Ay Tek Taraftaysa Deniz Neden İki Tarafta Kabarıyor?

Bir Ay, İki Kabarma

Ay burada. Peki öbür taraf neden kabarıyor? Ama bu şeklin arkasındaki çekim farkı gerçektir. Birazdan aynı iskele basamağındaki suyu izleyeceğiz. Önce Kanada'daki şu körfeze bakın: Su çekilince bir kıyı ortaya çıkıyor.

Şimdi tahmin edin: Uzak taraftaki su da Ay'a doğru çekiliyor mu? Yoksa Ay'dan uzaklaştığı için mi kabarıyor? Cevap: O su da Ay'a çekiliyor. Karalar, evler ve Dünya'nın merkezi de. Okların hepsi Ay'a bakıyor. Geçen bölümün sonunda bıraktığımız bilmeceyi çözmek için, yönlerinden çok uzunluklarına dikkat etmeniz gerekiyor.

Çekim Değil, Çekim Farkı

Çekim uzaklaştıkça azalır. Ay'a yakın yüzey daha güçlü çekilir. Merkez daha az, uzak yüzey en az. Düşüncemizde üç test parçası bırakalım. Bunlar yakın yüzeyi, merkezi ve uzak yüzeyi temsil etsin. Hepsi Ay'a doğru hızlanıyor. Yakındaki daha çok, uzaktaki daha az hızlanıyor. Ortadaki parçanın yanında giderseniz ne görürsünüz?

Kamerayı merkezle birlikte hareket ettirelim. Yakındaki parça öne geçiyor. Uzaktaki geride kalıyor. Merkezden bakınca iki yana ayrılıyorlar. Ay uzaktaki suyu dışarı itmiyor. Merkezi sudan daha güçlü çekiyor. Uzak kabarma anlaşılır. Bu parçalar gerçek okyanusun davranışını göstermez. Ama temel bilmeceyi çözer. Peki neden bazı kıyılarda tek yükselme görüyoruz?

Bastığınız Yer de Esniyor

Bu soruyu kıyılara dönünce çözeceğiz. Önce ayaklarınızın altına bakın. Üstelik yalnızca su değil, bastığınız yer de esniyor. Dünya kusursuz sert değildir. Ay ve Güneş, karayı da birkaç on santimetre yükseltip alçaltabilir. Genellikle hissetmezsiniz, çünkü çevreniz birlikte hareket eder. Yerdeki çizgiyi büyüterek gösteriyoruz. Gerçek hareket gözle görülebilen sallanma değildir.

Bir Kıyıyı Takip Edelim

Denize dönelim. Çekim farkı Dünya'yı Ay doğrultusunda gerer. Yan bölgelerdeyse merkeze doğru sıkıştırır. Etkinin iki ucunu görürüz. Şimdi her tarafı eşit derinlikte okyanusla kaplı bir Dünya düşünün. Kıtalar yok. Suyun uyum sağlayabildiği bu basit model, iki kabarma verir. Ancak kıyınızın saatini söylemez. Hesapta coğrafya da gerekir.

Şimdi aynı iskeleye dönelim. Turuncu nokta kıyınız olsun. Dünya döndükçe nokta, Ay doğrultusundaki kabarma düzeninin içinden geçiyor. Yüksek bölge, ardından alçak bölge. İkinci yüksek bölge. Çoğu yerde günde iki yüksek su görmemizin temeli budur. İskele basamağı suyun altında. Bunlar Dünya'ya yapışmış iki dev dalga değil; modelimiz basitleştirilmiş.

İki yükselmenin arası tam on iki saat değildir. Çünkü Dünya dönerken Ay da ilerler. Kıyı ona yetişmelidir. Kıyının yeniden Ay yönüne dönmesi yaklaşık yirmi dört saat elli dakika sürer. Buna Ay günü denir. Yarım günlük düzende iki yüksek su arası yaklaşık on iki saat yirmi beş dakikadır. Bu, evrensel değildir.

Güneş Daha Güçlü Çekiyorsa?

Ama bekleyin: Güneş de çekiyor. Sizce gelgitte hangisi daha etkili: Ay mı, Güneş mi? Önce cevabınızı seçin. Dünya'yı daha güçlü çeken Güneş'tir. Fakat gelgitte Ay öndedir. Güneş'in gelgit etkisi Ay'ınkinin yaklaşık yüzde kırk altısıdır. Güneş çok uzaktadır. Dünya'nın iki tarafındaki çekimi birbirine benzerdir. Büyük çekim değil, büyük çekim farkı daha etkiliydi.

Yeniayda Ay ve Güneş, Dünya'dan bakınca aynı yöndedir. Dolunaydaysa karşılıklı taraflardadır. İkisinde aynı doğrultuyu gererler; etkileri güçlenir. Yüksek ve alçak su arasındaki fark büyür. Dolunayda Ay öteki tarafta diye etki kaybolmaz. Tam tutulma gerekmez; yaklaşık hizalanmadan söz ediyoruz. Aynı iskelenin basamağı, bu dönemlerde daha geniş seviye değişimleri görebilir.

