Çocuklara yerçekimini anlatalım: Yerçekimi nedir, yerçekimini kim buldu, başka gezegenlerde nasıldır?

En basit şekilde tanımlayacak olursak yerçekimi, Dünya’nın objeleri merkezine doğru çekmesini sağlayan kuvvettir. Tüm nesneler onları tutan bir şey olmadıkça kendiliğinden yere düşer, çünkü Dünya, üzerinde bulunan her şeyi daima merkezine doğru çekmekte.

Aslına bakarsanız “yerçekimi” dediğimiz şey, “kütle çekim kuvveti” dediğimiz daha geniş bir olgunun yalnızca gezegenler özelinde incelenen hali. Fiziğin bir yasası olan kütle çekim kuvveti, yalnızca gezegenlerin değil, kütleye sahip olan tüm nesnelerin diğer nesneleri kendine doğru çektiği anlamına geliyor.

Farkındayız, bu en başta biraz saçma gelebilir. Sonuçta ufacık bir kalemin bizleri çektiğini hissetmiyoruz. Ancak anahtar kelimemiz, kütle. Bir şeyin kütlesi ne kadar büyükse, çekim kuvveti de o kadar artar. Kalemin kütlesi evrensel ölçüde çok küçük olduğu için doğal olarak hiçbir şeyi kendine çekemiyor, ancak Dünya kocaman olduğu için üstündeki her şeyi kolayca çekiyor!

O halde günlük hayatımızda yerçekimini neden hissetmiyoruz? Aslına bakarsanız bu sorunun cevabı, basitçe ona alışmış olmamız! Yerçekimi kuvveti her zaman bize etki ediyor, yani Dünya her zaman bizi çekiyor. Ancak tıpkı kıyafetlerimizi sürekli hissetmediğimiz gibi yerçekimi de her zaman mevcut olduğu için onu ayrıca hissetmiyoruz.

Yerçekiminin ne olduğunu açıklamak nispeten kolay. Ancak elbette çocuklar sadece “ne” ile durmayıp doğal olarak “nasıl” sorusunu da soracaktır. İşte bu, yerçekiminin biraz daha karmaşık kısmı. O halde “Yerçekimi nasıl oluşur?” sorusunu kolayca anlaşılabilecek bir benzetmeyle açıklayalım.

Öncelikle esnek bir kumaş parçasını gerip dümdüz hale getirdiğimizi düşünelim. Ardından bu kumaşın ortasına büyük bir bilye bırakmış olalım. Bilyenin ağırlığı, çarşafı bükecektir. Daha küçük bilyeler bıraktığımızda ise bükülmüş çarşafta yuvarlanarak büyük bilyenin yanına düşeceklerdir.

Yerçekimi kuvvetinin ortaya çıkma sebebi de tıpkı bunun gibi bir bükülme. Ancak bükülen şey bir çarşaf değil, uzayın ta kendisi! Bir kütleye sahip her şey, uzayı belli bir ölçüde büküyor. Daha büyük kütleler, daha büyük bükülmeler oluşturdukları için küçük cisimleri kendilerine çekmiş oluyorlar.

Bahsettiğimiz çarşaf deneyini aşağıdaki videodan izleyerek nesnelerin uzayı nasıl büktüğünü daha iyi anlayabilirsiniz:

Yerçekimini keşfeden kişi, günümüzde dahi fizik biliminin en önemli isimlerinden biri olan Sir Isaac Newton. Kendisinin bu keşfi, yalnızca bilim değil, dünya tarihindeki en önemli bulgulardan biriydi. Peki ya Newton, yer çekimini nasıl buldu? Bu da en az yerçekimi kuvvetinin kendisi kadar ilginç bir olay, o halde hemen açıklayalım!

Meşhur anlatıya göre 1600’lü yılların sonlarında Isaac Newton, bir gün bir elma ağacının altında oturuyordu. Aniden bir elma ağaçtan koptu ve Newton’un yanına düşüverdi. Fakat meraklı bir bilim insanı olan Newton, bunu sıradan bir olay olarak görmedi. Derhal eleştirel düşünme becerilerini çalıştırdı.

Newton’un aklına oldukça basit bir soru geldi: Elma neden dümdüz aşağı düştü? Ardından bir soru, diğerlerini peşinden getirdi: Neden her şey her zaman dümdüz aşağı düşüyor? Neden sağa doğru, sola doğru veya yukarı gitmiyorlar da aşağı düşüyorlar? 

Tam da bu sorulara cevap olarak Newton, kütle çekim kuvvetinin farkına vardı. Cisimler hep aşağı doğru düşüyordu çünkü bir şey onları aşağı doğru çekiyordu. Onları aşağı çeken şey de yerçekiminin ta kendisiydi.

