Kütlesel Çekim

[boxcigar]

Yukarı atılan bir cisim, bir süre sonra döner ve yere düşer. Irmaklarhep yukarıdan aşağıya doğru akar. Bunun açıklamasını "yerçekimi" olarakyaparız. Bu, tüm kütleli nesnelerde, gezegenlerde ve yıldızda varolanbir kuvvettir ve ona "kütle çekimi" diyoruz.

Bu çekim, en yoğun cisimeleri ve "boşluğu" eşit oranda donatır. Ondankorunmanın ya da onu etkilemenin hiçbir yolu yok. Uzaklıkla azalır; amahiçbir şekilde kaybolmaz. Atmosferi Yerküre'nin çevresinde tutan kuvvetya da bizim Evren boşluğuna uçup gitmemizi engelleyen kuvvet, Dünya'nınuyguladığı kütle çekimi kuvvetidir.

Bir yapma uyduyu, Dünya yörüngesine yerleştirmek için gerekli hız,saniyede 8 kilometreden (8 km/s) az değildir. Dünya'nın çekimindenkurtulmak ve onu temelli terketmek için saniyede 11.2 kilometre hızyapmak gerekir. Güneş'in kütle çekimi daha büyüktür. Çünkü Güneş'inkütlesi, Dünya'nınkinin 400 bin katıdır. Güneş'in kütlesel çekiminiaşabilmek için saniyede 16.7 kilometrelik hız gerekir.

Kuşkusuz insanoğlu çok eski zamanlarda da kütle çekimini sezmiş ve onuhesaba katmış olmalı. İlginçtir, bilinen bu eski kuvvet, çağlar boyuaçıklanamamış olarak kaldı. Kütle çekimi için bilimsel bir kuramgeliştiren ve bunu Evren'i kapsayacak kadar genişleten, büyük İngilizbilimcisi Sir Isaac Newton (1642-1727) idi.

Masa üzerindeki bir kitabı inceleyelim. Kitaba herhangi bir etkiolmadıkça kitap, masa üzerinde hareketsiz kalır. Şimdi, kitabı yataydoğrultuda sürtünme kuvvetini yenecek büyüklükte bir kuvvetle sağadoğru itelim. Sürtünme kuvveti kitapla masa arasında varolan birkuvvettir.

Kitaba uygulanan kuvvet, sürtünme kuvvetine eşit ve zıt yönlü ise kitapsabit bir hızla hareket edebilecektir. Uygulanan kuvvet sürtünmekuvvetinden büyükse kitap ivmelenir. Uygulanan kuvvet ortadan kalkarsasürtünme kuvvetinin etkisi ile kısa bir süre hareket ettikten sonradurur (negatif ivmelenme sonucu).

Şimdi, kitabın karşıdan karşıya kaygan hale getirilmiş yüzeydeitildiğini düşünelim. Kitap, yine duracak fakat önceki durumda olduğugibi çabucak durmayacaktır. Döşemeyi, sürtünmeyi tamamen ortadankaldıracak kadar cilalar, parlatırsanız kitap, bir defa hareketegeçtikten sonra, karşı duvara çarpıncaya kadar aynı hızla hareketedecektir.

Galileo, cisimler hareket halinde iken, durmaya ve hızlanmaya direnme(eylemsizlik) tabitanıa sahip olduğu sonucuna da varmıştı. Bu yeniyaklaşım daha sonra Newton tarafından formülleştirilerek, kendi adıylaanılan Newton'un "Birinci Hareket Yasası" olarak tanımış ve şöyle ifadeedilmiştir: "Bir cisme bir dış kuvvet (bileşke kuvvet) etki etmedikçe,cisim durgun ise durgun kalacak, hareketli ise sabit hızla doğrusalhareketine devam edecektir."

