Rönesans ve Güneş Merkezli Evren Kuramı ( )

Transkript

1 Rönesans ve Güneş Merkezli Evren Kuramı ( ) Rönesans, bir düşünce hareketidir. Ortaçağ ın kavramlarına ve düşüncesine bir başkaldırıdır. Rönesans döneminde, her alanda yeniliklerle karşılaşmak mümkündür. Bu yenilikçi düşünce, kendini en fazla biçimde coğrafya ve astronomide göstermektedir. Yeni keşifler ile Amerika da keşfedilmiştir. Bilinen Yeryüzü, Rönesans ile birlikte neredeyse iki katına çıkmıştır. Rönesans (Yeniden Doğuş), Orta Çağ ve Reformasyon arasındaki tarihi dönem olarak anlaşılır yüzyıl İtalya sın da batı ile klasik antikite (Eski Roma ve Yunan Eserlerinin incelenmesi) arasında sanat, bilim, felsefe ve mimarlıkta bağın tekrar kurulmasını sağlayan, Antik Yunan filozof ve bilim adamlarının çalışmalarının çeviri yoluyla alındığı, deneysel düşüncenin canlandığı, insan yaşamı (hümanizm) üzerine yoğunlaşıldığı, matbaanın bulunmasıyla bilginin geniş kitlelerle paylaşımının arttığı ve radikal değişimlerin yaşandığı dönemdir. Bu çağ uzun zamandır geriye düşmüş olan Avrupa'nın ticaret ve Coğrafi Keşifler'le yükselişinin öncüsü olmuştur. İtalyan rönesansı bu dönemin başlangıcı sanatsal ve bilimsel gelişmeyi ifade eder. İlk kez İtalyan sanatçı Giorgio Vasari tarafından Vite'de kullanılmış, 1550 yılında basılmıştır. Rönesans teriminin kökeni Fransızca'dır. Fransız tarihçi Jules Michelet tarafından kullanılmış ve İsviçreli tarihçi Jacob Burckhardt tarafından geliştirilmiştir. (1860'larda). Yeniden doğuş iki anlamı içerir. İlki antik klasik metinlerin tekrar keşfi, öğrenimi, sanat ve bilimdeki uygulamalarının tespitidir. İkinci olarak bu entelektüel aktivitelerin sonuçlarının Avrupalılık kültürünü genelde güçlendirmesidir. Bu yüzden Rönesans'tan bahsederken iki farklı fakat anlamlı yoldan söz edilebilir: Klasik öğrenmenin ve bilimin antik metinlerin tekrar keşfiyle yeniden doğması ve genel anlamda bir Avrupalılık kültürünün yeniden doğuşu. Raphael Sanzio ve Michelangelo gibi birçok ressam mevcuttur. Astronomide Rönesans düşüncesine özgü yeni bir kuram ortaya çıkmıştır. Bu yenilikler, devrim olarak adlandırılmaktadır. Ortaya konulan yenilikler devrimsel niteliktedir. Ortaçağ ın skolastik yöntemi yerine araştırıcı bir yöntem benimsenmiştir. Doğaya yönelim söz konusu olmuştur. Rönesans ile birlikte insanın dünyaya ve evrene bakışı değişmiştir. Tüm bunlarla birlikte insana bakış da değişmiştir. Bu dönemde inanma esas değildir. İnsan aklının özgürce düşünmesi amaçlanmış ve örnek olarak da Antik Yunan alınmıştır. Güneş merkezli sistem, insanın evren anlayışını kökten değiştirmiştir. Kopernik kuramının sadece astronomi boyutu değil, Rönesans düşüncesinin ruhunu gösteren noktaları da etkilidir. Tüm Ortaçağ boyunca insanı merkeze alan bir düşünce sistemi hâkimdir. Her şey insana göre şekillenmiştir. Kopernik, insanı merkezi yerinden oynatmayı başarmıştır. İnsan artık alelade varlık niteliğine düşmüş, Yeryüzü bir gezegen halini almıştır. Bu evren kuramını kuran kişi Kopernik tir. Kopernik Maria da Novaro dan astronomi dersleri almıştır. Novaro ile astronomi tartışmaları yapmıştır. O dönemin önemli astronomlarından biri olan Calcagnini ile tanışmıştır. Calcagnini 1525 te yazdığı bir kitapta, Yer in hareketini tartışmıştır. Kopernik, Torun da Frauenburg Katedralinde gözlemler yapmıştır. Asıl önemli olan kuramsal çalışmalarıdır. Yaklaşık 30 yıl 1

2 boyunca kuramı üzerine çalışmış ve ulaştığı sonuçları bir kitapçıkta yayınlamıştır. Bu, kuramının ana hatlarını yazdığı bir kitaptır. Kopernik, daha basit bir biçimde evrendeki gezegen hareketlerini açıklayabileceğini iddia etmiştir. Bunun için 34 küre kullanmış ve Güneş i merkeze almıştır yılında, Rheticus, Kopernik in yanına gelmiş ve kuramı hakkında bilgi edinmiştir yılında bu kurama ilişkin bir makale yazmıştır. Böylece yeni kuram duyulmaya başlanmıştır. Osiander, Kopernik in kitabının basım işini üstlenmiştir. Kitap, 1543 yılında basılmıştır. Kitabın orijinal adı De Revolutionibus dur (Gök Kürelerinin Hareketi Üzerine). Kitabın önsözü Osiander tarafından kitaba eklenmiştir; amaç, gelecek tepkileri karşılamaktır. Önsözde, yeni kuramın gerçeklerle uyuşmasının beklenmediğini, bunun sadece matematiksel bir model olduğunu belirtmiştir. Yapılan, geometri prensiplerinden yararlanarak gökyüzünün incelenmesidir. Amaç, varsayımların gözlemlere uymasıdır. Ancak bu uygunluk, gerçekliği göstermek zorunda değildir. Kopernik e göre ise kuramı gerçeğin kendisidir. Kitap, iki ana bölümden oluşur. Birincisi, sistemin genel hatlarını veren kısımdır. İkinci kısım uzmanlar için yazılmış ve sistemin matematiksel ayrıntılarını veren kısımdır. Bölüm 1 Temel varsayımlar Kirişler Tablosu Bölüm 2 Temel Astronomi kavramları(ekvator, epliktik, ufuk vb.) Yıldız katalogu Bölüm 3 Yer in hareketi Bölüm 4 Ay ın hareketi Gezegen uzaklıkları Bölüm 5-6 Gezegen hareketleri Sistemin Temel Varsayımları 1. Evren küreseldir. 2. Yer küreseldir. 3. Gökcisimlerinin hareketleri dairesel ve sabittir. 4. Yer de dâhil olmak üzere bütün gezegenler Güneş i merkeze alırlar. Güneş Merkür Venüs Yer Mars Jüpiter Satürn Sabit Yıldızlar Küresi Ay Sistemin ana noktası, Yer in hareketli olmasıdır. Kopernik kuramında Yer in iki hareketi söz konusudur: 2

