Johannes Kepler

[boxcigar]

(1571-1630) Newton, "Daha ileriyi görebildiysem, bunu omuzlarındanbaktığım devlere borçluyum," demişti. Bu devlerden biri Galileo isediğeri Kepler'dir.

Kepler'e gelinceye dek Copernicus sistemine dayanaksız bir hipotez, yada, işe yarar matematiksel bir araç gözüyle bakılıyordu. Kepler,sistemin kimi düzeltmelerle bilimsel doğruluğunu kanıtlamakla kalmadı,astronomiye mekanik bir kimlik kazandırdı.

Gençlik coşkusuyla işe koyulduğunda amacı mistik inancı doğrultusunda,"göksel alemin müzikal uyumunu" geometrik olarak belirlemekti;çalışmasını noktaladığında, astronomi matematiksel düzenlemeninötesinde fiziksel bir gerçeklik kazanmıştı. Ders kitaplarında daha çoküç yasasıyla bilinen Kepler, uzay fiziğinde sonraki kimi önemlibuluşların ipuçlarını da ortaya koymuştu. Bunların başında eylemsizlikilkesiyle çekim kavramı gösterilebilir.

Johannes Kepler güney Almanya'da Weil kentinde dünyaya geldi. Dörtyaşında geçirdiği ağır çiçek hastalığı görme duyumunu zayıflatmış,ellerinde sakatlığa yol açmıştı. Macera arayan sarhoş bir baba ile akıldengesi bozuk bir annenin çocuğu olmasına karşın, Kepler'in öğrencilikyılları parlak geçer. Ruhsal güvensizlik içinde büyüyen Kepler, önceteolojiye yönelir; ancak üniversite öğreniminde bilim ve matematiğinbüyüleyici etkisinde kalır; sonunda Copernicus sistemini benimsemeklekalmaz, sistemin doğruluğunu ispatlamak tutkusu içine girer.

Daha yirmiüç yaşında iken Graz Üniversitesi'nin çağrısını kabul ederekastronomi profesörü, ardından kraliyet matematikçisi görevleriniyüklenir. Ne var ki, rahat bir çalışma ortamı bulduğu Graz'da kalmasıfazla sürmez; dinsel çekişmede yenik düşen protestan azınlıkla birliktekenti terk etmek zorunda kalır.

Kepler işsiz kalmıştır, ama bu ona meslek yaşamının belki de en büyükşans kapısını açar: ötedenberi çalışmalarına hayranlık duyduğuDanimarka'lı ünlü astronom Tycho Brahe'nin asistanı olur. Gerçi kişilikyönünden ustası ile uyum kurması kolay olmayacaktı; üstelik Tychotanrısal düzene aykırı saydığı güneş-merkezli sisteme karşıydı. Onagöre gezegenler güneşin, güneş de dünyanın çevresinde dönmekteydi. Neki, çok geçmeden usta yaşamını yitirir (1601); gözlemeviyle birlikteyılların yoğun emeğiyle toplanmış son derece güvenilir gözlem ve ölçmeverilerine Kepler sahip çıkar.

Kepler'in resmi görevi astroloji almanakları hazırlamaktı. Zatenyetersiz olan maaşı çoğu kez ödenmiyordu bile. Soyluların yıldız falınabakarak geçimini sağlıyordu. Astronomlar için ek kazanç kaynağı gözüylebakıp bir bakıma küçümsediği astrolojiye inanmadığı da kolaycasöylenemez.

Yukarda da belirttiğimiz gibi, Kepler'in amacı "göksel mimarlık" dediğidüzende aradığı matematik uyumu kurmaktı. Graz'dan ayrılmadan önceyayımlanan Göksel Gizem adlı kitabında, gezegenlerin devinimlerinigeometrik çizgi ve eğrilerle belirleme yoluna gitmiş, o zaman bilinenaltı gezegene ait yörüngelerin, belli bir sıra içinde içiceyerleştirilen beş düzgün geometrik nesnenin oluşturduğu altı aralığadenk düştüğünü ispata çalışmıştı ("Yetkin nesne" denen bu çok yüzlücisimler şunlardır:

(1) dört eşkenar üçgen yüzlü (piramit),
(2) altı kare yüzlü (küp),
(3) sekiz eşkenar üçgen yüzlü,
(4) oniki eşkenar beşgen yüzlü,
(5) yirmi eşkenar üçgen yüzlü.