Daha basit bir anlatımla, bir cisme etki eden net kuvvet sıfırsa ivmeside sıfırdır. Newton'un birinci yasası, bir cisme etki eden dışkuvvetlerin bileşkesi sıfır olduğu zaman cismin davranışındakideğişmeleri inceler. Bir cisim üzerine sıfırdan farklı bir bileşkekuvvet etki ettiği zaman neler olur? Bu sorunun yanıtını Newton'unikinci yasası verir.

Çok düzgün, cilalı, parlatılmış yatay bir yüzey üzerinde, sürtünmekuvvetini önemsemeyerek bir buz kalıbını ittiğinizi düşünün. Buz kalıbıüzerinde yatay bir F kuvveti uygularsanız, kalıp "a" ivmesi ile hareketedecektir. Kuvveti iki katına çıkarırsanız ivme de iki katınaçıkacaktır. Bu tür gözlemlerden bir cismin ivmesinin, ona etkiyenbileşke kuvvet ile doğru orantılı olduğu sonucuna varırız.

Peki bileşke kuvveti aynı tutarken cismin kütlesini iki katına çakrsakne olur? İvme yarısına düşer; üç katına çıkarılırsa üçte birine düşer.Bu gözleme göre, bir cismin ivmesinin kütlesi ile ters orantılıdır.Buna göre Newton'un ikinci yasası şöyle anlatılabilir: "Bir cisminivmesi, ona etki eden kuvvetle doğru orantılı, kütle ile tersorantılıdır."

Elbette ki gezegenler, Kepler Yasalarına göre hareket ediyordu. Amaneden gezegenler değişik ve üstelik düzgün bir hızla hareket etmiyordu?Gezegenlerin gökyüzünde hareket etmeleri için onları "iten" bir gücünolması gerektiği düşünülüyordu. Ama bu güç neydi? Newton'un yaşadığıdönemde hiç olmazsa birçok insan astrolojiyi ciddiye almıyordu; yanigezegenleri meleklerin itmediği kesindi. Newton, Kepler'in formülleriniçıkarmak için kütlesel çekim (gravitasyonal alan) yasasını kullanmştı.

Newton, Galileo'nun sarkaç deneylerini inceledi ve buradan boşluktaserbestçe dolaşan gezegenlere etkiyen bir çekimin bulunması gerektiğisonucuna kolayca vardı. Çünkü o, düşünür ve matematikçiydi. Gezegenler,eliptik yörüngeler izliyordu. Bu yörüngeler üzerinde dolanırken Güneş'edaha yakın oldukları yerlerde hızları artıyor, sonra Güneş'tenuzaklaştıkça hızları azalıyordu.

Newton, kuvvet bilinirse, bunu kütle denen büyüklüğe bölünce ivmeninbulunabileceğini varsaymıştır. Burada kütle, harekete karşı koymanınbir çeşiti olarak görünür: kütlesi bir başka arabanınkinin iki katıolan çok yüklü bir araba, aynı beygirin etkisi altında birincininyarısı kadar bir ivme kazanır.

Kısacası kütle, hareket edenin eylemsizliğini bildirir ve bu yüzden ona"eylemsizlik kütlesi" adı verilir. Buna göre her cismin, olanaklı bütünkuvvetlere karşı gösterebileceği tepkiyi belirleyen özel bireylemsizliği vardır. Bunu saptadıktan sonra geriye kuvvet denen şeyinne olduğunu anlamak kalıyordu.

Newton kuvveti şöyle tanımlaıyor: Kuvvet, cisimleri hareketsizlikdurumu ya da düzgün hareketei değiştirecek biçimde etkileyen bireylemdir. merkezcil bir kuvvet, cisimleri bir merkeze ya da belli birnoktaya doğru çeker ya da çekilme eğilimi içinde bulunmalarına yolaçar.

Böylece Dünya, Ay'etkilediği zaman ona bir kuvvet uyguluyordu. Ay,Dünya'dan ne kadar uzaksa bu kuvvet de o kadar zayıftı. Daha kesinolarak söylenirse Newton, uzaklık iki kat olunca, kuvvetin ilkdeğerinin dörtte birine indiğini varsaydı. İki madde birbirlerinikütllelerinin çarpımı ile doğru. aralarındaki uzaklığın karesi ile tersorantılı bir kuvvetle çeker. Bunların hepsi çekim sabiti denen evrenselbir sabitle çarpılır.