3 Yer in Güneş etrafındaki hareketi (Yıllık hareket). Bu hareket, mevsimleri meydana getiren harekettir. Yer in kendi ekseni etrafındaki hareketi (Günlük hareket). Bu hareketle gece ve gündüz meydana gelir. Yer merkezli kuramda gece ve gündüz, sabit yıldızlar küresinin 24 saatlik hareketine bağlı olarak açıklanmıştır. Kopernik kuramında Sabit yıldızlar küresi hareketli değildir. Kopernik in Yer in hareketi için temel alabileceği, nedensel açıklama yapabileceği bir fizik sistemi yoktur. Bu nedenle, hareketi mantıksal olarak temellendirir. Sabit yıldızlar küresinin hareket etmesi sonsuza gidecektir; o halde Yer in hareket etmesi daha mantıklıdır. Kopernik de episikl ve eksantrik modelleri kullanmıştır. Yer Merkez Hiparkos ve Batlamyus la aynı yöntemi kullanarak, Güneş in merkezden ne kadar kaydığını hesaplamıştır. Güneş Ay ı ikinci bir episikl üzerine yerleştirmiştir. 3

4 Gezegen Equant Merkez Güneş Kopernik Kuramının Dayanak Noktaları 1. Yer merkezli kuram, Yer i referans noktası olarak temel kabul etmektedir. Kopernik ise Güneş i referans noktası olarak alır. Böylelikle de Yer den başka bir cismin de referans noktası olarak şeçilebileceğini göstermektedir. (Referans Problemi) 2. Platoncu ve Pythagorasçı görüşlerin etkileri söz konusudur. Buna göre evrenin temeli sayıdır. Evren, matematiksel, harmonik bir evrendir. Evren, bu sebeple basit olmalıdır. Kopernik, Yer merkezli ve Güneş merkezli sistemlerden hangisi daha basit ve daha harmonik ise onun seçilmesi gerektiğini belirtmiştir. Hangi kuram daha basit ise, o, gerçeğe uygundur. Güneş merkezli sistem, daha basit ve daha harmoniktir ve bu nedenle de evrenin gerçek bünyesine daha uygundur. 3. Kopernik kuramı astronomik olgulara dayalıdır. Regiomontanus, Peurbach ın kitabını tamamlamış ve bastırmıştır. Kitap, Batlamyus astronomisi üzerinedir. Regiomontanus, ilk kez olarak, Batlamyus sisteminin Güneş ile olan ilişkisine dikkat çekmiştir. Batlamyus, Yer i merkeze almış olsa da gezegen hareketlerinde Güneş de işin içine girmektedir. Regiomontanus, Yer merkezli sistemde Güneş in özel bir yerinin olduğunu vurgulamaktadır. Bu, Batlamyus astronomisinde cevabı bulunamayan bir problemdir. Merkür Mars İç Gezegenler Venüs Jüpiter Dış Gezegenler Satürn 4

5 İç Gezegenler Batlamyus, iç gezegenlerde Güneş ile episikl merkezini ilişkilendirmiş, bunu da Yer ile bağlamıştır. Güneş, episikl merkezi ve Yer aynı çizgi üzerindedir. Dolayısıyla iç gezegenlerde episikl merkezinin hareketi, Güneş in hareketine eşittir. Bu da bir yıldır. Dış Gezegenler JC GY Gezegen nerede olursa olsun, JC ile GY paraleldir. Dış gezegenlerin de episiklın üzerindeki hareketi, Güneş in hareketine eşittir ve bu da bir yıldır. Regiomontanus un tespit ettiği bu durumun, Batlamyus astronomisinde açıklaması yoktur. Bunun nedenini Yer merkezli kuram verememektedir. Kopernik ise Güneş in neden gezegen hareketleri ile bağlantılı olduğunu Güneş in merkezde olması ile açıklamaktadır. Kopernik in en güçlü kanıtı budur. 5

