Dünya’nın Günü Neden 24 Saat Uzunluğunda? Astrofizikçilerden Yeni Buluşlar!
Gün neden 24 saat uzunluğunda? Astrofizikçiler, Dünya’nın gününün bir milyar yıldan fazla bir süredir neden 19,5 saatte sabit kaldığını ortaya çıkardı.
Toronto Üniversitesi’nden (U of T) astrofizikçilerden oluşan bir ekip, Ay’daki gelgitler nedeniyle Dünya’nın gününün yavaş ve istikrarlı bir şekilde uzamasının bir milyar yıldan fazla bir süredir durduğunu ortaya çıkardı.
Yaklaşık 2 milyar ila 600 milyon yıl önce, Güneş’in neden olduğu atmosferik gelgitlerin Ay’ın etkisine karşı koyarak Dünya’nın dönüş hızını sabit tuttuğu ve günün uzunluğunu 19,5 saatte sabitlediği ortaya çıktı.
Dünya’nın dönüşündeki bu milyar yıllık yavaşlama olmasaydı, mevcut 24 saatlik gün 60 saatten daha uzun olacaktı.
‘Gün neden 24 saat uzun; Dünya’nın atmosferik ısı gelgitlerinin tarihi, bileşimi ve ortalama sıcaklığı’ başlıklı çalışma bugün Science Advances dergisinde yayımlandı. Bilim insanları jeolojik kanıtlara dayanan atmosferik araştırma araçlarını kullanarak Güneş ve Ay arasındaki gelgit çıkmazının atmosferik sıcaklık ve Dünya’nın dönüş hızı arasındaki tesadüfi ama çok önemli bir bağlantıdan kaynaklandığını gösteriyor.
Makalenin yazarları arasında Kanada Teorik Astrofizik Enstitüsü’nde (CITA) teorik astrofizikçi Norman Murray; CITA ve U of T Fizik Bölümü’nde yüksek lisans öğrencisi Hanbo Wu; Toronto Üniversitesi, Scarborough Astronomi ve Astrofizik Bölümü ile Fizik ve Çevre Bilimleri Bölümü’nden David A. Dunlap yer alıyor. Kristen Menou; Laboratoire d’astrophysique de Bordeaux’da eski bir CITA doktora sonrası araştırmacısı olan Jeremy Laconte; ve U of T Fizik Bölümü’nden Christopher Lee.
Ay yaklaşık 4,5 milyar yıl önce ilk oluştuğunda, bir günün uzunluğu 10 saatten azdı. Ancak o zamandan bu yana Ay’ın çekim gücü Dünya’nın dönüşünü yavaşlatarak günlerin giderek uzamasına neden oldu. Günümüzde gün, her yüzyılda yaklaşık 1,7 milisaniye oranında uzamaktadır.
Ay, Dünya’nın okyanuslarını çekerek Dünya’nın dönüşünü yavaşlatır ve gezegenin diğer tarafında yüksek ve alçak gelgitler olarak deneyimlediğimiz gelgitler yaratır. Ay’ın yerçekimi, gelgitler ve deniz tabanının sürtünmesi Dünya’nın dönüşünde bir fren görevi görür.
Murray, “Güneş ışınları da benzer şişkinliklere sahip atmosferik gelgitler yaratır” diyor. ‘Güneş’in yerçekimi bu atmosferik çıkıntıları çekerek Dünya üzerinde bir tork yaratır. Ancak Ay gibi Dünya’nın dönüşünü yavaşlatmak yerine hızlandırır’. “
Dünya’nın jeolojik tarihinin büyük bir bölümünde Ay’ın gelgitleri Güneş’inkileri yaklaşık on kat aşmış, bu da Dünya’nın dönüşünü yavaşlatmış ve günü uzatmıştır.
Ancak, yaklaşık 2 milyar yıl önce, atmosfer daha sıcak hale geldiği ve doğal rezonansı (dalgaların atmosferde hareket ettiği frekans) günün uzunluğuyla eşleştiği için atmosferik şişkinlik daha büyük hale geldi.