İki elektrik yükü arasındaki kuvvet de aralarındaki uzaklığın karesiile ters orantılıdır ama; bunun kütle ile hiçbir ilgisi yoktur."Evrensel kütle çekimi yasası" nda, kütlenin rolünün birden değiştiğinedikkat edelim. Kütlenin bu yeni görevini iyice belirtmek için, ağırlıkkatsayısı (çekim sabiti) ortaya çıktığında buna "çekim kütlesi" denmesiuygun görüldü. O halde Newton'un varsayımı şöyle dile getirilebilir:Çekim kütlesi, eylemsizlik kütlesine eşittir.

Bu özelliğin, ister Ay kadar büyük, isterse Ay modülü kadar küçük olsunbir gök cisminin yörüngesinin kütlesinden bağımsız olarak aynı olduğusonucunu vermesi ilginçtir. Newton, kütle çekimi yasasını çok farklıolaylara uyguladı ve onu bilinen Evrenin tümünü kapsayacak şekildecesaretle yaygınlatırdı. Merkür'ün yaramazlığı dışında bir sorunlakarşılaşmadan 200 yıl kendini korudu.

Kütleçekim alanlarının temel nitelikleri şöyle sıralanabilir:

Kütle çekim kuvvetleri Evrenseldir. Yani Evrendeki her cisim bu kuvvetlerden etkilenir.

Bir kütle çekim alanı mutlaka çekici kuvvetlere neden olur.

Kütleçekim alanları, uzun erimlidir; yani bir cismin etrafında oluşançekim alanının etkileri zayıflayarak da olsa çok uzak mesafelere kadaruzanabilir.

"Duran iki cisim düşünüldüğünde, bu iki cismin birbirine etki ettirdiğiçekim kuvveti; cisimlerin arasındaki uzaklığın karesi ile ters,cisimlerin kütleleri ile doğru orantılıdır." Newton böylece doğanıntemel sabitlerinden birini de bulmuştu.

Newton, bir matematik sihirbazıydı. Çünkü çok uzun süre onun dışındakimse diferansiyel denklemlerin içinden çıkamıyordu. Newton'dan 60 - 70yıl önce, büyük Alman bilim adamı Johannes Kepler (1571-1630),gezegenlerin Güneş çevresindeki hareketlerini yöneten temel yasalarıbulmuştu.

Tarihçe kısaca şöyledir: Eski bilginler gezegenlerin gökyüzündekihareketlerini gözlemleyerek onların Dünya ile birlikte Güneş çevresindedöndüğü sonucuna vardılar. Bu sonuç daha sonra Copernicus tarafından dabağımsız olarak keşfedildi. İnsanlar keşfin daha önce yapıldığınıunutmuşlardı. Bundan sonra araştırılacak soru şuydu: Güneş çevresindetam olarak nasıl dönüyorlardı?

Güneş’in merkez olduğu bir çember üzerinde mi, yoksa başka bir eğriboyunca mı? Hızları neydi? Bunların yanıtlanması daha zun zaman aldı.Copernicus sonrası dönemler, gezegenlerin gerçekten Dünya’yla birlikteGüneş etrafında mı döndükleri, yoksa Dünya’nın Evren!in merkezinde miolduğu sorularının tartışıldığı dönemlerdi.

Daha sonra Danimarkalı astronom Tycho Brahe (1546-1601), soruyuyanıtlamak için bir yöntem önerdi. Eğer gezegenler çok dikkatlegözlenip gökyüzündeki yerleri tam olarak kaydedilirse, teorilerindurumu belki açıklığa kavuşabilirdi. Bu, modern bilimin anahtarı vedoğanın gerçekten anlaşılmasının başlangıcı oldu: birşeyi gözlelek,ayrıntıları kaydetmek ve bu bilgilerin şu veya bu yorumu çıkarmayısağlayacak ipuçlarını içerdiğini ummak.