6 Kopernik in Karşılaştığı Engeller 1. DİN: Tüm Ortaçağ boyunca Yer merkezli sistem, Hıristiyanlık ın resmi ideolojisi olmuştur. Yer merkezli sisteme karşı çıkmak dinsizlik olarak görülmüştür. Bu nedenle Güneş merkezli kurama karşı en büyük engel Hıristiyanlık olmuştur. 2. Sistemin Algılara Karşı Olması: Sistem, Yer in hareketli olduğunu Güneş in ise sabit olduğunu öne sürmektedir. Sistem algılarımıza karşıdır. Biz, Güneş in hareket ettiğini, Yer in sabit olduğunu gözlemleriz. 3. Kuramın Fiziksel Boyutunun Eksikliği: Kuram, Güneş in neden merkezde olduğunu ve Yer in neden hareketli olduğunu açıklayamamaktadır. Bunun yanırısa Aristoteles fiziğine de aykırıdır. 4. Basit ve Dakik Olmaması: Pythagorasçı ve Platoncu düşüncelerle evrenin basit ve harmonik olması gerektiğini savunmuştur. Ancak, sistemin kendisi basit ve dakik değildir. Bazı yönleriyle, Batlamyus kuramından daha karmaşıktır. 5. Paralaks Açısı: Kopernik, Güneş in sabit ve merkezde olduğunu, Yer in ise Güneş in etrafında dolandığını öne sürmüştür. Bu durumda, paralaks açısı Yer in hareketinden dolayı sürekli değişmelidir. Yıldız, Yer in hareketine bağlı olarak konumunu değiştirir. Ancak, paralaks açısı gözlemlenememektedir. Yer merkezli kuramın en önemli kanıtı budur. Buna dayanarak, Yer in hareket etmediği savunulmuştur. Yer a b Yıldız Paralaks Açısı Güneş Yer Bu açı, 1838 yılında keşfedilebilmiştir. Bunun nedeni paralaks açısının çok küçük bir açı olmasıdır. Kopernik döneminin şartlarında bunu ölçebilecek dakiklikte araç yoktur. Bessel bu açıyı bulduktan sonra, bu, Yer in hareketine ilişkin en güçlü kanıt olmuştur. Güneş merkezli kurama inanan kişilerin sayısı çok azdır. Astronomların büyük bir bölümü bu sistemi farklı bir yöntem olarak görmüşlerdir. Onlara göre, bu sistem, Yer merkezli kuramın alternatifi olan matematiksel bir yöntemdir. Reinhold ve Rheticus, Kopernik e inanmışlardır. Kopernik kuramına dayanan ve gezegen hareketlerini veren kataloglar hazırlamışlardır. Bu katalogların daha başarılı ve daha dakik olması beklenmiştir. Ancak bu beklenti gerçekleşmemiştir. Kopernik sistemi, gezegen hareketlerini vermekte başarısız kalmıştır. Bu kuram, Kopernik Devrimi olarak bilinmektedir. Varolan sistemi yok eden yeni bir görüş attığı söylenmektedir. Bu, tartışmalı bir konudur. Ancak, düşüncede bir devrim yarattığından söz edilmektedir. Astronomide bir devrim yaratmış olsada olmasada düşüncede 6

7 bir devrim yarattığı söylenebilmektedir. İnsanı merkezden çıkartmıştır. İnsan, herhangi bir gezegende yaşayan herhangi bir varlık konumuna düşmüştür. Kopernik Kuramının Açıkladığı Olgular 1. Dış gezegenlerin ve iç gezegenlerin hareketleri ile Güneş arasındaki ilişkiyi açıklayabilmektedir. Çünkü, kuramda Güneş merkezdedir. 2. Episikl ve eksantrik modellerin ileri-geri hareketlerde kullanılmasına gerek duyulmamaktadır. Geri hareket Yer in hareketine bağlı olarak açıklanmaktadır. İleri harekette ise episikla gerek duyulmuştur. Eksantrik modele ise gerek duyulmamaktadır. Kopernik Kuramının Açıklayamadığı Olgular 1. Algılarımıza terstir. 2. Dakik değildir. 3. Aristoteles fiziğine karşıdır. 4. Kendi fizik sistemi yoktur. 5. Dine aykırıdır. 6. Paralaksı açıklayamamaktadır. 7. Yer e atılan taş problemi: Yeryüzü nde bırakılan taş, bırakıldığı noktaya düşmektedir. Yer hareketli ise Yer in hareketine bağlı olarak taş daha geride bir noktaya düşmelidir. O halde ulaşılacak sonuç Yer in hareket etmediğidir. Oysa, Yeryüzü ndeki taş da Yer in hareketine sahiptir. Hareket eden bir gemide de bırakılan taş, bırakıldığı noktanın dibine düşmektedir. Ancak o dönemde Kopernik e karşı yapılan en önemli itiraz bu olmuştur. Batlamyus Kuramının Açıkladığı Olgular 1. Algılarımıza uygundur. 2. Daha dakiktir. 3. Aristoteles fiziğine uygundur. 4. Fizik sistemi vardır. 5. Din ile uyuşmaktadır. 6. Paralaks yoktur. 7. Yer e atılan taş problemini açıklayabilmektedir. Batlamyus Kuramının Açıklayamadığı Olgular 1. İç gezegenler ve dış gezegenlerin hareketleri ile Güneş in ilişkisi açıklanamamaktadır. 2. Ay Kuramı eksiktir. 3. Merkür kuramı eksiktir. 4. İleri ve geri hareketlerde episikla ihtiyaç duymaktadır. 5. Eksantrik ve episikl modellerinin fiziksel açıklaması verilememektedir. 7

8 Astronomlar iki sistemsden birini seçmek durumunda kalmışlardır. Bu seçimde, hangi sistemin evrenin fiziksel yapısına ve gerçek bünyesine uygun olduğu sorusu gündeme gelmiştir. Bunun için gözlemlere başvurulmuştur. Bu süreçte Tycho Brahe nin önemli çalışmaları vardır. Tycho Brahe Uranienborg Gözlemevi ni kurmuş ve dönemin en dakik araçlarını kullanmıştır. Hem kuramsal hem de gözlemsel alanda çalışmaları vardır. Kuramsal alandaki çalışması, yeni bir sistem kurma çalışmalarıdır (Tychonic Sistem). Ona göre, Kopernik astronomisi her şeyden önce dine aykırıdır. İkincisi, Kopernik astronomisi, Aristoteles fiziğine aykırıdır ve fiziksel temeli yoktur. Brahe, çok iyi bir gözlemci olduğu için Kopernik in söylediklerinin bir kısmına karşı çıkamamıştır. Hem Yer i hem de Güneş i merkeze alan bir sistem tasarlamıştır. Batlamyus astronomisinin eksik noktalarının farkındadır. Heriki sistemi içinde barındıran yeni bir sistem kurmaya çalışmıştır. Bu, Yer-Güneş Merkezli Sistem dir. Sistemi başarılı değildir. Sistemin matematiksel ayrıntılarını tamamlayamamış ve sistemini ölçüm yapılabilir hale getirememiştir. Brahe, daha çok gözlemsel astronomideki çalışmaları ile ünlüdür. Yaptığı gözlemler, Kopernik astronomisine kanıt oluşturan ve Aristoteles kuramını yanlışlayan gözlemler olarak 8

