Doppler Etkisi Nedir? Neden Oluşur? Uzayda Doppler Etkisi Hakkında Bilgi

0

Doppler Etkisi (Olayı) nedir, neden meydana gelir? Doppler Etkisinin görüldüğü durumlar, uzaydaki doppler etkisi hakkında bilgi, açıklama.

doppler etkisi

Doppler Etkisi

Hızla yanımızdan geçip giden ambulansın sireninin perdesindeki azalmayı hepimiz duymuşuzdur. Size doğru yaklaşan bir kaynaktan gelen dalgalar size sıkışarak ulaşır ve sanki daha yüksek bir frekansı varmış gibi gelir. Benzer bir şekilde sizden uzaklaşan bir kaynaktan yayılan dalgalar da size genişleyerek ve gecikerek gelir; frekansı da düşer. Buna Doppler etkisi denir. Bu etkiden yararlanılarak otomobillerin hızları, kanın akışı ve yıldızlar ile galaksilerin hareketleri ölçülür.

Yolda yürürken yanınızdan bir ambulans hızla geçtiğinde siren sesi inceyken yanınızdan geçtikten sonra kalınlaşır. Sesin tonundaki bu değişime, 1842’de keşfeden Avusturyalı matematikçi ve gökbilimci Christian Doppler‘in adından hareketle “Doppler etkisi” denir. Bu etki, yayın yapan aracın size, yani gözlemciye göre hareket ediyor oluşundan kaynaklanır. Araç yaklaşırken ses dalgaları yığılır, dalga cepheleri arasındaki uzaklık azalır ve ses tizleşir. Hızla uzaklaşırken de dalga cephelerinin size ulaşması gecikir, araları açılır ve ses kalınlaşır. Ses dalgaları sıkıştırılmış hava titreşimleridir.

İleri geri

Size doğru yaklaşan bir platformdan, diyelim ki bir el arabasının içinden, biri size doğru her üç saniyede bir top atıyor olsun. Araba size doğru yaklaşırken topların size varış aralıkları üç saniyeden azıcık daha kısa olacaktır, çünkü her yeni atış bir öncekine oranla biraz daha yakından yapılacağından topun havada harcadığı süre kısalacaktır. Dolayısıyla topları yakalayana göre topların geliş aralıkları daralacaktır. Aynı şekilde araba uzaklaşırken de topların varış aralıkları arttığından, her top bir öncekine göre havada daha çok zaman harcayacaktır. Bu nedenle de topların zaman aralıkları açıklacaktır.

Doppler etkisi birbirine göre hareket eden her nesnede görülür. İlerleyen arabadaki kişi siz olsaydınız ve topu atan kişi de durarak atıyor olsaydı, sonuç yine aynı olurdu. Doppler etkisinin hız ölçme yöntemi olarak da birçok uygulaması vardır. Tıpta kanın akış hızının ölçülmesinde ve hız yapan sürücülerin yakalanmasını sağlayan yol kenarı radarlarında da kullanılır.

doppler etkisi

Uzayda hareket

Doppler etkisine gökbilimde sık rastlanır; hareket eden cisimlerin olduğu her yerde karşımıza çıkar. Örneğin uzakta bir yıldızın çevresinde dönen gezegenden bize ulaşan ışıkta Doppler kayması görülür. Gelen ışığın frekansı, gezegen bize doğru hareket ederken artar ve bizden uzaklaşırken düşer. Gezegen yaklaşırken ışığın “maviye kaydığı” ve uzaklaşırken “kırmızıya kaydığı” söylenir. 1990’dan bu yana, merkezdeki yıldızın ışığının içindeki örüntü ortaya çıkarılarak başka yıldızların çevresinde binlerce gezegen saptanmıştır.

Kırmızıya kaymalar yalnızca gezegenlerin yörünge hareketleri sırasında ortaya çıkmaz. Evren’in genişlemesinden dolayı da görülür ve buna kozmolojik kırmızıya kayma denir. Bizimle bir galaksi arasındaki boşluk, Evren’in genişlemesi nedeniyle sürekli açılır. Galaksi sanki belli bir hızla bizden uzaklaşıyormuş gibi gelir. Bu durum bir balonun üzerine işaretlenmiş iki noktanın, balonun şişirilmesiyle birlikte birbirlerinden uzaklaşmasına benzer.

Güneş Sistemi dışındaki gezegenler

Başka yıldızların çevresinde dönen binlerce gezegen keşfedilmiştir. Bunların büyük bölümü kendi yıldızına oldukça yakın yörüngelerde dönen, Jüpiter benzeri gaz devleridir. Ama Dünya’ya benzeyen kayalık gezegenler keşfedilmiştir. Elde edilen veriler ışığında, her yıldızın en az bir gezegeni olduğu tahmin ediliyor. Bu durum bazılarında yaşamın bulunabileceği tartışmalarını alevlendirmiştir. Bu uzak gezegenlerin büyük kısmı, kendi yıldızlarına uyguladıkları kütleçekim etkisinin gözlenmesi sayesinde bulunmuştur. Gezegenler çevresinde döndükleri yıldızlara göre küçüktür. Dolayısıyla yıldızların parlaklığı yanında onları görmek çok zordur. Ama gezegenlerin kütleleri yıldızlarının az da olsa salınmasına yol açar. Bu sallanma da yıldızın kendine özgü ışık tayfında Doppler kayması olarak görülür.

Güneş Sistemi dışındaki ilk gezegenler, önce 1992’de bir pulsarın çevresinde, daha sonra 1995’te normal bir yıldızın çevresinde saptandı. Yeni gezegenlerin bulunması artık sıradanlaşmıştır. Ama gökbilimciler hâlâ Dünya benzeri gezegenleri olan yıldız sistemleri arıyorlar ve bulunan sistemlerin neden bu denli farklı olduğunu anlamaya çalışıyorlar. ESA’nın 2006’da yörüngeye oturttuğu COROT adlı teleskobu ve NASA’nın 2008’de çalışmaya başlayan KEPLER teleskobunun keşfettiği binlerce gezegen arasında Dünya benzeri gezegenler de yer almaktadır.

Sonuç olarak galaksinin bize gelen ışığı daha düşük frekanslara kayar, çünkü dalgaların bize ulaşmak için giderek daha çok yol alması gerekir. Dolayısıyla uzak galaksiler yakmdakilere göre daha kırmızı görünür. Açıkçası kozmolojik kırmızıya kayma tam bir Doppler etkisi değildir, çünkü uzaklaşan galaksiler çevrelerindeki diğer cisimlere göre ilerliyor değildir. Galaksinin çevresindekilerle birlikte yerleri sabittir ama aradaki uzay hızla genişlemektedir.

Doppler, buluşunun gökbilimcilerin işine yarayacağını öngörmüş olsa da bu kadar çok işe yarayacağını kendisi de düşünemezdi. İkili yıldızlardan gelen ışıkların renklerinde bunu kaydettiğini ileri sürmüştü ama o dönemde bu tartışmalara neden olmuştu. Doppler düş gücü yüksek, yaratıcı bir bili-minsanıydı ama heyecanı bazen deneysel yeteneğinin önüne geçebiliyordu. Bununla birlikte onlarca yıl sonra Vesto Slipher galaksilerin kırmızıya kaymalarını ölçtü ve Büyük Patlama modeli için zemin hazırladı. Günümüzde Doppler etkisi bize yardım etmeyi hâlâ sürdürüyor ve onun sayesinde uzaktaki yıldızların çevresinde dönen ve yaşam barındırma olasılığı taşıyan gezegenleri saptayabiliyoruz.


Bir Yorum Yazmak İster misiniz?