Kütle Çekim Kilidi (Tidal Locking)… Nasıl Oluyor Da Oluyor?

Kütle çekim kilidi kavramının yalın ifadesi: Bir gök cisminin kendi etrafında dönüş hızı ile, uydusu olduğu gezegen veya yıldızın çevresideki dönüş hızının eşit olması durumu. Böyle olunca, gök cismi çevresinde döndüğü “daha büyük kütleli” cisme sürekli aynı yüzü bakacak şekilde dolanıyor.

Bu terim (ve durum) birçok yerde karşımıza çıkıyor: Dünya-Ay, Satürn-Titan ve Güneş sistemi dışında keşfedilen birçok gezegende. Karmaşık ve teknik konu olduğu için olabildiğince basite indirgeyerek, Dünya-Ay örneğiyle herkesin anlayabileceği biçimde anlatmaya çalışalım.

Olay şu;

Kütle çekim denen nane, uzaklığın karesi ile ters orantılıdır. Yani bir gezegene iki misli yaklaşırsanız, size etki eden kütle çekim dört kat artar. Ne kadar yakınsanız, üzerinize etki eden kütle çekim kuvveti de bunun karesi oranında arttığına göre, misal 40 metre uzaklıkta 1 birim çekime maruz kalıyorsanız, 5 metre uzakta 64 birim çekime katlanmak durumundasınız.

Şimdi nasıl yapacaksınız bilmiyorum ama, kendinizi Ay yerine koyun. Karşınızda kocaman Dünya var ve size hayvani (evet hayvani, daha iyi bir tanımla varsa önerin) bir çekim uyguluyor. Siz bu çekim alanı içerisinde (niyeyse artık) dönmeye çalışıyorsunuz.

Fakat Dünya’nın çekim gücü o kadar büyük ve siz o kadar yakınsınız ki, Dünya’ya bakan tarafınıza uygulanan çekim, arka tarafınıza uygulanan çekimden belirgin bir şekilde fazla. Böyle olunca, ön kısmınız hafifçe Dünya’ya doğru “bombe” yapıyor ve bu bombe, siz döndükçe tüm ekvatorunuz boyunca ilerliyor. Yani, ekvatorunuz boyunca hareket eden bir “gel-git” yaşıyorsunuz.

Başta ne demiştik; kütle çekim uzaklığın karesi ile ters orantılıdır. Siz sabit bir hızla kendi çevrenizde dönmeye çalışıyorsunuz ama, ön kısmınızdaki çekim daha fazla olduğu için arka yüzünüz “görece” normal hızında dönmeye çalışırken, ön yüzünüz çekim kuvvetinin etkisi ile daha yavaş dönmeye çalışıyor. Çünkü çapınız 3.500 km, dünyaya o kadar yakınsınız ki, dünya arka yüzünüze (örneğin) 1 birim çekim uygularken, ön yüzünüze 1.5 birim çekim uyguluyor.

Bu durumda, ister istemez kendi çevrenizdeki dönüş hızınız yavaşlamaya başlıyor. Siz de Dünya çevresindeki dönüş hızınızı, yani momentumunuzu* yitirmemek için Dünya’dan uzaklaşmaya başlıyorsunuz. Hem uzaklaşır, hem de dönüş hızınız yavaşlarken, bir süre sonra öyle bir noktaya geliyorsunuz ki, Dünya’nın çevresinde dönüş hızınız ile kendi çevrenizdeki dönüş hızınız eşitleniyor.

Bu eşitlik gerçekleştiğinde artık siz ile Dünya arasındaki gel-git savaşı da sona eriyor, ya da en azından beraberlik yakalanıyor…

Fakat, Dünya’ya hala çok yakın olduğunuz için yine de gezegene bakan yüzünüz ile arka yüzünüz arasındaki çekim kuvveti birbirinden farklı. Dünya, ön yüzünüzü belirgin biçimde daha kuvvetli çekmeye devam ediyor. Bu yüzden, bir daha asla kendi çevrenizde Dünya’nın çevresindeki dönüş hızınızdan daha hızlı (veya yavaş) dönmeniz mümkün olmuyor. Çünkü dünya artık sizi ön yüzünüzden tutmuş, kavramış. görüldüğü gibi gerçekte pek bir beraberlik yok, Dünya hala 1-0 önde.

Ne zamana kadar? Dünya’dan daha fazla uzaklaşana, yani ön ve arka yüzlerinize etki eden çekim kuvveti “büyük bir fark” yaratmayacak, mesela (yine atıyorum) arka yüzünüze 1, ön yüzünüze 1.01 birim çekim uygulayacak kadar uzağa gidene kadar bu çekim kilidine kapılmış halde kalıyorsunuz. Sonrasında eğer vakit kaldıysa, gol veya goller atarak kupaya uzanmaya çalışabilirsiniz.

Not: Aynı mekanizmanın bir diğer sonucu için şu yazımızı okumalısınız: Yörünge Rezonansı

Hazırlayan: Zafer Emecan

Bu yazı ilkin, 13 Ağustos 2012 tarihinde yayınlanmıştır ve Kozmik Anafor kurulduğunda yayınlanan ilk 5 yazısından biridir. Eğer bu yazıya konu olan kütle çekim kilidi olgusu, yeni keşifler sonucunda farklı açıklamalarla ortaya konulursa, yenilenip bilimsel doğrular eşliğinde genişletilerek tekrar yayınlanacaktır.