Bilmek istediğin her şeye ulaş

Bilim adamları ışık yılı mesafesini nasıl hesaplıyorlar? Yani 'x ile y arasındaki mesafe şu kadar' derken bunu kanıtlayabileceği teknolojik ya da bilimsel dayanak nedir?

"Samanyolu galaksisinin çapı 100.000 ışık yılı kadardır." cümlesinde geçen 100.000 ışık yılını nasıl bir teknolojiyle buluyor ve hesaplıyorlar. Aynı şekilde bize komşu olan Andromeda galaksisinin bizden 2,3 milyon ışık yılı kadar olan mesafesinin nasıl hesaplandığını da merak etmekteyim.Düzenle
Merhaba,

Öncelikle soruyu biraz düzeltelim. Teleskoplar gökcisimlerinden ışık toplayarak CCD üzerine düşen sayımları yazılım aracılığı ile sayısal ortama aktarırlar. Fakat bu bilimsel olarak kullanılacak cisim parlaklıkları değildir. Bir takım veri indirgemeleri, düzeltmelerden sonra gözlediğiniz cisimlerin bilimsel hesaplarda kullanacağınız parlaklıklarına ulaşırsınız. Yani "teleskop uzaklık hesabı yapmaz" yapılan gözlemlerden elde edilen veriler kullanılarak uzaklık hesabı yapan astronom ve astrofizikçilerdir.

Gelelim uzaklık ölçümü gibi astronomide en sıkıntılı olan konuya.
Astronomide uzaklık ölçmek için birden fazla metot var. Bunların içinde dünyaya yakın cisimlerin (Ay ve asteroitler gibi) uzaklığını ölçmek için radar sistemi bile kullanılabiliyorken çok uzak cisimler olan yıldızlar, bulutsular, gezegenler, süpernova ve kalıntıları, kuasarlar için uzaklık ölçümleri birden fazla ve farklı metotla yapılabilir.

Murat Keskin soruya tam bir teorisyen gözüyle bakmış. Fakat soruda asıl bahsi geçen uzaklık hesabı söz konusu olduğunda "asıl sıkınıtı" ışık hızının hesabı değil uzaklık hesabı yapmamıza olanak tanıyacak ışığın kaynaktan çıktıktan sonra yol aldığı ortamdır. Çünkü astronomide ışığın hızının hesabına yönelik bir sıkıntı yaşanmaz şuan literatürde kabul edilen değer kabul edilir, olay biter.

Bir galaksi içinde - örneğin Samanyolu- yıldızlarası ortam boş değildir. Ve bu yıldızlararası ortamın barındırığı gaz ve toz yüzünden ışığın kaynaktan çıktığı değerinden farklı bir değer ulaştırır. Sönümleme ve soğurma gibi fiziksel olayları bir takım hesaplarla geriye çevirip aslında kaynaktan çıkan ışığın parlaklığı kaç Kadir (astronomide parlaklık birimidir) olduğunu hesaplamaya çalışırız.

Elbette ilk paragrafta bahsettiğim gibi diğer bir takım indirgemeler ise ışığın dünya atmosferinden geçerken bozulması ve kullandığımız elektronik düzeneğin elektrik gürültüsü ile kayıt olmasından (noise) arındırmak için yapılır.

Tüm bu çaba hep yıldızın görünür parlaklığını bulabilmek içindi. Daha uzaklığı bulmak için hiç bir şey yapmadık.

Bu arada soruda bahsi geçen "Işık yılı" sadece bir birimdir. İsterseniz uzaklığınızı aşağıdaki birimlerden biri ile verebilirsiniz:
"Astronomik Birim (AB) " Güneş-Yer uzaklığına karlılık gelen uzaklıktır ve 1AB dir. 1AB=149.5x10^6 km dir
  • "Işık Yılı (IY) " Işığın 1 yılda aldığı yoldur.Saniyede 300.000 km yol alır. 1IY = 300.000 x 365 x 24 x 60 x 60 = 9.460.800.000.000 km = 946 x 10^10 km
  • "Parsek (pc) " 3.26 Işık Yılına eşittir. 1pc = 3.26 IY

  • Uzaklık ölçümü için nispeten yakın kaynaklara direkt bir geometrik metot olan paralaks metodu uygulanır. Paralaks bir yıldızdan yer-güneş arasındaki uzaklığı gören açıya denir. Paralaks açısı saniyenin 1/10 u mertebesinde bir açıdır. Radyan veya saniye cinsinden verilebilir. Aşağıdaki resimde paralaks açısı ile uzaklık bulmanın geometrik anlatımı var. .
    Bilim
    Bilim

  • Peki. Uzaklık arttıkça bu metodun sağlıklı çalışmayacağı ortada. Diğer metotlar söz konusu olunca yapılması gereken bir diğer tanım var ki o da Mutlak Parlaklık (M) .

    Bir yıldızın 10 parsekte olsaydı parlaklığı ne olurdu sorusunun cevabı onun mutlak parlaklığıdır. Bu parlaklık standardı bize Pogson formülü ile uzaklık hesaplamamızı sağlar.

    m − M = − 5 + 5 log d

    Burada "d" uzaklıktır. M görünür parlaklık ve M ise mutlak parlaklıktır.

