Evrim Ağacı
Reklamı Kapat

Dünya'nın Bir Tarafından Diğer Tarafına Kadar ''Düşmek'' Ne Kadar Sürer?

Dünya'nın Bir Tarafından Diğer Tarafına Kadar ''Düşmek'' Ne Kadar Sürer?
Reklamı Kapat

Bu yazı, Science isimli kaynaktan birebir çevrilmiştir. Çevirmen tarafından, metin içerisinde (varsa) açıkça belirtilen kısımlar haricinde, herhangi bir ekleme, çıkarma veya değişiklik yapılmamıştır. Bu içerik, diğer tüm içeriklerimiz gibi, İçerik Kullanım İzinleri'ne tabidir.

Dünya’nın merkezinden geçen bir tünel kazıp atladığınızı ve kendinizi yer çekimine bıraktığınızı düşünün. Gezegenin diğer tarafına ulaşmanız ne kadar zaman alırdı? Onlarca yıldır, fizik öğrencilerinden bu zamanı hesaplamaları istenir ve doğru cevabın 42 dakika olduğu söylenirdi. Şimdi ise daha gerçekçi bir analizle bu tahminin 4 dakika fazla olduğu tespit edildi.

“İşte en çok sevdiğimiz akademik makaleler bu tip makaleler” diyor Dickinson College’da fizikçi olan ve Amerikan Fizik Öğretmenleri Derneğinin yayımladığı Amerikan Fizik Dergisi’nin editörlüğünü yapan David Jackson. “Derginin Mart sayısında verilen yeni hesaplama, sadece Dünya’nın yapısı hakkında daha fazla ayrıntı katmıyor, aynı zamanda oldukça basit bir varsayımı ilkel başka bir varsayımla değiştirdiğimizde, daha doğru bir cevaba nasıl ulaşabildiğimizi de açıklıyor. Bu da üzerinde düşünmeyi oldukça eğlenceli kılıyor” diye ekliyor.

Yer çekimi tüneli problemi fiziğe giriş derslerinin esas konusunu oluşturuyor. Bunun sebebi Isaac Newton’un yer çekimi yasasının çarpıcı özelliklerinin yanında, yaygın ve çok önemli bir döngüsel hareket türünü de göstermesinde yatıyor. Bunu çözmek için öğrencilerin, bir nesnenin üzerindeki yerçekimi kuvvetinin bu tünelde nasıl değiştiğini hesaplamaları gerekiyor.

Gerçekçi olmayan varsayım bu noktada devreye giriyor. Öğrencilerin, Dünya’nın yoğunluğunun metreküp başına 5500 kg olduğu ve bu yoğunluğun bir bilardo topu gibi Dünya’nın her yerinde eşit olduğu varsayımlarında bulunmaları gerekiyor. Bu durumda, Dünya’nın merkezine doğru çekim uygulayan kuvvet, merkeze olan uzaklıkla orantılı olarak değişir. Tünel boyunca inen nesnenin olduğu yerden daha düşük irtifadaki kütle miktarı azalır, nesneden daha yüksek irtifadaki kütlenin ise nesne üzerinde etkisi yoktur. Bu hesaplamaları öğrenciler kabuk teoremi denen matematik teoremine dayandırarak yaparlar.

Merkeze doğru çekim uygulayan kuvvet, merkeze olan uzaklıkla orantılı olarak değiştiği için, bir sarkaçtaki yaya bağlı kütlenin ileri geri sallanması gibi, nesne de tünel içinde gidip gelir. Yerçekimi tüneli problemi tam da bu basit harmonik hareketi ürettiği için, eğitim amaçlı kullanılmıştır.

Gerçekte, Dünya muntazam bir yoğunluk dağılımına sahip değildir. Önce az yoğun bir kabuk, sonra manto, en son da daha yoğun bir çekirdekten oluşur. Kanada’daki McGill Üniversitesinde eğitim görmekte olan fizik öğrencisi Alexander Klotz, daha gerçekçi bir analizin nasıl bir sonuç çıkaracağı üzerine düşünmeye başlamış. Klotz neden bu problem üzerinde direttiği konusunda bir fikri olmadığını söylüyor. Reddit adlı internet sitesinde fizikle ilgili sorular cevaplamaya başlayan Klotz: “Bir süredir sosyal eğitimle ilgileniyorum ve bu problem en sık karşılaştığım soru” diyor.

