PAYLAŞ

Johannes Kepler ( 1571 – 1630) Kimdir? Hayatı, Eserleri ve Kepler Yasaları Nelerdir?

Bilim dünyası, bugün astronomi alanındaki bilgilerinin önemli bir kısmını,  bir bilim adamının ısrarlı arayışlarına borçludur. Hiç kimsenin inanmadığı bir dönemde Kopernik’in hipotezlerini doğru kabul ederek, onu geliştiren ve bugün tüm bilim dünyasının kabul ettiği evren sistemini bulan kişi olan bu bilim adamı, ünlü fizikçi Newton tarafından ‘’Eğer o olmasaydı, daha ileriyi göremeyecektim.’’ Şeklinde övülmüştü.

Dünyadan milyonlarca kilometre öteki sistemlerin, gözleri ile bizzat görüyormuşçasına, haritasını çıkaran bu kişi, çocukken görme duyusu zayıflamış ve elleri sakat kalmış bir bilim adamıydı. Özetle, bugün ilkokul çocuğunun bile kendinden emin bir şekilde dile getirdiği ‘’dünyanın güneşin etrafında döndüğü’’ gerçeğinin kabul edilmesinden en büyük pay, kahramanımız Johannes Kepler’e aittir.

Kepler’in, gerçeği bulma yolunda verdiği uğraşın bir benzerini göstermek güç olsa gerekir. Astronomiyi temelden değiştiren yasaları bulurken çektiği sıkıntıları, şu sözleriyle özetlemişti: ‘’ Sadece Mars’ın yörüngesini belirlemem beş yılımı aldı.’’

Yoklukların Gölgesinden Bilime Açılan Kapı

Johennes Kepler, en büyük sırların çözülmesi yolunda büyük adımlar atacağı dünyaya geldiğinde, ailesinin de çözmesi gereken sorunları vardı. Hancı kızı bir anne ve paralı asker olan bir babadan Almanya’nın Württemberg kentinde 27 Aralık 1571’de doğduğunda, ailesinin kendisine verebilecek çok şeyi yoktu. Yokluğun getirdiği sıkıntılar içindeki ilk dört yılında geçirdiği çiçek hastalığı, Kepler’den çok şey götürdü. Hasatlık, görme duyusunu zayıflattı ve ellerin kısmen sakat kalmasına sebep olud. Ancak sahibi olduğu zeka ve öğrenme aşkı, ona küçük yaştan itibaren bilimin kapılarını açacaktı.

Küçükken tarım işçiliği de dahil olmak üzere pek çok işte çalışan Kepler, ailesi tarafından papaz okuluna yazdırıldı. Ancak zekasını fark eden Württemberg Dükü’nün yardımıyla daha iyi bir eğitim aldı ve 1588 yılında Tübingen Üniversitesi’ni tamamladı. Yüksek lisans öğrenimini de aynı üniversitede sürdürerek 1591’de mezun oldu. Aynı dönemde Kopernik’in güneş merkezli, evren sistemini savunan nadir kişilerden olan Michael Mastlin’in, Tübingen’deki astronomi derslerini takip ediyordu. Onun da zihninde sürekli gezegenler, yıldızlar dans ediyordu. Bu gizemli dünyanın sırların çözme aşkıyla yanıp tutuşmaya başladı. Ve hayatında önemli bir dönüm noktası niteliği taşıyan, Kopernik sistemini çalışmalarına temel olarak almaya karar verdi.

Papaz okulunda aldığı din eğitiminin de etkisiyle, Graz Protestan okulu’nun, Tubingen Üniversitesi’nden matematik öğretmeni talep etmesi üzerine bu teklifi kabul etti. 1594’te astronomi alanındaki ilk ciddi araştırmalarına burada başladı.

Avusturya sınırları içerisindeki Graz Akademisi’nde öğretmenliğin yanı sıra araştırmalarına devam eden Kepler, profesörlüğe yükseldi. Henüz 25 yaşındayken 1596’da astronomi alanındaki ilk kitabı olan ‘’Evrenin Gizlerini İçeren Matematiksel Araştırmaların Habercisi’’ (Prodromus Dissertationum Mathematicarum Continen Mysterium Cosmographicum) yayınladı.

Gezegenlerin dairesel değil, elips şeklinde bir yörüngeye sahip olduğunu ortaya çıkararak insanoğlunun uzaya bakışını değiştiren bu eşsiz astronom, aynı zamanda astroloji ile de uğramıştı. 1602’de kralın astroloji merakına cevap verebilmek için Astrolojinin Kesin Dayanakları Üzerine ( On the More Certain Foundations of AStrology) isimli bir kitap kaleme almış, astrolojiye ilişkin olarak da, ‘’Her canlıya varlığın anlamını veren doğa, bir yardımcı olarak astrolojiyi armağan etmiş ve onu astronomi ile birleştirmiştir.’’ Demişti.

