AY’A ULAŞABİLİR MİYİZ?
Şimdi Ay’a varış olayım gerçekleştirmiş olduğumuza göre, sorunun yamtı evettir. Oysa, oraya gidişin yöntemlerini oluşturmadan kısa süreler önce bile, hayal gücü fazla çalışan kişiler Ay’a yapılacak yolculuğun öyküsünü yazıyorlardı. Başlangıçta bunlar okuru eğlendirmek üzere yazılmış ve Ay’ı gerçekçi bir dille tammlamadan gerçekleştirilmiş basit fantezilerdi. Ne de olsa antik çağlarda gerçek Ay hakkında hemen hemen hiçbir şey bilinmiyor ve ona Hindistan ya da Etiyopya’ya (Habeşistan) benzer şekilde uzak ülkelerden biriymiş gibi davranılıyordu.
Ay’a yapılan yolculukla ilgili olarak bildiğimiz ilk öykü Eski Yunanlı yazar Lucian’ındır (Yaklaşık olarak 120-180). 165 yılında yazılmış olan bu öykünün kahramanı Ay’a uçuşunu bir kuşun kanatlarım kullanarak gerçekleştiriyordu. Bir süre soma aym yazar başka bir öykü yazdı. Bunda da kahraman Ay’a bir kasırganın hortumuyla taşınıyordu. 1532 yılında İtalyan ozam Ludovico Ariosto (1474-1533) destansı bir şiir yazdı. Orlando Furioso adlı şiirin kahramanı Ay’a, İncil’de anlatılan İlyas Peygamber’in bindiği iki tekerlekli bir savaş arabasıyla taşımyordu. Johannes Kepler ise yazdığı öyküsünde kahramanını Ay’a bir düşte ulaştırıyordu. Ancak bu öykü Ay’ın gerçek özelliklerini vermeye çalışan ilk denemeydi. Çünkü öyküde Ay’ın iki haftalık gündüz ve gene iki haftalık geceleri tanımlanmıştı.
Galileo teleskobuyla Ay’ın dünyalara benzer bir gökcismi olduğunu gösterince Ay’a yapılan yolculuk öyküleri daha da popüler oldu. 1638 yılında Ay’da İnsan adlı bir öykü, yazarımn ölümünden soma yayınlandı. İngiliz yazar Francis Godwin’in bu öyküsünde kahraman Ay’a büyük kuşların çektiği bir araçla ulaşıyordu. Bütün bu öykülerde o zamanlar doğalmış gibi benimsenen bir varsayım yer almaktaydı: Yeryüzünün en yüksek dağlarının üstünde bile olduğuna göre, Ay ile dünya arasındaki boşlukta hava bulunmalıydı. Ve hava tabakaları neden sonsuzluğa kadar uzanmasın ki? Bunun böyle olmadığı 1643 yılında keşfedildi. Ve keşif şöyle gerçekleşti.
Su, bir derinlikten tulumbayla yukarı doğru pompalanır ama yalnızca on metre yüksekliğe kadar çıkar daha yükseğe gitmezdi. Galieo bu olayı merak etmiş ve 1643 yılında öğrencilerinden biri olan İtalyan fizikçisi Evangelista Torricelli’yi (1608-1647) bu sorunu araştırmakla görevlendirmişti.
Torricelli’ye göre, pompalama sırasında bir miktar hava tulumbanın silindirinden emilip kuyu suyunun yüzeyine kadar ulaşıyordu. Kuyu suyuna basınç yapan hava suyu yukarı, silindire doğru, hava kısmen oradan çıkana değin zorluyordu. Ve tulumba çalışmasını sürdürdükçe daha da fazla havayı dışarı çıkararak suyu yukarıya, silindire doğu itiyordu. Su, 10 metre sınırına eriştiğinde sanki su sütunu aşağı doğru, havamn yaptığı kadar basınç uyguluyor; iki basınç yani kuyu suyunun yüzeyine hava sütünunun yaptığı basınç ile tulumba silindirinin içindeki su sütunu denkleşmiş gibi görünüyor ve su daha fazla yükseğe çıkmıyordu.
