Dünya'nın, Mükemmel Bir Küre Olmamasından Dolayı Yalpalaması: Presesyon
Nedir?
dünya tam bir küre olmadığı için kendi etrafında dönen bir topaç gibi yalpalar. bu yalpalama, dönüş ekseninden geçen doğrunun yaklaşık 25.800 yıllık bir periyotta tam bir tur atarak bir daire çizmesine neden olur. bu döngü sonucu tüm diğer yıldızların konumlarıyla beraber kuzey yarımküre'de kuzeyi gösteren yıldız da yer değişmektedir. bugün polaris tam kuzeyde iken gelecekte vega kutup yıldızı olacak - ki bence de böylesi daha uygun.
Neden yalpalıyor?
dünya ekliptik düzleminde elips yörünge hareketini sürdürürken ekliptik düzlemi yönünde bir çekim kuvvetine maruz kalır. bu çekim kuvveti dünyanın kutup dönüş ekseninin ekliptik düzlemine dik bir eksene doğru hareket etmesine neden olur. eksenin bu hareketi batıya doğru bir dairesel hareket olup buna kutupsal hareket denir ve 25.800 yılda tamamlanır.
bu nedenle şu anda kuzey kutbunda bulunan polaris’ in yerini 10000 yıl sonra deneb, 14000 yıl sonra vega, 23000 yıl sonra thuban alacaktır.
precession hareketi yılda elli saniye kadardır.
presesyon, tiksinç bir açısal momentum olgusudur
topacı düşünelim:
ilk anda topaç dikeyle hebe acısı yapacak şekilde "çok yüksek hızda" dönüyor olsun. bu olayı hayalinde canlandıran insan beyni topaç odun gibi olduğu yere yığılsın ister, fakat dönen topaç yığılmak şöyle dursun, dikey ekseni etrafında dairesel hareket yapacaktır. burada newton'un f=m*a eşitliğine alışmış beynin düştüğü hata açısal momentum gerçeğini göz ardı etmektir; f=ma şeklinde değil de şöyle düşünürse kendisi için daha iyi olacaktır: "topacın ağırlık merkezine yerçekimi tarafından uygulanan f kuvveti, açısal momentum vektörü ve f vektörünün oluşturduğu düzleme dik ve f*r (r, kuvvet kolu) büyüklüğünde bir tork yaratacaktır. basitçe: bu tork, açısal momentum vektörüne dik olduğu için onu azaltmak, artırmak, ya da daha yataya çekmek yerine (topacın yığılması), onun bir daire çizmesine sebep olur; fizikçi ağzıyla, açısal momentum vektörünün tork yönünde yer değiştirmesine sebep olur. (şimdi, örneğin yatay düzlemde dönebilen bir diski daha da döndürmek için uyguladığınız yatay kuvvetin yarattığı tork açısal momentum vektörü ile aynı yöndedir, böylece uyguladığınız tork, diskin daha hızlı dönmesini bir başka değişle dışkın açısal momentumunun artmasını sağlar ve dünya ile ilgili deneyimlerimiz sayesinde bu durumu güzel güzel anlayabiliriz, ve fakat presesyon öyle değildir.)
tabii bu açıklamalar çok yüksek açısal hızlar için çok yaklaşık doğrudur, açısal hız azaldıkça işin içine "nutation" girer ki bu da topacın a ekseni ve y ekseni etrafında dönmesinden daha cins bir sinüsoidal "kafa sallama" hareketidir.
bir de niels bohr ve bir diğer ünlü fizikçinin eğilmiş, topacın dönüşünü izliyorken çekilmiş bir fotoğrafı vardır ki bu işlerin pek öyle çocuk oyuncağı olmadığını anlatır bize sanki... (topaç)
Wolfgang Pauli ve Niels Bohr
böylelikle presesyon olgusunu topaç örneği vasıtasıyla anlamış olalım, fakat aklımdaki soru şudur: acaba newton angular momentum olgusundan haberdar mıydı? oy oy, muhakkak haberdardı ki gezegen hareketlerini hesap edebilmiş (belki de açısal momentumu tanımlayan newton'dur, kim bilir). madem öyle, bize newton'un 2. yasası f=m*a 'nin işlemediği durumlar gösterilirken "aman ha açısal momentum varsa dikkat edin" demediler; demek ki her şeyi hocadan beklemek yanlışmış :) oysa şimdi "aman ha açısal momentum varsa dikkat edin demediler ama non-inertial bir referans frame seçiyorsanız newton kanunlarını inertial referans frame'indeymişsinizçesine uygulayamazsınız dediler" diyeceğim sonra ben bile kendime inanmayacağım ve fakat evet topaç bir non-inertial referans frame'idir (aynen dünya gibi), ama öyle ya da böyle (bkz: inertial), (bkz: non inertial), (bkz: reference frame), (bkz: newton yasaları), (bkz: ivme).
fizik hoş değil sanki...
Birbirinden Farklı Değişkenleriyle Evrenin Üzerinde Oturduğu Raylar: Yörüngelere Dair Her Şey
