Gezegenler Neden Küreseldir?

Güneş sistemimizdeki her gezegenin, cüce gezegenin, ayın ve tek yıldızımızın küresel olduğunu biliyor ve bunu hiç garipsemiyoruz. Hiç, durup neden sorusunu yöneltmiyoruz. Aslında, oturup düşünüldüğü vakit, evrenin en temel dinamiklerine yönelecek, hoş bir konu olduğunun farkına varamıyoruz. Bugün, farkına varamadığımız bu konuyu, oturup düşünmeye vakit ayırmadığımız harika bir mekaniği anlamakla uğraşacağız, gezegenlerin, neden küresel olduğunu… Bu sorunun cevabı, evrenin iki en temel davranışından geçiyor; denklik ve simetri. Evren, enerjiyi ve kütleyi eşit dağıtarak stabilize olmayı hedefleyen bir yapıya sahip. Eşitlenmeyen sistemler, sürekli bozunuma doğru gitmektedirler. İnşa ettiğimiz sistemlerin, her türlü basınç, sürtünme gibi kuvvetler tarafından eşitlenmesini amaçlamaktayız. Aksi takdirde, inşa edilen sistem çökecektir. Atomlar dahi aynı prensibe uymaya özen göstermektedir. En düşük enerji seviyesinde bulunmaya çalışırlar. Elektronlar en düşük enerji seviyesinde yörünge almaya meyillidirler.

Kütle ve kütle çekimi de aynı prensip ile çalışmaktadır. Kütle çekimi, kütle doğası gereği, cisimin merkezine doğru olan çekim kuvvetidir. Merkez itibari ile, cismin her türlü köşesine dağılır ve cismin madde yapısını, kendi çekim kuvveti ile bir arada tutar. Kütle çekimi, kütle ile orantılı bir değişkendir. Bu yüzden, küçük gök taşları, şekilsizdirler. Kütle çekimi, ezici bir rol oynamamaktadır. Fakat, kütle arttıkça sistemdeki dengesizlik stresi de artacak ve şekil değiştirmeye başlayacaktır. Kütle çekimi, simetri gereği kütlenin her noktasına eşit dağılma eğilimine geçecektir. Maddenin, üç boyutlu evrende şekillendiğini göz önünde bulundurursak eğer, neden küresel şekle girmek istediğini daha iyi kavrayabiliriz. Küre, her türlü eksende çevrilse dahi aynı formu korumaya devam eder. Küre için x, y, ve z eksenleri bir değişken yaratmaz. Kürenin merkezinden yüzeyine her uzunluk ( r ) eşittir. Simetri açısından küre, bu nedenlerden dolayı büyük kütlelilerin dönüşmeye çalıştığı formdur.

Denklik, simetrinin hedeflediği formda, kütlenin nasıl dönüştüğünü anlatacak kısımdır. Gezegenler, tamamen katı bir taştan oluşmazlar. Hareket edebilecek ve belli birimlere bölünebilecek toprak, kum gibi materyaller de bulundururlar. Mesela, benim bulunduğum apartman, bir toprak kütlesi üzerinde dikili durmaktadır. O kütle, bir başka kütlenin daha üzerinde durmaktadır ve bir basınç oluşturur, apartmanı taşıyan kütleyi taşıyan kütle, bir başka kütle üzerinde daha bulunmaktadır vesaire, vesaire…bu üst üste binmeler, Dünya’nın çekimsel merkezine kadar devam etmektedir. Bu kütleler, iki ezici kuvvet altında eşitlenmek zorundadırlar, basınç ( P ) ve kütle çekimi ( g ). Basınç, bir üst kütleden, alt kütleye uygulanan dış kuvvettir, kütle çekimi ise bu iki kütleyi aşağı çeker. Bu dış ve aşağı kuvvetler, zıt yönlerde olduğu için, birbirlerini nötralize ederler. Bir cisme, iki zıt vektörden uygulanan F kuvvetleri gibi düşünebiliriz bu etkiyi, şimdilik. Kuvvetler, doğudan 5 N, batıdan 5 N şeklindeyse, cisim (sabit ise) sabit kalmaya devam eder. Fnet, sıfırdır çünkü. Pekala, aklınıza hemen şu soru gelmiş olabilir, “Dünya tam küre değil ki, ekvatordan geniş, o nasıl oluyor?”. Dünya ekvatordan geniş, pekala bu etki, bahsettiğim basınç dinamiğinden dolayı değil. Ekvatora daha fazla kütle eklersek neler olacağından bahsettikten sonra, Dünya’yı geoit yapan etkenlere girişmek istiyorum.

Ekvatora fazladan kütle eklersek, Dünya’nın çekimsel merkezine doğru giden kütle bindirmelerinin sayısı artar. Basınç (katı basıncı), ağırlığın kişiliğinden gerçekleştiği üzere, dikey bindirmeler kütle çekimi ile yine nötralize olur. Lakin, basınç her yöne yapılan bir kuvvettir. Önceki paragrafta bunu işin içerisine katmadık çünkü, ihtiyacımız yoktu. Şu anda ise, önemli bir faktör. Kütleler, yanındaki kütlelere de basınç bindirerek stres yaratır. Dünya’nın kendi formunun şekillendirdiği, yani eşlediği kütleden fazla, ek olarak biz ekvatora kütle yüklediğimiz için bu stres, stabilize olmaz. Her yöne uygulanan bir kuvvet olduğu için de, bu kütleler yüzeye tutunamaz ve eski forma dönene kadar, Dünya’nın yüzeyini terkederler.
O zaman, nasıl oluyor da ekvator daha geniş? O toprakların da Dünya’yı terketmesi gerekmez mi? Hayır, çünkü başka faktörlerle bu yayılım eşitlenmektedir! Ekvatorun yayvan olması, kutupların basıklığından dolayıdır. Bu ezilme de, Dünya’nın açısal momentumundan kaynaklanır. Dünya, kendi etrafında dönüyor ve bunun sayesinde gece gündüzü yaşatıyor. Bu dönüş, merkezkaç kuvvetini de dahil ederek, kütleyi disket formatına iter.

Galaksiler, bu açısal momentumun kütlenin kendi çekimine dominant olması ile gösterilecek örneklerden sayılabilir. Kütleler, mekana o kadar yayılmıştırlar ki, kendi merkezcil çekimini besleyemiyor ve spin kuvveti ile disk formuna yayılıyorlar. Bu formun kendi kütlesel çöküşü çok yavaştır fakat, uygun ortamlarda küresel forma çökebilirler. Dönüşün hızlanması, bu çöküşü de hızlandırır. Dönerken kollarımızı içimize çekince hızlanmamızla aynı etkiden dolayı. Dünya, aynı etkiye maruz kalmaktadır fakat, kütle çekimi açısal momentumuna dominant olduğu üzere, küresel formunu koruyabilmektedir. Aynı basınç-kütle çekimi denkliği ve çekimin simetrik yayılma prensibi, yıldızlarda da çalışmaktadır. Tabii, basınç yerine yıldızın füzyon enerjisi gibi farklılıklar işin içerisine girmektedir… Kısacası, bu küreselleşmenin, kütle çekiminin eşit yayılma isteği ile başladığını söyleyebiliriz. Eğer, kütle çekimi, açısal momentuma dominant ise, cisim küresel forma sahip olur, eğer açısal momentum dominant ise, cisim disket formuna geçer. Evrenin, en temel davranış biçimi…