disk halinde dönmeye başladı. Dikkat ederseniz, dışarıda olan gezegenler Güneş Sistemi’nin dönme düzleminden biraz sapmış durumdalar, çünkü daha az çarpıştılar.
Güneş Sistemi’nin dönme düzlemi de Samanyolu’nun dönme düzleminden çok sapmış durumda.
Peki neden gök cisimleri sürekli dönüyor? Eğer iki tane kütle dursa idi, aralarındaki kütlecekim etkileşmesinden dolayı basitçe birbirlerine çarpacaklardı. Eğer bir gaz-toz bulutu yaratıp bu parçacıkların rastgele kinetik enerjisi olursa, yörünge çizecek kadar yüksek kinetik enerjiye sahip parçacıklar hariç tüm parçacıklar merkezde toplanacaklar, kalanlar da bu kütle etrafında yörünge çizecekler.
Bu senaryo ise gerçekte olan olayın aşırı basitleştirilmişi. Yıldız oluşumu, galaksi oluşumu, gezegen oluşumu fizikte halen aktif araştırma alanları.
Satürn’ün veya başka bir gezegenin fotoğrafını koymak isterdik ama Satürn’ün neye benzediğini zaten biliyorsunuz, Güneş’in de ne olduğunu biliyorsunuz. Şimdi Satürn’ün fotoğrafını koyup sıkıcı olmayalım. Biz de deniz anası üzerine çıkmış olan bu küçük kaplumbağayı koymak istedik. Hii! Bu ne tatlılık böyle? Nasıl da çıkmış deniz anasının üzerine?
Yazar: Bilgecan Dede.
Bilgecan Dede
Yazar: Bilgecan Dede (tümünü gör)
- Fourier Serisi yazısına ek: - 23 Aralık 2018
- Yapay zekâ yüzünden kaybolacak ve eklenecek iş sayıları, bir tabloda - 4 Nisan 2018
- 130 yıl sonra gelen adalet: Telefonun mucidi resmî olarak Antonio Meucci! - 18 Şubat 2018
- Denklem Yazmak - 6 Ocak 2018
- Temel Harmonikler ve Lissajous Eğrileri - 17 Aralık 2017