Gökbilim

Gökbilim


GÖKBİLİM a

1 Gökcisimlerinin birbirine göre konumlarını, devinimlerini, yapısını ve evrimini inceleyen bilim (Eşanl ASTRONOMİ) [Bk ansikl böl]

—2 Bir toplumun ya da bir bireyin bu alandaki bilgilerinin tümü: Çin gökbilimi

—3 Konum gökbilimi, GÖKÖLÇüM'ün eski eşanlamlısı

—Gökbil Gökbilim birimi (sim ab), yıldız dolanım süresi 365,256 898 326 3 ortalama güneş günü olan ve hiçbir tedirginlikle karşılaşmayan, göz ardı edilebilir kütleli bir gezegenin Güneş çevresinde çizeceği çembersel yörüngenin yarıçapına eşit uzunluk birimi (Bk ansikl böl)

—ANSİKL ilkel insanın günlük yaşamının gereksinimlerinden (zaman ölçümü, tarım, denizcilik vb) ve büyük doğal olaylar karşısındaki korkularından doğan gökbilim uzun süre yıldızbilime bağlı kaldı

ilkçağ insanlarının, gökbilim alanındaki bilgileri çıplak gözle görülebilen gök olaylarının gözlemiyle ve yalnızca pratik ya da dinsel amaçlarla sınırlı ilkel bilgilerdi Aristoteles'in otoritesi (İÛ IV yy) insanların Yer'in devinimsizliğine inanmalarına yol açmıştı Antikçağ'ın gözlemci en büyük gökbilimcisi Hipparkhos oldu (İÛ II yy sonu): yapıtı ancak Ortaçağ boyunca otorite sayılan Ptolemaios'un yapıtıyla (iS II yy sonu) tanındı; bu büyük yapıtın Almagest adıyla bilinen arapça çevirisi (IX yy) günümüze ulaşmıştır

Klasik gökbilim, Kopernik'in çalışmaları sonucu XVI ve XVII yy'larda doğdu; bu bilgin 1543'te kendi adıyla anılan evren sistemini önermişti; bu sisteme göre Yer de, öteki gezegenler gibi sistem merkezinde devinimsiz duran Güneş'in çevresinde dolanmaktaydı Daha sonra, 1609 ile 1619 arasında Kepler, Tycho Brahe'nin gözlemlerinden yararlanarak gezegenlerin devinimleriyle ilgili yasaları ortaya koydu Aynı dönemde klasik mekaniğin yaratıcısı olan Galilei gökyüzünü incelemede gökdürbününü kullanarak birçok buluş gerçekleştirdi Nihayet Newton, Kepler yasalarından ve Galilei mekaniğinden evrensel çekim ilkesini çıkararak 1687'de Gök mekaniğinin temel yasalarını kesinleştirdi Böylece gelgitler açıklandı, Ay'ın, gezegenlerin ve kuyrukluyıldızların devinimleri duyarlı biçimde hesaplandı

Hal-ley'in bugün kendi adını taşıyan kuyrukluyıldızın 75 yıl önceden geri geleceği zamanı hesaplaması ve bu hesabın 1759'da gerçekleşmesi, Newton yasasının ve gök mekaniği yöntemlerinin geçerliğini kanıtladı XVIII ve XIX yy'larda gök mekaniği büyük ölçüde geliştirildi ve 1846'da bu mekaniğe dayanılarak yapılan hesaplar sonucu Neptün gezegeni bulundu Ein-stein'ın genel görelilik kuramı 1916'da Newton yasasına çok az bir düzeltme getirdi, ama çekimin yapısı konusundaki düşünceleri tümüyle değiştirdi