Bilindiği gibi iki boyutlu düzlemde istenilen sayıda çokgen şekilçizilebilir; oysa üç boyutlu uzayda yalnızca sıraladığımız bu beş çokyüzlü düzgün nesne oluşturulabilir). Antik çağdan beri bilinen bu beşnesnenin gizemli bir niteliği olduğu inancı pek de yersiz değildi.Gerçekten, yetkin simetrik olan bu nesnelerin her biri tüm köşelerinindokunduğu bir küre içine yerleştirilebilir. Aynı şekilde, her biri tümyüzlerinin orta noktasına dokunan bir daireyi çevreleyebilir.

Örneğin, Satürn yörüngesini içeren küreye bir küp yerleştirilecek olsaJüpiter'in küresi bu küpün içine; ya da, Jüpiter'in küresine birpiramit (dört eşkenar üçgen yüzlü nesne) yerleştirilecek olsa Mars'ınküresi bu piramitin içine tıpatıp uyacaktır. Aynı düzenleme geriyekalan gezegen yörüngeleriyle çok yüzlü düzgün nesnelerle degerçekleşmektedir. Kepler en büyük coşkusunu bu düzenlemeye yönelikaraştırmasında yaşamıştır.

Düzgün geometrik nesnelerle gezegen yörüngeleri arasında varsayılanilişki olgusal temelden yoksundu kuşkusuz; ama, gezegenlere ait yörüngebüyüklükleri arasında bir tür korelasyon olduğu düşüncesinde bir gerçekpayı vardı. Nitekim Kepler'in yirmi yıl sonra formüle ettiği üçüncüyasası bu düşünceden kaynaklanmıştır.

Tycho'nun gözlemevine yerleşen kepler, gençliğinin çoğu akıl-dışısaplantılarından tümüyle kurtulmazsa da, giderek daha olgun, olgusalverilere daha bağlı bir kimlik kazanır. Tycho'nun ona verdiği görevgezegen yörüngelerini belirlemeye yönelikti; incelemeye koyulduğu ilkyörünge de beklentiye en çok aykırı düşen Mars'ın gözlemlenenyörüngesiydi.

Kepler, yoğun bir uğraşa karşın yıllarca, gözlem verileriyle uyumkurmaya çalıştığı çembersel yörünge arasındaki farkı gideremedi. Budemekti ki, çembersel yörünge beklentisinde bir yanlışlık olmalıydı. Nevar ki, göksel düzeyde yetkinlik arayışı içinde olan Kepler buolasılığı bir türlü içine sindiremiyordu. Çembersel olmayan bir yörünge(ki, Kepler için bu bir "pislik"ti) nasıl düşünülebilirdi? Ama olgularda bir yana itilemezdi!

Bu tür açmazların etkisinde Kepler zamanla astronomide geometrik uyumarayışından fiziksel etki arayışına girer. Copernicus için güneşinmerkez konumu salt matematiksel bir belirlemeydi; oysa Kepler bunafiziksel bir gerçeklik tanıma gereğini duymaya başlar. Tüm gezegenyörünge düzlemlerinin güneşin merkezinden geçmesi olayı, bu yönelişidoğrulayıcı nitelikteydi. Mars'ın yörüngesi üzerindeki çalışması birolguyu daha gün ışığına çıkarmıştı: gezegenin yörüngesi üzerindekihızının değişik noktalarda değişik olduğu gerçeği.

