Evrene hakim güç Gravitasyon!

Uzay-Zamanı Yöneten Kuvvet! Kütle çekimi veya Gravitasyon Kuvvetti. 

Issac Newton, klasik fiziğin kurucusudur ve en önemli çalışmalarından birisi; Kütle Çekim Teorisi üzerinedir. Newton'a göre iki kütle birbiri arasında görünmez bir ip varmış gibi etkileşim halindedirler ve bu etkileşim anlık olur yani Newton'a göre güneş bir anda kaybolsa –ki böyle bir şey imkânsızdır- bütün gezegenler de güneş kaybolduğu anda yörüngelerinden çıkarlardı. 

Ancak Newton'un bu görüşü hatalıydı ve bunu da Einstein düzeltecekti. Newton’un Kütle Çekim Teorileri dünya yüzeyinde olan eylemleri açıklamakta hala işlevsel fakat kütleler büyüdükçe ve hızlar arttıkça, yıldızlardan bahsetmeye başladığımızda Newton'un teorisi yetersiz kalmaya başlıyordu. Örneğin; güneşe en yakın gezegen olan Merkür'ün yörüngesindeki bazı sapmaları açıklamakta yetersiz kaliyordu burada Einstein devreye girecek, Genel ve özel göreliliği ortaya atacaktı. Newtonsal fiziğe göre bütün evreni kaplayan ve bütün fiziksel olayların referans çerçevesi olan eter vardır. Ancak göreliliğe göre uzay ve zaman birleşip, evrenimizin uzay-zaman dokusunu oluşturur ve bütün evrensel olaylarda bu uzay-zaman üzerinde gerçekleşir. Ayrıca Uzay-zaman'ın kendiside sabit değildi. Genişliyor, bükülüyor, dönüyordu. İşte Kütle Çekim de bu bükülmeden sorumluydu! Uzay-Zaman’ı kendi etrafına büken cisimler, bu bükülmüş uzayda cisimin etrafında dönen gezegenler ve diğer cisimler... 

Bu fenomeni genellike gergin bir çarşaf üzerine bıraklılmış ağır bir cisim ve etrafında düz bir çizgide gitmeye çalışan ancak düz ilerledikleri zemin büküldüğü için rotaları değişen cisimler ile anlatırlar bu yöntem uzay-zamanın bükülmesini güzel anlatmasına rağmen bazı sorunları vardır 
bunlardan en önemlisi; Kütle Çekimi, uzayı 2 boyutta değil, 3 boyutta büker. Bunu metal tozları ile dolu bir jolenin içinde veya etrafında bir mıknatıs gezdirmek gibi düşünebiliriz mıknatısın hareketine göre jolede farklı şekillerde bükülecektir  

  Başka önemli bir hata, bu çarşafın ortasındaki ağır cisimin, aslında Dünya'nın Kütle Çekimi sayesinde çarşafı büktüğüdür. Ancak gerçekte büyük kütleli cisimler, Uzay-Zaman’ı kendi etraflarına bükerler. 

Başka bir sorun ise modelde gördüğümüz bu küçük küreler, en fazla 5 tur attıktan sonra ortadaki cisimle çarpışıyorlar. Peki, neden bizim güneş sistemimizde yer alan gezegenler, yıldızımız olan Güneşin içine ya da bütün galaksi, merkezdeki karadeliğin içine çökmüyor? 

  Bunun sebebi hem Dünya’mızın hava sürtünmesi hem de o küçük küre ile çarşaf arasındaki sürtünme. Bu kuvvetler cismin hareketine ters yönde, hareketi yavaşlatacak bir şekilde etki ediyor ve sonunda yavaşlayan küçük küre merkeze çarpıyor. Fakat Uzaydaki sürtünme hesaba katılmayacak kadar küçük düzeydedir. İşte bu yüzden Dünya ile diğer gezegenler, Güneş etrafında dönerken Güneş'e çarpmazlar. Güneş'imizin sonsuz yasacağını düşünürsek, Uzay’ın sürtünme kuvveti Dünya’nın trilyonlarca yıl içinde hızını yavaşlatıp, Güneş’e çarptırabilirdi. Ancak bu mümkün değildir. Çünkü Güneş'imiz yaklaşık 2.5 milyar yıl sonra ölecektir. 

Einstein’ın bu genel görelilik teorisi, 1900'lü yıllarda bir Güneş Tutulması esnasında doğrulanması sonucu fizik dünyasındaki en önemli isimlerden biri haline gelmişti. Peki, bu gözlem neydi? 

