Kusursuz Yörünge

01/01/2017

Dünya, şu ana kadar bildiğimiz, tek yaşam barındıran gezegen. En azından Güneş Sistemi içerisindeki, kompleks bir yaşam barındıran tek gezegen. Bu yüzden Dünya’da yaşam şartlarının oluşmuş olması, düşündürücü bazı sorulara temel oluyor. En basitinden “yaşanılabilir bölge” için bir tanımlama yapıyoruz.

Sıvı su, yaşamın sürdürülebilirliği bakımından, biyokimyasal olarak önemli rol üstlenen moleküllerden biri. Pek kolay bulunmuyor olması da onu iyi bir belirleyici kriter yapıyor. Biliyoruz ki su, bir atmosfer basınçta, 0 ile 100 derece arasında sıvı formunda bulunur. Dolayısıyla sıvı su barındırması gereken bir gezegen için sınır sıcaklık şartlarını kabaca belirlemiş oluruz. Bundan sonra tek yapmamız gereken, yıldıza bakıp onun, suyun sıvı halde bulunabilmesi için, bir gezegenin ondan ne kadar uzak olması gerektiğini hesaplamaktır.

Kabaca hesaplamalarla bunu bulmak oldukça kolaydır. Yıldızın tipine göre yaptığı ışıma (radyasyon) miktarı değişir. Gezegenin boyutu ve yıldızından olan uzaklığı da, bu toplam ışımanın yüzde kaçını alacağını, dolayısıyla ne kadar ısınması gerektiğini belirler. Eğer çok uzak ve çok küçük olursa, çok az bir ışıma yakalayacağından çok soğuk olur. Aksi durumda ise çok sıcak olur.

Böylelikle yıldızdan belirli bir uzaklık aralığındaki bir bant, yaşanabilir bölgeyi ifade eder. Dünya, haliyle yaşanabilir bölge tanımına uyması gerektiği için, bu aralıkta yer alır. Bundan sonra diğer bulduğumuz gezegenler için basit bir eleme yapabiliriz.

Gel gelelim, bu durum birçok otoritenin tedirgin edici bir mükemmellik varmış hissine kapılmasına sebep olur. Gezegen öyle iyi koşulları sağlamış olsun ki, yaşam barınabilsin. İşte Dünya’da biz bu yüzden yaşıyoruz! Çünkü tüm şartlar “yaşam için” mükemmel.

Bu yargı ne yazık ki çok tehlikelidir, çünkü ciddi bir mantık hatası barındırır. Bilimsel olarak argümanın geçerliliğini incelemeden önce, mantık çevresinde bir değerlendirmesini yapalım. Her şeyden önce, eğer şartlar uygun olmasaydı, canlılık oluşamazdı (hadi bunu es geçelim, çünkü bu argümanı kullananların çoğu zaten yaratılışçı oluyor). Bu durumda Tanrı, Dünya’da yaşam oluştursaydı, bu canlılık muhtemelen yok olurdu ya da bu şartlara uyum sağlamış olmak zorunda olurdu. Haliyle eğer yaşamıyorsanız, var değilseniz, ne kadar da mükemmel olduğunu sorgulama şansınız olmayacaktır. Eh geriye kalan diğer olasılıkta da, var olduğunuzu sorgulamak sizce mantıklı olabilir mi? Zaten aksi durumda var olmayacaktınız ki, var olup neden bu soruyu soruyorsunuz? Esas soru, imkansız şartlar altında var olmamız durumunda gerçekleşirdi, fakat bizim durumumuzda sıradışı hiçbir şey yok.

Bu yüzden, şartların “yaşam için” mükemmel olduğunu düşünmek hatalıdır. Şartlar zaten “yaşama uygun” olduğu için varsınız, aksi takdirde zaten olmayacaktınız. Yaşama uygun olmayan bir sürü şart varken, yaşama uygun şartlar altında, yaşamın varlığına şaşırmak, bunu mükemmel bulmak neden? Yaşama uygunsuz koşullar altında var değiliz ki, mükemmel bir yapı arayalım.

Şartların “yaşam için” mükemmel olduğunu düşünmek hatalıdır. Şartlar zaten “yaşama uygun” olduğu için varsınız, aksi takdirde zaten olmayacaktınız. Yaşama uygun olmayan bir sürü şart varken, yaşama uygun şartlar altında, yaşamın varlığına şaşırmak, bunu mükemmel bulmak neden? Yaşama uygunsuz koşullar altında var değiliz ki, mükemmel bir yapı arayalım.

Şimdi bir de işe astronomik bir pencereden bakalım. Artık neredeyse herkes şu, “Güneş’e bir santim yakın olsak kavrulurduk” muhabbetinin hikaye olduğunu biliyordur diye düşünüyoruz.
 