Evrende matematiksel bir uyum olduğuna inanan Kepler, ilk kitabında bu görüşünü temellendiriyordu. Kopernik’in teorisinde; her biri bir küre üzerinde dolanan altı gezegen vardı. Kepler, bu altı gezegenin üzerinde dolandığı kürelerin aralarında ‘’Platin Cisimleri’’ olarak bilinen beş  düzgün prizmanın bulunduğunu öne sürdü.  Kepler’in bahsettii bu yetkin simetrik nesnelerin her biri, tüm köşelerinin dokunduğu bir küre içine yerleştirilebilen, aynı şekilde her biri tüm yüzlerinin orta noktasına dokunan (teğet olan) bir daireyi çevreleyebiliyordu. İki boyutlu bir düzlemde istenilen sayıda çokgen şekil çizilebilirken, üç boyutlu uzayda ise sadece beş çok yüzlü düzgün nesne oluşturulabiliyordu. Bu beş prizma şunlardı;

Dört yüzlü (yüzleri dört eşkenar üçgen olan piramit), Küp (altı kare yüzlü), Sekiz yüzlü (sekiz eşkenar üçgen yüzlü), On iki yüzlü ( on iki eşkenar beşgen yüzlü) ve Yirmi yüzlü (yirmi eşkenar üçgen yüzlü).

Yazdığı ilk kitabı, ona büyük bir bilim adamı olmasını sağlayacak kapıların açılmasını sağladı. Kitabını dönemin ünlü astronomi uzmanlarından Tycho Brahe’ye gönderdi. Brahe, kitaptan etkilendi ve Kepler’e asistanı olmasını teklif etti. Kepler, obu teklifi kabul ettiğinde 29 yaşındaydı. İmparatorluk Matematikçisi Brahe’nin kendisine verdiği ilk iş, Mars’ı incelemek olmuştu. Ancak Tycho Brahe, bir yıl sonra öldü. Bunun üzerine Kutsal Roma İmparatoru II. Rudolf, Brahe’nin yerine Kepler’i İmparatorluk Matematikçisi olarak tayin etti.

Unvanı ile birlikte Tycho Brahe’nin astronomi alanındaki çalışmalarının ve gözlem kayıtlarının tamamı Kepler’e miras kalmıştı. Kepler, bu alandaki çalışmalarının büyük kısmını, daha önce Brahe’nin açtığı yoldan giderek, onun notları üzerinden sürdürdü. Ustasının notlarını, gözlemlerini ve eserlerini inceledi. Bütün bu çalışmalarını yaparken de Kopernik’in teorisini temel alıyordu. 1601’de ‘’Astrolojinin Güvenilir Temelleri’’ (De Fundamentis AStrologie Certioribus ) adlı ikinci kitabını yayınladı. Bu kitabında yıldızların, insanların yaşamlarını yönlendirdiği yolundaki inancı reddetmekle birlikte; insan ve evren arasında bir uyum olduğunu öne sürüyor ve astroloji ile ilgili önermelerde bulunuyordu.

Mars’ı incelemesi istendiğinde, uzaydan gelen ışınların yeryüzüne girdiğinde nasıl kırıldığı üzerine araştırmalarda bulunan Kepler, sonuçları 1604 yılında ‘’Astronomideki Optik Konuların İncelenmesi Hakkında Vitellio’ya Ek ‘’ (Ad Vitellionem Paralipomena Quibus Astronomiae Pars Optica Traditur) adlı kitabında yayınladı. Bu eserinde ışığın kırılmasından başlayarak sürdürdüğü çalışmalarının yanı sıra, insan gözünün yapısı ve nasıl çalıştığı hakkında da bilgiler veren kepler, her ne kadar gözlük,  o zaman için 300 yıldan beri kullanılmakta olan bir alet olsa da,  bu eğri camların düzgün görmeyi nasıl sağladığını ilk açıklayan bilim adamı olmuştu.

