Voyager-1, popülaritesini her daim diri tutmayı başarmış uzay araçlarının başında gelir. Ancak okulun bu en popüler kızının ardında, pek tanınmıyor olsa da önemi yadsınamayacak aykırı bir kız vardır: Pioneer-10!
Bu yazıda, Voyager-1/2 ve Pioneer-10/11 ikizlerinden, Voyager-1 ve Pioneer-10'a odaklanacağız. Popüler kız Voyager-1 ve aykırı kız Pioneer-10'un maceraları arasında mekik dokurken, otuz yıl boyunca bilim dünyasını meşgul etmiş 'Pioneer aykırılığı'nı da (Pioneer anomaly) yazının merkezinde bulacaksınız...
*
Voyager-1 fırlatıldığında, yaklaşık beş buçuk yıldır keşifte olan Pioneer 10; astroid kuşağını geçen ilk uzay aracı olmuş, ve Jüpiter'in ötesine geçmeyi başarmıştı. Bir yandan boş durmamış, Jüpiter üzerinde direkt gözlem yaparak ve yakın plan fotoğraflar çekerek başka başka ilklere de imzasını atmıştı.
Voyager-1'in yolculuğunun başladığı 1977 yılında ise Pioneer-10; o zamanların gezegeni, şimdinin cüce gezegeni, Plüton'un bulunduğu mesafeyi hedeflemiş, tam gaz ilerlemekteydi. Nitekim 1983'te Plüton'un ötesine geçme ilkine de nail olacak ve Dünya'dan 'en uzak' uzay aracı olma unvanını on beş yıl daha elinde bulunduracaktı.
Pioneer-10 İllüstrasyonu (Kaynak: NASA)
Dış Güneş Sistemi'ni keşfe giden ilk araç Pioneer-10 Dünya'dan uzaklaşıyordu, ancak 1980 yılına gelindiğinde; bilim insanları, ters giden bir şeylerin ayırdına vardılar: Doppler kayması sonuçlarına göre Pioneer-10, gereğinden fazla yavaşlıyordu!
Yanımızdan hızla geçip giden bir Formula-1 aracı düşünelim. Aracın bize olan mesafesi değiştikçe duyduğumuz sesin yalnızca şiddeti değil, frekansı da değişir. Bize doğru yaklaşan araçtan gittikçe tizleşen bir ses duyarken araç uzaklaştıkça sesin pesleşmeye başladığını duyarız. Aracın ürettiği ses sabit olmasına rağmen, ‘viiiuuu’ şeklinde bir ses duyma sebebimiz, hızla bize doğru yaklaşan aracın ürettiği her yeni ses dalgasının kulağımıza ulaşana dek daha kısa yol izlemesi, yani daha kısa sürede bize ulaşabilmesidir. Araç yaklaştıkça ses dalgalarının bize ulaşma sıklığı artar ve daha yüksek frekansta bir ses işitiriz. Benzer şekilde uzaklaşan araçtan duyduğumuz sesin frekansı da gitgide azalır. Bu durum Doppler kayması olarak adlandırılmaktadır.
Dalga boyu, frekansla ters orantılıdır. Yani bizden hızla uzaklaşmakta olan cisimlerden gelen sinyallerin dalga boylarının gittikçe arttığını ve bize hızla yaklaşan cisimlerden gelen sinyallerin dalga boylarının gittikçe azaldığını söyleyebiliriz.
İnsan gözü en kısa dalga boyuna sahip renk olan mor ile en uzun dalga boyuna sahip kırmızı arasındaki renkleri ayırt edebilir (yaklaşık 400nm-700nm arası). Bu yüzden, dalga boyunun kısalma durumuna 'maviye kayma' (ya da mora kayma), dalga boyunun uzama durumuna ise 'kırmızıya kayma'(ya da kızıla kayma) denir.
Kısacası; bize yaklaşan bir cisimde maviye kayma, uzaklaşan bir cisimde kırmızıya kayma görürüz. Ayrıca cismin uzaklaşma hızına göre bu kırmızıya kaymanın şiddeti de değişir. Bu kavramdan hareketle, galaksilerin birbirlerinden uzaklaştıkları ve daha uzak galaksilerin daha hızlı uzaklaştıkları tespit edilerek evrenin genişlediği, hatta artan bir hızla genişlediği sonucuna varılmıştır.
Benzer şekilde Pioneer-10 üzerinde yapılan Doppler kayması ölçümlerinin beklenenden farklı bir sonuç verdiği görülmüş; Pioneer-10'un, hesaplanandan biraz daha fazla yavaşladığı tespit edilmiştir.
Küçük, küçücük, göreve, araştırmalara, Pioneer'in yörüngesine etkisi yok sayılabilecek bir yavaşlayış... Bu küçük değer, sonradan yapılacak bütün araştırmalara sebebi bulunamayan bir 'sapma' olarak direnecek, bildik tüm etmenleri içinde barındıran hesaplamalara meydan okuyarak varlığını ve bilinmezliğini korumayı sürdürecekti.
1972'de gönderilen Pioneer ikizlerindeki bu aykrılığın ancak 1980'de tespit edilebilme sebebi ise, Pioneer-10'un 20 astronomik birimlik mesafeye 1980'de erişebilmesi ve Güneş ışınımının yarattığı basıncın etkisinin ancak bu mesafede Pioneer aykırılığını tespit edebileceğimiz kadar geri planda kalmas...
