Hesaplamalar, Dünya'nın Çekirdeğinin Yüzeyinden 2.5 Yıl Daha Genç Olduğunu Gösteriyor!

Gezegenimizin yüzeyinin aslında çekirdeğine göre yaşlı olması size imkansız geliyor olabilir, öyle ise bu sizi çok şaşırtacak çünkü yeni hesaplamalara göre Dünya’nın çekirdeği, yüzeye göre 2,5 yıl daha genç!

Peki bu nasıl mümkün olabilir? Aslında bu, Einstein’in Genel Görelilik Teorisi'nde de belirttiği, gezegenimizin kütle çekimiyle ilişkili bir durum. Uzay-zaman kavramıyla, zamanın akış hızının değişebileceğini belirten genel göreliliğe göre, yaklaşık 4,5 milyar yıl önce oluşan Dünya için, çekirdeğindeki “zamanın” yüzeye göre daha yavaş aktığını söyleyebiliriz.

1960’larda benzer bir konuya ünlü fizikçi Richard Feynmann’ın da çeşitli derslerinde değindiği biliniyor. Feynmann, Dünya’nın merkezi ve yüzeyi arasında, uzay zamandaki eğrilik dolayısıyla bir-iki günlük bir yaş farkı olduğunu belirtmiştir. Bu açıklamalar sonrası farklı çalışmalardaki fizikçiler de Feynmann’ın bu tezini kaynak olarak gösterdiler; hatta üniversite ders kitaplarında bile kullanıldı. Fakat kimse bunun doğruluğunu doğrulama/yanlışlama yönünde bir çalışma yapmamıştı.

Danimarka’daki Aarhus Üniversitesinden fizikçi Ulrik Uggerhøj, daha önce Feynamnn’ın bu tezini bazı çalışmalarında kaynak olarak gösterdiğini ve ardından belirtilen bu yaş farkını onaylayan hiçbir çalışmanın yapılmadığının farkına vardılar. New Scientist’ten Jacob Aron’a verdiği röportajda şöyle diyor:

Bir insan her zaman tedbirli olmalı ve ünlü insanların bile önerilerini test etmelidir. İtiraf etmeliyim ki bunu yapmama tuzağına düştüm.

Böylece Uggerhøj, bir ekip oluşturdu ve Dünya’nın çekirdek ve yüzeyindeki yer çekimi potansiyelini hesaplamaya koyuldu.

Yer çekimi potansiyeli; bir cismin kütlesine göre, yer çekimi kuvvetinin, cismi uzayda bir noktadan başka bir noktaya taşımak için gereken kuvvet, enerjidir. Özetle, bir nesneyi A noktasından B noktasına taşımak için ne kadar enerji gerekir? 

Einstein’in genel göreliliğine göre, cismin kütlesi ne kadar büyükse, uzay-zamandaki bükülme de o kadar büyür ve bu bir yer çekimi kuvveti oluşturarak cismin çevresindeki zamanın akışını yavaşlatır. Bu durumu görsel olarak zihnimizde canlandırmak için uzayı betimlerken sıkça başvurulan, büyük eğrilerle oluşturulan kafesimsi yapıların içindeki kütlece büyük gezegenleri, kara delikleri gözümüzün önüne getirip; bu cisimlerin bulunduğu uzayı nasıl büktüğünü (siyah bir çarşaf üstündeki ağır cisimlerin oluşturduğu yüzey kıvrımlarını) düşünebiliriz. 

Science News’e konuyla ilgili açıklamalar yapan Emily Conover, bu durumu, Dünya’nın çekirdeğine yerleştirilecek bir saatin, yüzeyine yerleştirilecek bir saate göre çok az bir farkla da olsa daha yavaş çalışacağını çünkü çekirdeğin yüzeye göre sahip olduğu daha büyük kütle sebebiyle daha büyük yer çekimi potansiyeli bulunduğunu belirtti. Conover şöyle diyor:

Dünya’nın çekirdeğinden yüzeye tırmanmak yer çekimi sebebiyle çok meşakkatli olacağı için, yüzeydeki saatler, çekirdekte bulunan saatlere göre daha hızlı çalışacaktır.

Bu etkiyi Dünya’nın yüzeyinden 35.400 kilometre uzakta olan GPS uydularında görüyoruz. Dünya’nın çekim kuvvetinden çok uzakta oldukları için, bu uyduların saatleri, Dünya’nın yüzeyindeki saatlere göre daha hızlı çalışmakta ve bu sebeple uydular ve Dünya arasında yapılan veri alışverişindeki senkronizasyon düzeltilmektedir.

Uggerhøj ve ekibi, Dünya’mız oluştuğundan beri çekirdeğin, yüzeydeki zamana göre çok küçük bir oranla yavaş aktığını – yaklaşık olarak saniyenin 0,0000000003’te biri kadar – ve Dünya’nın 4,5 milyar yıllık yaşını hesaba kattığımızda bu farkın kabaca 1,5 yıllık bir yaş farkını oluşturduğuna ulaştı. Çekirdek ve yüzey arasındaki özkütle farkı da işin içine katılınca, oluşan yaş farkı 2,5 yıl olarak düzeltildi. 

İlginçtir ki, Uggerhøj, çekirdeğin yüzeyden bir ya da iki gün genç olduğunu belirten Feynmann’ın hatalı olduğunu söylemiyor. Uggerhøj, Feynmann’ın bu hatayı yapıp yapmadığını ya da eski ders notlarındaki “1-2 yıl”ın belki de bir şekilde “1-2 gün” olarak değişip değişmediğinin net olmadığını söylüyor.

Uggerhøj, bu çalışmanın genel görelilik denklemleriyle yapılan bir hesaplama dışında deneysel olarak test edilemeyeceğini ise kabul ediyor. Şöyle diyor:

Genel görelilik teorisi kendisine fırlatılan her testi bu zamana kadar başarıyla geçti. Bildiğimiz kadarıyla bu teori Evren’in her yerinde işliyor; dolayısıyla aynı etkilerin herhangi bir büyük kütle için de görülmesi gereklidir.

Son olarak, çekim kuvvetinin zaman üstündeki etkisinin çok daha sert olduğu bir örnek görmek isterseniz de; Uggerhøj ve ekibinin, Güneş’in çekirdeğinin, yüzeyine göre 40.000 yıl daha genç olduğunu hesapladıklarını ekleyelim.