Öyle ki, gezegenin güneşe yaklaştığında hızı artmakta, uzaklaştığındahızı azalmaktaydı. Kepler bu ilişkiyi ikinci yasasında şöyle dilegetirir: güneş ile gezegen arasındaki yarıçap vektörü yörüngedüzleminde eşit zamanlarda eşit alanlar süpürür. Yaptığı tüm ölçmelerindoğruladığı bu ilişki de çembersel yörünge beklentisiylebağdaşmamaktaydı.

Kepler ister istemez başka bir yörünge biçimine yönelmek zorundaydı.Gözlemler yörüngenin elips biçiminde olduğunu ortaya koyuyordu. Mars'ınyörüngesine ilişkin bu buluşunu Kepler daha sonra birinci yasası olaraktüm gezegenler için genelleme yoluna gider: Her gezegen, bir odağındagüneşin yer aldığı bir elips çizerek devinir.

Kepler ilk iki yasasını, 1609'da yayımlanan Yeni Astronomi adlıkitabında ortaya koymuştu. Üçüncü yasasını aradan dokuz yıl geçtiktensonra oluşturur: Bir gezegenin yörüngesini tamamlamada geçirdiğisürenin karesi, güneşe olan ortalama uzaklığının küpüyle orantılıdır.Buna göre, gezegenin periyodik süresini T ile, yörüngesinin ortalamayarı çapım r ile gösterirsek, [Bu Linki Görüntüleyebilmeniz İçin ÜyeOlmanız Gerekiyor] oranı tüm gezegenler için aynıdır. "Harmonik yasa"diye bilinen bu ilişki, yörüngelerini tamamlama süresi bakımındangezegenlerin mukayesesine olanak vermektedir.

Daha da önemlisi, ilişkinin ilerde Newton'un formüle ettiği yerçekimiyasasına sağladığı ipucudur. Oysa Kepler bu son buluşuna, gençlikyıllarından beri arayışı içinde olduğu "küreler uyumunun" formülügözüyle bakıyordu. Uyumsuz bir evrenin onun için bir anlamı yoktu.Güneş gezegenleri yönetme gücüne sahipse, göksel devinimlerin [Bu LinkiGörüntüleyebilmeniz İçin Üye Olmanız Gerekiyor] formülünde dile gelentürden bir ilişki içermesi gerekirdi.

Kepler'in gerçeği bulma yolunda verdiği çabanın bir benzerini bilimtarihinde göstermek güçtür. Şu sözlerinde derin araştırma tutkusu az daolsa yansımaktadır: "Çalışmamın karmaşık görünen sonuçlarını izlemedezorlanıyorsanız, bana kızmayınız; çektiğim sıkıntılar için banaacıyınız. Sunduğum her sonuca yüzlerce kez yinelediğim sınama vehesaplamalarla ulaştım. Sadece Mars'ın yörüngesini belirlemem beşyılımı aldı."

Copernicus gibi Kepler de Pythagoras'dan kaynaklanan sayı mistisizmininetkisindeydi. Evrenin geometrik bir düzenlemeyle kurulduğu inancını hiçbir zaman yitirmedi. Onun gözünde güneş tanrısal bir güçtü. Güneşsisteminde yalnızca altı gezegenin bulunmasına (Uranüs, Neptün vePlüton henüz bilinmiyordu) koşut olarak geometride yalnızca beş düzgünçok yüzlü nesneye olanak olması rastlantı değil, merak konusu birgizemdi. Astronominin temelini oluşturan üç yasası bu gizemin büyüsündeömür boyu sürdürdüğü çalışmanın bir bakıma yan ürünüdür.

Kepler'in kendisi gibi dönemin bilim çevrelerinin de (bu aradaGalileo'nun) bu yasaları yeterince önemsediği söylenemez. Newton'un birbaşarısı da, Kepler'in kitaplarında adeta gömülü kalan bu yasalarıngerçek önemini kavramış olmasıdır.

Kepler asıl hayal ettiği şeyi (göksel kürelerin müzikal uyumunu) belkigerçekleştiremedi; ama gerçekleştirdiği şey ona bilim tarihinde"Astronominin Prensi" unvanını kazandırmaya yetti.