Dünya Kendi Ekseni Etrafında Dönüşünü Kaç Saatte Tamamlar

Hissetmesek de, Dünya sandığımızdan çok daha büyük bir hızla dönüyor. Bu dönüş hızını basit yöntemler izleyerek hesaplamak mümkün.

Bizler, bu tarz soruların ortaokul ve lise öğrencilerine verilmesi gereken, analitik düşünmeyi geliştirici sorulardan olduğu kanaatindeyiz.

Dünya’nın dönüş hızını bulmak oldukça basittir. İhtiyacımız olan şey Dünya’nın çevresinin uzunluğu ve bu uzunluğu ne kadar sürede döndüğüdür. Neyse ki elimizde ne kadar sürede döndüğü bilgisi var, 1 günde dönüyor.

1 günü her ne kadar 24 saat olarak tanımlasak da, bu Güneş’i referans alarak yaptığımız bir kabuldür. Gezegenimizin kendi etrafındaki dönüş süresi aslında tam olarak 23 saat 56 dakika 4.1 saniyedir.

24 saatten az olmasının sebebi, kendi etrafında dönerken, aynı zamanda Güneş etrafında da dolanmasından kaynaklanır. Kendi etrafındaki bir turunu tamamladığında yörüngede biraz ilerlemiştir, dolayısıyla Güneş’i tam olarak karşısına alamaz ve biraz daha dönmesi gerekir. İşte ilave 4 dakika buradan gelir.

Elimizde zaman bilgisi var. Geriye bulmamız gereken bir tek yol bilgisi kaldı. Bunu da çemberden yola çıkarak bulabiliriz. Gezegenimiz küresel bir yapıya sahip olduğundan ekvatorun ne kadar uzunluğa sahip olduğunu kolaylıkla bulabiliriz. Çemberin çevresi 2πr olduğuna göre burada bilmemiz gereken bir şey daha karşımıza çıkıyor, o da Dünya’nın yarıçapı bilgisi. Aslında bunu bulmak da oldukça kolay, nasıl bulunduğunu merak ediyorsanız şu yazımızı okuyabilirsiniz.

Sonuç olarak elimizdeki bilgileri toparlayıp artık Dünya’nın dönüş hızını bulabiliriz.

X = V.t ise V = X/t’dir. (X=yol, V=hız, t=zaman)

23 saat 56 dakikayı saat cinsinden ifade etmek istersek, 56 dakikanın kaç saat ettiğini bulup 23 saate ekleyebiliriz. Yani 23+56/60 = 23.93 saattir. Dünya’nın ekvator yarıçapı 6371 kilometre olduğuna göre,

V = (2*π*6371 km) / 23.93 saat

V(hız) = 1673 km/saat bulunur. Bir başka deyişle saniyede 465 metre.

Muazzam bir hız. Dünya bu hızla dönerken aynı zamanda biz de bu hızla dönüyoruz. Ne kadar hızlı olduğuna bir bakış açısı katmak için şöyle söyleyebiliriz: Bu hız F-16 savaş uçaklarının en yüksek hızına oldukça yakın ve ses hızından tam 1.36 kat daha fazla.

İleri Okuma

Ekvatordan kutuplara doğru gidildikçe çizgisel hız azalır. Dolayısıyla bu hesaplamayı kosinüs fonksiyonu cinsinden ifade edebiliriz. Cos(0)=1 iken ekvatordaki, Cos(90)=0 iken kutuplardaki hızı ifade eder. Genel formüle dökecek olursak,

V_ekv.Cos(enlem)=V_enlem

Öyleyse 45 derece enleminde çizgisel hız,

1673.Cos(45)=1183 km/saat olarak bulunur.

Ögetay Kayalı

Dolayısıyla Dünya’nın 1 tam turunu, Güneş’e bakan bir yüzün, “1 gün sonunda birebir aynı şekilde Güneş’e baktığı noktaya geri dönme” olarak tanımlayacak olursak, Dünya’nın bunu yapmak için 360 değil, 361 derece dönmesi gerekmektedir. Örneğin Ankara’nın Güneş’e tam olarak aynı açıyla bakması için, Dünya etrafında 360 derece değil, 361 derece dönmesi gerekir. Bu 1 derecelik fark, Dünya’nın 1 gün süresince yörüngesi boyunca kat ettiği yola karşılık gelir.

