Kütle Çekimi Nedir (Gravitasyon)

Gravitasyon nedir, kütle çekimi ne demek

Kütle çekimi, gravitasyon ya da yerçekİm! olarak da bilinir, klasik mekanikte, bütün cisimleri etkileyen evrensel çekim kuvvetidir. Dört temel fiziksel kuvvetin en zayıfıdır; ama Yer’in ya da gök cisimlerinin yakınla­rında bulünan alışılmış boyutlardaki cisimle­re etkiyen kuvvetlerin en büyüğü kütleçeki­mi kuvvetidir. Yüksekten bırakılan cisimle­rin Yer’in yüzeyine düşmesi ve yeryüzünde ya da Yer’e yakın bir konumda bulunan bir cismin ağırlığı, kütleçekiminin en alışılmış belirtileridir; ama Yer’in Güneş çevresinde­ki, Güneş’in Samanyolu Gökadası’nın mer­kezi çevresindeki dolanımları ile bütün evrenin geometrik yapısı da kütleçekimi kuvvetinin sonucudur.

Kütle çekiminin ilk nicel kuramını, Galilei ve Kepler’in çalışmalarından yararlanarak, Nevvton ortaya koydu; bu kuram Newton’un Philosophiae naturalis principia mathematica (Doğa Felsefesinin Matematik İlkeleri) adlı yapıtında 1687’de- yayımlandı. Buna göre, evrendeki her cisim öteki bütün cisimleri bu iki kütlenin çarpımıyla doğru orantılı, aralarındaki uzaklığın karesiyle ters orantılı bir kuvvetle çeker.

 Newton, Kepler’in deneysel yolla bulduğu geze­genlerin devinimine ilişkin üç yasanın, ken­disinin ortaya koyduğu üç genel hareket yasası ile kütle çekimi yasasının sonucu ol­duğunu gösterdi. Kütle çekimi yasasının ol­guları açıklama ve öngörme gücü, birbirle­rinden bağımsız olarak çalışan J.C. Adams ile U.-J.-J. Le Verrier’nin Uranüs gezegeni­nin yörüngesinde gözlenen tedirginliklerden yola çıkarak bunlara neden olduğu varsayı­lan ve henüz keşfedilmemiş bir gezegenin varlığını ve konumunu belirlemeleriyle ke­sin bir biçimde kanıtlandı. Bu iki astrono­mun belirlediği yerin çok yakınında bir yerde 1846’da keşfedilen bu gezegene Nep­tün adı verildi. (Adams’ın ve Le Verrier’nin hesaplarında geçersiz bazı varsayımlara da­yanmış oldukları, bu nedenle Neptün’ün keşfinde şansın önemli rolü bulunduğu son­radan anlaşılmıştır; bu iki astronom tahmin­lerini 20-30 yıl önce ya da 20-30 yıl sonra yapmış olsalardı yeni gezegenin keşfine’ yönelik araştırmalar belki de sonuçsuz kala­caktı.)

Evrensel kütle çekimi sabitinin değeri bir­çok kez ölçülmüştür. İlk güvenilir ölçümü (1798) gerçekleştiren Cavendish, bu amaçla iki büyük kurşun kürenin çekim kuvveti uyguladığı ve bir burulma terazisine bağlan­mış iki küçük küreden yararlanmıştır. Ca- vendish’in G için bulduğu değer 6,754 x 10″” Nm² kg~² (kilogramkare başına Newtonmetrekare) idi; günümüzde kabul edi­len değer 6,670 x 10-” Nm^:kg”²‘dir. Bazı kozmoloji kuramları G’nin yılda yaklaşık l/10^lu oranında azalmakta olabileceğini ve uzayın değişik bölgelerinde az çok deği­şik değerler alabileceğini öngörmektedir. Ölçüm sonuçları G’nin değerinin yılda 4/10¹⁰‘dan fazla değişmediğini göstermiştir. Ayrıca bak. Cavendish deneyi. Newton’un ortaya koyduğu kütle çekimi kavramı 200 yılı aşkın bir süre geçerliliğini korudu; ama 20. yüzyılın ilk yıllarına gelin­diğinde, Newtoncu kütle çekiminin bir gere­ği olan uzaktan ani etki kavramının özellik­le görelilik açısından kabul edilemez niteliği, giderek ağırlık kazanmaya başladı. Einstein geliştirdiği genel görelilik kura­mında tümüyle yeni bir kütle çekimi anlayışı ortaya koydu. Buna göre dört boyutlu uzay-zaman süreyi maddenin varlığıyla eğrilir, böylece Eukleides geometrisine değil Riemann geometrisine uyan bir evren orta­ya çıkar; böyle bir evrende cisimler, eğrisel jeodezikler (en kısa yol) üzerinde yol alır­lar. Nevvton’un bir çekim kuvvetinin etkisiy­le açıklamış olduğu eğrisel yörüngeler, bu jeodeziklerdir. Einstein düzgün hızlanan bir cisim ile bir kütle çekimi alanında durağan kalan bir cismi birbirinden ayırmanın, ilke­sel olarak olanaksız olduğunu da gösterdi. Göreli kütle çekimi kuramı, Newton kura­mına aykırı düşen bazı olgular da öngörü­yordu; bu öngörüler, gözlem duyarlığının sınırlan içinde, tümüyle doğrulanmıştır. Bu olgular arasında ışık ışınlarının Güneş gibi kütlesi çok büyük bir cismin yakınından geçerken doğrultu değiştirmesi, kütlesi çok büyük bir cisimden salınan ışığın renginin kırmızıya kayması, Yer’den yüksekte tutu­lan bir saatin yeryüzündeki saate göre geri kalması sayılabilir. Yeni kuram, eskiden beri bilinen ama Newton kuramıyla çözümlenememiş olan bir olguyu, Merkür’ün yö­rüngesinin Güneş çevresindeki yalpalaması­nı da açıklamayı başarmıştır.

Göreli kütle çekimi kuramının öngördüğü bir başka olgu da kütle çekimi dalgalandır. Bazı deneysel fizikçiler, kuramın bir kütle ­çekimi alanı içinde devinen cisimlerden yayılacağını öngördüğü bu dalgaların varlı­ğını belirlediklerini öne sürmüşlerse de bu sonuçlar henüz doğrulanmamıştır. Göreli kütle çekimi kuramı, kütle çekimi alanlarının taşıyıcısı olan bir parçacığın varlığını gerek­tirmektedir; graviton olarak adlandırılan ve kütlesi ile elektrik yükünün sıfır, hızının ise ışık hızına eşit olduğu varsayılan bu parçacıkların varlığı da deneysel olarak henüz saptanamamıştır.