  Dünya güneş ve bir yıldız düz bir çizgide hizalanırsa güneşin arkasında kalan yıldızı görmemiz ihtimaller dahilinde değildir ancak ay güneşin önüne geçtip güneşten dünyaya gelen ışığı engellediği zaman arkadaki yıldız görebilecek kadar parlak hale gelmiştir.  Bu 1900'lü yıllarda yapılan gözlemde; yıldız orijinal konumundan birazdaha uzak bir konumda görünüyordu bunun sebebi ise görelilik teorisin öngörülerinden biri olan mercekleme etkisiydi güneş uzaktaki yıldızdan gelen ışığı bir mercek gibi bükmüştü. Güneş tarafından bükülen uzay-zaman yıldız ışığını bükmüştü. Genel kanıya göre kütleçekim etkisi iki cisimin birbirini itmesi veya çekmesi ile oluşur ancak ışığı taşıan parçacıkların fotonların kütlesi yoktur. O zaman bu bükülmenin sebebi neydi? Aslında kütleçekim etkisinin 2 cisim arasındaki itme veya çekme olmaması Aslında Kütle Çekim, herhangi bir cismin Uzay-Zaman’ı kendi etrafına bükmesidir. 

Kütleçekim tarafından bütün cisimlerin içinde bulunduğu Uzay-Zaman büküldüğünde içinde ilerleyen ışıkta bükülüyordu, yönü değişiyordu bu da Kütle Çekim'in diğer 3 temel kuvvet gibi olmadığını göstermekteydi. 

  Kısaca diğer üç kuvvet olan, Güçlü ve Zayıf Nükleer Kuvvet ile Elektromanyetizma, iki cisim arasında gerçekleşir ama Kütle Çekim uzay-zamanın kendi bükülmesidir. Bir diğer fark ise Kütle Çekim kuvveti diğer kuvvetlere göre çok daha zayıf bir kuvvettir. Güçlü nükleer kuvvetten yaklaşık 10^38, Elektromanyetik kuvvetten 10^36 ve Zayıf nükleer kuvvetten 10^29 kat daha zayıftır. Bu zayıflığı neticesinde atom altı düzeyde hesaba katılmaz düşünün elinize bir ''elma'' alın ve havaya kaldırın işte dünyanın elmaya uyguladığı kütleçekimini yendiniz 

Kütle Çekim'in, diğer 3 kuvvetten bu kadar faklı olması nedeni ile günümüzde ‘’her şeyin teorisi’’ ne ulaşmış değiliz. Günümüzde standart model ile diğer 3 kuvveti açıklayabilirken, Kütle Çekimi işin içine dahil ettiğimizde "kuram" işe yaramıyor. Standart model, bu 3 kuvveti açıklayabiliyor ancak açıklarken nasıl işlediğini açıklamıyor. Sadece ne olması gerektiğini anlatıyor bu sebeple, "bitmemiş kuram" olduğu düşünülüyor. Bu konu ile ilgili olarak Sicim Teorisi, elimizdeki en iyi teorilerden biri ancak henüz kanıtlanmamıştır 

Ayrıca Kütle Çekim, sonsuz uzaklıkta bir kuvvettir. Bu demektir ki evrenin sınırlarında bulunan bir cismin bile Kütle Çekim etkisi, yeterli süre verilirse Dünya’ya ulaşabilir ancak etkisini hissetmek imkânsız olduğu için yok sayılabilecek düzeydedir. 

 Kütleçekimin Bir başka özelliği ise Kütle Çekim etkisindeki iki cisimden birinin kütlesini 2 katına çıkartırsanız Kütle Çekimi de doğru orantılı olarak 2 katına çıkar. Ancak mesafeyi 2 kat Azaltırsanız Kütle Çekimi 4 kat artar buna "Ters Kare Yasası" denir. Kütle Çekim mesafenin karesi ile ters orantılıdır. 

Evrende bu kadar fazla madde bulunmasına rağmen evreniniz genişlemeye devam etmektedir peki bunu nasıl başarmaktadır? Bu genişleme etkisini veren fenomen hala hakkında çok az şey bildiğimiz Karanlık Enerjidir 

  Karanlık Enerji, günümüzde bile hakkında neredeyse hiç bir şey bilmediğimiz bir şeydir. 1900'lü yıllarda Einstein’ın Görelilik Teorisi üzerinde uğraşırken evrenin genişlemesi gerektiğini bulması sonucu açığa çıkmıştır. Einstein statik genişlemeyen bir evren düşündüğü için denklemlerine kozmolojik sabit adında bir değer ekleyip bu genişlemeyi durdurmak istemiştir. Fakat Hubble evrenin genişlediğini kanıtlayınca Einstein bu konu hakkında ‘’Kozmolojik Sabit benim en büyük hatam’’ demiştir.                                                                                                                               Evrenin genişlemesinden sorumlu bu Karanlık Enerji'nin uyguladığı kuvvet hakkında, normal Kütle Çekim'in tersi şeklinde olduğunu söyleyebiliriz. Kütle Çekim, evreni kendi üstüne bükmeye çalışırken, Karanlık Enerji, tam tersi yönde evreni dışarıya doğru bükmeye yani genişletmeye çalışmaktadır. 

  Bizim bu enerjiye, Karanlık Enerji dememizin sebebi: Hakkında neredeyse hiçbir şey bilmememiz ve hiçbir şekilde ışıkla etkileşime geçmemesidir. evrenimizde, bir cismi görmek için ışık ile etkileşmesi gerekir. Ancak karanlık enerji ışık dahil bildiğimiz hiçbir şeyle etkileşmediği için karanlık enerji denir.