9 tarihe geçmiştir. Aristoteles kuramını çürüten kişi ise bu gözlemlerin de yardımıyla Kepler olmuştur. Brahe nin yapmış olduğu gözlemler: 1572 yılında bir yıldız gözlemlemiştir (1572 Yıldızı). Bu, o güne dek gözlemlenmemiş bir yıldızdır. Gözlemlediği aslında bir yıldız patlamasıdır (Nova). Bu, önemli bir gözlemdir; çünkü Aristoteles kuramına aykırı bir gözlem durumundadır. Aristoteles e göre, eterden yapılmuş Ay-üstü evrende hiçbir şey varlığa gelmez ve yok olmaz. Brahe nin gözlemi ise bu alanda yeni bir yıldız oluştuğunu göstermektedir Kuyruklu Yıldızı nı gözlemlemiştir. Brahe, bu yıldızın Ay-küresinin dışından gelerek Dünya ya yaklaştığını ve Ay küresini aşarak tekrar uzaklaştığını tespit etmiştir. Bu da Aristoteles kozmolojisine aykırı bir gözlemdir. Ona göre, kuyruklu yıldızlar Ay-altı evrende oluşan atmosferik olgulardır. Yapılan gözlem, kuyruklu yıldızın Ay-üstü evrende bulunan bir gök cismi olduğunu göstermiştir. Bu gözlem, Aristoteles in küre anlayışına da aykırıdır. Küreler şeffaf ve katı kürelerdir. Bu gözlem, kuyruklu yıldızların küreleri aştığını göstermektedir. Bu, kürelerin var olmadıklarının kanıtıdır. Aksi halde, kuyruklu yıldız, küreleri delip geçmelidir. Mars ı gözlemlemiş ve Mars ın yörüngesinin Güneş in yörüngesini iki noktada kestiğini tespit etmiştir. Bazı zamanlarda Mars ın Yer e olan uzaklığı Güneş e göre daha yakın çıkmaktadır. Bu gözlem, Aristoteles in küre anlayışına aykırıdır. Küreler varolsaydılar, Mars ve Güneş in küreleri iç içe geçecek ve kırılacaklardır. Brahe, bu gözlemleri yapmıştır; ancak gözlem sonuçlarını değerlendiren Kepler olmuştur. Kepler, Brahe nin Mars gözlemlerini kullanarak elips yörüngeler yasası na ulaşmayı başarmıştır. Kepler Modern astronominin kurucusu olarak adlandırılmaktadır yılında Brahe nin yanına gelmiştir. Onun yanında asistan olarak çalışmıştır yılında ölümünden önce Brahe çalışmalarına ilişkin notlarını Kepler e bırakmıştır. Brahe, Kepler den kendi kuramını (Tychonic Sistem) geliştirmesini istemiştir. Kepler, Brahe nin gözlemlerinden yararlanarak modern astronomiyi kurmayı başarmıştır. Çalışmasında, Kopernik sistemini temele almıştır. Kepler, evrende mutlak bir uyum ve harmoni olduğunu düşünmüştür. Bunun sonucunda da Kepler Yasaları na ulaşmayı başarmıştır. Ona göre, evrende Göksel Bir Mimarlık vardır. Bu uyumu araştırmış ve 1596 yılında Göksel Gizem adında bir çalışma kaleme almıştır. Uyumu ortaya çıkarmak için geometrik eğrileri kullanmıştır. Amacı, gezegenleri bir bütün olarak düşünerek uyumu açığa çıkarmaktır. Kepler e dek, gezegen hareketleri birbirlerinden bağımsız ele alınmıştır. Gezegenlerin birbirleri ile olan bağıntısı araştırılmamıştır. Buna ilişkin ilk tartışma Kepler tarafından ortaya atılmıştır. Gezegen hareketlerini birbirlerinden bağımsız ele almamış, gezegenler arası bağıntıyı bulmaya çalışmıştır. Bunun için de ilk olarak geometrik eğrileri kullanmıştır. Bunlar, beş düzgün geometrik cisimdir. Satürn yörüngesinin içerisine küp çokyüzlüsünü yerleştirmiştir (6 yüzlü). Küpün köşeleri yörüngeye teğettir. Bunun içerisine Jüpiter i yerleştirmiştir. Jüpiter in yörüngesi 9

10 küpün yüzeylerine teğettir. Jüpiter in yörüngesinin içerisine de düzgün dört yüzlüyü koymuştur (Tetrahedron). Bunun içine de Mars ı yerleştirmiştir. Mars yörüngesinin içine on iki yüzlüyü koymuştur (Dodekahedron). Dodekahedron un içine de Yer i yerleştirmiştir. Yer in altına da yedi yüzlüyü yerleştirmiştir (ikasohedron). Bunun altına Venüs ü, onun da altına sekiz yüzlüyü (oktahedron) yerleştirmiştir. Onun da altında Merkür vardır. Merkezde ise Güneş bulunur. Bu, aslında gezegenler arası bir bağıntı olup olmadığının araştırılmasıdır. Oluşturduğu sistem olgusal temelden yoksundur. Ancak, gezegenler arası bağıntı düşüncesi Kepler in üçüncü yasasını bulmasına yol açmıştır. Kepler in asıl önemi, elips yörüngeleri keşfetmesidir. Özellikle Mars gözlemlerinden yola çıkarak gezegen yörüngelerinin dairesel değil, elips olduğunu ortaya koymuştur. Mars ın eksantritesi problemlidir. Bu, Mars yörüngesinde Güneş in merkezden ne kadar kaydırıldığını bulma çalışmasıdır. Elinde Brahe nin gözlemleri vardır. a A M Güneş B Mars gezegeni, A ve B hariç hiçbir noktada daire üzerine denk gelmemektedir. Gezegenin bulunduğu noktalar dairenin içine denk düşmektedir. Yaptığı ölçümlerle a miktarı kadar bir kayma olduğunu ve bu miktarın çeyrek konumlarda en yüksek dereceye ulaştığını tespit etmiştir. Bu durumda, kuramda ya da gözlemlerde hata olmalıdır. Gözlemlerde hata olmadığı sonucuna varmış ve kuramdaki dairesellik ilkesini sorgulamaya başlamıştır. Bundan yola çıkarak, yörüngelerin dairesel değil, elips olduğu sonucuna ulaşmıştır. Gezegenler elips yörüngelerde dolanırlar. Bu, Kepler in birinci yasası dır (Elipsler Yasası). Bütün gezegenler, odaklarından birinde Güneş in bulunduğu elips yörüngelerde dolanırlar. Gezegen Güneş. 10