Üstelik Newton burada da durmadı. Fark etti ki elmaları dünyaya çeken kuvvet, aynı zamanda Ay’ı Dünya’nın yörüngesinde tutan kuvvetti. Yerçekiminin genel hali olan kütle çekim kuvveti, gerek ufacık çakıl taşları olsun gerekse de devasa gezegenler ve yıldızlar olsun, tüm nesneler için geçerliydi!

“Yerçekimi nedir?” sorusunu cevaplarken, yerçekiminin aslında kütle çekim kuvvetinin gezegenler özelindeki adlandırması olduğundan bahsetmiştik. Ancak biliyoruz ki Güneş Sistemi’nde ve uzayın diğer yerlerinde Dünya’dan başka gezegenler de var. Doğal olarak bir soru ortaya çıkıyor: Başka gezegenlerde yerçekimi nasıl işliyor?

Daha önce de dediğimiz üzere yerçekiminden bahsederken anahtar kelimemiz, kütle. Yani diğer gezegenlerdeki yerçekimi, gezegenin kütlesine bağlı olarak Dünya’dakinden az veya fazla olacaktır. 

Bunun yanı sıra, “ağırlık” dediğimiz şey de aslında yerçekimi kuvvetinin cisimler üzerindeki etkisinden ibaret. Yani eğer bulunduğumuz gezegenin yerçekimi Dünya’nınkinden farklı olursa, ağırlığımız da Dünya’dakinden farklı olacak demek!

Bu bilgiler eşliğinde Güneş Sistemi’ne odaklanarak bazı gezegenler ve gök cisimlerindeki yerçekimi kuvvetini ele alalım:

• Ay

Bir gezegen değil ama Dünyamızın uydusu olan Ay, Dünya’dan çok daha küçük bir kütleye sahip. Bu da demek oluyor ki Ay’da yerçekimi kuvveti daha az olacak, yani her şey Dünya’da hissettirdiğinden çok daha hafif hissettirecektir. 

1969 yılında Ay’a inen ABD’li astronotların videolarını izlerseniz siz de onların Ay’ın düşük yerçekimi ortamında yaptıkları zıplamaları görebilirsiniz. Astronotlar çok daha hafifmiş gibi hissedeceksiniz, çünkü gerçekten de öyleler!

• Jüpiter

Güneş Sistemi’nde en büyük kütleye sahip olan gezegen, Jüpiter. Dolayısıyla doğal olarak Jüpiter’in yerçekimi kuvveti, Dünya’nınkinden çok daha büyük olacaktır. Sayı vermek gerekirse Jüpiter’deki yerçekimi kuvveti, Dünya’dakinin yaklaşık 2,5 katı. Yani Dünya’da 100 kilo ağırlığında ölçülen bir cisim, Jüpiter’de yaklaşık 250 kilo olarak ölçülecektir!

Ancak aslında yerçekiminden hareketle Jüpiter’deki ağırlığımızı hesaplamak bir nevi kurgudan ibaret. Bunun sebebi de Jüpiter’in neredeyse tamamen gazlardan oluşması. Yani ölçüm yapmayı bırakın, Jüpiter’de bir uzay aracının inebileceği bir nokta dahi yok!

• Mars

Mars da Güneş Sistemimizin en çok konuşulan gezegenlerinden biri. Mars, kütle bakımından Dünya’dan epey daha küçük bir gezegen. Bu da demek oluyor ki Mars’taki yerçekimi kuvveti, tıpkı Ay’da olduğu gibi Dünya’dakinden az.

Bunu sayılarla ifade etmek gerekirse, Mars’taki yerçekimi kuvvetinin Dünya’dakinin yaklaşık %38’i olduğunu söyleyebiliriz. Bir diğer deyişle Dünya’da 100 kilo olan bir cisim, Mars’ta 38 kilo civarında olacaktır.

Bazı insanlar daha şimdiden gelecekte insanoğlunu Mars’a yerleştirmekten bahsetmeye başladı bile. Ancak görebildiğimiz üzere buna kalkışmadan önce aradaki bu yerçekimi kuvveti farkına bir çözüm getirmemiz gerekecek. Yani insanlığın Mars’a yerleşmesi gerçekleşecekse dahi biraz uzak bir gelecekte olacak gibi görünüyor!

• Venüs

Güneş Sistemimizin Dünya’ya en çok benzeyen gezegeni olan Venüs’te ise yerçekimi, Dünyadakinin %91’i civarında. Bu da demek oluyor ki Dünya’daki ağırlığı 100 kilo olan bir cismin Venüs’teki ağırlığı, yaklaşık 91 kilo olarak ölçülür.