Hız değişkendir

Görebileceğiniz gibi, Dünya’nın kendi etrafındaki ve Güneş etrafındaki hareketini çok net bir şekilde bilebiliyor ve analiz edebiliyoruz. Ne var ki bunların hepsi “uydurma.” Çünkü Dünya, kendisine önceden atanmış bir süreye uyacak biçimde dönmüyor. Dünya, en nihayetinde 4.54 milyar yıl önce Güneş yörüngesine “savrulmuş” bir kayadan ibaret. Bu kayanın dönüşünü etkileyen birçok faktör var: Dışarıdan gelip Dünya’ya her gün çarpan göktaşları, çarpma açısına ve momentumlarına (bir cismin kütlesi ve hızından doğan bir büyüklük) bağlı olarak Dünya’nın hızını arttırabiliyor veya azaltabiliyor. Yeryüzündeki devasa depremler, uzaya saçtıkları enerji dolayısıyla Dünya’nın kütlesini değiştirip dönüş hızına etki edebiliyorlar (çünkü unutmayın: E=mc2). Ay’ın gelgitleri ve hatta insan yapımı devasa yapılar (örneğin Three Gorges Barajı) bile Dünya’nın kütle dağılımını etkileyerek dönüş hızını değiştirebiliyor. Ayrıca “Uzayda sürtünme yoktur” desek de, aslında gezegenler arası boşlukta, özellikle de Dünya’nın civarındaki uzay “boşluğunda” 1 santimetre küplük hacim içerisinde 5-100 parçacık bulunuyor. Dolayısıyla bunlar, birçok hesap için göz ardı edilebilir; ancak aynı zamanda ölçülebilir (sıfır olmayan) bir sürtünme de yaratıyor.

Yavaşlamaya meyilli

Tüm bu kuvvetlerin etkisiyle, Dünya’nın genel olarak yavaşlamaya meyilli olduğu düşünülmektedir. Örneğin gezegenimiz günümüzden 900 milyon yıl önce, kendi etrafında bundan çok daha hızlı döndüğü için 1 gün 18 saat civarındaydı; ancak enerjinin korunumundan ötürü Güneş etrafındaki rotasında daha yavaş ilerliyordu ve 1 yıl 486 güne karşılık geliyordu. 400 milyon yıl önce günler 21.6 saate uzadı, 1 yıl ise 405 güne düştü. 70 milyon yıl önce 1 gün 23.7 saate çıktı, 1 yıl ise 370 güne düştü. Ve nihayet günümüzdeki yaklaşık 24 saatlik güne ve yaklaşık 365 günlük yıla ulaştık.

Bunun normalde bu şekilde devam etmesini bekliyoruz ve teknik olarak, Dünya durma noktasına gelene kadar çoktan Güneş tarafından yutulmuş ve yok olmuş olacak; dolayısıyla hiçbir zaman tamamen durduğunu görmeyeceğiz. Ne var ki atom saatleri kullanılarak yapılan son ölçümler, özellikle de son yıl içerisinde Dünya’nın dönüş hızının arttığını gösteriyor. Öyle ki, normalde Dünya’nın yavaşlamasından ötürü ara sıra 1 saniye eklememiz gerekirken, bu yıl 1 saniye çıkarmamız gerekebileceği düşünülüyor. Bu hızlanma öyle bir boyutta ki, yılın en kısa günü olan 19 Temmuz, bu yıl normalden 1,4602 milisaniye (yani 1460 nanosaniye) daha kısaydı.

Bu, bir endişe kaynağı değil; çünkü dediğim gibi Dünya’nın dönüş hızı birçok faktöre göre artıp azalabiliyor ve uzun vadede bu eğilim hep yavaşlama yönünde. Ama ara ara bu tür hızlanmalar görebiliriz ve bu bir soruna işaret etmiyor. Yine de bilim insanları, bu hızlanmanın küresel ısınmanın etkisine bağlı olarak buzulların erimesi ve dolayısıyla kütle dağılımının değişmesi olup olmadığını incelemekteler.

Bu tür bir hız kayması, bilgisayar bilimlerinde daha büyük bir endişe kaynağı; çünkü modern teknoloji “gerçek zaman” adı verilen ortak bir saate dayalı ve bu saate negatif süre eklemek (yani saniye çıkarmak) bazı teknolojik aksaklıklara neden olabilir. Bu beklenmedik sorunun üstesinden nasıl gelineceğini bekleyip göreceğiz, müzakereler devam ediyor. Belki de çözüm, Güneş zamanından (yani Güneş ile ilişkili hareketimize dayalı zaman ölçümünden) tamamen çıkıp, atom zamanına geçmektir.

Tüm Yazıları