Atmosfer, tıpkı bir çan gibi, sıcaklık da dahil olmak üzere çeşitli faktörler tarafından belirlenen bir frekansta rezonansa girer. Başka bir deyişle, 1883 yılında Endonezya’daki Krakatoa yanardağının büyük patlamasıyla oluşan dalgalar gibi dalgalar, sıcaklıklarına göre belirlenen bir hızda hareket eder. Aynı prensip, sabit sıcaklıktaki bir çanın neden her zaman aynı notayı çaldığını da açıklar.
Dünya tarihinin büyük bir bölümünde, bu atmosferik rezonans Dünya’nın dönüş hızıyla senkronize değildi. Bu rezonans ve Dünya’nın 24 saatlik dönüş periyodu senkronize olmadığından, atmosferik gelgitler nispeten küçüktür.
Ancak, incelenen milyar yıllık dönem boyunca atmosfer daha sıcaktı ve yaklaşık 10 saatlik bir periyotla rezonansa giriyordu. Ayrıca, bu dönemin başında, Ay tarafından yavaşlatılan Dünya’nın dönüşü 20 saatlik bir periyoda ulaşmıştır.
Atmosferik rezonans ve günün uzunluğu 10 ve 20 saatlik eşit faktörlere ulaştığında, atmosferik gelgitler yoğunlaştı, şişkinlik büyüdü ve Güneş’in gelgit kuvveti o kadar güçlü hale geldi ki Ay’ın gelgitlerini iptal etti.
“Bu bir çocuğu salıncakta itmeye benziyor” diyor Murray. ‘Eğer itişiniz ve salıncağın sallanma süresi senkronize değilse, o zaman salıncak çok yükseğe çıkmayacaktır. Ancak senkronize olurlarsa ve salıncak hareketinin sonuna geldiğinde iterseniz, bu itme salıncağın momentumunu artıracak ve salıncak daha da yükseğe çıkacaktır. Atmosferik rezonans ve gelgitlerde olan da budur”.
Murray ve meslektaşları, jeolojik kanıtların yanı sıra, bu dönemde atmosferin sıcaklığını tahmin etmek için küresel atmosferik dolaşım modellerini (GCM’ler) kullanarak sonuçlara ulaştılar GCM’ler, iklimbilimcilerin küresel ısınmayı incelemek için kullandıkları modellerle aynıdır. Murray’e göre, bu modellerin ekibin çalışmasında iyi sonuç vermesi tam zamanında alınmış bir ders.
Murray, “İklim değişikliği konusunda şüpheci olan ve bir iklim krizi içinde olduğumuzu söyleyen küresel dolaşım modellerine inanmayan insanlarla konuştum” diyor. “Ben de onlara ‘Araştırmalarımızda bu küresel dolaşım modelini kullanıyoruz ve bu doğru’ diyorum. Diyorlar.
Jeolojik tarihten çok uzak olmasına rağmen, sonuçlar iklim krizine yeni bir bakış açısı katıyor. Atmosferik rezonanslar sıcaklığa göre değiştiğinden, Murray ısınan atmosferin bu gelgit kararsızlığını etkileyebileceğine dikkat çekiyor.
‘Küresel ısınma Dünya’nın sıcaklığını arttırdıkça rezonans frekansı da yükseliyor. Bu da güneşten gelen torkun azalmasına ve gün uzunluklarının kısalmasına yol açıyor’.
Derleyen: Deniz KAFKAS
Kaynak: Dünya’nın Günü Neden 24 Saat Uzunluğunda? Astrofizikçilerden Yeni Buluşlar!
Dünya’nın iç Çekirdeği Pürüzsüz Bir Küre Değildir: Dokuludur
Dünya’nın Günü Neden 24 Saat Uzunluğunda? Astrofizikçilerden Yeni Buluşlar!