Yıldızlar ve Şehir Işıkları Neden Yanıp Sönüyormuş Gibi Görünür?
Yıldızlar ve şehir ışıkları geceleri neden yanıp söner? Acaba bir göz yanılsaması mı yoksa optik biliminin bize uyguladığı bir tarife mi? Havanın kararmasıyla birlikte uzaktan şehrin ışıklarını izlediğinizde sokak lambalarının, binaların veya arabaların ışıklarının yanıp sönüyormuş gibi göründüğünü fark edersiniz. Bir balkondan gökyüzüne baktığınızda ise yıldızların yanıp söndüğünü, ışığın titreşimli bir şekilde gözünüze ulaştığını görürsünüz.
Bazı kaynaklarda bu duruma alternatif akımın sahip olduğu frekans değerinin sebep olduğu açıklanır. Frekans değeri, ışığın saniyede kaç kez titreşim yarattığını belirtir. Şehir şebekelerinin 50 Hertz frekansa sahip olduğunu düşünürsek bir sokak lambası saniyede 50 kez titreşir. Fakat bu durum, yıldızlara ve şehir ışıklarına uzaktan bakıldığında yanıp sönüyormuş gibi görünmesini açıklamaz. Mesafe arttığında ışığın gücünde bir azalma olacaktır fakat ışık bir ortamdan diğerine geçerken frekans değişmeyecektir.
Alternatif akım teriminin geçtiği bir yerde Nikola Tesla’dan bahsetmemiş olmanın büyük eksiklik olacağı düşüncesindeyiz. Nikola Tesla hakkında detaylı bilgi için ‘Nikola Tesla’nın Hayatı ve İcatları’ başlıklı araştırma yazımızı inceleyebilirsiniz.
Yıldızlar ve Şehir Işıklarının Yanıp Sönüyormuş Gibi Görünmesinin Sebebi Nedir?
Yıldızlar ve şehir ışıkları, atmosferde meydana gelen düzensizlikler sebebiyle uzaktan bakınca yanıp sönüyor gibi görünür. Işık, atmosferin içerisinde bulunan farklı yoğunluktaki ve farklı sıcaklıktaki bölgelerden geçişi esnasında moleküler yapı, optik dalgalanmalar, rüzgar, basınç değişimi, nem ve partikül gibi etmenlerden dolayı gözümüze ulaşana kadar farklı oranlarda kırılmaktadır. Bu olay astronomik sintilasyon (kırpışım) adı verilen ışığın yanıp sönmesi veya titreşimi olarak algılanır.
Atmosferin sakin olduğu ve yoğunluğunun daha az olduğu durumlarda yıldızlar daha belirgin şekilde görünür. Fakat atmosferde oluşan herhangi bir hareketlilik bu görüntüyü engeller. Bunun sonucunda yıldızlar ya görünmez ya da yanıp sönüyormuş gibi görünürler. Hatta ışığın kırılması nedeniyle yıldızlar farklı renkler arasında titreşiyormuş gibi de görülebilmektedir.
Yıldızlardan yola çıkarak konuyu özetleyecek olursak; göz hizasında ve ufukta bulunan yıldızların, başınızı yukarı kaldırdığınızda tepede bulunan yıldızlara göre daha fazla yanıp söndüğünü fark edebilirsiniz. Bu durum ufuk hizasındaki yıldızların yaydığı ışığın atmosferin yarattığı düzensizliklere daha fazla maruz kalmasından kaynaklanır. Yani ışık, daha kalın bir atmosfer tabakasından geçeceğinden daha fazla kırılmaktadır. Güneş, Ay ve Güneş Sistemi’ndeki gezegenler ise yıldızlara göre daha yakın olduğundan hep aynı parlaklıkta görünürler. Atmosferin olmadığı uzay ortamını dikkate aldığımızda ise bir astronot yıldızları hep aynı parlaklıkta görecektir.
Atmosferdeki Düzensizliklere Rağmen Uzay Araştırmaları Nasıl Yapılıyor?
Atmosferden kaynaklanan düzensizliklerin uzay incelemelerine olan olumsuz etkisinin önüne geçmek amacıyla yıldızlar ve araştırmacı arasında kalan atmosfer kalınlığı mümkün olduğunca az olmalıdır. Bu sebeple rasathaneler, temiz bir görüntü elde etmek adına gökyüzüne daha yakın yerler olan dağlarda veya şehirden mümkün olduğunca uzak yerlerde kurulmaktadır. Çünkü şehirden uzak, temiz havanın olduğu yerlerde gökyüzü ve yıldızlar daha net görünecektir.
Uzay araştırmalarında atmosferik etkileri ortadan kaldırmak amacıyla bazı teknolojiler geliştirilmiştir. En önemli çözümlerden biri rasathanelerdeki teleskoplarda kullanılan uyarlanabilir optik teknolojisidir. Bu teknoloji sayesinde görüntünün atmosferik etkilerden arındırılması ve çok daha net hale getirilmesi mümkündür. Gökyüzü fotoğrafçılığı ile ilgilenenler de benzer bir optik teknolojisi sayesinde görüntüdeki bozulmaları ortadan kaldırabilmektedir. Daha ileri bir teknoloji ise uzay teleskoplarıdır. Bunlardan en önemlileri 1990’da uzaya gönderilen Hubble ve 2022’de göreve başlayan James Webb Uzay Teleskobu’dur. James Webb Uzay Teleskobu’nun özellikleri ve Hubble Uzay Teleskobu ile arasındaki farklar hakkında detaylı bir okuma yapmak için ‘James Webb Uzay Teleskobu Nedir, Ne İşe Yarar?’ başlıklı araştırma yazımızı inceleyebilirsiniz.
Snell Yasası
Yıldızlar ve şehir ışıklarının yanıp sönüyor gibi görünmesi ünlü fizikçi Willebrord Snellius’un ortaya koyduğu Snell Kanunu ile açıklanmaktadır. Buna göre ışık boşlukta maksimum hıza (c) ulaşır. Maddesel ortamdaki ışığın hızı (v) ise boşluktakinden daha azdır. Yani ışık bir ortamdan diğerine geçerken hızı değiştiği için kırılır. Kırılma indisi ise ışığın boşluktaki hızının madde içerisindeki hızına oranıdır (n=c/v). Işık, yüksek hızla hareket ettiği maddesel ortamdan, daha düşük hızda olduğu bir ortama geçtiğinde kırılma açısı (θ2) geliş açısından (θ1) daha küçük olur. Snell Kanunu’na göre ortamların kırılma indisleri (n1,n2) ışığın o ortamlardaki hızıyla (v1,v2) ters orantılıdır. Yani kırılma indisi ne kadar çoksa ışık o kadar yavaş hareket eder.
