Yerçekimi, fiziğin temel bir kuvvetidir, biz Dünyalıların kabul etmeye meyilli olduğu bir kuvvettir. Bizi gerçekten suçlayamazsın. Dünya çevresinde milyarlarca yıl boyunca evrim geçirdikten sonra, sabit bir 1 g (veya 9,8 m/s²) çekme kuvvetiyle yaşamaya alışkınız. Ancak uzaya gidenler veya Ay'a ayak basanlar için yerçekimi çok ince ve değerli bir şeydir.
Temel olarak yerçekimi, yıldızlardan, gezegenlerden ve galaksilerden ışık ve atom altı parçacıklara kadar her şeyin birbirini çektiği kütleye bağlıdır. Cismin büyüklüğüne, kütlesine ve yoğunluğuna bağlı olarak uyguladığı yerçekimi kuvveti değişir. Ve bizim gezegenlerimize gelince Güneş Sistemi büyüklük ve kütle olarak farklılık gösteren , yüzeylerindeki yerçekimi kuvveti önemli ölçüde değişir.
Örneğin, toprak Daha önce belirtildiği gibi yerçekimi 9.80665 m/s²'ye (veya 32.174 ft/s²) eşittir. Bu, bir cismin yerden yüksekte tutulursa ve bırakılırsa, serbest düşüşün her saniyesi için yaklaşık 9,8 metre hızla yüzeye doğru hızlanacağı anlamına gelir. Bu, aynı zamanda tek bir g olarak ifade edilen diğer gezegenlerdeki yerçekimini ölçmek için standarttır.
Isaac Newton'a göre evrensel yerçekimi yasası , iki cisim arasındaki çekim kuvveti matematiksel olarak şu şekilde ifade edilebilir:F = G (m¹m²/r²)- neredeFkuvvettir,m1vem2etkileşen nesnelerin kütleleridir,rkütlelerin merkezleri arasındaki uzaklık veGbu yerçekimi sabiti (6.674 × 10-onbirN m2/kilogram2).
Boyutlarına ve kütlelerine bağlı olarak, başka bir gezegendeki yerçekimi genellikle şu terimlerle ifade edilir:Gbirimlerin yanı sıra serbest düşme ivmesi oranı açısından. Öyleyse, Güneş Sistemimizin gezegenleri, Dünya'ya kıyasla yerçekimi açısından tam olarak nasıl birikiyor? Bunun gibi:
Merkür'deki Yerçekimi:
Ortalama yarıçapı yaklaşık 2.440 km ve kütlesi 3.30 × 1023kilogram, Merkür Dünya'nın yaklaşık 0.383 katı büyüklüğünde ve kütle olarak sadece 0.055'tir. Bu, Merkür'ü Güneş Sistemindeki en küçük ve en az kütleli gezegen yapar. Ancak, yüksek yoğunluğu sayesinde – sağlam 5,427 g/cm3, Dünya'nın 5.514 g/cm'sinden biraz daha düşüktür3– Merkür, 0,38'e eşdeğer olan 3,7 m/s²'lik bir yüzey ağırlığına sahiptir.G.
Merkür'deki yerçekimi anomalileri—kütle konsantrasyonları (kırmızı), yüzey altı yapısını ve evrimi gösterir. Kredi: NASA/Goddard Uzay Uçuş Merkezi/Johns Hopkins Üniversitesi/Washington Carnegie Enstitüsü
Venüs'teki Yerçekimi:
Venüs birçok yönden Dünya'ya benzer, bu yüzden genellikle 'Dünya'nın ikizi' olarak anılır. 4.6023×10 ortalama yarıçaplı8km2, 4.8675×10 kütle24kg ve 5,243 g/cm yoğunluk3, Venüs 0,9499 Dünya ile eşdeğerdir, kütle olarak 0,815 kat daha büyüktür ve kabaca 0,95 kat daha yoğundur. Bu nedenle, Venüs'teki yerçekiminin Dünya'nınkine çok yakın olması şaşırtıcı değil – 8.87 m/s2, veya 0.904G.
Ay'daki Yerçekimi:
Bu, insanoğlunun azalan yerçekiminin etkilerini bizzat test edebildiği bir astronomik cisimdir. Ortalama yarıçapı (1737 km), kütlesi (7.3477 x 10²² kg) ve yoğunluğu (3.3464 g/cm³) ve gerçekleştirdiği görevler esas alınarak yapılan hesaplamalar. Apollo astronotları , yüzey yerçekimi ay 1,62 m/s olarak ölçülmüştür2veya 0.1654 g.
Mars'taki Yerçekimi:
Mart ayrıca birçok önemli açıdan Dünya'ya benzer. Bununla birlikte, boyut, kütle ve yoğunluk söz konusu olduğunda, Mars nispeten küçüktür. Aslında, 3,389 km'lik ortalama yarıçapı, kabaca 0,53 Dünya'ya eşdeğerken, kütlesi (6,4171×10)23kg) sadece 0.107 Dünya'dır. Bu arada yoğunluğu, Dünya'nın yaklaşık 0.71'i kadardır ve nispeten mütevazı bir 3.93 g/cm³ ile gelir. Bu nedenle, Mars, 3.711 m/s²'ye ulaşan Dünya'nın yerçekiminin 0.38 katına sahiptir.
