Ay neden şekil değiştirir?

Kanca

Gün batımından biraz sonra batı ufkunun üstünde ince bir hilal beliriyor. Yanındaki arkadaşın soruyor: "Ay'ın geri kalanı nerede? Dünya'nın gölgesi mi örtüyor?"

Çok yaygın bir cevap bu, ama yanlış. Ay'ın gölgesi dediğimiz şey aslında gölge değil. O karanlık kısım, Ay'ın gecesi. Ay'ı her akşam başka bir şekilde görmemizin sebebi, onun aydınlık yarısına her gün biraz farklı bir açıdan bakmamız.

Merkezi soru

Ay'ın bir ay boyunca hilalden dolunaya, dolunaydan yeniden hilale dönüşmesinin sebebi nedir?

Anlatım

Ay'ın yarısı hep aydınlık

Ay kendi ışığını üretmez, Güneş ışığını yansıtır. Tıpkı Dünya gibi, her an Güneş'e bakan yarısı gündüzü, öbür yarısı geceyi yaşar. Bu durum hiç değişmez: Ay'ın yarısı her zaman aydınlıktır.

Değişen şey, o aydınlık yarının ne kadarının bize dönük olduğu. Ay, Dünya'nın çevresinde yaklaşık bir ayda bir tur atar. Tur boyunca Güneş, Dünya ve Ay arasındaki açı değişir. Bazen aydınlık yarının tamamını, bazen yalnızca ince bir kenarını, bazen de hiçbir kısmını görürüz.

Lamba ve top

Bunu evde görmek çok kolay. Karanlık bir odada bir masa lambasını yak. Elinde bir top tut, kolunu uzat ve kendi çevrende yavaşça dön. Lamba Güneş, top Ay, senin başın ise Dünya.

Topu lambaya doğru tuttuğunda aydınlık yüzü lambaya dönüktür ve sen yalnızca karanlık yüzünü görürsün. Biraz döndüğünde topun kenarında ince bir aydınlık hilal belirir. Lambaya dik açıda tuttuğunda topun yarısı aydınlık görünür. Lambayı arkana aldığında, topu başının biraz üstünde tutarsan bütün yüzü aydınlanır; tam başının hizasında tutarsan başının gölgesi topa düşer ve küçük bir Ay tutulması yaratmış olursun. Dönmeyi sürdürdükçe aynı şekiller ters sırayla geri gelir. Topun üzerine hiçbir gölge düşmeden, bütün evreleri kendi kafanın çevresinde görmüş olursun.

Bir ayın yolculuğu

Ay, Güneş ile aynı yöndeyken yeni ay evresindedir. Aydınlık yüzü tamamen Güneş'e, yani bizden öteye bakar; bize dönük yüzü karanlıktır ve Ay, Güneş'in parıltısı içinde görünmez. Birkaç gün sonra akşamları batıda ince bir hilal olarak belirir ve her gece biraz daha kalınlaşır.

Yaklaşık bir hafta sonra Ay, yörüngesinin dörtte birini tamamlar ve yarısı aydınlık görünür. Bu evreye ilk dördün denir. Adı, Ay'ın yarım görünmesinden değil, yörüngesinin dörtte birinde olmasından gelir. Ardından aydınlık kısım yarıyı aşar ve Ay şişkin bir görünüm alır.

İki haftanın sonunda Ay, Güneş'in tam karşı tarafına gelir. Aydınlık yüzü bütünüyle bize dönüktür: dolunay. Sonra aynı yol tersine yürünür. Aydınlık kısım küçülür, son dördünde yeniden yarım görünür ve sabahları doğu ufkunda ince bir hilal olarak kaybolur. Bütün döngü yaklaşık yirmi dokuz buçuk gün sürer.

Aydınlık kenar Güneş'i gösterir

Ay'ın hangi evrede olduğunu anlamanın basit bir kuralı var: aydınlık kenar her zaman Güneş'in olduğu yöne bakar. Akşam batıdaki hilalin parlak yayı, az önce batan Güneş'e dönüktür. Sabah doğudaki hilalin parlak yayı ise henüz doğmamış Güneş'e bakar.

Evre, Ay'ın ne zaman doğacağını da söyler. Dolunay, Güneş'in tam karşısında olduğu için Güneş batarken doğar ve bütün gece gökyüzündedir. İlk dördün öğle sularında doğar, akşam güney gökyüzünde görünür. Ay her gün ortalama elli dakika kadar geç doğar, çünkü bir günde yörüngesinde bir miktar ilerler ve Dünya'nın onu yakalaması için biraz daha dönmesi gerekir. Bu yüzden Ay'ı gündüz, mavi gökyüzünde görmek de son derece olağandır.