Zengin bir kişi olan Tycho’nun Kopenhag yakınlarında bir adası vardı.Buraya pirinçten yapılmış kocaman daireler yerleştirdi ve özel gözlemyerleri yaptırdı; sonra, geceler boyunca gezegenlerin konumlarınıkaydetti. İşte ancak bu tür yorucu ve yoğun çalışmalar yoluylabirşeyler bulunabilir.

Toplanan bütün bilgi Kepler’in eline verildi; o da gezegenlerin Güneşetrafında ne türlü bir hareket yaptığını incelemeye koyuldu. Bunun içindeneme yanılma yöntemini uyguladı. Bir ara yanıtı bulduğunu sandı:Gezegenler, Güneş’in merkez olduğu çemberler üzerinde hareketediyorlardı. Ancak daha sonra bir gezegenin, Mars’ın sekiz dakikalıkbir yay kadar sapma yaptığını farketti.

Kepler, Tycho Brahe’nin bu ölçüde bir hata yapamayacağını düşünüp,yanıtın doğru olmadığı sonucuna vardı. Deneylerin çok dikkatli yapılmışolması nedeniyle başka bir yol deneyerek sonunda üç şey keşfetti. İlkolarak, gezegenler Güneş’in odak olduğu elips şeklinde bir yörüngeizliyorlardı.

Elips bütün ressamların bildiği bir eğridir: basık bir daire. Çocuklarda onu iyi bilir; iki ucu tesbit edilmiş bir ipe bir halka geçiriphalkaya da bir kalem sokulunca elips çizilebileceğini birileri onlarasöylemiştir.

İkinci olarak, bir gezegenin Güneş çevresindeki yörüngesi bir elipstir;Güneş de odakların birindedir. Bundan sonra gelen soru şuydu: Güneş’eyaklaştıkça hızı artıyor, uzaklaştıkça yavaşlıyor mu?

Kepler, bunun da yanıtını buldu. Bulduğu yanıt şöyle açıklanabilir:Örneğin üç hafta gibi belirli bir ara içeren iki farklı zamandagezegenin konumun saptayalım. Sonra, yörüngenin başka bir bölümünde,gezegenin yine üç hafta ara ile iki ayrı konumunu saptayalım veGüneş’le gezegeni birleştiren doğruları çizelim (bilimsel deyimiylebunlar yarıçap vektörleridir).

Üç hafta ara ile çizilen iki doğru ve yörenge arasında kalan alan,yörüngenin her bölgesi için aynıdır. Demek ki, gezegen Güneş’e dahayakın olduğu yerlerde daha hızlı hareket ediyor ve uzaklaştıkça aynıalanı taramak için daha yavaş ilerliyor.

Birkaç yıl sonra Kepler, üçüncü bir kural keşfetti. Bu kural yalnızcatek bir gezegenin Güneş çevresindeki hareketiyle ilgili değildi; farklıgezegenler arasında da ilişki kuruyordu. Bu kurala göre, bir gezegeninGüneş çevresinde tam bir devir yapması için gereken zaman, yörüngeninboyutuna bağlıdır; bu zaman da yörüngenin boyutunun küpünün kare köküile orantılıdır. Yörüngenin boyutu elipsin en büyük çapıdır.

Kepler’in bu üç yasası şu şekilde özetlenebilir: Yörünge bir elipstir;eşit sürelerde eşit alanlar taranır ve bir devir için geçen süre,boyutun üç bölü ikinci kuvvetiyle orantılıdır; yani boyutun küpününkareköküyle. Kepler’in bu üç yasası gezegenlerin Güneş çevresindekihareketlerini tam olarak belirlemektedir.