“Ne yani boyu benden uzun olan yanacak mı şimdi?”
“Hayır hayır, öyle değil; yörünge kayarsa öyle olur.”

Bravo Einstein. Güzel deneme. Gel gelelim hatalı. Çünkü Dünya’nın yörünge parametreleri, diğer tüm gezegenler gibi “gayet normal bir şekilde” sürekli bir değişim içerisindedir. Dünya’nın eksen eğikliği periyodik bir şekilde değişir, Dünya’nın yörünge eğikliği de periyodik olarak değişir, Dünya’nın yörünge basıklığı da periyodik olarak değişir. Hatta bu parametrelerin değişiminin, buzul çağı gibi küresel etkileri üzerine ciddi araştırmalar yürütülmüştür ve hala yürütülmektedir (Bkz. Milankovitch Döngüleri).

Milankovitch Cycles Orbitand Cores Recaptioned

Daha basit bir ifadeyle, Dünya sürekli aynı çizgi üzerinde gidip gelmez. Bu belirli bir miktar harekete sahiptir ve sürekli kayar. Aynı zamanda bu hareketi yaptığı düzlem de aşağı yukarı hareket eder. Hatta bunu yaparken, Dünya’nın dönüş ekseninin baktığı yön de değişir (yani kutup yıldızı da zamanla değişir). Eh daha ne değişsin? Yani hiçbir şey, bir kusursuzluğu sağlamak adına mükemmel bir yapıya oturmuş değil. Şimdi birileri çıkıp da “Ama bak, bu değişim bile bir düzen içerisinde” diyecek, bunu da biliyorum.

Bazı şeyleri çok zorlamamak lazım. Doğa, çeşitliliğin bir ürünü. Bazı şeyleri görmek, o kadar sıradan ki, bu zorlama kalıplar, işin tüm romantizmini kaçıran şeyler aslında. Mükemmel diyerek sokmaya çalıştığımız bu kalıplar, işin gerçekten arkasında bulunan harika doğa olaylarını, matematiği ve fiziği görmezden gelmemize sebep oluyor. Tüm şu ahenge bakın! Sistem komple değişiyor ve bunların hepsi basit bir takım fizik olayının olasılıksal sonuçları.

Eğer bir sayı dizisinden rastgele sayılar seçecek olursanız, bu sayıların katlarının, belirli bir düzen içerisinde ilerlediğini göreceksiniz. Bu çok normal bir şeydir. En basitinden; 3, 5, 7, 8 gibi dört tane sayı seçin, bu sayıların katlarının verdiği garip desenler ortaya çıktığında, ahenge şaşırabilirsiniz. Ama 3, 5, 7, 10 da seçseydiniz bir ahenk çıkacaktı! Hangi sayıları seçerseniz seçin, ortaokuldan da bildiğimiz, en büyük ortak bölen (EBOB)’a sahip olacaktır. Haliyle, belirli parametreler setinin, belirli bir ahenk oluşturması kadar sıradan bir şey yoktur.

Belki de burada Fourier’i anmak yerinde olacaktır. Fourier analizi dediğimiz, matematiksel bir analiz metodu vardır. Üst üste binmiş, basit fakat birçok sayıda dalga, bize tek bir dalga olarak ulaştığında, biz bu dalgaları tek tek ayrıştırabiliriz. Böylelikle, sistemi oluşturan parçaları, dolayısıyla her birine sebep olan fiziksel etkiyi ayrı ayrı incelemiş oluruz. İlk baktığınızda sistem karmaşık görünür, çünkü birçok parametrenin sonucu üst üste binmiş durumdadır. Ama ayrıştırıp baktığınızda, hepsinin belirli periyotlar içerisinde ilerleyen etkiler olduğu görülür. Karmaşık görünen sistem ise, bu basit etkilerin toplamından ibarettir.

Fourier Analysis

Dolayısıyla bir etkiler bütününün, karmaşık ya da mükemmel görünmesi, son derece sıradan bir doğa olayıdır. Kendisini tekrar etmesi, belirli olasılıklar dahilinde gerçekleşmesi, yine son derece sıradan bir doğa olayıdır. Tüm şu fiziğin ve matematiğin dansına bir bakın! Esas güzellik burada. Çeşitliliği dinleyin!


Referanslar

  1. Milankovitch görseli  <https://en.wikipedia.org/wiki/Milankovitch_cycles#/media/File:MilankovitchCyclesOrbitandCoresRecaptioned.png>
  2. E. P. J. van den Heuel, “On the Precession as a Cause of Pleistocene Variations of the Atlantic Ocean Water Temperatures”, <http://gji.oxfordjournals.org/content/11/3/323.short>
  3. http://mathworld.wolfram.com/FourierSeries.html
  4. http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/Audio/fourier.html
  5. J. Laskar, La2010: a new orbital solution for the long-term motion of the Earth