Hilalin içindeki soluk ışık

İnce bir hilale dikkatlice bakarsan, Ay'ın karanlık kısmının da çok soluk bir ışıkla belli belirsiz seçildiğini görebilirsin. Bu ışığa kül rengi ışık ya da Dünya ışığı denir.

Beş yüz yıl kadar önce Leonardo da Vinci (okunuşu "Leonardo da Vinçi") bunun sebebini defterine yazdı: Dünya'nın yansıttığı Güneş ışığı Ay'ın gece tarafını aydınlatıyordu. O ışığı en çok okyanusların yansıttığını düşünmüştü. Bugün ölçümler, asıl yansıtıcının bulutlar olduğunu gösteriyor. Ay'dan bakan biri, o sırada gökyüzünde neredeyse dolu bir "Dünya" görür.

Aslında…

Dünya'nın gölgesi Ay'a yalnızca Ay tutulmasında düşer. Bu da yalnızca dolunay sırasında, üç cisim neredeyse tam bir çizgiye girdiğinde olur. Tutulmada gölgenin kenarı yuvarlak ve bulanıktır; hilalin keskin, düzgün yayından çok farklı görünür.

Büyük resim

Ay'ın evreleri, Güneş, Dünya ve Ay'ın gökyüzüne çizdiği dev bir geometri çizimidir. Antik çağın gökbilimcileri bu çizimi okudu. Samoslu Aristarkhos (okunuşu "Aristarhos"), ilk dördün anında Ay ile Güneş arasındaki açıyı ölçerek Güneş'in Ay'dan kaç kat uzak olduğunu hesaplamaya çalıştı.

Aristarkhos Güneş'i Ay'dan on sekiz ile yirmi kat uzak buldu. Gerçek değer yaklaşık dört yüz kattır; açıyı gözle ölçmek çok zordu. Ama yöntem doğruydu ve bize önemli bir şey öğretti: gökyüzündeki basit bir şekil değişimi, uzayın ölçüsünü almak için kullanılabilir.

Özet

1. Güneş, Ay'ın yarısını her zaman aydınlatır; evre, bu aydınlık yarının ne kadarını Dünya'dan gördüğümüze bağlıdır.
2. Ay, Dünya çevresindeki yaklaşık yirmi dokuz buçuk günlük döngüde yeni aydan dolunaya ve yeniden yeni aya döner; aydınlık kenar her zaman Güneş'e bakar.
3. Evreler Dünya'nın gölgesinden olmaz; Dünya'nın gölgesi Ay'a yalnızca Ay tutulmasında düşer.

Görev

Quiz

1. Ay'ın her an ne kadarı Güneş tarafından aydınlatılır?
2. İlk dördün adı neden "dördün" kelimesini taşır?
3. Dolunay neden Güneş batarken doğar?
4. Hilalin aydınlık kenarı hangi yöne bakar?
5. Dünya'nın gölgesi Ay'a hangi durumda düşer?

Cevaplar

1. Her an yarısı aydınlatılır; tıpkı Dünya'nın bir yarısının gündüz olması gibi.
2. Ay o sırada yörüngesinin dörtte birini tamamlamıştır; adı yarım görünmesinden değil, yörüngedeki konumundan gelir.
3. Dolunayda Ay, Güneş'in tam karşı tarafındadır; Güneş bir ufuktan batarken Ay öbür ufuktan doğar.
4. Her zaman Güneş'in olduğu yöne bakar.
5. Yalnızca Ay tutulmasında, dolunay sırasında Güneş, Dünya ve Ay neredeyse tam bir çizgiye girdiğinde.

Kaynaklar

Sonraki derse köprü

Ay'ın evreleri boyunca yüzündeki koyu lekeler hiç yer değiştirmiyor; bir hilalde de dolunayda da aynı desen görünüyor. Bu, Ay'ın bize hep aynı yüzünü döndüğü anlamına geliyor. Peki öbür yüzü neden hiç görünmüyor? Ve bugün öğrendiğimize göre Ay'ın her yanı sırayla Güneş alıyorsa, halk arasında "karanlık yüz" denen o taraf gerçekten karanlık mı?