11 Bundan sonra yaptığı hesaplarla diğer yasalarına ulaşmıştır. Gezegenlerin yörünge üzerindeki dolanımlarını hesaplamış ve hız ile uzaklığın ters orantılı olduğunu keşfetmiştir. Gezegen, Güneş e yakın olduğunda daha hızlı, uzak olduğunda daha yavaş hareket etmektedir. Gezegeni Güneş e bağlayan doğrunun taradığı alanları saptamıştır. Yörüngenin diğer tarafında aynı t zamanda taranan alan eşittir. Gezegeni Güneş ile birleştiren doğru parçası eşit zamanlarda eşit alanları tarar. Bu da Kepler in ikinci yasasıdır. (Alanlar Yasası) t Güneş t Bu iki yasaya 1609 yılında ulaşmış ve Yeni Astronomi adlı kitabında yayımlamıştır. Böylece, dairesel hesaplardaki sapmaları da ortadan kaldırmayı başarmıştır. Kepler, üçüncü yasasında, gezegenlerin dolanım periyotları ile Güneş e uzaklıkları arasında bir bağıntı olup olmadığını araştırmıştır. Dolanım periyotu T Güneş e uzaklık a T² / a³ = sabit Ulaştığı bu sonucu 1619 yılında Evrenin Uyumu adlı kitabında vermiştir. Üçüncü Kepler Yasası, Harmonik Yasa adını taşır. Gezegenler arası bir bağıntının olduğunu gösteren bir yasadır. T²yer / a³yer = T²merkür / a³merkür = T²venüs / a³venüs = T²jüpiter / a³jüpiter = T²mars / a³mars = T²satürn / a³satürn = sabit Bu, Yer in Güneş e olan uzaklığından diğer gezegenlerin Güneş e olan uzaklıkları ve periyotları çıkartılabilir demektir. Gezegen hareketleri arasında bir bağıntı olduğu keşfedilmiştir. Evrende harmonik bir orantının olduğu böylece gösterilebilmiştir. Kepler, Aristoteles ten beri, varolduğu düşünülen gezegen kürelerinin varolmadıklarını ortaya koymuştur. Kepler e kadar, gezegen hareketlerini sağlayanın küresel taşıyıcılar olduğu düşünülmüştür. Gezegen hareketlerinin nasıl sağlanacağı problem olmuştur. Bu, gezegen hareketlerine ilişkin dinamik problemidir. Bu problemi çözecek kişi, Newton dur. Newton a gelinceye dek, problemi çözme yolunda çeşitli adımlar atılmıştır. Kepler de bu yönde açıklamalar geliştirmiştir yılında, gezegen hareketlerinin dinamik yönüne ilişkin çalışmaya başlamıştır. O dönemde elektrik üzerine çalışmalar yoğunlaşmıştır. 11

12 William Gilbert, 1600 yılında Mıknatıs Üzerine adlı bir kitap kaleme almıştır. Bu kitap, manyetizma üzerinedir. Bu konuyu ele alırken Yeryüzünün büyük bir mıknatıs olduğu görüşünü ortaya atmıştır. Kepler, bu düşünceden yola çıkarak, gezegen olan Yeryüzü bir mıknatıs ise diğer gezegenlerin de birer mıknatıs olmaları gerekteği sonucuna ulaşmıştır. Kepler, kendi bulduğu yasaları, gezegenlerin manyetik gücünde aramaya başlamıştır. Gezegenlerin Güneş e yaklaşıp uzaklaşmaları bu güçle açıklanmaktadır. Gezegenlerin hareketlerinde güç uzaklıkla ters orantılıdır. Gezegen Güneş ten uzak olduğunda, Güneş in hareket ettirici gücü çekim gücü- azalmaktadır; yakın olduğunda ise Güneş in hareket ettirici gücü artmaktadır. Kepler, gezegenlerin birer mıknatıs olmaları ve Güneş in hareket ettirici güce sahip olması temelinde gezegen hareketlerini açıklamaktadır. Ortaya çıkan elips yörüngeler de bu biçimde açıklanmaktadır. Güneş in hareket ettirici gücünden maddesel olmayan formlar çıkmaktadır. Bu gücü, Kepler, magnetizmaya bağlamaktadır. Güneş, tek kutuplu bir mıknatıs, gezegenler ise iki kutuplu mıknatıslardır. Güneş ten gezegenlere hareket ettirici bir güç yayılır. G Güneş e dost kutup ve Güneş e düşman kutup olmak üzere iki kutup tanımlanmıştır. Gezegenin kutup ekseni vardır. Kepler e göre, Güneş teki gücün yayılımı mekanik bir yayılımdır. Hareketleri mekanik olarak veren ilk ciddi girişim Kepler e aittir. Ancak, düşüncesi metafizik bir düşünüş tarzıdır. Güneş in hareket ettirici gücünün olgusal bir temeli yoktur; ve bu modelde yörüngenin elips biçiminde olması gerekmemektedir. Evrende tek kutuplu mıknatıs yoktur. Güneş in tek kutuplu mıknatıs olduğunu söylemek, temelsizdir. Güneş e dost ve düşman kutupların olgusal tanımları verilmemektedir. Bu nedenlerle, olgusal temeli olmayan metafiziksel bir düşüncedir. Ancak, gezegen hareketlerini mekanik yolla açıklama uğraşında atılan ilk adım olması önemlidir. İkinci önemli girişim Descartes tan gelmiştir. Kozmoloji ve astronomi çalışmaları vardır. Gezegen hareketlerini açıklamak için Çevrimler(vorteks) Kuramı nı geliştirmiştir. Kuram, evrenin yapısını ve işleyişini açıklayan mekanik bir açıklama biçimidir yılında yazdığı Dünya adlı kitabında, bu kuramdan bahseder; ancak, kitabı yayımlayamamıştır yılında yayımladığı Felsefenin İlkeleri adlı kitabında, kurama ilişkin genel bilgileri vermiştir. Temel düşüncesi, evreni mekanik bir evren olarak tasarlamasıdır. Bu nedenle hareket, maddenin madde üzerinde etkisiyle oluşur. Hareket, bir durumdan başka bir duruma geçiştir; yayılımdan başka bir şey değildir. Hareket, bir durumdur. Evren, boşluk barındırmayan, madde ile dolu bir evrendir. Descartes, hareketin ilk nedeni olarak Tanrı yı göstermektedir. Tanrı, ilk hareketi vermiştir ve evren madde ile dolu olduğundan hareket 12

