Kütle çekim kilidi kavramının yalın ifadesi: Bir gök cisminin kendi etrafında dönüş hızı ile, uydusu olduğu gezegen veya yıldızın çevresindeki dönüş hızının eşit olması durumu. Böyle olunca, gök cismi çevresinde döndüğü “daha büyük kütleli” cisme sürekli aynı yüzü bakacak şekilde dolanıyor.
Bu terim (ve durum) birçok yerde karşımıza çıkıyor: Dünya-Ay, Satürn-Titan ve Güneş sistemi dışında keşfedilen birçok gezegende. Karmaşık ve teknik konu olduğu için olabildiğince basite indirgeyerek, Dünya-Ay örneğiyle herkesin anlayabileceği biçimde anlatmaya çalışalım.
Yıldızına kütle çekim kilidi ile bağlı bir gaz devi gezegen ve gezegene kütle çekim kilidiyle bağlı karasal uydusu. (hayal ürünü sanatçı konsepti)
Olay şu;
Kütle çekim denen nane, uzaklığın karesi ile ters orantılıdır. Yani bir gezegene iki misli yaklaşırsanız, size etki eden kütle çekim dört kat artar. Ne kadar yakınsanız, üzerinize etki eden kütle çekim kuvveti de bunun karesi oranında arttığına göre, misal 40 metre uzaklıkta 1 birim çekime maruz kalıyorsanız, 5 metre uzakta 64 birim çekime katlanmak durumundasınız.
Şimdi nasıl yapacaksınız bilmiyorum ama, kendinizi Ay yerine koyun. Karşınızda kocaman Dünya var ve size hayvani (evet hayvani, daha iyi bir tanımla varsa önerin) bir çekim uyguluyor. Siz bu çekim alanı içerisinde (niyeyse artık) dönmeye çalışıyorsunuz.
Ay, Dünya’ya görece çok yakın (380 bin km) olduğu için, bir yüzü sürekli dünyaya bakacak biçimde kütle çekim kilidine tutulmuştur.
Fakat Dünya’nın çekim gücü o kadar büyük ve siz o kadar yakınsınız ki, Dünya’ya bakan tarafınıza uygulanan çekim, arka tarafınıza uygulanan çekimden belirgin bir şekilde fazla. Böyle olunca, ön kısmınız hafifçe Dünya’ya doğru “bombe” yapıyor ve bu bombe, siz döndükçe tüm ekvatorunuz boyunca ilerliyor. Yani, ekvatorunuz boyunca hareket eden bir “gel-git” yaşıyorsunuz.
Başta ne demiştik; kütle çekim uzaklığın karesi ile ters orantılıdır. Siz sabit bir hızla kendi çevrenizde dönmeye çalışıyorsunuz ama, ön kısmınızdaki çekim daha fazla olduğu için arka yüzünüz “görece” normal hızında dönmeye çalışırken, ön yüzünüz çekim kuvvetinin etkisi ile daha yavaş dönmeye çalışıyor. Çünkü çapınız 3.500 km, dünyaya o kadar yakınsınız ki, dünya arka yüzünüze (örneğin) 1 birim çekim uygularken, ön yüzünüze 1.5 birim çekim uyguluyor.
Bu durumda, ister istemez kendi çevrenizdeki dönüş hızınız yavaşlamaya başlıyor. Siz de Dünya çevresindeki dönüş hızınızı, yani momentumunuzu* yitirmemek için Dünya’dan uzaklaşmaya başlıyorsunuz. Hem uzaklaşır, hem de dönüş hızınız yavaşlarken, bir süre sonra öyle bir noktaya geliyorsunuz ki, Dünya’nın çevresinde dönüş hızınız ile kendi çevrenizdeki dönüş hızınız eşitleniyor.
Titan, çevresinde döndüğü Satürn’e 1 milyon km uzakta yer almasına karşın, Satürn’ün çok büyük kütlesi nedeniyle kütle çekim kilidinden kurtulamaz.
Bu eşitlik gerçekleştiğinde artık siz ile Dünya arasındaki gel-git savaşı da sona eriyor, ya da en azından beraberlik yakalanıyor…
Fakat, Dünya’ya hala çok yakın olduğunuz için yine de gezegene bakan yüzünüz ile arka yüzünüz arasındaki çekim kuvveti birbirinden farklı. Dünya, ön yüzünüzü belirgin biçimde daha kuvvetli çekmeye devam ediyor. Bu yüzden, bir daha asla kendi çevrenizde Dünya’nın çevresindeki dönüş hızınızdan daha hızlı (veya yavaş) dönmeniz mümkün olmuyor. Çünkü dünya artık sizi ön yüzünüzden tutmuş, kavramış. görüldüğü gibi gerçekte pek bir beraberlik yok, Dünya hala 1-0 önde.
Dünya eğer bir gaz devinin uydusu olsaydı, büyük ihtimalle bir yüzü sürekli ona dönük olarak dönecekti. Böylece eski çağlarda; Dünya’nın arka tarafta kalan yüzünde yaşayanlar insanların, bir gezegenin uydusu olduğumuzdan haberleri olmayacaktı. (Amerika ve Avustralya kıtalarından modern dünyanın daha yeni haberdar olduğunu hatırlayın…)
Ne zamana kadar? Dünya’dan daha fazla uzaklaşana, yani ön ve arka yüzlerinize etki eden çekim kuvveti “büyük bir fark” yaratmayacak, mesela (yine atıyorum) arka yüzünüze 1, ön yüzünüze 1.01 birim çekim uygulayacak kadar uzağa gidene kadar bu çekim kilidine kapılmış halde kalıyorsunuz. Sonrasında eğer vakit kaldıysa, gol veya goller atarak kupaya uzanmaya çalışabilirsiniz.
Hazırlayan: Zafer Emecan
