İnsanlar Binlerce Yıldır Tutulmaları Tahmin Ediyor, Ancak Düşündüğünüzden Daha Zor

Batı Avustralya'daki sahil kasabası Exmouth, 20 Nisan 2023'te en muhteşem astronomik olaylardan biri olan tam güneş tutulmasını yaşayacak.

Tutulmalar binlerce yıldır bizi büyülemiştir. Ancak bir güneş tutulmasını tüm görkemiyle tam olarak ne zaman ve nerede izleyebileceğimizi hesaplamanın şaşırtıcı derecede zor olabileceği anlaşılmıştır.

 

Güneşi ve Ay'ı izlemek

Gökyüzüne çok hakim olan Güneş ve Ay, antik kültürler için gözlemlenmesi en büyüleyici gök cisimleriydi. Doğal olarak, hareketlerini tahmin etmeye ve öngörmeye de çalıştılar.

Güneş'in hareketi oldukça basitken, Ay gökyüzünde çok daha karmaşık bir şekilde hareket eder. Her şeyden önce, evreleri vardır; ayrıca Dünya'nın etrafında eliptik bir yörüngede hareket ederken görünür boyutta büyür ve küçülür.

Bunun da ötesinde, Ay gökyüzündeki yolculuğunda oldukça gelişigüzel bir şekilde sallanıyor ve yalpalıyor gibi görünür, bu da yörüngesini doğru bir şekilde tanımlamayı son derece zorlaştırır. Aslında, Ay'ın hareketini açıklamak, Isaac Newton'un başını ağrıtan tek sorundu.

Tutulmalar çok ürkütücü olduğundan, birçok eski insan bunların meydana gelmesini hem yazıda hem de sanatta not etmiş ve bu tür olayların tekrar eden özelliklerini keşfetmiştir.

Bir ay tutulması sırasında, Dünya'nın normalde dolunayı aydınlatacak olan güneş ışığını engellediği yerde, sönük Ay kanlı bir renk alır. Pek çok kültür bu tür olaylara (1453'te Konstantinopolis'in Düşüşü sırasında görülen kısmi ay tutulması gibi) önsezi bağlamış ve oldukça makul bir şekilde bu tür bir sonraki olayın ne zaman gerçekleşebileceğini merak etmiştir.

2010'da Miami, Florida'da görülen bir ay tutulması. FloridaStock/Shutterstock.com

 

Pek de efsanevi olmayan Saros döngüsü

Dünyanın dört bir yanındaki çeşitli kültürler bağımsız olarak tutulmaların 18 yıllık bir döngüde meydana geldiğini keşfettiler. Bu, Babilliler ve Asurlular (antik Mezopotamya ve modern Irak) tarafından yazılı kayıtlarda bahsedilmiştir ve sözlü gelenek, döngünün Torres Boğazı Adalıları tarafından şimdiki Avustralya'da törensel amaçlar için kullanıldığını öne sürmektedir.

Ardışık olarak bin yılı aşkın bir süre devam edebilen bu 18 yıllık döngü, günümüzde Saros döngüsü olarak bilinir. "Saros" kelimesi, 10. yüzyıl Bizans Suda ansiklopedisinde bahsedilmiştir ve muhtemelen Yunanca kökenlidir ("süpürme" anlamına gelen "saro", belki de tutulmaların gökyüzünü nasıl süpürdüğü ile ilgilidir).

Saros döngüsü, Güneş-Dünya-Ay sisteminin neredeyse tamamen aynı üçgen konfigürasyona dönmesinin ne kadar sürdüğünü temsil eder. Dolayısıyla, bir ay tutulması görürseniz, 18 yıl sonra Dünya'nın çoğu yerinden görülebilen bir başka tutulma bekleyebilirsiniz.

Tam bir güneş tutulması gözlemleyen antik bir kültür olsaydınız, gerçekten çok şanslı olurdunuz (bunlar Dünya'nın belirli bir bölgesinde kabaca her 375 yılda bir meydana gelir). Ancak 18 yıl sonra benzer bir olay görür müydünüz? Ne yazık ki hayır. Muhtemelen 18 yıl sonra başka bir tam güneş tutulması olsa da, gezegenin tamamen farklı bir bölgesi üzerinde olacaktır.

54 yıl sonra - üç Saros döngüsü - tutulma bölgesi Dünya'daki kabaca aynı konuma geri dönmüş olmalıydı. Ancak, önceki gözlem noktasından binlerce kilometre uzakta olabileceğinden, yalnızca çok kabaca.