13 yayılım ile sonsuza dek devam etmektedir yılında, Galile, eylemsizlik ilkesini bulmuştur. Hareket bir kez oluştu mu böyle bir evrende sonsuza dek devam edecektir. Descartes a göre, ilk hareketle birtakım vorteksler oluşmuştur. Bu çevrimler, çekim(gravitasyon) merkezlidirler. Maddenin bir çekim merkezi olması düşüncesi Kopernik e kadar götürülebilirdir. Bu merkezler sonucunda vorteksler oluşur ve büyük cisimlerin kendi vortekslerini oluşturma yeteneği vardır. Oluşan çevrimlerden birinin merkezinde Güneş bulunur. Evrenin diğer köşelerinde başka çevrim merkezleri de vardır ve bunlar birbirlerine bağlıdırlar. Jüpiter de kendi çevriminin merkezidir. Çevrimlerden biri hareket kazandığında bütün çevrimler de hareket ederler ve bu sonsuza kadar yayılarak devam eder. Ona göre, cisimleri oluşturan üç element vardır: 1. Ateş elementi: Parlaklık niteliğine sahiptir ve ışıklı cisimler bu elementten oluşurlar. (Güneş ve yıldızlar) 2. Hava elementi: Işığa geçit veren elementtir. Geçirgenlik özelliğine sahiptir ve gökyüzünü oluşturur. 3. Yer elementi: Yeryüzü ve gezegenler bu elementten oluşmuştur. Bunlar ışığı yansıtırlar. Yansıtıcılık niteliğine sahiptir. Mekanik bir açıklama biçimidir ve döneminde popüler olmuştur. Bu kuram, bazı olguları açıklayabilecek düzeydedir. Bütün gezegenlerin aynı yönde döndüğü bilinmektedir. Kuram, bunun nedenini açıklayabilen bir kuramdır. Çevrimin yönü tektir. Gezegenlerin hemen hemen aynı düzlemde dolandıkları belirlenmiştir ve kuram bunu da açıklayabilmektedir. Gezegenler çevrim hareketinin oluşturduğu bir düzlem üzerinde hareket ederler. Güneş e yakın gezegenlerin daha hızlı, uzak gezegenlerin daha yavaş dolanmalarının nedeni de kuramla açıklanabilmektedir. Çevrimin merkezine yaklaştıkça hız artmaktadır. Açıklanması gereken başka olgular vardır. Kepler Yasaları nın dinamik yönü bu kuramla varilememektedir. Vorteks kuramından yörünge biçimleri, alanlar yasası ve harmonik yasa ya ulaşılamamaktadır. Vortekslerin biçimleri verilememiştir ve elips yörüngeler yasasına ulaşılamamaktadır. Vorteks kuramının matematikselleşmesi olanaksızdır; matematiksel işlerliği yoktur. Kuram, bu nedenle denetlenememektedir. Kuram, denetlemeden yoksun bir kuramdır. Metafiziksel bir kuram olmaktan öteye geçememiştir. Galileo Kopernik kuramının kanıtlanması ve fiziksel eksikliğinin giderilmesi gerekmektedir. Buna yönelik dinamik çalışma Kepler ile başlamıştır. Bu çalışma Newton ile tamamlanacaktır. Kuramın, evrenin gerçek bünyesine uygun olduğunun kanıtlarının verilmesi gerekmektedir. Buna yönelik gözlemsel kanıtlar, Galile tarafından verilmiştir. Bu kanıtlarla Aristoteles kuramının yanlış olduğu gösterilebilmiştir. Bunun yanısıra dinamik çalışmanın ilk sonuçlarını da Galile ortaya koymuştur. Astronomide Kopernik kuramının gözlemsel kanıtlarını ve dinamik temellerini, Galile vermiştir. Teleskobu ilk kez astronomik amaçla kullanmıştır. Optik prensiplerini kullanarak bu aracı yapmayı başarmıştır. Bu teleskop ile önemli keşifler yapmıştır. Yaptığı gözlemlerin iki önemli sonucu vardır: 1. Kopernik kuramının gözlemsel kanıtlarıdır. 2. Aristoteles kuramını yıkmışlardır. 13

14 Gözlemlediği ilk gök cismi Ay dır. Ay ın üzerinde dağlar, vadiler görmüştür. Bu, Ay ın Yer ile aynı maddeden yapıldığının göstergesidir. Aristoteles i yanlışlayan bir gözlemdir. Orion Kümesini ve Samanyolu nu gözlemlemiştir. O dönemde, bunlar bulutsu olarak bilinmektedirler. Bunların Ay-altı evrende oluşan atmosferik olgular oldukları savunulmuştur. Galile, bunların gerçekte bulut olmadıklarını, yıldızlarla dolu bölgeler olduklarını keşfetmiştir. Galile, Jüpiter i gözlemlemiş ve Jüpiter in etrafında dört uydu tespit etmiştir. O döneme kadar gözlemlenememiş olan dört yeni gök cismini gözlemlemiş olması Aristoteles kuramına aykırı bir gözlem niteliğindedir. Aristoteles kuramına göre, Ay-üstü evrende yeni bir varlık oluşmaz ve hiçbir varlık yok olmaz. Oysa Galile nin gözlemi buna aykırı düşmektedir. Satürn ü gözlemlemiş ve gezegenin etrafında bir yapı tespit etmiştir. Başta bunları Satürn ün uyduları zannetmiştir. Onun gözlemlediği, Satürn ün halkasıdır. Bu halka, on bir yıllık periyotla konumunu değiştirmektedir. Satürn ün sallantısından dolayı halkanın görünümü değişmektedir. Galile nin kullandığı teleskobun güçsüzlüğünden dolayı, bu olgu o dönemde tespit edilememiştir. Ancak, beklenmeyen, garip bir oluşumun gözlemlenmesi Aristoteles fiziğine aykırı bir gözlem niteliğindedir. Venüs gözlemi, Kopernik kuramının gözlemsel kanıtı sayılmaktadır. Venüs ün evrelerini gözlemlemiştir (Hilal, Dördün, Dolun). Yer merkezli sistemde Venüs ile Güneş in dolanımı eşittir. Bu durumda Venüs, yörüngenin neresinde olursa olsun Güneş-Venüs-Yer doğrusu değişmez. O halde, Venüs gezegeninin sadece tek evresi (hilal) olmalıdır. İkinci olarak, Venüs ün Yer e olan uzaklığı da sabit olmalıdır. Güneş V Güneş V Dünya YER V Hilal İlk dördün V Güneş V Son dördün V Dolun 14