Bu kuramın doğruluğunu kontrol etmek üzere Torricelli bu kez yoğunluğu suyunkinin yaklaşık 13 1 /2 katı olan başka bir sıvıyı, cıvayı kullandı. Bu durumda aym yükseklikteki su sütununa göre cıva 13 1/2 katı basınç uygulamalıydı. Eğer hava basıncı suyu 10 metre yüksekliğe kaldırıyorsa, cıvayı yalmzca 0.76 metre yüksekliğe çıkarmalıydı. Torricelli 1,2 metre boyunda bir cam boruyu cıva ile doldurdu. Camın açık ağzına bir tapa taktı. Boruyu başaşağı çevirdi, tapalı tarafı alta getirerek geniş bir kapta bulunan cıvamn içine daldırdı. Cıva cam borudan boşalmaya başladı. Ama, boşalma tümüyle olmadı. 0.76 metrelik cıva sütunu canı boruda kaldı. Açık seçik şekilde, cıva hava basıncına eşit bir basıncı uygulamıştı. (Yani, atmosferin en üst kısmına kadar olan havanın ağırlığı, cıva sülününün ağırlığına eşit duruma gelmiş oluyordu.)
Bu deney bize birincil olarak havamn bir ağırlığı ve dolayısıyla kütlesi olduğunu gösteriyordu. Hava kütlesiz bir gaz değil, çevreye seyrek olarak dağılmış ve sakin durumda kalsa bile, gene de kütlesi olan bir cisimdi. İkincil olarak, havamn basıncı 0.76 metrelik bir cıva sütununu yükseğe kaldırabilmesiyle basıncının bir sımrı olduğu ve böylece kedisinin de belli bir yüksekliği olduğunu gösteriyordu. Bu durumda havamn yüksekliği duyarlı bir şekilde ölçülebilir ve yoğunluğu da hesaplanabilir. Havanın bir santimetre kübünün yoğunluğu 0.0013 gramdır ve bu yoğunluk suyun yoğunluğunun 1 /77’sidir. Böylece, eğer atmosferin yoğunluğu her yerde aym kalıyorsa yüksekliği de yalnızca 8 kilometre olmalıydı.
Doğrusunu söylemek gerekirse, havamn yoğunluğu her yerde aym değildir. Üst tabakaları, alttaki havamn üzerine ağırlık yapar. Ve hava kayalardan çok daha kolayca sıkıştııılabildiği için alt tabakadaki hava üsttekinden çok daha fazla yoğundur. Bu gerçek 1648 yılında kayınbiraderini cıva dolu tüplerle dağların doruklarına doğru gönderen Fransız fizikçisi Blaise Pascal (1623-1662) tarafından kanıtlanmıştır. Eğer hava yoğunluğu düzgün bir şekilde dağılmış olsa genç adam 1.600 metre yüksekliğe vardığında civa sütunu deniz kıyısındaki yüksekliğinin beşte dördü, yani 0.61 metre olması gerekecekti. Oysa, orada cıva sütunu çok hızlı olmasa da bu düzeyden aşağı indi. Genç adam daha da yükseğe tırmamnca hava daha seyrekleşti, soma yoğunlaştı. Cıva sütununda iniş ve çıkışlar oldu. Ancak genel eğilim cıva düzeyinin düşüşü şeklindeydi.
Aynı şekilde, daha geniş bir atmosere çıkılıp 160 kilometre yüksekliğe varıldığında çevrede o denli az hava kalır ki, burada hava yoktur diye düşünülebilir. Böylece eğer yeryüzünden Ay’a yolculuk ederseniz aradaki uzaklığın % 95.95’inde bir hava boşluğu içinde uçuyor durumda olursunuz. Gerçekte, yalmzca büyük gökcisimlerinin hemen çok yakım olan alanların dışında uzay yalmzca maddenin pek önemsiz izlerim taşımaktadır.