Ancak bu benzerlik sizi yanıltmasın, çünkü Venüs, Dünya’dan yine de oldukça farklı bir gezegen! Venüs, Güneş’e oldukça yakın bir gezegen. Buna ek olarak atmosferi de Dünya’dan yaklaşık 100 kat daha kalın. Bu iki unsur birleşince Venüs’ün yüzey sıcaklığı, devasa bir değer olan 465 dereceye çıkıyor! Tıpkı inanılmaz seviyede ilerlemiş bir küresel ısınma etkisi gibi.

Yerçekiminin ne olduğunu, nasıl keşfedildiğini ve farklı gezegenlerde nasıl olduğunu anlattık. Bilmemiz gereken bir başka konu da yerçekimi kuvvetinin tam olarak ne kadar önemli olduğu. Bunu açıklamak için yerçekimi sayesinde gerçekleşen bazı şeylerden bahsedelim:

• Gezegenlerin yörüngede durması

Güneş Sistemimiz de dahil olmak üzere uzaydaki çeşitli sistemler, gök cisimlerinin devamlı olarak birbirini çekmesi sayesinde bir arada duruyor. Eğer kütle çekim kuvveti olmasaydı gezegenler uzayda rastgele yönlerde ilerlerdi ve Güneş Sistemi diye bir şey olmazdı, dolayısıyla Dünya’da hayat da hiçbir zaman olamazdı!

• Nesnelerin yerinde durması

Yerçekimi kuvvetinin tüm nesnelere daima uygulandığını unutmayalım. Eğer durum böyle olmasaydı kendimiz de dahil olmak üzere tüm objeler rastgele yerlere uçmaya başlardı. Düşünsenize, sofraya oturuyorsunuz ve yemeğiniz bir anda uçmaya başlıyor! Şanslıyız ki yerçekimi kuvveti var ve böyle bir şey gerçekleşmiyor!

• Suyun aşağı doğru akması

 “Düşmek” diyince en başta katı cisimler aklımıza geliyor olabilir, ancak unutmayın ki yerçekimi sıvı cisimler de olmak üzere tüm cisimlere etki ediyor. 

Yerçekimi sayesinde su, doğal olarak aşağı doğru akıyor. Böylece şelaleler oluşabiliyor, fıskiyeler inşa edebiliyoruz, tesisat sistemleri inşa edebiliyoruz, duş alabiliyoruz ve en basitinden bir bardağa su dökebiliyoruz!

• Gelgit olayı

 Şimdiye kadar Dünya’nın uyguladığı yerçekimi kuvvetine odaklandık, ancak aslında Ay’ın kütle çekim kuvveti de insanların hayatını etkiliyor! 

Ay, yörüngesinin şekli sebebiyle bazen Dünya’ya yakınlaşıyor. İşte bu zaman Dünya’nın okyanus ve denizlerindeki sular, Ay’ın kütle çekimi kuvvetinin etkisi altına giriyor ve Ay’a doğru çekilerek yükseliyor. “Gelgit” adı verilen bu olay, okyanuslardaki canlılar için ve denizcilik için oldukça önemli.

İşte çocuklara yerçekimini anlatmak için bilmemiz gerekenler bu şekildeydi. O halde şimdi de bu konuda sıkça sorulan sorulardan bazılarını cevaplayalım.

Yerçekimi nedir çocuklar için?

Çocukların anlayacağı şekilde yerçekimini, “bir gezegenin üstündeki tüm cisimleri kendisine doğru çekmesini sağlayan kuvvet” olarak tanımlayabiliriz. Yani her şeyin kendi kendine aşağı düşmesinin sebebi, yerçekimidir.

Yerçekimi nasıl anlatılır?

Yerçekimini anlatmak için önce basit bir tanımını yapabiliriz. Ardından uzay zamanın kütleler tarafından bükülmesini açılayarak yerçekiminin nasıl oluştuğunu anlatabiliriz. Bunun için esnek çarşafa bilye bırakma gibi bir deney yapabiliriz.

Yer çekimi olmasaydı ne olurdu okul öncesi?

Yer çekimi olmasaydı hiçbir şey yerinde durmayıp rastgele yönlere uçardı, su aşağı doğru akmazdı, gezegenler yörüngede kalmazdı, gelgit olayı gerçekleşmezdi ve ağırlık diye bir şey olmazdı.

Yerçekimi neyle ölçülür?

Yerçekimini ölçmek için gravimetre adlı araçlar kullanılır. Bunun yanı sıra cisimler yere bırakılarak ivmelerinin ölçülmesi yoluyla da yerçekimi hesaplanabilir.

Novakid’de çocukların merak edebileceği her türlü konuyu anlaşılır bir şekilde açıklıyoruz. Asıl uzmanlık alanımız ise çocuklara etkili bir biçimde İngilizce öğretmek. Eğer çocuğunuzun etkileşim dolu online İngilizce derslerimizde eğlenerek yabancı öğrenmesini isterseniz ücretsiz deneme dersinizi şimdi alın ve aramıza katılın!