15 Kopernik kuramında Güneş merkezdedir ve Yer ile Venüs ün hareketleri eşit değildir. Bu durumda Venüs ün değişik konumlarına bağlı evreleri olmalıdır. Venüs, hilal evresinde çok büyük, dolun evresinde ise küçük görünmektedir. Venüs, hilal evresinde Yer e yakın, dolun evresinde ise uzaktır. Aradaki fark 40 kattır. Hilal evresindeki a uzaklığı ile dolun evresindeki b uzaklığı arası 40 kattır (b=40a). Kopernik kuramında, kuram ile gözlem uyuşmaktadır. Bu gözlem, Kopernik kuramının ilk gözlemsel kanıtıdır. Galile, 1610 yılında Yıldız Habercisi adlı kitabında bu gözlemlerinden bahsetmiştir. Bir sonraki gözlemi Güneş e ilişkindir. Güneş lekelerini gözlemlemiştir yılında Güneş Lekeleri Üzerine Söylevler adlı kitabında, lekelerin gerçekten Güneş üzerinde olduklarını ispat etmiştir. Aristoteles kuramına göre, eterden yapılmış gök cisimlerinde kusur yoktur. Kimileri Galile nin gözleminin Merkür ün Güneş in önünden geçişi olduğunu öne sürmüşlerdir. Galile, Merkür ün Güneş in önünden 7.5 saatte geçtiğini belirlemiştir. Oysa lekeler daha uzun süre Güneş in önünde kalmaktadırlar. Kimileri de bu lekeleri Yer ile Güneş arasındaki başka gök cisimlerine bağlamışlardır. Galile, bunların başka gök cisimlerinin gölgeleri olmadıklarını da kanıtlamıştır. Eğer bunlar gök cisimlerinin gölgeleri iseler Yer deki konumumuza göre yer değiştirmeleri gerekmektedir. Oysa gölgenin/lekenin konumu değişmemektedir. B A YER GÜNEŞ B A Güneş üzerindeki lekelerin eğri bir hareket yaptığını belirlemiş ve bunu Yer in hareketine bağlamıştır. Galile, 1616 yılında görüşlerinden dolayı engizisyona çıkarılmıştır. Kopernik kuramının dine aykırı, saçma bir sav olduğuna ilişkin bir bildiri yayınlanmıştır yılında Galile, İki Büyük Dünya Sistemi Üzerine Diyaloglar adlı kitabını yayımlamıştır. Bu kitapta, üç tartışmacı Batlamyus ve Kopernik kuramlarını tartışmaktadırlar. Tartıştıkları üç önemli problem vardır: 1. Yer ile evrendeki her şey aynı maddeden yapılmıştır. 2. Eski kuramda günlük hareket için sabit yıldızlar küresinin hareketi öngörülmüştür. Galile bunu tartışır ve bu derece büyük bir kürenin hareket etmesinin olanaksızlığını ifade eder. Yer in hareketi daha mantıklıdır. 3. Yer e düşen taş problemi tartışılmaktadır. Yer e bırakılan taş, bırakıldığı noktanın tam dibine düşer. Bunun nedeni, bırakılan taşın aynı zamanda dünyanın hızına da sahip olmasıdır. Hareket eden bir gemide bırakılan top güllesi, geminin v hızına da 15

16 sahiptir. Bu nedenle bırakılan top güllesi, direğin tam dibine düşecektir. Gassendi, bu problemin deneyini yapmıştır. Galile, eğik düzlem deneyleri denilen deneyler de yapmıştır. Sürtünmeyi azalttıkça, topun hızı ve aldığı yol artmaktadır. Zamanın karesi ile alınan yol arasında bir bağıntı tespit etmiştir. Bir sonraki kitabında bunu serbest düşme olgusuna uygulamıştır. Alınan yolun zamanın karesi ile orantısını tespit etmesi, serbest düşmenin de bir ivmeli hareket olduğunu ortaya koymuştur. Eğer sürtünmesiz ortam sağlanabilirse, hareket sonsuz olacaktır. Bu, eylemsizlik prensibidir. Herhangi bir kuvvetin etkisi altında kalmadığı sürece cisim durumunu korur. Ulaşılan bu sonuç, Aristoteles in hareket kuramının ortadan kalkmasıdır. Ona göre, kuvvet, hareket ettiren ögedir. Oysa Galile de kuvvet olmasa da hareket vardır. Hareket, geometrik bir geçiştir (Bir noktadan başka bir noktaya geçiştir). Bu durumda gezegen hareketleri de eylemsizlik prensibine bağlıdırlar. Galile, 1638 yılında İki Yeni Bilim Üzerine Diyaloglar kitabını yazmış ve bu kitapta dinamik ve mekanik e ilişkin bilgiler vermiştir. İvmeli hareketin serbest düşmeyi de kapsadığını ortaya koymuştur. İvmeli harekete ilişkin matematiksel formüller vermeyi başarmıştır. Isaac NEWTON ( ) Klasik fiziğin doruğa eriştiği isimdir. Bunun yanı sıra diferansiyel ve integral hesap, ışığın yapısı gibi konularda da çalışmaları vardır. Temel yapıtları olan Doğa Felsefesinin Matematik İlkeleri (Philosophiae Naturalis Principia Mathematica) ve Optik adlı çalışmalarıdır. Newton, Galileo'nun deneyciliğini örnek almış ve deneyi doğayı araştırmanın ve bilimin tek yöntemi olarak görmüştür. Principia kitabının giriş kısmında bilimin olması gereken amacını şu şekilde belirtmiştir: Olgulardan doğanın kuvvetlerini keşfetmek, sonra da bu kuvvetler yardımıyla diğer olayları açıklamak." Önce olgular gözlemlenmeli, bu gözlemler sonucu doğanın yasaları keşfedilmeli ve oluşturulan kuram olayları açıklayabilmelidir. Felsefe yapmanın en iyi ve en güvenilir yöntemi bana göre birincisi şeylerin özelliklerini özen ve dikkatle araştırmak ve bu özellikleri deneyimlerle saptamak, bundan sonra da daha yavaş biçimde onların açıklanması için hipotezlere doğru geçmektir. Çünkü hipotezler sadece şeylerin özelliklerinin açıklanmasında kullanılmalıdır, onların belirlenmesini sağlayacakları düşünülmemelidir; sadece bir dereceye kadar deneyimlerin zeminini oluşturabilirler. 16