Klotz Dünya üzerinde daha gerçekçi bir kütle dağılımı elde etmek için sismik verilere dayanan Başlangıç Referans Yer Modeli’nden yararlanmış. Bu model Dünya’nın yoğunluğunun izini sürer. Bu yoğunluk ise yüzeyde metreküp başına 1000 kg’la, çekirdekte metreküp başına 13000 kg arasında değişiklik gösterir. Problemi sayısal olarak çözen Klotz, bir objenin tünelden düşme süresinin 42 dakika değil, 38 dakika 11 saniye olduğunu hesaplamış.

Yer çekimi kuvvetinin sabit ve yüzeydeki değere eşit olduğu varsayımını yaptığında ise bu değeri tam 38 dakika olarak bulmuş. Böyle bir sabit kuvvet, farklı bir yoğunluk dağılımı gerektirir. Dünya’nın merkezine olan uzaklık azaldıkça, bu kuvvet artmalıdır. Böylece merkeze olan uzaklık yarıya indiğinde yoğunluk iki katına çıkar. Merkeze ulaştığında da sonsuz değerini alır. (Gerçek dağılımda merkeze ulaşıldığında yoğunluk 0 olur.)

Peki neden sabit kuvvet tahmini bu kadar iyi çalışır? Dünya’nın kütle dağılımı yüzünden yer çekimi kuvveti kabaca sabit kalır (Dış kabukta aşağı doğru çok az miktarda artar). Buradan sonra orijinal problemdeki gibi uzaklıkla birlikte düşer. Fakat bu noktaya geldiğinde nesne öyle hızlı gitmektedir ki sabit kuvvet tahmininin yanlış olduğu çekirdekten çok az zamanda ayrılır. Kısacası yapılan tahmin yeteri kadar iyidir.

Evrim Ağacı'ndan Mesaj

Jackson “Bu yeni açıklamayı sevindirici kılan bu şaşırtıcı açıklamadır” diyor. “Klasik problem olduğu gibi kalıyor. Fakat bu, klasik probleme oldukça iyi bir katkıdır.” Klotz ise son söz olarak “Bu çalışmadaki tecrübelerim gösteriyor ki, bu bilim çağında, devasa bir keşif yapmak ve katkıyı artırmak doğru fikirle mümkün olabilir” diyor.

Bu İçerik Size Ne Hissettirdi?
  • Muhteşem! 0
  • Tebrikler! 0
  • Bilim Budur! 0
  • Mmm... Çok sapyoseksüel! 0
  • Güldürdü 0
  • İnanılmaz 0
  • Umut Verici! 0
  • Merak Uyandırıcı! 0
  • Üzücü! 0
  • Grrr... *@$# 0
  • İğrenç! 0
  • Korkutucu! 0
Kaynaklar ve İleri Okuma
  1. Çeviri Kaynağı: Science | Arşiv Bağlantısı

Evrim Ağacı'na her ay sadece 1 kahve ısmarlayarak destek olmak ister misiniz?

Şu iki siteden birini kullanarak şimdi destek olabilirsiniz:

kreosus.com/evrimagaci | patreon.com/evrimagaci

Çıktı Bilgisi: Bu sayfa, Evrim Ağacı yazdırma aracı kullanılarak 02/10/2020 02:14:42 tarihinde oluşturulmuştur. Evrim Ağacı'ndaki içeriklerin tamamı, birden fazla editör tarafından, durmaksızın elden geçirilmekte, güncellenmekte ve geliştirilmektedir. Dolayısıyla bu çıktının alındığı tarihten sonra yapılan güncellemeleri görmek ve bu içeriğin en güncel halini okumak için lütfen şu adrese gidiniz: https://evrimagaci.org/s/3471

İçerik Kullanım İzinleri: Evrim Ağacı'ndaki yazılı içerikler orijinallerine hiçbir şekilde dokunulmadığı müddetçe izin alınmaksızın paylaşılabilir, kopyalanabilir, yapıştırılabilir, çoğaltılabilir, basılabilir, dağıtılabilir, yayılabilir, alıntılanabilir. Ancak bu içeriklerin hiçbiri izin alınmaksızın değiştirilemez ve değiştirilmiş halleri Evrim Ağacı'na aitmiş gibi sunulamaz. Benzer şekilde, içeriklerin hiçbiri, söz konusu içeriğin açıkça belirtilmiş yazarlarından ve Evrim Ağacı'ndan başkasına aitmiş gibi sunulamaz. Bu sayfa izin alınmaksızın düzenlenemez, Evrim Ağacı logosu, yazar/editör bilgileri ve içeriğin diğer kısımları izin alınmaksızın değiştirilemez veya kaldırılamaz.