Uzun süre Güneş sistemiyle sınırlı kalan gökbilim, yıldızlar alanına çok yavaş yaygınlaştırıldı: Halley 1715'te yıldızların gökküresi üzerinde sabit olmadığını, öz devinimleriyle yer değiştirdiklerini ortaya koydu; 1783'te Herschel Güneş'in öz devinimini belirledi, 1803'te de çekim yasasına uyan çift yıldızları buldu ve nihayet Samanyolu'nun genel planını oluşturdu
Özellikle yıldızların incelenmesine ve astrofiziğe (gökfiziği) yönelen çağdaş gök bilim, fotoğraf ve tayfölçüm uygulamalarıyla XIX yy'ın ortasına doğru büyük bir atılım yaptı; gökbilim aygıtlarındaki dev gelişme, örneğin büyük teleskopların yapımı, bilgisayarla hesaplamanın genelleşmesi, radyoastronominin, uzay araştırma tekniklerinin vb'nin kullanımı bu atılımın ayırtedici özelliklerini oluşturur

Gökbilimin temel inceleme konuları şunlardır:

—gezegenler ve uyduları, bunların devinimleri, boyutları, yapıları, çevreleri, oluşumları ve evrimleri; —Güneş ve yapısı, gözlenebilir katmanlarını etkileyen çeşitli olaylar, etkinlik çevrimi;

—yıldızlararası ortam, her boyutta katı bileşenleri (tozlardan küçük gezegenlere kadar), gaz bileşeni (güneş rüzgârı) ve yaygın görünüşleriyle insanları sürekli etkileyen kuyrukluyıldızlar;

—yıldızlar, çeşitli fiziksel özellikleri, oluşumları, evrimleri, çift yıldız ya da kümeler halinde öbekleşmeleri;

—bulutsular, son derece seyrek olmalarına rağmen toplam kütlesi oldukça büyük, parlak ya da karanlık bir yıldızlararası madde belirtisi;

—Gökada, Güneş sistemini içeren çok büyük, dinamik yıldız, gaz ve toz topluluğu;

—gökadalar, Evren'in bireylerini oluşturan, güçlü aygıtlarla yüz milyonlarcası sa-yılabilen yıldız toplulukları

Gökbilimin en yeni evriminin tarihsel aşamaları arasında şunlar sayılabilir:

1 Yıldız fotoğrafçılığının gelişimi; 1887'de başladı ve 3 milyon yıldızın konumunu veren gök haritalarının uluslararası işbirliğiyle yapılmasını sağladı

2 Harvard gözlemevi'ndeki tayfölçüm çalışmaları sonucu hazırlanan ve 225 000 yıldızın tayf tipini veren Henry Draper ka-taloğu; 1918'den 1924'e kadar yayımlandı

3 Doppler-Fizeau olayının, yıldızların rad-yal hızlarının ölçümüne uygulanması sonucunda Pickering ve Vogel, 1889'da tayfölçümsel çift yıldızları buldu, Struve 1925'e doğru yıldızların dönüşünü belirledi;

4 Zeeman etkisinin uygulanması sonucunda 1908'de Hale güneş lekelerindeki manyetik alanı, daha sonra 1913'te Güneş'in genel manyetik alanını buldu; Bob-cock da 1946'da yıldızlardaki manyetik alanı ortaya koydu

5 Güneştayfçekeri'nin 1892'de (Hale ve Deslandres) ve koronografm 1930'da (Lyot) yapımı ve radyoastronomi'nin doğuşunu sağlayan Güneş'in radyoelektrik ışınımının 1939'da(Reber) bulunuşu, Güneş'le ilgili araştırmaları geliştirdi;

6 cüce ve dev yıldızların 1910'a doğru bulunuşu (Hertzsprung ve Russell), 1920'ye doğru öne sürülen yıldızların iç yapısı ve termodinamik denge kuramı (Eddington), 1926'da beyaz cücelerin içindeki maddenin yozlaşmış halinin anlaşılması (Fowler), nihayet 1938'de (Bethe ve Weizsäcker) ve 1950'de (Schatzman) ışınımın kaynağı olan nükleer tepkimelerin belirlenmesi, yıldız fiziğinin gelişmesini sağladı;

