200 yıldan uzun süre önce Dünya'yı 'tartmak' için deney yapıldı

1798 yılında bilim adamı Henry Cavendish, karanlık ve kapalı bir odada kürelerle deneyler yaptı ve Dünya'nın yaklaşık yoğunluğunu hesapladı.

Dünya ve Ay. Fotoğraf: NASA — Dünya ve Ay. Fotoğraf: *NASA*

1600'lerin sonlarında bilim insanı Isaac Newton evrensel kütle çekim yasasını ortaya attı: Evrendeki her parçacık, diğer parçacıkları, kütleleri (M) ve nesnelerin merkezleri arasındaki uzaklığın karesi (R) tarafından belirlenen bir kuvvetle (F) çeker. G kütle çekim sabiti olduğundan, bu yasanın denklemi şu şekildedir: F = G(M1xM2/ ^R2 ).

Dolayısıyla, nesnelerden birinin kütlesi ve denklemdeki diğer bilgiler biliniyorsa, ikinci nesnenin kütlesi hesaplanabilir. Kütlesi bilinen bir kişi, Dünya'nın merkezinden ne kadar uzakta olduğunu biliyorsa, Dünya'nın kütlesini hesaplayabilir. Sorun şu ki, Newton zamanında bilim insanları henüz G'yi belirleyememişti, bu nedenle Dünya'yı tartmak imkânsızdı.

Dünya'nın kütlesini ve yoğunluğunu bilmek, gökbilimciler için son derece faydalı olacaktır çünkü Güneş Sistemi'ndeki diğer nesnelerin kütlelerini ve yoğunluklarını hesaplamalarına yardımcı olacaktır. Londra Kraliyet Cemiyeti, 1772'de bu konuyu incelemek üzere "Yerçekimi Komitesi"ni kurdu.

1774 yılında bir grup uzman, İskoçya'daki Schiehallion Dağı'nı kullanarak Dünya'nın ortalama yoğunluğunu ölçmeye çalıştı. Schiehallion'un devasa kütlesinin sarkaçları kendisine doğru çektiğini gösterdiler. Bu nedenle, sarkaç hareketini ölçüp dağı inceleyerek Dünya'nın yoğunluğunu hesapladılar. Ancak bu ölçüm çok doğru değildi.

Bilim insanı Henry Cavendish ve Dünya'yı tartma deneyinin çizimi. Fotoğraf: Wikimedia — Bilim insanı Henry Cavendish ve deney setinin Dünya'yı "tarttığı" bir illüstrasyon. Fotoğraf: *Wikimedia*

Jeolog Rahip John Michell da Dünya'nın kütlesini incelemiş, ancak ölümünden önce tamamlayamamıştır. İngiliz bilim insanı Henry Cavendish ise deneyi gerçekleştirmek için Michell'in ekipmanlarını kullanmıştır.

183 cm uzunluğundaki bir tahta çubuğun uçlarına 5 cm genişliğinde kurşun küreler bağlanmış büyük bir dambıl yaptı. Tahta çubuk, ortasından bir ipe asılıydı ve serbestçe dönebiliyordu. Ardından, her biri 159 kg ağırlığında, 30 cm genişliğinde iki kurşun küreye sahip ikinci bir dambıl, ilk dambılın yanına getirildi; böylece büyük küreler küçük küreleri çekerek asılı çubuğa hafif bir kuvvet uyguladı. Cavendish, çubuğun salınımını saatlerce izledi.

Küreler arasındaki kütleçekim kuvveti o kadar zayıftı ki, en ufak bir hava akımı bile hassas deneyi mahvedebilirdi. Cavendish, cihazı dışarıdaki hava akımlarından korumak için kapalı bir bölmeye yerleştirdi. Deneyi bir pencereden gözlemlemek için bir teleskop kullandı ve ağırlıkları dışarıdan hareket ettirmek için bir makara sistemi kurdu. Odanın farklı bölümleri arasındaki sıcaklık farklarının deneyi etkilemesini önlemek için oda karanlık tutuldu.

Cavendish, Haziran 1798'de "Dünyanın Yoğunluğunun Belirlenmesi Üzerine Bir Deney" başlıklı çalışmasında sonuçlarını Transactions of the Royal Society dergisinde yayınladı. Dünya'nın yoğunluğunun suyun yoğunluğunun 5,48 katı, yani 5,48 g/cm3 olduğunu, bunun da günümüzdeki 5,51 g/cm3 değerine oldukça yakın olduğunu ileri sürdü.

Cavendish'in deneyi, yalnızca Dünya'nın yoğunluğunu ve kütlesini (5,974 katrilyon kilogram olarak tahmin edilmektedir) ölçmek için değil, aynı zamanda Newton'un evrensel kütleçekim yasasının Güneş Sistemi ölçeğinden çok daha küçük ölçeklerde de geçerli olduğunu göstermek için de önemliydi. 19. yüzyılın sonlarından bu yana, Cavendish deneyinin geliştirilmiş versiyonları G'yi belirlemek için kullanılmaktadır.

Thu Thao ( IFL Science , APS'ye göre)

[reklam_2]
Kaynak bağlantısı