Bundan sonraki soru şuydu: Gezegenleri Güneş çevresinde hareket ettirenşey nedir? Keplerle aynı dönemde yaşamış bazı kişiler bu soruyu şöyleyanıtlıyorlardı: Melekler kanatlarını çırparak gezegenleri arkadanyörünge boyunca iterler. Daha sonra göreceğiniz gibi bu yanıt gerçeğepek de uzak sayılmaz. Tek fark, meleklerin farklı yönlerde oturupkanatlarını içeriye doğru çırpıyor olmalarıdır.

Aynı sıralarda Galileo da Dünya’daki sıradan cisimlerin hareketkurallarını inceliyor, bu inceleme sırasında da bazı deneyleryapıyordu. Toplar eğik bir düzlemden aşağı doğru nasıl yuvarlanıyor,sarkaçlar nasıl sallanıyordu?Galileo "eylemsizlik ilkesi" denilenönemli bir kural keşfetti.

Kural şuydu: Düz bir doğru üzerinde belirli bir hızla hareket eden bircisim, hiçbir etken olmazsa bu doğru boyunca, aynı hızla, sonsuza kadargitmeye devam edecektir. Bir topu durmamacasına yuvarlamaya çalışmışolan herkes için buna inanmak güç olsa da; bu ideal şartlarınvarlığında, yerdeki sürtünme gibi etkenler olmasa, top gerçekten dedüzgün bir hızla sonsuza kadar gidecektir.

Daha sonraki gelişme Newton’un şu soruyu tartışması ile başladı: Eğercisim düz bir doğru boyunca hareket etmiyorsa ne olur? Buna verdiğiyanıt da şu oldu: Hızı herhangi bir şekilde değiştirmek için kuvvetuygulamak gerekir. Örneğin, bir top hareket ettiği yönde itilirse hızıartar.

Eğer gidiş yönü değişmişse kuvvet yandan uygulanması gerekir. Kuvvetiki etkinin çarpımı ile ölçülebilir.Ufak bir zaman aralığında hzının nekadar değiştiği, "ivme" olarak tanımlanır. Bunu cismin kütlesi veyaeylemsizlik katsayısı ile çarparsık kuvveti buluruz. Bu ise ölçülebilir.

Örneğin bir ipin ucuna bağlanmış bir taşı başımızın üzerindedöndürürsek, ipi çekmemiz grektiğini farkederiz. Nedeni şudur: Taşınhızı sabit olmakla birlikte, bir çember çizerek döndüğü için yönüdeğişmekte, bu nedenle de taşı sürekli içeriye doğru çekin bir kuvvetgerekmektedir; bu kuvvet de kütle ile orantılıdır.

Şimdi iki ayrı taş alıp önce birini sonra diğerini döndürelim ve ikincitaş için gereken kuvvveti ölçelim. Bu kuvvet, birinciden, kütlelerininfarklılığıyla orantılı olarak daha büyük olacaktır. Hızı değiştirmekiçin gereken kuvveti saptamak, kütleyi ölçmek için bir yönetemoluşturur.

Newton, bundan bir başka sonuç çıkardı. Onu da basit bir örenkleaçıklayalım: Eğer bir gezegen Güneş çevresinde bir çember boyuncagidiyorsa, onun yana doğru, teğet boyunca gitmesi içi kuvvete gerekyoktur. Eğer herhangi bir kuvvet olmasaydı başını alır giderdi.

Ancak gezegen bunu yapmıyorr;kuvvetin olmaması durumunda bir süre sonragitmiş olcaeğı ta uzaklarda değil, Güneş’e yakın bir yerde bulunuyor.Başka bir deyişle,hızı ve hareketi Güneş’e doğru sapıyor; yanimeleklerin, kanatlarını sürekli Güneş’e doğru çarpmaları gerekiyor.

Bir gezegenin düz bir doğru boyunca hareket etmesinin bilinen birnedeni yoktur. Nesnelerin sonsuza dek gitmeyi sürdürmelerinin nedenibulunamamıştır. Eylemsizlik Kuramı'nın da bilinen bir kökeni yoktur.Melekler gerçek olmasa da harektin süregittiği bir gerçektir.