17 Newton'a göre doğa matematiksel niteliklere sahip bölünemez küçük parçacıklardan yapılmıştır ve doğada her olay bu parçacıkların birleşmesi ve dağılması ile oluşmuştur. Ona göre bilimin amacı deneyler ile birlikte bu olayları matematiksel kuramlar ile genelleştirmektir Üzerinde çalıştığı problemler: 1) Bir cismin yol formülünden, herhangi bir andaki hız ve ivmesini, hız ve ivmesinden ise aldığı yolu bulmak. Bu problem ivmeli hareketin incelenmesi sırasında ortaya çıkmıştır. Temel problem, ansal hız ve ansal ivmenin hesaplanmasıdır (hızın ve ivmenin bir andan diğer ana değişimini belirlemek). 2) Bir eğrinin teğetini bulmak. 3) Bir fonksiyonun maksimum ve minimum değerlerinin bulunması sorunu. 4) Bir gezegenin verilen bir süre içerisinde aldığı yolun hesaplanması; eğrilerin sınırladığı alanların ve yüzeylerin sınırladığı hacimlerin hesaplanması problemleri. Bu problemlerin indirgendiği iki mekanik problemi: 1) Gezegenin hareketi sırasında yörüngesi üzerinde katettiği yoldan, herhangi bir andaki hızını bulmak, 2) Gezegenin hızından, herhangi bir anda yörüngesinin neresinde bulunacağını hesap etmek. Bu problemlerin çözümü için geliştirdiği diferansiyel-integral hesabı bulduğunu 1669 yılına kadar duyurmamış ve bunu yayınladığı zaman Leibniz ile aralarında öncelik problemi söz konusu olmuştur. Kütle Çekimi Newton a göre, Yer in çevresini dolanan Ay ı yörüngede tutan kuvvet yeryüzünde bir taşın (elmanın) düşmesine neden olan kuvvettir. Newton şöyle bir varsayım oluşturur: Bir dağın tepesinden atılan mermi yer çekimi nedeniyle A noktasına düşecektir. Daha hızlı fırlatılırsa, daha uzağa, örneğin A noktasına düşer. Eğer ilk atıldığı yere ulaşacak bir hızla fırlatılırsa, yere düşmeyecek, kazandığı merkez kaç kuvvetle, yer çekim kuvveti dengeleneceği için, tıpkı doğal bir uydu gibi Yer in çevresinde dolanıp duracaktır. Her bir noktasal kütle diğer noktasal kütleyi, ikisini birleştiren bir çizgi doğrultusundaki bir kuvvet ile çeker.bu kuvvet bu iki kütlenin çarpımıyla doğru orantılı, aralarındaki mesafenin karesi ile ters orantılıdır: Burada: F iki kütle arasındaki çekim kuvvetinin büyüklüğü, G Evrensel çekim sabiti N m 2 kg -2, 17

18 m 1 birinci kütlenin büyüklüğü, m 2 ikinci kütlenin büyüklüğü, r ise iki kütle arasındaki mesafedir. Dayandığı temel prensipler: a) Eylemsizlik Prensibi: Bir cisme hiçbir kuvvet etki etmiyorsa, o cisim hareket halinde ise hareketine düzgün hızla doğru boyunca devam eder, sükûnet halindeyse durumunu korur. b) Bir cisme bir kuvvet uygulanırsa o cisimde bir ivme meydana gelir ve ivme kuvvetle orantılıdır (F= m.a) c) Etki tepki prensibi: Bir A cismi bir B cismine bir F kuvveti uyguluyorsa, B cismi de A cismine zıt yönde ama ona eşit bir F kuvveti uygular. Bağlı Çalışmalar: Yer in biçiminin ideal bir küre olmayıp, sferoid biçiminde olduğunu belirlemiştir. o Sarkaçlı saatler Yeryüzünün farklı bölgelerinde farklı işliyorlar ve bazı bölgelerde ileri gittikleri halde, bazı bölgelerde geri kalıyorlardı. Bunun nedeni neydi? Yer ideal bir küre olmayıp sferoid biçimli olduğu için, basık bölgelerde (kutuplar çevresi) yerçekimi etkisinin az olması nedeniyle sarkaç periyotları büyüyecek, şişkin olan bölgelerde (ekvator çevresi) ise yer çekimi etkisi çok olduğundan sarkaç periyotları küçülecektir. Gel-git olgusunu kütle çekimine bağlı olarak açıklayabilmiştir. Güneş ışığının niteliğini ve renklerin oluşumunu ayrıntılı olarak incelemiş ve Güneş ışığının gerçekte pek çok rengin karışımından ve birleşiminden oluştuğunu deneysel olarak kanıtlamıştır. 18