Eğer düşünmeyi burada kesersek, söylediklerimizin doğru olması gerektiğim anlarız. Torricelli’den önce düşünüldüğü şekilde uzayı hava doldurmuş olsaydı, Ay ile diğer gökcisimleri havamn içinde hareket ediyor ve hava bir yana ittikçe enerji kaybediyor durumda olurlardı. Bu durumda Ay’ın devinimi yeryüzünün üzerine düşene kadar yavaşlayacak, aym şekilde dünyamn dönüşü de ağırlaşıp sonunda o da güneşin üzerine düşecekti. Gerçekte, gök cisimlerinin sonsuza değin yörüngelerinde kalabilmelerinin tek nedeni, bir hava boşluğu içinde dolanmış olmaları ve bunu yaparken hiç enerji yitirmemeleridir.
Ay’a yolculuk söz konusu olduğunda dış uzayın hava boşluğu şeklinde bulunuşu bazı güçlükleri ortaya çıkarır. Bu durumda Ay’a uçan kuşlarla ve yükselen deniz hortumlarıyla varmak olanaksızlaşır. Bu konuda sihirli savaş arabaları ile düşlere de güvenenleyiz. Hava boşluğu içinde yolculuk yapmamn bilinen tek pratik yöntemi olarak karşımıza roket ilkesi çıkar. 1687 yılında, Isaac Newton hareket yasalarından birini daha; eğer bir cismin kütlesinin bir parçası tek bir yöne savrulursa kütlenin geri kalan bölümü ters yöne doğru harekete geçer şeklinde ileri sürdü. (Buna, Etki ve Tepki Yasası diyoruz.) Bu nedenle eğer bir tekne sıcak gazlara dönüşen maddeyle doldurulmuşsa ve bu gazlar yüksek hızla dar bir geçitten aşağı doğru verilirse o teknenin yerden yukarı doğru harekete geçmesi gerekir. Ve eğer bu tekne bu şekilde yeterince yüksek bir hıza ulaşırsa, yeryüzünden sürekli olarak ayrılmış olurdu.
1650 yılında Fransız yazarı Cyrano de Bergerac (1619 1655) Ay’a yapılacak yolculuğun yedi farklı yöntemini anlatan Ay’a Yolculuk adlı kitabım yayınladı. Bu yöntemlerden altısı basit fantezi ve işe yaramaz düşüncelerdi. Oysa, yedinci yöntem roketlere ilişkindi ve Newton daha etki ve tepki yasasını ileri sürmeden otuz yedi yıl önce düşünülmüştü. 1926 yılında Amerikalı fizikçi Robert Hutchings Goddard (1882-1945) çağdaş tipte ilk sıvı yakıtlı roketi yapıp ateşledi. Bu, küçük roketti ama yeni bir çağı başlatıyordu. Ve 16 temmuz 1969 günü, Amerikalı astronot Neil Armstrong (1930) Ay’a ilk kez adımını atan kişi oldu.
Daha soma yapılan Ay yolculukları oranın gerçekten havasız, susuz ve yaşamdan yoksun bir yer olduğunu gösterdi. Ay’da en basit mikroskobik canlı yaşamın şimdi ve geçmişte yer aldığına ilişkin bir belirti görülmüyordu.
Analiz için Ay kayalarından örnekler dünyaya getirildi. Ay, yeryüzünden küçük olduğu için merkezinde daha az ısı, daha az burgaçlı devinim ve yüzeyinde daha az sayıda yanardağ etkinliği bulunmaktadır. Bu yüzden Ay yüzeyindeki kayalar yeryüzündekilerden çok daha uzun süreyle değişmemiş durumda orada bulunuyor olmalılar. Gerçekten bazı Ay taşlarının 4,2 milyar yıllık oldukları ve dünyadaki en eski taşlardan 500 milyon yıl daha yaşlı oldukları anlaşılmıştır.