Uzayda yerçekimi var

«Uzayda yerçekimi yok.» Bu cümle o kadar sık tekrarlanır ki artık sorgulanmadan geçer. Oysa uluslararası uzay istasyonunun uçtuğu yükseklikte yerçekimi, yüzeydekinin kabaca %88'i kadardır. NASA da aynı şeyi kendi eğitim malzemesinde söyler: istasyon irtifasında yerçekimi, gezegendekinin yaklaşık yüzde doksanı düzeyindedir [K1]. Yani astronotlar yerçekimden kaçmış değildir. Peki neden süzülürler?

Önce hesap

Yerçekimi mesafeyle zayıflar; ama sandığın kadar hızlı değil. Newton'ın ters kare yasasına göre bir cismin yüzeyinden uzaklaştıkça çekim, merkeze olan uzaklığın karesiyle azalır. Dünya'nın ortalama yarıçapı 6.371 km'dir [K2]. İstasyon bunun üzerine yalnızca yaklaşık 400 km ekler.

Oranı yazalım: çekimin istasyondaki değeri, yüzeydekinin (6.371 / 6.771)² katıdır — bu da 0,88 eder. Dünya'nın yarıçapına kıyasla 400 km, elmanın kabuğu kadar incedir. İstasyon «uzayın derinliklerinde» değildir; Dünya'nın hemen üstünde, çekimin neredeyse tamamının içinde uçar.

O hâlde neden süzülüyorlar?

Çünkü istasyon düşüyor. Şaka ya da mecaz değil; kelimenin tam anlamıyla, her an, içindeki her şeyle ve herkesle birlikte serbest düşüşte. Asansör halatı kopsa içindekilerin ayağı yerden kesilirdi — istasyonda olan tam olarak budur, tek farkla: bu düşüşün sonu yok.

Çünkü istasyon aynı zamanda yana doğru muazzam bir hızla gider. Düştüğü her saniyede, Dünya'nın kavisli yüzeyi altından kaçar. Düşer, ıskalar, yine düşer. Önceki bölümde uzun uzun anlattığımız yörünge budur: bir yer değil, bir denge hâli.

Ağırlıksızlık dediğimiz his de buradan doğar. Ağırlığını hissetmen için sana karşı koyan bir zemin gerekir; serbest düşüşte zemin de seninle birlikte düştüğü için karşı koyacak bir şey kalmaz. Yerçekimi oradadır ve işini yapar; hissedilmeyen şey yerçekimi değil, dirençtir.

«Mikro-yerçekimi» ne demek?

NASA'nın bu ortam için seçtiği kelimeye dikkat et: «sıfır yerçekimi» değil, mikro-yerçekimi [K1]. Çünkü ortam tam sıfır değildir: istasyonun kendi yapısındaki küçük titreşimler, atmosferin en üst katmanlarının zayıf sürtünmesi ve dev yapının farklı noktalarının Dünya'ya farklı uzaklıkta olması, çok küçük ama ölçülebilir artık ivmeler bırakır. Bilim insanları deneylerini tasarlarken bu artıkları hesaba katar. İsim bile, «yerçekimi yok» efsanesinin yanlış olduğunu söyler.

Bir kule düşün

Sezgiyi yerine oturtmak için şu düşünce deneyini dene: istasyonun irtifasına kadar uzanan, hayalî bir kule inşa ettik ve tepesine çıktın. Orada dururken ne hissederdin?

Uçuşmazdın. Ayakların zemine basar, tartıya çıksan tartı çalışırdı. Tek fark, ibrenin yüzdekinden biraz daha az göstermesi olurdu — çünkü oradaki çekim, aşağıdakinin %88'i. Yani «istasyonun yüksekliği»nde durmak, ağırlığını neredeyse aynen korumak demektir.

Şimdi aynı tepeden, kulenin asansör kabinini serbest bırakalım — sen içindesin. Kabin düşmeye başladığı an ayağın yerden kesilir, cisimler etrafında süzülür. Yerçekimi bir öncekiyle tıpatıp aynı; değişen tek şey, artık ona karşı koyan bir zeminin olmaması. İstasyon, o kabinin hiç yere çarpmayan hâlidir: yana doğru öyle hızlı gider ki düştükçe Dünya'nın yüzeyi altından kayar.

Ve bu yalnızca istasyonun hikâyesi değil. Ay da Dünya'ya doğru düşer; Dünya da Güneş'e doğru. Gökyüzünde gördüğün her şey, bir şeyin etrafına kıvrılmış sonsuz bir düşüşün içindedir. Yerçekimi uzayın her yerindedir — zaten gezegenleri, ayları ve yörüngeleri bir arada tutan şey odur. «Uzayda yerçekimi yok» cümlesi doğru olsaydı, uzayda yörünge diye bir şey de olmazdı.

Yanlış neden bu kadar yaygın?

Görüntü yüzünden. Süzülen astronot görüntüsü, sezgisel olarak «çekim yok» diye okunur; çünkü gündelik hayatta ağırlıksızlığı yalnızca düşerken yaşarız ve düşüş bizim için hep kısa, hep tatsızdır. Sürekli ve güvenli bir düşüş, sezgimizde yer etmemiş bir durumdur. O yüzden beyin en yakın açıklamaya uzanır: «demek ki orada yerçekimi yok.»

Oysa doğru cümle şudur: orada yerçekimi var; olmayan şey, düşüşe karşı koyan zemin. İstasyondaki herkes, her an, Dünya'nın etrafında dev bir kavis çizerek düşüyor — ve bu düşüş, insanlığın bugüne kadar kurduğu en verimli laboratuvarı mümkün kılıyor.

Peki bu ayrım neden önemli?

Kelime oyunundan fazlası olduğu için. «Yerçekimi yok» diye düşünen biri, uzayı Dünya'dan kopuk, kuralları başka bir yer sanır; oysa yörüngedeki her araç, her an Dünya fiziğinin en temel yasasına teslimdir. Fırlatma planlamasından istasyonun irtifa bakımına, uydu ömründen görev tasarımına kadar her mühendislik kararı, «orada da çekim var ve biz onun içinde düşüyoruz» cümlesinin üstüne kurulur.

Serbest düşüş ortamının kendisi de bilim için bir araçtır: zeminin karşı koymadığı bir dünyada alevler küre gibi yanar, sıvılar kendi yüzey gerilimiyle şekillenir, karışımlar yoğunluk farkıyla ayrışmadan kalır. Yerde yerçekiminin gölgelediği etkiler, o sürekli düşüşün içinde görünür hâle gelir. Reelde gördüğün görüntüler de tam bunun kaydı: mürettebat deney raflarının arasında süzülürken, aslında dev bir laboratuvarla birlikte Dünya'nın etrafına kıvrılmış bir düşüşün içindeydi.

Bir dahaki sefere süzülen bir astronot görürsen, cümleyi düzelterek izle: yerçekimi orada — görmediğin şey, düşüşün ta kendisi.

Sıradan bir şişe. Altında itki var.

Kaynakça

Bu yazıdaki her sayı aşağıdaki birincil kaynaklara bağlıdır. İkincil kaynak (haber, ansiklopedi, blog) kullanılmamıştır.

• [K1]AJANSNASA · What Is Microgravity? (Grades 5-8) · NASA Learning Resources · 2023
  https://www.nasa.gov/learning-resources/for-kids-and-students/what-is-microgravity-grades-5-8/
• [K2]AJANSNASA Jet Propulsion Laboratory, Solar System Dynamics · Planetary Physical Parameters · 2024
  https://ssd.jpl.nasa.gov/planets/phys_par.html