7 yıldız akımlarının belirlenişi (1905, Kapteyn) ve Gökada'nın çapının ilk kez hesaplanışı (1917, Shapley),daha sonra dönme deviniminin ortaya çıkışı (1927, Lindblad ve Oort) ve yıldızlararası soğurma çizgilerinin bulunuşu (1930, Trumpler), nihayet Hubble'ın dev bulutsular evrenini saptayışı gibi yıldız sistemlerinin yapısı ve büyüklüğü üstüne geniş bilgiler edinildi Hubble'ın bu buluşu özellikle 1924'te sarmal bulutsuların gökadadışı yapısının kanıtlanmasını ve 1929'da Evren'in genişlemesinin ortaya konmasını sağladı; 1936' dan sonra Evren'in genişlemesiyle ilgili araştırmalar, sürdürüldü ve olaylar 240 milyon ışık yılı uzaklığa değin incelendi (Hubble, Humason); 1948'den sonra, Palomar dağındaki 5 m'lik teleskopla bu konu yeniden ele alındı; 8 1950'den hemen sonra elektron optiği geliştirildi ve bu yöntemle değişken yıldızların ışık eğrileri çizildi; 1956'dan sonra ise aynı yöntemle olağanüstü hız ve incelikte tayflar elde edildi
Gökbilim iki ana dala ayrılabilir: temel gökbilim ve gök mekaniği; astrofizik * (kuramsal ve deneysel)

temel gökbilim ve gök mekaniği

Gökbilimin bu dalı yıldızların konumlarını ve devinimlerini araştırır Bu amaçla başvurulan temel matematiksel yöntemler küresel gökbilim ile gök mekaniğini oluşturur
Küresel gökbilim değişik bir biçimde yıldızların uzaklıklarını inceler; gökcisimlerinin, belirsiz yarıçaplı bir küre üzerindeki izdüşümleri göz önüne alınır; bu izdüşümler incelenen soruna göre değişen belli sayıda koordinat sistemiyle irdelenir
Küresel trigonometri, adı geçen farklı koordinat sistemleri arasındaki bütün dönüşümlerin ve gereken birleşimlerin uygulanmasını sağlar

Gökölçümü ya da konum gökbilimi, gökbilimin önemli bir dalıdır Ardışık yaklaşıklıklar yöntemini uygulayarak, bilinen konum gözlemevlerinde yapılmış gözlemlerden, yıldızların koordinatlarını belirleme amacı güder; ayrıca önceden hesaplanmış belli sayıda yıldız koordinatıyla yeryüzündeki noktaların coğrafi koordinatlarını çıkarır

Gökbilimsel seyir (deniz ya da hava) sorunları konum gökbiliminin ilk öncüleri oldu Ama bu gökbilim dalının en nazik yanı, kuşkusuz Evren'de gözlenebilen bütün devinimlerin düzensizliği ve karmaşıklığı yüzünden, düzgün bir zamanın kesin tanımındaki güçlüktü (- SAAT) Öte yandan gözlem sonuçlarına uygulanan bütün sistemli düzeltmelerden (ışığın kırınımı, sapıncı, temel karşılaştırma düzlemlerinin yer değişimi vb) sonra bile küçük değişimlerin giderilemediğinin anlaşılması, yıldızların küçük öz devinim'lerinin gün ışığına çıkmasını sağladı Kimi yıldızlarda bir yıla eşit dönemlerle devirsel yer değişimleri saptandı; bu değişimler, Yer'deki gözlemcinin Güneş çevresindeki eliptik yörüngesi üzerinde yıllık yer değişimlerinden kaynaklanır