Kepler, Mars, Satürn ve Jüpiter gezegenlerinin güneşin karşısında aynı hizaya gelmelerini incelediği sırada, 1604 yılının Ekim ayında ortaya çıkan bir süpernovayı da 17 ay boyunca izleme şansı yakaladı. Antik çağdan bu yana, yıldızların, dolayısıyla gezegenlerin yer değiştirmediğine inanılıyordu. 1606’da yayınladığı ‘’Yılancı Takımyıldızının Ayağındaki Yeni Yıldız’’ (De Stella Nova in Pede Serpentarii) adlı eserinde gezegenlerin yer değiştirebileceğini ve hareket edebileceğini öne sürdü.

Kepler, Kopernik ve Brahe’nin Göremediğini Gördü

Kepler, Brahe’nin notları üzerinde yaptığı incelemelerinin sonunda Brahe ve Kopernik’in o zamana dek göremedikleri bir sorunu keşfetti. Gezegenlerin güneşin çevresindeki yörüngesi, sanıldığından aksine daire şeklinde değil, elips şeklindeydi. Bilim dünyasında çığır açan bu kuramını, 1609’da 38 yaşındayken yayınladığı ‘’Yeni Gökbilim’’ (Astronomia Nova) adlı büyük eseriyle bilim dünyasına duyurdu.

Dönemin bir diğer önemli bilim adamı Galileo, 17. Yüzyıl başlarında teleskopu keşfetti. Aynı alanda çalıştığı bilim adamının bu icadını inceleyen Kepler, teleskopun çalışma prensiplerini anlatan bir eser kaleme aldı ve 1610 yılında bu kitabı yayınlayarak Galileo’ya gönderdi. Ancak Galileo, bu çalışmayı önemsemedi. Bunun üzerine Kepler, ‘’Eserimi çağdaşlarımdan veya gelecek kuşaklardan kimler okuyacak umurumda değil. Tanrı nasıl bunların öğrenilmesi için altı bin yıl beklemişse, eserim de okunmak için yüz yıl bekleyebilir.’’ Açıklamasını yapacaktı. Hemen akabinde teleskop üzerine çalışmalara başlayan kepler, bilim dünyasına bırakacağı bir diğer önemli mirası, Kepler Teleskopu’nu geliştirdi. 2 yakınsak mercekten oluşan bu teleskopun büyütme oranı, Galileo’nunkinden daha yüksekti. Bu icadını 1611’de yayınladığı ‘’Kırılma ‘’ (Dioptrice) adlı kitabıyla bilim dünyasıyla paylaştı.

Optik ve teleskoplar üzerine yazdığı Dioptrice ve Ad Vitellionem adlı eseriyle, bu fizik dalının kurucusu olarak da kabul edilen Kepler, Kutsal Roma İmparatorluğu’ndaki iktidar çekişmelerinden de etkilendi. II. Rudolf’un tahtı bırakmaya zorlanması üzerine 1611’de Kraliyet Matematikçiliği görevinden ve Prag’dan ayrıldı. Her ne kadar Rudolf’un yerine geçen kardeşi, imparator olduktan sonra görevine devam etmesini istese de, bunu kabul etmeyerek Linz’e  yerleşti. Burada yaşadığı on dört sene boyunca çalışmalarını aksatmadan sürdüren Kepler, 1619’da ‘’Dünya’nın Uyumu’’ (Harmonice Mundi) ve ‘’Kopernik Astronomisinin Özeti ‘’ (Epitome Astronomiae Copernicanae) adlı kitaplarının yayınladı. Dünyanın Uyumu’nda Kepler Yasaları’ndan üçüncüsü olan Gezegenlerin Güneş’e olan ortalama uzaklıklarının üçüncü kuvveti, yörüngedi dolanma sürelerinin karesiyle orantıldır.’ Kuramını ortaya koyuyordu.

1626’da ‘’Rudolf Cetvelleri’’ (Tabulae Rudolphinae) adlı eserini tamamladı; ancak aynı yıl içerisinde, Katolik olmaya ve ağır vergiler vermeye zorlanan köylülerin, ayaklanarak kenti kuşatmaları ve kentin bir bölümünü ateşe vermeleri yüzünden kitabını bastıramadan Linz’den ayrıldı. Kitabını 1627’de Ulm’da bastırabilecekti. Kepler, Rudolf Cetvelleri’nde Brahe’nin o güne kadar tespit ettiği ve incelediği 777 yıldın üstüne 228 yıldız daha ekledi. Bu yıldızlarında bazılarının konumlarını birkaç derecelik açı kaymasıyla tespit etmeyi başarmıştı. Kepler, bu yüzden o dönemin ve daha sonraki yüzyılın en geniş ve doğru içerikli eseri olan bu kitabında, ışığın atmosferde kırıldığı gerçeği göz önünde bulundurarak hesap yapılması gerektiğini savunuyordu. Bu gerçeği kullanarak yeni hesaplamalar yaptığı ve bu açıdan ilk katalog eser olma özelliğini de barındıran bu kitapta, logaritma cetvellerini de kullanmıştı.

