Yaz geldi, Covid-19 kısıtlamaları rahatladı. Gökyüzü şenlikleri de artık sanal değil, fiziksel olarak yapılıyor. Bu etkinliklerde bol bol uzay anlatılacak, gece vakti yıldızlar, gezegenler gözlemlenecek. Teleskoplar getirilecek. Biraz teleskopları anlatalım.
Optik ışığı kontrol etmenin yoludur. Teleskoplar, fizik ana dalının, optik alt dalının bir uygulama sahasıdır.
Uzak cisimlerin daha büyük görünmelerini sağlayan ve içinde mercekler ve aynalar olan optik aletlere teleskop deniyor. Çok yakındaki cisimleri büyüten aletlere mikroskop deniyor. Mantık aynı aslında. Göremediğimiz cisimleri büyüt ki rahat görelim. Fokal uzunlukları mikroskopta küçük, diğerinde büyüktür.
Tarihte ilk olarak teleskobu bulan kişi Galileo değildir. Ancak astronomi gözlemlerinde ilk kullanan kişi O'dur. 1609 yılında yaptığı gözlemlerde Satürn'ün halkalarını gözlemlemiş, Jüpiter'in en büyük 4 uydusunu tespit etmiştir. Zaten bunlara Galileon uyduları (Galileon moons veya Galileon satellites) deniyor.
Işık ilerlerken her zaman düz gider. Kütlesi yoktur, ama momenti vardır. Foton teorisine göre tanecik veya dalga yapısı vardır. Her iki teorinin de doğrulandığı deneyler yapılmıştır.
Işık bazen yansır, bazen kırılır. Aynalar ve mercekler bu kırılımı veya yansımayı ayarlar.
Işık mükemmel düz bir yansıtıcı yüzeye çarparsa geldiği açı ile gittiği açı aynıdır. (Bilardo oynarken de aynı mantığı kullanıyoruz.) Pürüzlü yüzeylerde saçılma olur. Yani ışık düz gelir ancak yansıma sırasında farklı açılarla yansıdığı için buna saçılma (scattering) deriz. Yüzey ne kadar pürüzsüz ise ayna o kadar güzel gösterir. Piyasada satılan aynaların yüzeyi fena değildir. Kalitesine göre sizi güzel gösterir. Ama yüzeyi mükemmel hazırlanmış aynalar da vardır. Uzay kalifiye aynalar böyledir. Böyle bir aynayı 2 milyon Euroya aldığımızı söylemiş olalım.
Aynalar yansıtmadan dolayı arkasında sanal bir görüntü oluşturur. Bu görüntü simetriktir. Yani bir yazıyı yansıtmış olsaydık yazı tersten okunurdu. Bunun için Ambulans yazıları tersten yazılır. Çünkü arabanın aynasından bakan sürücünün yazıyı düz okuması sağlanır.
Işık dalgaları farklı ortamlarda farklı hızlarda ilerler. Boşlukta 3x10^8 m/sn hızla giderken su da daha yavaştır. Havadan suya girerken yönünü de değiştirir. Bu kırılmadan dolayı balık tutanlar balığın yüzeye daha yakın olduğunu düşünürler. Bu yüzden 2 metrelik havuzlar daha sığ görünür.
Mercekler ışığı odaklamak için kullanılan saydam cam parçalarıdır. Kavisli bir yüzeyi vardır. İki tipten bahsedebiliriz. Dışbükey (Konveks) mercek ışığı içe doğru büker, böylelikle küçük nesneleri büyütürüz. İçbükey (konkav) mercek ise ışığı dışa doğru büker yani yayar.
Işık bir enerjidir. Bu enerjiyi yoğunlaştıran aletlere lazer diyoruz. Birçok uygulama alanı vardır. Kesme, optik okuma (marketlerde kasada kullanılan sistem), ameliyatlar ve astronomi sayılabilir.
İnsan gözü 0.1 mm'den büyük cisimleri görebilir. Daha küçükleri görmek için mercekler kullanılır.
Teleskoplar ve dürbünler de mercek ve aynaları kullanır.
Teleskoplar 4 ana grupta incelenebilir. Işığı kırıcı teleskop (refractor telescope), yansıtıcı teleskop (reflecting telescope), Dobsonian teleskop ve Maksutov-Cassegrain teleskop.