Bu dönemsel yer değişimlerinin çözümlenmesi sonucunda yıldızların uzaklıkları Yer yörüngesinin boyutlarının fonksiyonu biçiminde elde edildi Dolayısıyla yaklaşık 10 000 kadar yıldızın paralaksı doğrudan ölçüldü Bu ölçüm, Güneş sisteminin boyutlarından doğrudan doğruya en yakın yıldızların uzaklıklarına geçmeyi sağladığı için gökbilimde birinci derecede önem taşıyan bir olgudur Öte yandan yıldızların öz devinimlerinin çözümlenmesi sunucunda Güneş sisteminin yakın yıldızlara göre yer değiştirdiği de anlaşıldı

Çağdaş gözlem yöntemleri (astrolab, la-serle uzaklıkölçüm, uzay tekniği), frekans ölçekleriyle zaman aralıklarının duyarlı ölçümü ve bir atom zamanı ölçeğinin oluşturulması, konum gökbilimine çok büyük gelişmeler sağladı

Gök mekaniği Güneş çevresinde gezegenlerin dolanımını, Ay'ın, doğal ya da yapay uyduların devinimlerini, Güneş sistemi'ndeki gök cisimlerinin etkileşimlerinden doğan bozulmaların yol açtığı bütün karmaşıklıklarla birlikte inceler Gökbilimin bu dalı, çok geniş hesaplara başvurma zorunluluğuna rağmen, günümüzde çok yüksek bir düzeye ulaştı Özellikle, Ay'ın çok karmaşık devinimi konusunda bugün elde edilmiş eksiksiz bilgiler, "düzgün za-man"ın, mekanik denklemleriyle hesaplanabilecek duyarlıkta kesin tanımını ve ölçümünü sağladı

Gökgünlüğü çizelgelerini oluşturmak için günümüzde başvurulan gök mekaniği kuramlarının çoğu XIX yy'ın sonunda öne sürüldü (gezegenler için Le Verrier
Gaillot ve Nevvcomb'ın, Ay için Brovvn'un kuramları vb) Genel görelilik kuramları, Nevvton'un evrensel çekim yasasının, küçük ama göz ardı edilemeyecek kimi düzeltmeler yapmak koşuluyla, İlk yaklaşım yasası olarak göz önüne alınabileceğini ortaya koydu
Gök mekaniği, Gökadamızın uzaklıkları ve öz devinimleri bilinen yıldız gruplarına da uygulandı Böylece Gökadamızın merkez çekirdeği çevresinde bir bütün halinde döndüğü belirlendi ve bu dönüşün bazı öğeleri bulundu Ayrıca, çift yıldız yörüngelerinin çözümlenmesi sonucu, yıldız kütlelerinin belirlenmesi de konum gökbilimi (ve gök mekaniği) sayesinde gerçekleşti

gökbilim ve uzay teknikleri

Uzay teknikleri gökbilime iki alanda tümüyle yeni olanaklar getirdi Birincisi gezegenleri inceleme olanağıdır: uzay sondaları gezegenlerle uydularının çok yakınına kadar yaklaşır ve bazı hallerde yerinde ölçümler yapar, ikinci alan, Yer atmosferinin soğurması yüzünden Yer'deki gözlemevlerine ulaşamayan dalga boyu dizisi içinde gökcisimlerinin gözlemidir Bu alan gökbilim uyduları, yani Yer'in çevresinde dolanan ve gözlemleri radyoelektrik dalgalarıyla gökbilimcilere ulaştıracak aygıtlar taşıyan otomatik araçlar alanıdır Bu gökbilim uydularının çoğunun konusu "yüksek enerji" gökbilimini incelemek, bir başka deyişle, fotonları büyük bir enerji taşıyan dalga boyu kısa ışınımları kaydetmektir:

— morötesi (dalga boyları 3 000 Â ile 100 Â arasında)

— X ışınları (100 Â ile 0,1 Â arasında)

— gama ışınları (dalga boyları 0,1 Â dan küçük)