Kepler Yasaları Nelerdir?

Kepler, bilinen her şeyi kapsayan ve bunlar arasında mutlak bir uyum sağlayan bir sistemin var olduğunu düşünüyordu. Brahe’nin notlarını ve gözlemlerini inceledikten sonra gezegenlerinn dairesel yörüngeler üzerinde ve muntazam hızla dolandıklarını öngören temel prensibi terk ederek, kendi adıyla anılan üç yasayı ortaya koydu.

1577 yılında Avrupa semalarında kendni gösteren kuyruklu yıldız, birçok Avrupalı astronomla birlikte, o zamanlar henüz çocuk olan Kepler’i de fazlasıyla etkilemişti.

  • Kepler’in Birinci Yasası : Gezegenlerin Yörüngeleri Elips Şeklindedir.

Brahe’nin verdiği görevle ilk çalışmalarına Mars üzerine başlayan Kepler, gezegenin dönüşünü dairesel bir yörüngeye oturtmaya çalıştığında Mars’ın sadece iki kez bu yörünge üzerinde bulunduğunu; ancak diğer konumlarda Mars’ın yörünge içerisinde olduğunu berlirledi. Bunun üzerine daire dışındaki eğrileri kullanmaya başladı ve Mars’ın, güneş etrafında bazen yavaş bazen de hızlı dolandığını keşfetti. Ancak dairesel bir yörüngede gezegenin hızının tüm konumlarda aynı olması gerekiyordu. Buna göre Mars’ın yörüngesi daire şeklinde değildi. Bunun üzerine Kepler, Mars’ın ve dolayısıyla diğer gezegenlerin yörüngelerinin eliptik olduğunu buldu ve ilk yasasını belirledi: ‘’Yerküre de dahil olmak üzere tüm gezegenler, odak noktasında Güneş’in bulunduğu bir elips yörünge üzerinde dolanmaktadır.’’

Kepler bu ilk yasası ile o zamana kadar daire olarak bilinen gezegen yörüngelerinin elips olduğunu ortaya çıkardığından, daha önce buna göre yapılan hesaplamalardaki tüm sapmalar artık tamamen ortadan kalkmış oluyordu.

  • Kepler’in İkinci Yasası : Gezegenler, Eşit Zamanlarda Eşit Alanları Tarar

Kepler’in eliptik yörünge kuramı, gezegenlerin bu yörüngelerde hangi hızla yol aldığı sorusunu da beraberinde getirdi. Buna göre yeniden yaptığı hesaplamalarda gezegenlerin, Güneş’e yakın olduklarında hızlı, uzak olduklarında ise yavaş hareket ettiklerini belirledi. Kepler, böylelikle gezegenlerin, eşit zamanlarda eşit alanları taradığı şeklindeki ikinci yasasını da böylece belirlemiş oluyordu: ‘’Güneş’le gezegeni birleştiren doğru parçası, eşit zamanlarda eşit alanlar tarar.’’

  • Kepler’in üçüncü Yasası : Gezegenlerin Periyotlarının Karelerinin, Güneş’e olan Uzaklıklarının Küplerine Oranı Birbirlerine Eşittir.

Kepler iki önemli yasasını 1609 yılında Yeni Gökbilim adlı eserinde yayınladı. Çalışmalarını sürdüren ünlü astronom, gezegenlerin periyorları (güneşin etrafında bir kez dönmeleri) ve uzaklıkları arasında da bir ilişki tespit etti. Armonik Yasa olarak da bilinen üçüncü yasa böylece ortaya çıkmış oluyordu: ‘’Bir gezegenin Güneş çevresindeki dönüş süresinin karesi, o gezegenin güneşe olan ortalama uzaklığının küpüyle orantılıdır. Bu oran her gezegen için sabittir ve r3/t2 değerine eşittir.’’

Kepler, üçüncü yasasını da 1619’da ‘’Dünya’nın Uyumu’’nda yayınladı. Bu yasası, Newton’un genel çekim yasasını bulmasını sağlayacaktı. Kepler’in bulduğu yanıtlar ve ortaya koyduğu yasalar, gezegen sistemiyle ilgili kuvvet yasalarının saptanması için kılavuz olmuş ve Kopernik’i haklı çıkarmıştı.

BİR CEVAP BIRAK

Please enter your comment!
Please enter your name here