Dünya neden güneşin üzerine çökmüyor?

Aslında Dünya Güneş'in üzerine sürekli olarak düşüyor. Dünya etrafında dolanan uydular da öyle. İlk başlarda bunu anlamakta çok zorlanmıştım, fakat Feynman'ın kitabındaki bir örnek durumu çok güzel açıklıyor.

Dünya'da yere paralel bir mermi ateşlediğinizi düşünün. Bu mermi bir eğri takip edip eninde sonunda yere düşer. Fakat yere düşene kadar bir miktar yol kat etmiştir. Dünya da yuvarlak olduğu için, aslında mermi ilerlerken altındaki yol bir miktar mermiden uzaklaşır. Eğer mermi yeterince hızlı olursa, merminin yere düştüğü miktar kadar Dünya'nın yüzeyi de aşağı kaymış olursa mermi sürekli yörünge dolanır dürür. Aslında hep düşmektedir, fakat yaptığı çembersel hareket nedeniyle yüzey de ondan aynı miktarda uzaklaşır.

Dünya'nın güneşin üzerine çökmemesinin nedeni, Dünya ile Güneş arasındaki karşılıklı çekim kuvvetlerinin dengelenmesidir. Bu çekim kuvvetleri, yerçekimi ve merkezcil ivme kuvvetini içerir.

Dünya ve Güneş arasındaki yerçekimi kuvveti, Dünya'nın Güneş etrafında dolanmasını sağlar. Yani, Dünya sürekli olarak Güneş çevresinde bir yörünge boyunca hareket eder. Aynı şekilde, Güneş de Dünya etrafında dolanır, ancak bu hareket nedeniyle Dünya'nın yüzeyine doğru bir düşme eğilimi yaratmaz. Bunun nedeni, Dünya'nın yeterli bir yörünge hızına sahip olmasıdır.

Merkezcil ivme kuvveti, bir nesnenin dönen bir sistem içinde tutulmasını sağlayan bir kuvvettir. Dünya'nın dönme hareketi, merkezcil ivme kuvveti yaratır ve bu kuvvet, Dünya'nın yüzeyine doğru olan herhangi bir düşme hareketini dengelemeye yardımcı olur.

Birden fazla izahi var aslinda. Bunlar Newton, Lagrange ve Hamilton, Dirac, Einstein... tarafindan yapilmistir. Biz bunlardan Newton ile ilerleyelim cunku lise seviyesinde izah icerir.

Newton'a gore cisimler eylemsizlik prensibi altindadirlar. Yani ilk hizlarini yonleri ile birlikte korurlar. Ayni sekilde hizi yoksa da oldugu yerde durur.

Iste bu baglamda aslinda Dunya dumduz ilerlemek isterken Gunes ve Dunya birbirine cekim kuvveti uygular. Gunes'in kutlesi cok daha buyuk oldugu icin bu cekimden kutlesi dusuk olan Dunya cok fazla etkilenir ve yolundan cok fazla sapar. Yani eliptik yorunge cizer.

Eger Dunya'nin hizi olmasaydi. Bu cekim kuvveti Dunya ile Gunes'in kucaklasmasina sebep olacakti. Cunku Dunya'nin Gunest'en kacabilecek yonde bir hizi olmayacakti.

Ayni sekilde Dunya 3 Ocak'ta Gunes'e en yakinken Gunes ile Dunya birbirine en buyuk cekim kuvvetini uyguluyor ama Dunya'nin surati uzak olduguna gore daha buyuk oldugu icin yine Gunes'le kucaklasmadan ilerleyebiliyor.