Ancak,düşme olgusu için kuvvete gereksinim vardır ve kuvvetin kökenininGüneş’e doğru olduğu da anlaşılmıştır. Newton, eşit sürelerde eşit alantaranması kuramının, hızdaki bütün değişmelerin Güneş yönünde olduğusavının doğrudan bir sonucu olduğunu; bunun eliptik yörünge için degeçerli olduğunu göstermeyi başardı.

Bu yasayı kullanarak Newton, kuvvetin Güneş yönünde olduğunu ve eğergezegenlerin periyotlarının Güneş’ten olan uzaklıklarıyla nasıldeğiştiği bilinirse, bu kuvvetin uzaklık ile nasıl değiştiğinin debulunabileceğini gösterdi ve kuvvetin, uzaklığın karesi ile tersorantılı olduğunu saptadı.

Buraya kadar Newton, pek bir şey söylemiş sayılmaz; çünkü yalnızcakepler’in ifade ettiği iki şeyi farklı biçimde dile getirmiş oluyordu.birincisi, kuvvetin Güneş yönünde olduğunu söylemekle; ikinci dekuvvetin, uzaklığın karesi ile ters orantılı olduğunu söylemekle aynışeydi.

İnsanlar Jüpiter’in uydularının Jüpiter çevresinde nasıl hareketettiklerini teleskopla görmüşlerdi. bu hareket tıpkı Güneş Sistemi'ndeolduğu gibiydi; sanik uydular Jüpiter’e doğru çekiliyorlardı. Ay daDünya’nın çekimindedir; Dünya’nın çevresinde döner ve Dünya’ya doğruçekilir. Sanki her şeyin birbirinin çekimi altınrdaymış gibi görünmesibir sonraki kuramı; genelleme yapacak olursak her cismin her cismiçektiği yolunda olması sonucunu getirdi.

Eğer bu doğru ise, Güneş'in gezEgenleri çektiği gibi dünya da Ay’ıkendisine doğru çekiyordu. Dünya’nın cisimleri çektiği bilinen birşeydi (hepimiz havada uçmak isetesek de iskemlemizde sık sıkıoturduğumuzu biliyoruz). Yeryüzü'ndeki çekim, yerçekimi olgusu olarakilyi bilrdiğimiz bir şeydir.

Newton, Ay’ı yörüngede tutan çekimin, nesneleri Dünya’ya çeken kuvvetleaynı şey olabileceğini düşündü. Daha sonra Newton birçok yeni şeyortaya çıkardı. Çekim Yasası'nın ters kare olması durumunda yörüngeninşeklinin ne olacağını hesapladı ve bunu bir elips olarak buldu.

Ayrıca birçok farklı olaya da açıklama getirildi. Bunlardan birigel-git olayıydı. Gel-git, Dünya ve denizlerin Ay tarafındançekilmesinden kaynaklanıyordu. Bu, daha önceleri de düşünülmüştü; ancakortada bir pürüz vardı: Olay, Ay’ın denizleri çekmesindenkaynaklanıyorsa Ay’ın bulunduğu taraftaki sular yükselecek, o zamangünde ancak bir gel-git olacaktı.

Gerçekte ise yaklaşık oniki saatte bir, yani günde iki gel-git olduğunubiliyoruz. Farklı bir sonuca varan bir düşünce ekolü daha vardı. Bunagöre de Dünya, Ay tarafından suyun dışına çekiliyordu. Gerçekte ne olupbittiğini ilk farkeden Newton oldu: Ay’ın aynı uzaklıktaki kara vedenizler üzerindeki çekim kuvveti aynıydı.

Gerçekte Dünya da Ay gibi bir çember boyunca hareket eder. Ay’ınDünya’ya uyguladığı kuvvet dengelenmiştir; ama dengeleyici nedir? Ay’ınDünya’nın çekim kuvvetini dengelemek için dairesel bir yörünge üzerindehareket etmesi gibi, Dünya da dairesel bir yörünge üzerinde hareketetmektedir. Bu dairenin merkezi Dünya’nın içinde bir noktadadır veAy’ın kuvvetini dengelemek için darisel bir hareket yapmaktadır.

