Uzaydaki yerinize.

Bir gecede yukarı bakın ve kendi gözlerinizle görebileceğiniz her yıldız bir galaksiye aittir, Samanyolu Galaksisi. Dönen bir kaya topu üzerinde duruyorsunuz, milyarlarca yıldız arasında sıradan bir yıldızın etrafında dönüyor. Bu ders tam olarak nerede olduğunu öğrenir.

Kendi gözlerinizle görebileceğiniz her yıldız Samanyolu Galaksisi’ne aittir.

Bak.

Güneşli bir gecede dışarı çık. Ayağınızın altındaki toprak 12.742 km genişliğinde bir kaya topunun parçası. Bu top, Dünya, günde bir kez dönüyor ve yıldızın etrafında yarışıyor, Güneş, yılda bir kez.

Güneş o kadar büyük ki, yaklaşık 1.3 milyon Dünya’nın içinde yer alabilir. O kadar ağır ki, yörüngesinde olan her şeyin neredeyse tüm kütlesini tutar: gezegenler, aylar, cüce gezegenler, asteroidler ve kuyruklu yıldızlar. Birlikte, Güneş ve yerçekimi tarafından tutulan her şey güneş sistemi’dir.

Yukarıdaki resimde, ortadaki sarı nokta Güneş’tir. Play tuşuna basın ve gezegenleri hareket ettirin. Bir gezegen Güneş’e ne kadar yakın olursa, o kadar hızlı döner:

• Circus 88 gün sürer.
• Dünya Bir yıl sürer.
• NeptünEn uzak gezegen, neredeyse 165 yıl sürer.

Güneş sistemimiz, yıldızlardan oluşan dev bir sarmalda bulunan milyarlarca yıldız sisteminden biri. Samanyolu Galaksisi. Çok karanlık bir gecede onu gökyüzünde soluk bir ışık bandı olarak görebilirsiniz. Kendi gözlerinizle görebileceğiniz her yıldız O’na aittir.

Anladım.

Uzaydaki mesafeler o kadar büyük ki kilometreler biraz tuhaf hale geliyor, bu yüzden astronomlar daha büyük çizgi kullanıyor.

Astronomik birim (au) Dünya ile Güneş arasındaki ortalama uzaklık. 2012 yılından beri kesin bir değere sahiptir: 149.597.870.700 metre, yaklaşık 149,6 milyon km. Bu sayede güneş sistemini görüntülemek kolaylaşır:

Dünya	Güneş’ ten ortalama uzaklık
Merkür	0.39 AU
Dünya	1.00 au
Jüpiter	5.2 veya
Neptün	301 ^ a b

Işık-zamanı ışığın bir mesafeyi geçmesi için gereken zamandır. Işık saniyede 299.792 km hızla hareket ediyor, yani:

zaman = uzaklık ÷ ışık hızı

1 au için: 149,597,871 km ÷ 299,792 km/s ≈ 499 s, ya da 8 dakika 19 saniye. Güneş’e baktığınızda (asla doğrudan, gözlerinize zarar verir), yaklaşık sekiz dakika öncesinden ayrılmış bir ışık görürsünüz. Güneş ışığı Neptün’e ulaşmak için dört saatten fazla sürer.

Işık yılı ışığın bir yılda kat ettiği mesafedir. Yaklaşık 9,46 trilyon km ya da 63,241 AU. Güneş’ten sonra en yakın yıldız olan Proxima Centauri, yaklaşık olarak 4.2 ışık yılı uzaklıktadır. Samanyolu yaklaşık 100.000 ışık yılı çapındadır.

Efendim.

Au ölçülü olarak kullanılırdı: Gauss kütleçekimsel sabitiyle tanımlanmıştı, bu yüzden metrelerdeki uzunluğu gökbilimcilerin belirlemesi gereken bir miktardı. Radar ranging of Venus and spacecraft tracking in the late twentieth century pinned it down to a few metres. 2012 yılında Uluslararası Astronomi Birliği onu sabit bir sayı yaptı (Çözünürlük B2), bu yüzden au şimdi metre gibi basit bir birimdir.

Günümüzde gerçekten çok kesin olarak ölçülen şey Güneş’in kütleçekimsel parametresi, GM☉ = 1.32712440041 × 10²⁰ m³ s⁻², gezegenlerin ve uzay gemilerinin hareketindendir. G × M çarpımı, G veya M’den çok daha iyi bilinir, çünkü G fizikte en az kesin olarak bilinen sabitlerden biridir. Bu yüzden yörüngesel mekaniğin tümünde μ = GM ile çalışır, Navigator yolundaki gibi.

İki pratik sonuç:

1. Dünya’nın uzaklığı sabit değildir. Dünya’nın yörüngesi yaklaşık 0,0167’lik bir eksen dışına sahiptir, bu yüzden Güneş’ten uzaklığı yaklaşık olarak 147.1 milyon km (Ocak ayı başlarında, perihelion) ile 152.1 milyon km (Temmuz ayı başında, aphelion) arasında değişir. Mevsimler bu nedeni ile oluşmuyor: Ocak, kuzey yarımkürede kış. Gerçek neden Mevsimler dersinde anlatılmış.
2. Işık-zamanı gerçek bir mühendislik sınırıdır. Mars’taki bir rovera radyo komutu, her iki gezegenin yörüngelerindeki yerini göre yaklaşık olarak 3 ile 22 dakika arasında bir yol alıyor. Uzaktaki uzay gemileri kendi başlarına hareket edebilecek durumda olmalı.