    (Mutlak kadir tayini sanırım bu sorunun cevabı için fazla ayrıntı olacak bu yüzden girmiyorum)

    Diğer bir metot ise Cepheid değişenleri metodudur. Cepheid değişen yıldızlarının ışıma güçlerinin zamanla değişimi çok düzenli bir periyot gösterirler. Işıma gücü - periyot bağıntısı kullanılarak mutlak kadire geçilir ve Pogson formülü kullanılır.

    Bu metot gibi dolaylı yoldan uzaklı hesabı yapılabilecek diğer yöntemler ise:
    Gezegenimsi nebula, parlak devler, hareketli küresel kümeler, parlak HII bölgeleri, süpernova ve hubble sabiti ile kırmızıya kayma yöntemleri de kullanılmaktadır.

    Hani şu yukarıda bahsettiğim paralaks metodu var ya, yıldızların paralakslarını ölçsün diye 90'lı yılların sonundaydı galiba Hipparcos uydusu yollanmıştı ve hala onun ekmeğini yeriz. Fakat şimdi asıl Gaia uydusu yollanacak ve onunla yıldızların uzaklıklarına ve diğer birçok parametreye daha sağlıklı ulaşacağız diye umut ediyoruz.
    • Paylaş
    4

    Rıdvan Bayhan, Düzeltmeleriniz ve cevabınız için teşekkür ederim.

    Ahmet Caner Sönmez, Çok açıklayıcı ve güzel bir yanıt olmuş ya teşekkürler size!! Sanırım ben tamamiyle yanlış algılamışım, iyice anlamaya çalışayım şu hesaplamaları. : )

    Murat Keskin, Verdiğiniz bilgiler çok kıymetli ve emek değeri taşıyor çok teşekkür ederim.Tam benimde bahsetmeye çalıştığım konuda buydu. Bütün hesaplar kriterler sabitlerine bağlıdır. Bir diğer esas mesele şu ki, bizlerin dünya veya galaksimiz de mutlak saydığımız deney sonuçları, bilgi bütünlüğümüze ve buna olan güvenimize bağlıdır. Sonuçlardan bir ciddi sonuç şu ki, yapısı, kütle ve hareket mekanizması, elektromanyetik kütle çekimi, element farklılıkları ve bunlar gibi onlarca farklılıklarını hiç bilmediğimiz galaksiler hakkın da yapacağımız en basit yorum bile, sapma çarpı milyon bile olabilir. Einstein in ışığın büyük kütleli yıldız veya gezegenlerce bükülmesi de ayrı bir ciddi hesap algısı da gerektirirken, genellikle yuvarlamalarla ilerleyen bilimsel temel şartlar, hangi formülde olursa olsun kesin bir sonuç vermez. Şahsen konuya şu gözle bakmaktayım, bu hesapları bilen binlerce insan ve bilim insanı var, bizler temel hatalardan kurtulmadıkça, iş veya sosyal hayatında işlerine pek yaramayan bilgilerle öğretime devam edeceğiz gibi görünüyor.

    Bert, mesela X gezeni için 100 bin ışık yılı uzaklıkta dediklerinde,bunun anlamı ışık hızına ulaşsak bile 100 bin yıl gitmemiz mi gerekiyor? bir de uzayda insanoğlunun görebildiği en uzak nokta neresi ve kaç ışık yılı uzaklıkta?

    Açıklama için çok teşekkürler çok anlaşılır ve yararlı olduğunu düşünüyorum.

    Bu hesaplamalara dair ben de merak içindeyken izlemeye durduğum bir astrofizik videosunda "paralax" ya da "paralaks" denilen kavramla karşılaştım. Bu kavram, dünyamızda da belli ölçüde uygulanabilmekte.

    Hatta paralaksın "ıraklık açısı" adı altında vikipedi'deki açıklamasını buldum. Paylaşayım:
    tr.wikipedia.org/wiki/Irakl%C4%B1k_a%C3...

    Hepimiz yolda giderken yol kenarındaki ağaçların ve çok daha ilerilerdeki dağların yanımızdan geçiş hızının farklı olduğunu görmüşüzdür. İşte bu noktada çözüm, bizim, ağacın ve dağın konumlarımızdaki yer değiştirme miktarları ile bu konum değiştirme sonucunda oluşan açıların bilinmesiyle oluşturulan bir formüle dayanmaktadır.

    Yani bu konumsal farkların cismin yakınlığına ve kapladığı alana bağlı olarak değiştiği göz önüne alınırsa uzaysal uzaklık hesaplamalarında da kullanışlı olabileceği ortadadır. Daha uzaktaki büyük cisim daha yavaş yer değiştirirken, daha yakındaki küçük cisim daha hızlı yer değiştirir, gibi.

    Dilerseniz ve orta derecede İngilizce'niz de varsa size bir videoyla birlikte bu yanıtı daha da açıklayıcı hale getirmek isterim. Umarım faydalı olur.