Daha az sayıda gökbilim uydusu, tersine, çok büyük dalga boylu ışınımları, yani Yer'deki radyo dalgaları gözlemevlerinin duyarlılık alanı dışında kalan radyoelektrik dalgalarını kaydeder Bunlara daha çok radyoastronomi uyduları denir Nihayet kimi uydular da kızılaltı bölgesinde gözlemler yapar

Yüksek enerji gökbiliminin en büyük yararı, pulsarların ve kuazarların içinde ya da yakınında olduğu gibi çok büyük miktarlarda enerjinin açığa çıkması olaylarının gözlemine olanak vermesidir Bu yarar, 7 aralık 1968'de fırlatılan İlk gerçek gökbilim uydusu OAO 2'nin (Orbiting Astronomical Observatory) çalışması sonucu hemen ortaya çıktı Yaklaşık 21 ağırlığındaki OAO 2, morötesi, X ve gama ışınlarını kaydeden aygıtlarla donatılmıştı Uydu, özellikle son 35 yıldan bu yana gözlenebilen en parlak supernovayı bulup ortaya koydu 1972'de "Copernicus" adı verilen OAO 3 fırlatıldı Ayrıca 1970'te küçük gökbilim uyduları serisinin ilki SAS 1 (Small Astronomy Satellite) fırlatılmıştı Explorer 42 ya da "Uhuru" adları da verilen SAS 1, gökyüzünde X ışını kaynaklarının sistemli bir haritasını çıkaran ilk uydu oldu Uydu, küçük kütlesine (200 kg'dan az) rağmen, çok büyük bilimsel bir gelişme sağladı Bunu, 1972'de gama gökbilimine ayrılan SAS 2 (Explorer 48) ve yeniden X ışınlarının kaydı için düzenlenen SAS 3 (Explorer 53) izledi

ilk radyoastronomi araştırma araçları da Explorer bilimsel uydu ailesi içinde yer aldı; 1968'de Yer yörüngesine oturtulan RAE 1 (Radio-astronomy Explorer 1, Explorer 38 de denir) 0,2 ile 10 MHz frekansları arasındaki radyoelektrik gürültüleri kaydetti; RAE 2 (Explorer 49) 1973'te Ay yörüngesine yerleştirildi ve Yer'ln radyoelektrik gürültüsünden korunmak için Ay' dan kalkan biçiminde yararlandı

OAO ve SAS'lardan sonra ABD'de, 70' lerin sonuna doğru, yüksek enerji gökbilimine yönelik üçüncü bir uydu dizisi hizmete girdi: çok daha ağır (3 t'a yakın) ve daha iyi donatılmış HEAO (High Energy Astronomy Observatory) dizisi 1977'de fırlatılan HEAO 1, X ışını kaynaklarının "Uhuru" ile başlatılan haritasını derinleştirme işlevi üstlenmişti 1979'da yörüngeye oturtulan HEAO 3'ün görevi ise gama ışını kaynakları için benzer bir harita çıkarmaktı Bu arada, 1978'de yörüngeye yerleştirilen HEAO 2, daha önce yeri belirlenmiş bazı X ışını kaynaklarını ayrıntılı olarak incelemek için kullanıldı

—Gökbil Uluslararası gökbilim birliği, 1976'da Grenoble'daki genel kurul toplantısında birincil değişmezler için 299 792 458 m sn-1 olarak saptanan ışık hızını ve uzunluk birimi için 499,004 782 sn'ye eşit ışık zamanını kabul etti Dolayısıyla gökbilim birimi'nin yukarıdaki iki değişmezin çarpıntıyla elde edilen bir değişmez olduğu sonucuna varılır Bu birimin değeri 149 597 870 km'ye, yani Yer'in Güneş'e ortalama uzaklığına ve büyük yarı eksenine yakın bir değere eşittir Işık hızı labo-ratuvarda yapılan ölçümlerle elde edildi; uzaklık birimi olarak ışık zamanı ise Güneş sisteminde radarla yapılan ölçümlerle sağlandı