Neden gezegen ve yıldızlar küre şeklindedir?

Yıldızlar Neden Küre Şeklindedir ?

Resim : Yıldızlar Neden Küre Şeklindedir ?

Bunun cevabı en temelde, büyük cisimlerde yer çekimi yasasının tek etkin kuvvet olması ve bu yasanın küresel simetriye sahip olmasıdır. Eğer fizikçi ya da matematikçi değilseniz bu açıklama size anlaşılmaz gelmiş olabilir. Bu cümleyi daha iyi anlamaya çalışalım.

Eğer herhangi bir küçük cismi alırsak, bu cisme istediğimiz şekli verebiliriz. Bunun temel sebebi küçük cisimlerde yer çekimi kuvvetinin pek fazla etkili olamamasıdır. Bu boyutlarda, yerçekimi dışındaki kuvvetler (mekanik yani statik elektrik kuvvetleri) de etkilidirler. Bu yüzdendir ki biz insanlar, asteroitler, arabalarımız vs gibi küçük cisimler istedikleri şekillerde olabilirler.

Ancak cisimler büyüdükçe yerçekiminin önemi artar. Köpek kulübesi yaparken, kulübenin temelinin güçlü olması önemli değildir, zira yerçekimi bu kulübeyi kolay kolay yıkamaz. Tahtanın mekanik kuvveti, yerçekimini kolayca yendiği içindir ki temele fazla dikkat etmeyiz. Ancak 100 katlı bir bina inşa edersek, bırakın tahtayı, betonun bile mekanik kuvveti yerçekimi kuvvetini kolay kolay yenmeye yetmez. Bu büyük ölçülerde temeli çok sağlam yapmak çok önemlidir bu yüzden, yoksa yerçekimi kısa sürede binayı paramparça eder. Eğer bu durumu abartır, 100 000 katlı bir bina yapmaya kalkarsanız, temeli ne kadar sağlam çelikle yaparsanız yapın, fayda etmez, yerçekimini bu boyutta yenebilecek hiçbir mekanik kuvvet yoktur. Kısa sürede binanız yerle bir olacaktır. Dolayısı ile yıldızlar ve bizim gezegen gibi ağır cisimlerde, yüzeyinden fazla yükseğe ulaşacak bir cisim inşa etmek mümkün değildir.

Şimdi sorumuza dönelim. Yıldızlar çoğunlukla gaz ve tozdan oluşurlar. Bu gaz ve toz başta istediği şekle sahip olabilir. Ancak zamanla bu cisim kaçınılmaz bir biçimde küreye dönüşecektir. Neden mi? Var sayalım ki yıldız küp şeklinde olsun. Küpün kenarları, küpün yüzeylerinden epey yüksek olacaklardır. Bu kenarları gazdan ve tozdan yapılmış yüksek binalar gibi düşünebiliriz yani. Yukarda da değindiğimiz gibi bu binanın ayakta kalma şansı yoktur, er ya da geç bina yıkılacaktır. Dolayısı ile uçlar merkeze doğru düşmeye başlayacak, yüzeyden fazla yüksek nokta kalmayana kadar da bu süreç devam edecektir. Yüzeyinin bir noktası diğerinden yüksek olmayan ise tek cisim küredir. Küre yüzeyindeki her nokta merkezden eşit mesafededir. Bundan dolayıdır ki, gaz gibi mekanik olarak zayıf bir malzemeden yapılmış yıldız er ya da geç küresel şekle gelecektir. Aynı durum gezegenler için de geçerlidir. Onlar da benzer süreçlerle er ya da geç küresel şekli alacaklardır. Tabi gezegenler katı maddelerden yapıldıkları için, onların yüzeyinde, dağ olarak adlandırdığımız, kürsel yapıyı bozan ufak şekiller oluşabilir. Ancak bu şekillerin yüksekliği, cismin yarıçapının binde birini bile bulamamaktadır. (en yüksek tepe Everest kabaca dünya yarıçapının 1400 de birine tekabül etmektedir, bundan dolayı dünyamız uzaydan epey küresel gözükmektedir). Gezegen büyüdükçe onda oluşacak dağların yüksekliği de küçülecek, cisim küreye daha fazla yaklaşacaktır.

Ancak dünyamız da yıldızlar da tam olarak kürsel değildir. Üst kısımları (kutup kısımları), ekvatora kıyasla daha batıktırlar.  Bunun nedeni cisimlerin kendi etrafında dönmesidir. Dönmenin etkisi ile cisimlerin ekvator kısımları biraz daha dışarı kaymaktadır. Kendi ekseni etrafında dönme hızı arttıkça bu çıkıklık daha fazla artar. Mesela güneşimiz fazla hızlı dönmediği için, dünyadaki insan yapımı bütün kürelerden (silikon mikro küreler hariç) daha mükemmel bir küredir. Güneşin ekvatoru kutuplara göre sadece 10 kilometre çıkıktır, bu ise 1.4 milyon kilometre yarı çapla kıyaslandığı zaman çok küçük bir rakamdır. Diğer taraftan, çok hızlı bir biçimde dönen Kartal takım yıldızının en parlak takım yıldızı Altair yıldız belirgin bir biçimde oval şekle sahiptir. Bu yıldızın yarıçapı kutuplarda güneşimizin yarıçapının 1.63 katı iken, ekvatorunda güneşimizin 2.03 katıdır! Bu yıldız kabaca şöyle gözükmektedir:

Gezegenler Neden Küre Şeklindedir ?

Resim : Gezegenler Neden Küre Şeklindedir ?

4 Comments