Reklamı Kapat
Kategoriler ve Etiketler
Tümünü Göster
Güncel
Karma
Agora
Mistisizm
Uyku
Kedigiller
Hominid
Santigrat Derece
Yapay Zeka
Davranış
Beslenme Davranışları
Nobel Ödülü
Hava
Sars Mers
Evrimsel Psikoloji
Biyografi
Böcekler
Tür
Viral
Deniz
Avrupa
Çağ
Mikrobiyoloji
Psikiyatri
Doğa Yasaları
Ecza
Alkol
Hamile
Daha Fazla İçerik Göster
Daha Fazla İçerik Göster
Reklamı Kapat
Reklamsız Deneyim

Evrim Ağacı'nın çalışmalarına Kreosus, Patreon veya YouTube üzerinden maddi destekte bulunarak hem Türkiye'de bilim anlatıcılığının gelişmesine katkı sağlayabilirsiniz, hem de site ve uygulamamızı reklamsız olarak deneyimleyebilirsiniz. Reklamsız deneyim, Evrim Ağacı'nda çeşitli kısımlarda gösterilen Google reklamlarını ve destek çağrılarını görmediğiniz, daha temiz bir site deneyimi sunmaktadır.

Kreosus

Kreosus'ta her 10₺'lik destek, 1 aylık reklamsız deneyime karşılık geliyor. Bu sayede, tek seferlik destekçilerimiz de, aylık destekçilerimiz de toplam destekleriyle doğru orantılı bir süre boyunca reklamsız deneyim elde edebiliyorlar.

Kreosus destekçilerimizin reklamsız deneyimi, destek olmaya başladıkları anda devreye girmektedir ve ek bir işleme gerek yoktur.

Patreon

Patreon destekçilerimiz, destek miktarından bağımsız olarak, Evrim Ağacı'na destek oldukları süre boyunca reklamsız deneyime erişmeyi sürdürebiliyorlar.

Patreon destekçilerimizin Patreon ile ilişkili e-posta hesapları, Evrim Ağacı'ndaki üyelik e-postaları ile birebir aynı olmalıdır. Patreon destekçilerimizin reklamsız deneyiminin devreye girmesi 24 saat alabilmektedir.

YouTube

YouTube destekçilerimizin hepsi otomatik olarak reklamsız deneyime şimdilik erişemiyorlar ve şu anda, YouTube üzerinden her destek seviyesine reklamsız deneyim ayrıcalığını sunamamaktayız. YouTube Destek Sistemi üzerinde sunulan farklı seviyelerin açıklamalarını okuyarak, hangi ayrıcalıklara erişebileceğinizi öğrenebilirsiniz.

Eğer seçtiğiniz seviye reklamsız deneyim ayrıcalığı sunuyorsa, destek olduktan sonra YouTube tarafından gösterilecek olan bağlantıdaki formu doldurarak reklamsız deneyime erişebilirsiniz. YouTube destekçilerimizin reklamsız deneyiminin devreye girmesi, formu doldurduktan sonra 24-72 saat alabilmektedir.

Diğer Platformlar

Bu 3 platform haricinde destek olan destekçilerimize ne yazık ki reklamsız deneyim ayrıcalığını sunamamaktayız. Destekleriniz sayesinde sistemlerimizi geliştirmeyi sürdürüyoruz ve umuyoruz bu ayrıcalıkları zamanla genişletebileceğiz.

Giriş yapmayı unutmayın!

Reklamsız deneyim için, maddi desteğiniz ile ilişkilendirilmiş olan Evrim Ağacı hesabınıza üye girişi yapmanız gerekmektedir. Giriş yapmadığınız takdirde reklamları görmeye devam edeceksinizdir.

Destek Ol
Türkiye'deki bilimseverlerin buluşma noktasına hoşgeldiniz!

Göster

Şifrenizi mi unuttunuz? Lütfen e-posta adresinizi giriniz. E-posta adresinize şifrenizi sıfırlamak için bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Eğer aktivasyon kodunu almadıysanız lütfen e-posta adresinizi giriniz. Üyeliğinizi aktive etmek için e-posta adresinize bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Close
“Eleştirel düşünce bir angaryadır. Doğuştan veya kolay kolay gelmez. Bu emeğin meyveleri genç zihinlere tattırılmazsa, onlar da hiçbir zaman bu meyveleri hasat etmeyeceklerdir. Her çocuk atomun şaşırtıcılığı ile donatılmalıdır, sihrin esareti ile değil.”
Perry DeAngelis
Geri Bildirim Gönder