İkisinin de ortak bir merkez etrafında dönmesiyle, Dünya açısındankuvvetler dengelenmiş oluyor; ancak bir yöndeki su öteki yöndekine göredaha çok çekildiği için su iki yanda da kabarıyor. Herneyse, gel-gitolayı ve günde iki kez gerçekleşmesinin nedeni böylece açıklanmışoluyordu. Bu arada açıklanan daha birçok şey vardı: Dünya, her şey içedoğru çekildiği için yuvarlaktı; kendi ekseni etrafında döndüğü için deyuvarlak değildi. Dış bölgeler biraz uzaga itilmişlerdi ve dengeoluşuyordu.

Bilim ilerleyip daha hassas ölçümler yapıldıkça "Newton Yasası" da dahazorlu sınamalarla karşılaştı. Bunlardan ilki Jüpiter'in gezegenleriyleilgiliydi. Uzun süre dikkatle yapılmış gözlemlerle hareketlerininNewton Yasası'na uyumu saptanabilirdi. Ancak sonuç bunun doğuruolmadığını gösteriyordu.

Jüpiter’in gezegenleri, Newton Yasası ile hesaplanmış zamana göre,bazen sekiz dakika ileri, bazen sekiz dakika geri olan bir farkoluşturuyorlardı. Bu fark Jüpiter’in Dünya’ya yakın olduğu zamanlardaileri, uzak olduğu zamanlarda ise geriye doğruydu. Bu tuhaf bir durumdu.

Yerçekimi yasasına güveni tam olan Danimarkalı astronom Roemer(1644-1710), bu durumda ışığın Jüpiter’in gezegenlerinden Dünya’yagelmesinin zaman aldığı gibi ilginç bir sonuç çıkardı Ayrıca bugezegenlere baktığımız zaman gördüğümüz şey onların o andaki durumudeğil, ışığın bize gelmesi için geçen zamandan önceki durumuydu.

Jüpiter bize yakın olduğunda ışık daha kısa sürede, uzak olduğunda isedaha uzun sürede geliyordu. Bu neden Roemer’in gözlemleri zaman farkıyönünden şu kadar erken, bu kadar geç olmalarına görüe düzeltilmesigerekiyordu. Bu yolla ışğın hızını ölçmeyi başarmış, ışığın bir andayayılan birşey olmadığını da ilk kez göstermiş oldu.

Eğer bir yasa doğru ise başka bir yasanın bulunmasına da yol açabilir.Eğer bir yasaya güveniyorsak, ona ters bir şeyin ortaya çıkması bizibaşka bir olguya doğru yöneltir. Yerçekimi yasasını bilmeseydikJüpiter’in gezegenlerinden ne bekleyeceğimizi de bilemezdik; ışığınhızını ölçmek ise çok daha sonralara atılmış olurdu.

Bu süreç, adeta bir keşifler çağına yol açtı. Her yeni keşif, biryenisine daha yol açan araçları da beraberinde getirir. 400 yıldan berisüregelen ve büyük bir hızla sürmele devam edecek olan bu çağ, işte buşekilde başlamıştır.

Daha sonraları ortaya yeni bir sorun çıktı. Newton Yasası'na göregezegenler yalnızca Güneş’in çekiminde değildi; birbirlerini de birazçekiyorlardı. Öyleyse yörüngeleri eliptik olmamalıydı. Gerçi bu küçükbir çekimdi; ancak "küçük" olan da önem taşıyabilir ve hareketi etkiler.

Jüpiter, Satürn ve Uranüs’ün büyük gezegenler oldukları biliniyordu.Herbirinin diğerleri üzerindeki çekimi sonucu, yörüngelerinin Kepler’inkusursuz elipslerinden ne ölçüde farklı olduğunu saptayacak hesaplar vegözlemler yapıldı. Sonuçta Jüpiter ve Satürn’ün hesaplamalara uygunhareket ettikleri; Uranüs’ün ise ‘tuhaf’ davrandığı ortaya çıktı.