    • Paylaş
    3

    Rıdvan Bayhan, Iraklık açısının en fazla 3000 ışık yılı mesafede kullanılabileceği belirtilmiş. Peki daha uzak milyon, milyar mesafeler için daha hızlı ve daha yavaş kavramlarının söz konusu galaksi, gezegen, bulutsu için tespit edilebilirliğini nasıl sağlıyorlar. Yukarıda Murat bey'in açıklamış olduğu yazıya da yorum da bulundum. Bu tür mesafelerde tayfın kırmızıya kaymasıyla mı uzak ile yakın cisimleri birbiriyle ilişkilendirerek mesafeleri bulabiliyoruz? Yoksa sadece bu kavramı evrenin genişlemesinin tespitinde mi kullanabiliriz?

    Ahmet Caner Sönmez, Evet haklısınız, o ayrıntıya ben de dikkat ettim. Evrenin 14 milyar yıl yaşında olduğu bilinince bu ıraklık açısı ne kadar büyük uzaklıklara kadar hesaplamayı olanaklı kılıyor? Ya da vikipedi'nin verdiği bilgi doğru mu bunu da araştırmalı.

    Benim bu konudaki okumalarım çok fazla değil ancak ışığın diğer gök cisimlerinden bize geldiği süre hakkında fikir edinme ve uzaklıklarını hesaplama olanağı sunan tayf aralıkları kavramı gördüğümüz iki cisim arasındaki uzaklığa dair fikir sunmuyor olabilir. Kesin konuşmak istemiyorum, emin olmadığım bir konu. Ama sorunuz beni de araştırmaya teşvik etti, sağolun. Umarım konuyu daha güzelce aydınlatacak bir arkadaş çıkar. : )

    Ahmet Caner Sönmez, Çıktı valla! : )

    Gerçek sıkıntı ışık hızının hesaplanmasında , şöyle ki, ışığın 2 farklı hızı var, hadi birini ele alalım, tam olarak hesap edebilmek için cihazlar gerekli peki bu cihazların ileti hız farkları neye göre hesaplanır. Yani cihazlar elektrikle çalışıyor, elektrikle çalışan her bir ayrı parçası (farklı gerilimlerde, farklı sarımlarda veya buna benzer bir çok farklı nesnel özelliği olan elektrik ve elektronik malzemenin birbiri ile kombinasyonu esnasındaki her türden mikro hata sebebi 1 / 1000000000000 kadar küçük bile olsa, bizler ışığın tam sabit hızını bulamayız. Bu durumda trilyon çarpı trilyon uzakta zaten gidemeyeceğimiz galaksileri 1 milyar km yanlış ölçsek ne olur sorusu ortaya çıkabilir, fakat bilim için böyle değil, ışık hızının sabit olmadığı kanıtlanırsa ki kanıtlanacağına bizzat inanıyorum, bilinen tüm fizik teorileri kökten değişecektir.
    • Paylaş
    3

    Rıdvan Bayhan, Şu an için herkesin hemfikir olduğu ışık hızının sabit olduğu. Bunu bu şekilde düşünüp söz konusu mesafelerin hesaplanmasında kullanılan bilim ve teknolojiden bahsedebilir misiniz? Yani şöyle bir şey okumuştum. Evrenin genişlemesiyle alakalı. Atıyorum x gezegeni bizden 5 milyar ışık yılı uzaklıkta, y gezegeni ise 10 bin ışık yılı uzaklıkta. x gezegeninin tayf çizgisindeki rengi kırmızıdır, yani kırmızıya kayma oranı daha fazladır. Bu yüzden x gezegeni bizden daha uzaktır. Belki tam net aktaramadım ama mesafelerin hesaplanmasında kullanılan yöntem işin özünde bu kırmızıya kayma ile alakalı mıdır ?

    Murat Keskin, gezegenden ziyade ışık kaynağının , dünya gözlemine göre uzaklaşarak ışık yayması dalga boyunun, ( 2 dalga salınımının üst tepe noktalarının mesafesinin artması) uzaması ve kırmızı renge yaklaşımıdır.

    Murat Keskin, peki bir cetvel hesab edelim laboratuvar ortamın da bir sabit belirleyip kaç km hızla uzaklaşır ise ışık kaynağı, biz bu oranlarla diğer galaksilerin mesafesini ölçebilirmiyiz. ilk etapta olabilir denilse bile en basiti galaksiler arası elektromanyetik dalga farklılıkları ( çünki aynı galaksideki farklı yıldızların farklı sonuç verdiğide gözlemlenmiştir hepsi uzaklaşmayabilir veya çok daha yavaş uzaklaşır) ve sonuç olarak ışığın tam hızının bilinmemesi, bütün bilgi temelimizin her an çökebileceği bir zaman da oluşumuz maalesef bizleri hep sorgulamaya yöneltiyor.

    Sonraki Soru
    HESAP OLUŞTUR

    İstatistikler

    450 Görüntülenme5 Takipçi3 Yanıt

    Konu Başlıkları