Peki Ay yarım görünürken ne değişir? Güneş ve Ay, Dünya'dan yaklaşık dik yönlerde görünür. Gerilme doğrultuları farklıdır. Etkiler birbirini kısmen azaltır. Yüksek ve alçak su arasındaki fark küçülür. Gelgit tamamen durmaz. Şu basamak çevresindeki değişim daralır. Ancak gerçek kıyıda en büyük fark, hizalanmayla aynı anda gerçekleşmek zorunda değildir.

Gerçek Kıyılar Neden Farklı?

Açık bıraktığımız soruya geldik: Neden bazı kıyılarda tek yükselme var? Çünkü okyanus, düşünce deneyimizdeki su kabuğu değildir. Kıtalar yolunu keser. Derinlik, havza şekli ve Dünya'nın dönüşü suyun tepkisini değiştirir. Ay'ın ekvatora göre konumu önemlidir. Bazı kıyılarda günde tek yüksek su, bazılarında farklı boyda iki yükselme görülür.

Aynı çekim farkı nasıl yerel yükselmeye dönüşebilir? Bir salıncağı düşünün. Küçük itişler, doğru zamanda gelirse hareket büyür. Bazı körfezlerde suyun doğal sallanma süresi, gelgitin zorlamasına uygundur. İtişler birbirini büyütür. Bu zamanlama uyumuna rezonans denir. Körfezin daralan şekli de suyu yoğunlaştırabilir. İlk dakikada gördüğünüz Fundy Körfezi'ne dönelim.

Kanada'daki Fundy Körfezi'nde gelgit farkı yaklaşık on altı metreye ulaşabilir. Bir apartmanın birkaç katı kadar. Yerel büyütme. Bütün okyanus bu kadar yükselmiyor. Üstelik bütün körfezde her gün aynı fark görülmüyor. Kıyının iki hâlini karşılaştırın. Alçak suda görünen zemin, yüksek suda kayboluyor. Dalganın geçişi değil; saatler boyunca değişen seviye.

Bizim Kıyılarda Neden Küçük?

Bizim kıyılarda neden çoğu zaman daha az fark ediyoruz? Akdeniz'de çoğu yerde gelgit farkı birkaç on santimetredir. İstisnalar vardır; her liman aynı değildir. Aynı iskele basamağında küçük değişim görseniz, gelgit yok sanmayın. Dalgalar, rüzgâr ve hava basıncı da su seviyesini değiştirir. Bunları gelgitle karıştırmayın. Güvenlik için yerel tahminleri kullanın.

Ay Dünya'yı Yavaşlatıyor

Ama bekleyin: Bu hareketin enerjisi nereden geliyor? Gelgit sürtünmesi Dünya'nın dönüşünden enerji alır. Bir bölümü ısıya dönüşür. Dünya'nın dönüşü uzun vadede yavaşlar. Gelgitin gün uzunluğuna katkısı, yüzyılda kabaca iki milisaniyelik uzamadır. Göz kırpmasından kısa. Bu sabit bir kural değil. Başka süreçler de gün uzunluğunu değiştirir. Küçük etki, uzun zamanlarda önem kazanır.

Ay Uzaklaşıyor

Son sürpriz: Ay her yıl yaklaşık üç virgül sekiz santimetre uzaklaşıyor. Cetvelde küçük görünüyor. Bütün Ay uzaklaşıyor! Dünya'nın dönüş hareketinin bir kısmı Ay'ın yörünge hareketine aktarılır. Ay daha uzak bir yörüngeye çıkar. Nasıl biliyoruz? Apollo astronotlarının bıraktığı lazer yansıtıcıları sayesinde. Ay'a ışık gönderiyoruz. Işığın gelme süresiyle uzaklığı ölçüyoruz. Sonucu yıllarca karşılaştırıyoruz.

Bu, Ay'ın fotoğraflarda küçülmesini beklemekten daha hassas bir yöntem. Şu yansıtıcı, gönderilen ışığı geldiği yöne geri yollar. Ölçüm için güçlü lazerler ve hassas zamanlama gerekir. Üç virgül sekiz santimetre, günümüzde ölçülen uzaklaşma hızıdır. Geçmişin tamamına oranı uygulayamayız. Dünya ve Ay'ın ilişkisi değişir.

Ay da Dönüyor

Peki aynı etki, Ay'ın hep aynı yüzünü göstermesini açıklayabilir mi? Evet. Dünya'nın çekimi geçmişte Ay'ı esnetip yavaşlattı. Dönüş süresi, Dünya çevresindeki dolanma süresine eşitlendi. Ay dönmüyor değil; zamanında dönüyor. Buna eş zamanlı dönüş denir. Arkadaşınızın çevresinde hep ona bakarak yürüyün. Tur bitince siz de dönmüş olursunuz.

İki Kabarma, Tek Neden

Tahmininize dönün: Uzaktaki su Ay'a çekiliyordu. İki kabarma, iki Ay gerektirmiyor. Aynı çekim farkının iki ucunu görüyorsunuz. Yakın taraf merkeze göre öne geçiyor; uzak taraf geride kalıyor. Gerçek kıyının davranışınıysa coğrafya değiştiriyor. Peki Güneş aynı kütlede bir kara deliğe dönüşse Dünya yutulur mu? Muhteşem Fizik'in sonraki bölümünde soruyu araştıracağız.