Adams ve Leverrier adındaki iki astronom, birbirinden bağımsız olarakyaptıkları çalışmalar sonucunda neredeyse aynı anda, Uranüs’ünhareketlerinin görünmyen bir gezegenden etkilendiğini iler sürdüler.Herbiri kendi gözlemevine "teleskopunuzu çevirin ve orayı gözleyin.yeni bir gezgen göreceksiniz" şeklinde birer mektup yolladılar.

Gözlemevlerinden birinin tepkisi "Saçma! Eline kalem kağıt alıp oturanbiri, bize gezegen bulmak için nereye bakacağımızı söylüyor"şeklindeydi. Diğer gözlemevinin yöntemi farklıydı ve Neptün’ü buldu.

20. yy’ın başlarında Merkür’ün hareketinin tam da "doğru" olmadığıanlaşıldı. Einstein, Newton Yasalarının biraz hatalı olduğunu vedeğiştirilmeleri gerektiğini gösterinceye dek bu durum hayli sıkıntıyayol açtı. Şimdi de bu yasanın kapsamının genişliği sorusu ortayaçıkıyor.

Yasa, Güneş Sistemi dışında da geçerli midir? Galaksimizi biraradatutan şey, yıldızlar arasındaki çekim kuvvetidir. Dünya'dan Güneş'eolan uzaklık sekiz ışık dakikası olduğu halde, galaksilerin uzunlukları50.000-100.000 ışık yılıdır. Ancak çekim kuvvetinin bu büyük yıldızyığınlarında, bu ölçekteki uzaklıklarda bile geçerli olduğundankuşkulanmak için bir neden yoktur.

Çekim kuvvetinin varolduğunu doğrudan kanıtlayabileceğimiz uzaklık bukadar; yani Evren'in büyüklüğünün onda biri veya yüzde biri kadaruzaklıktır. Buna göre, gazetelerde birşeylerin Dünya'nın çekim kuvvetidışına çıktığına ilişkin haberler okusanız da, Dünya'daki yerçekimininkesin bir sonu yoktur.

Bu yerçekimi, uzaklığın karesi ile ters orantılı olarak giderekzayıflar; uzaklık iki katın çıkınca o da dört kat zayıflar ve böylecediğer yıldızların güçlü alanlarının karmaşasında kaybolur. Çevresindekiyıldızlarla birlikte başka yıldızları çekerek galaksi oluşturur; bugalaksi de diğer galaksileri çekip bir galaksiler kümesi oluşturur.Böylece Dünya'nın çekim alanı hiç bitmez; ancak belirli ve düzenli birşekilde zayıflayarak belki de Evren'in sınırlarına kadar gider.

Çekim Yasası, diğer yasaların çoğundan farklıdır. Evren'in ekonomisi vemekanizması için çok önemli olduğu açıktır ve Evren yönünden birçokpratik uygulaması da vardır. Ancak, diğer fizik yasalarından farklıtipik bir özelliğe sahiptir: bilinmesi pek az pratik yarar sağlar.

Bir galaksiyi oluşturan birçok yıldız değil, sadece gazdır. Belki deher şeyi başlatan, bir şok dalgası olmuştur. Bundan sonraki olaylar,çekim kuvvetinin etkisiyle gazın gittikçe sıklaşarak toplanması, büyükgaz ve toz yığınlarının ve topların oluşmasıdır. Bunlar içeriye doğrudüşerken, düşmenin yol açtığı ısıyla yanar ve yıldız haline gelirler.

Böylece yıldızlar, çekim etkisiyle gazın sıkışıp biraraya gelmesiyleortaya çıkıyorlar. Yıldızlar bazen patladıklarında toz ve gazpüskürtür, bu toz ve gazlar tekrar biraraya toplanıp yeni yıldızlaryaratırlar.