Dünya çapında, kabaca her 18 ayda bir, yılda iki olası "tutulma mevsiminden" birinde görülebilen bir tam güneş tutulması vardır. Bu, 18 yıllık bir Saros döngüsünden çok daha sıktır ve birden fazla tekrar eden Saros sekansının aynı anda üst üste gelmesi (kabaca bir düzine) ve her birinin en az altı ay kayması nedeniyle mümkündür. Örneğin, Sidney'de görülecek olan 2028 tam güneş tutulması, bu yılki tutulmadan tamamen farklı bir Saros sekansının parçasıdır.

Yaklaşık bin yıl sonra, uzun süreli bir Saros sekansı sona erdiğinde, biraz farklı zamanlamayla bir diğeri başlayacaktır.

 

Antik çağlardan günümüze

Öyleyse eski atalarımız tutulmaları gerçekten tahmin edebiliyor muydu? Ay tutulmalarından ve hatta belki kısmi güneş tutulmalarından bahsediyorsak, evet.

Ünlü bir tahmin örneği, M.Ö. 585'teki Thales Tutulması'dır, ancak Yunanistan üzerinde bir tam güneş tutulması meydana gelmesi neredeyse kesinlikle bilimden çok şans eseriydi. Yani, 18 yıl sonra (M.Ö. 567) bir tam güneş tutulmasının şu anda Amerika Birleşik Devletleri olan yerde görülebileceğini tahmin edemezlerdi.

Gece gökyüzünü tahmin etmek için kullanılan şaşırtıcı derecede karmaşık 2.000 yıllık mekanik bir cihaz olan ünlü Yunan Antikythera Düzeneği muhtemelen 18 yıllık Saros'u doğru bir şekilde hesaplayabiliyordu. Ancak önemli bir şekilde, Dünya üzerindeki belirli bir yerdeki tam güneş tutulmalarını tahmin edemezdi - sadece zamanlamalarını.

Saros dönemi (kırmızı bir dikdörtgenle işaretlenmiş), Antikythera düzeneğinin 'kullanım kılavuzu'nun bir parçasında görülebilir. Xmoussas/Wikimedia Commons

 

Özetle, eski insanların ay tutulmaları ve kısmi güneş tutulmalarının zamanlamalarını tahmin edebildikleri açıktır, ancak insanların tam güneş tutulmalarının zamanlarını ve yerlerini tahmin ettiklerine dair ikna edici bir kanıt yoktur.

Tutulmanın yolu, 1715'te Halley tarafından açıklandığı şekliyle. Cambridge Üniversitesi, Astronomi Enstitüsü Kütüphanesi

 

Modern bilim çağına girerken, bir tam güneş tutulmasının (hem zaman hem de yer olarak) ilk gerçek tahmini 1715'te gerçekleşti. Edmond Halley (kuyruklu yıldızla ünlü), oldukça uygun bir şekilde Londra'daki kendi evinin üzerinden geçen bir tam güneş tutulmasını, dört dakika ve 20 mil içinde, doğru bir şekilde tahmin etti. Bunu, Isaac Newton'un yeni yer çekimi ve yörünge mekaniği teorilerinden tam olarak yararlanarak yaptı: Principia.

Bugün, tutulmaları tahmin etmek için tüm Güneş Sistemi’nin yörüngelerini hesaplamaya dayanmıyoruz. Örneğin, NASA, eski bir tekniğin oldukça gelişmiş bir biçimini kullanıyor - örüntü tanıma. NASA, yaklaşık 38.000 tekrar eden matematiksel terim kullanarak, 1000 yıl sonrasına kadarki güneş ve ay tutulmalarını tahmin edebilir. Bunun ötesinde, Ay'ın yalpalaması ve Dünya'nın değişen dönüşü, tutulma tahminini daha az doğru yapar.

Bu ay bir tam güneş tutulmasına tanık olacak kadar şanslı olanlarınız, bu ortak deneyimin binlerce yıldır dünyanın her yerindeki insanlar için ne anlama geldiğini düşünmek için bir dakikanızı ayırın.

Bu olayı tahmin etmeye ve açıklamaya çalışmak, matematik ve yörünge mekaniğindeki ilerlemeleri doğrudan yönlendirdi ve güzelliği ile bilimsel bilgimizin sınırlarını benimsemek zorunda kaldık.

 

Aaron Robotham, Araştırma Doçenti ve UWA Araştırma Görevlisi, Batı Avustralya Üniversitesi ve Sabine Bellstedt, Astronomi Araştırma Görevlisi, Batı Avustralya Üniversitesi

Bu makale The Conversation'da yayınlanmıştır.