Aynalar ve mercekler bazı özelliklerini korusun diye bazen özel bir malzeme ile kaplanır. Mesela uydu aynalarını atomik oksijenden korunmak için kaplarız. Çünkü bulunduğu yörünge eğer 500 km civarı ise böyle bir koruma zorunludur. Aynanın arka malzemesi özeldir. Mesela Zerodur malzeme kullanılır. Çünkü soğuk sıcak ortamlara geçişte aynanın yüzeyinin bozulmaması istenir. Zerodur dünyadaki termal genleşme katsayısı en düşük malzemedir.
Kırıcı teleskoplarda mercekler kullanılmıştır. Yansıtıcı teleskoplarda ise aynalar kullanılır. Newton tipi ve Cassegrain tipi yansıtıcı teleskoplar vardır. Cassegrain tipinde teleskop boyu daha kısadır. Bu yüzden IMECE uydusunda Cassegrain tipi bir yansıtıcı teleskop yapılıyor.
Diğer iki tip teleskopta ise aynalar ve mercekler birlikte kullanılır.
Başka frekanslardaki teleskoplar:
Radyo Teleskoplar
Işık biliyorsunuz frekans bandında görünür bölgeye verilen isim. RF bandında çalışan büyük çanak antenlere Radyo teleskobu denir. Uzak cisimlerden gelen RF dalgasını dinler. Radyo astronomi bu tip antenleri kullanarak araştırmalar yapar. SETI (Search for Extra-terrestrial Intelligence: Dünya Dışı Akıllı Yaşam Araştırması) ve Arecibo rasathanesinde bu tür sinyaller dinleniyordu. Arecibo geçen sene ömrünü tamamladı. Bu tür teleskoplar RF sinyalinin olmadığı şehirden uzak yerlere kurulur. Arecibo Porto Rico'da.
X-ray Teleskoplar
Dünya'ya çok az miktarda bu ışından geldiği için uzay teleskopları yapılmıştır. Chandra uydusu böyle bir teleskoptur. Patlamış yıldızlar ve evrenin sıcak noktalarından gelen ve karadelik çevresindeki maddeden yayılan X-ray ışınlarını gözler.
Gamma-ray Teleskoplar
Fermi Gamma Ray ve Compton Gamma Ray uzay teleskopları birer örnektir. Dalga boyu en küçük olan ışık budur. Normal aynalardan yansımaz, geçer gider. Onun için bu ışığı tespit için özel detektörler kullanılır. Fermi Gamma Ray teleskobu 2008'de fırlatılmış ve sadece gamma ışını yayan pulsarları tespit etmiştir.
Yerde kurduğumuz teleskoplarla neleri tespit edebiliriz?
Böyle bir gözlem yapacaksak bir kere ışık kirliliği az olan bir yere gitmek gerekir. Şehirden ve ışıklardan uzak olsun ki samanyolu galaksisini çıplak gözle görelim. Hava da açıksa ve kirlilik yoksa güzel bir gözlem yapmak mümkündür. Ancak eğer ay dolunay ise birçok şeyi gene net göremezsiniz. Dolayısıyla seçtiğiniz tarihte buna dikkat edin derim. Gündüz güneş filtresi kullanarak güneş yüzeyini görebilirsiniz. Güneş lekeleri görmek te mümkündür.
Gezegenlerin bir kısmı kuzey yarımküreden görünür. Jüpiter, Satürn ve halkaları rahat görünür. Hatta Jüpiterin kırmızı lekesini de görmeniz mümkündür.
Yıldız takımlarını gözlemleyebilirsiniz. Kutup yıldızı parlaklık bakımından 50. sıradadır. En parlak yıldızlar sırayla şöyledir:
Güneş
Sirius (Süreyya yıldızı)
Canopus
Rigil Kentaurus
Arcturus
Vega
Capella
Rigel
Procyon
Achernar
Betelgeuse
Ama kime sorsam kutup yıldızını en parlak yıldız biliyor ya, nerden okudun, nerden aldın bu bilgiyi bilmiyor. Ortaokul ve lise müfredatına ayrı bir astronomi dersi konsa iyi olur. 1974'te kaldırılmış. Niye bilmiyorum.
Bu yaz bilim merkezlerinin ve Tübitak Ulusal Gözlemevinin bu tür programlarına katılmaya çalışacağım. Gelenlere biraz astronomi biraz uydu teknolojileri anlatırız. Kazasız belasız ve huzurlu bir Kurban Bayramı diliyorum.