Mars Yerçekimi Modeli 2011, Mars yüzeyindeki yerçekimi ivmelerinin varyasyonlarını gösteriyor. Kredi bilgileri: geodesy.curtin.edu.au
Jüpiter'deki Yerçekimi:
Jüpiter Güneş Sistemindeki en büyük ve en büyük gezegendir. 69.911 ± 6 km'deki ortalama yarıçapı, onu Dünya'nın 10.97 katı yapar, kütlesi ise (1.8986×10)27kg), 317.8 Toprak'a eşdeğerdir. Ancak bir gaz devi olan Jüpiter, doğal olarak Dünya'dan ve diğer karasal gezegenlerden daha az yoğundur ve ortalama yoğunluğu 1,326 g/cm'dir.3.
Dahası, bir gaz devi olan Jüpiter'in gerçek bir yüzeyi yoktur. Üzerinde duracak olsaydı, sonunda (teorize edilmiş) katı çekirdeğine ulaşana kadar batarlardı. Sonuç olarak, Jüpiter'in yüzey yerçekimi (bulutların tepesindeki yerçekimi kuvveti olarak tanımlanır), 24.79 m/s veya 2.528 g'dır.
Satürn'deki Yerçekimi:
Jüpiter gibi, Satürn Dünya'dan önemli ölçüde daha büyük ve daha kütleli, ancak çok daha az yoğun olan devasa bir gaz devidir. Kısacası, ortalama yarıçapı 58232±6 km (9,13 Dünya), kütlesi ise 5,6846×1026kg (kütlenin 95,15 katı) ve 0,687 g/cm yoğunluğa sahiptir3. Sonuç olarak, yüzey yerçekimi (yine bulutlarının tepesinden ölçülen), 10.44 m/s² (veya 1.065 g) olan Dünya'nınkinden biraz daha fazladır.
Uranüs'teki Yerçekimi:
Ortalama 25.360 km yarıçaplı ve 8.68 × 10 kütleli25kilogram, Uranüs Dünya'nın yaklaşık 4 katı büyüklüğünde ve 14,536 katı büyüklüğündedir. Ancak bir gaz devi olarak yoğunluğu (1,27 g/cm2)3) Dünya'nınkinden önemli ölçüde düşüktür. Bu nedenle, yüzey yerçekimi (bulut tepelerinden ölçüldüğünde) Dünya'nınkinden biraz daha zayıf - 8.69 m/s2veya 0.886 g.
Neptün'deki Yerçekimi:
Ortalama 24.622 ± 19 km yarıçaplı ve 1.0243×10 kütleli26kilogram, Neptün Güneş Sistemi'ndeki dördüncü en büyük gezegendir. Tümüyle, Dünya'nın 3.86 katı ve 17 katı büyüklüğündedir. Ancak bir gaz devi olduğu için 1.638 g/cm'lik düşük bir yoğunluğa sahiptir.3. Tüm bunlar, 11,15 m/s'lik bir yüzey yerçekimi için çalışır2(veya 1.14 g), yine Neptün'ün bulut tepelerinde ölçülür.
Sonuç olarak, yerçekimi burada Güneş Sistemi'nde Merkür ve Mars'ta 0,38 g'dan Jüpiter'in bulutlarının üstünde güçlü 2.528 g'ye kadar değişen bir gamı yönetir. Ve Ay'da, astronotlar cesaret ettiyse, çok hafif 0.1654 g'dır, bu da neredeyse ağırlıksız bazı eğlenceli deneylere izin verir!
Sıfır yerçekiminin insan vücudu üzerindeki etkisini anlamak, özellikle yörüngede ve Uluslararası Uzay İstasyonunda uzun süreli görevler söz konusu olduğunda, uzay yolculuğu için çok önemli olmuştur. Önümüzdeki yıllarda, derin uzay görevlerine astronot göndermeye başladığımızda, nasıl simüle edileceğini bilmek çok işimize yarayacak.
Ve elbette, diğer gezegenlerde ne kadar güçlü olduğunu bilmek, oradaki insanlı görevler (ve hatta belki de yerleşim) için gerekli olacaktır. İnsanlığın 1 g'lık bir ortamda evrimleştiği göz önüne alındığında, yerçekiminin yalnızca bir kısmına sahip olan gezegenlerde nasıl ilerleyeceğimizi bilmek, yaşam ve ölüm arasındaki fark anlamına gelebilir.
Universe Today'de yerçekimi hakkında birçok ilginç makale yazdık. işte Yerçekimi Ne Kadar Hızlı? , Yerçekimi Nereden Geliyor? ve Yerçekiminin (Sadece) Bir Kuvvet Olmadığını Nasıl Biliyoruz? .
ve işte Yapay Yerçekimi Yapabilir miyiz? ve “Ürkütücü Aksiyon” Yerçekimini Tanımlıyor mu?
Daha fazla bilgi için NASA'nın başlıklı sayfasına bakın. “Yerçekiminin Sürekli Çekişi” ve Newton'un yerçekimi yasası .
Astronomy Cast'ın ayrıca başlıklı bir bölümü var. Bölüm 102: Yerçekimi .