Evren’de Dünyanın Yeri: Her Şeyin Merkezinden Sıradan Bir Noktaya

İnsanlar göklerde olup biteni her zaman merak etmiş, gökyüzünde meydana gelen olayları açıklamaya ve anlamlandırmaya çalışmıştır.  Doğanın nasıl çalıştığını, Dünya’nın Evren’deki yerini anlayabilmek için asırlardır düşünmeye ve fikirlerimizi diyalektik bir biçimde geliştirmeye devam ediyoruz.

Antik Dönemde Astronomi

Antik dönem düşünürlerinin yer üzerinde yaptığı çalışmalar, gökyüzü gözlemleri ve düşünsel yorumları ile çeşitli evren modellerine sahiplerdi. 

Astronomi adına animistik dönemin temel özelliklerini yansıtan bazı düşünceler ortaya konuldu. Bu bağlamda, çıplak göz ile hareketleri incelenebilen yedi gök cismi ile yaşamı ve varoluşu anlamaya çalışan düşünürlerin yorumları farklı coğrafyalarda farklı toplumları benzer şekilde etkiledi. Bu dönemde, yaratılış hikayeleri ile mitolojik ve kutsal bir evren meydana gelmişti.

Evren'de Dünyanın Yeri: Her Şeyin Merkezinden Sıradan Bir Noktaya
Bu dönemde, gökcisimlerinin konumları ve hareketlerine göre hikayeler ve mitler oluşturulmuştu. Gökküre’deki olayların, günlük hayatta insan davranışlarından toplumsal değişimlere, doğa olaylarına kadar etkili olduğu düşünülmüştü.

Birçok eski dönem inanışında gözlemlenebilen bu yedi gök cismi (bunlar çıplak gözle gözlemlenebilen beş gezegen Merkür, Venüs,Mars, Jüpiter, Satürn; Güneş ve Ay.) yedi tanrıyı ve yaratıldığına inanılan 7 katmanı temsil ediyordu. (Ör. Sümer Mitolojisi:Gök ve yer başta bir aradayken daha sonra ayrılır, yedi farklı gök ve yedi farklı dünya yaratılmıştır.)

Bu yedi gök cismi diğer gök cisimlerine göre daha farklı hareket ediyordu bu yüzden ileri ve geri hareketi ya da cisimlerin görünüşündeki farklılılar gözlemleniyordu.

Evren'de Dünyanın Yeri: Her Şeyin Merkezinden Sıradan Bir Noktaya
Çıplak göz ile gözlemlenebilen 5 gezegen.

Babil’in sistematik gökyüzü gözlemlere başlaması ile saatleri, günleri, haftaları ve diğer zaman temsilleri ortaya çıkarken diğer bir yandan gözlemledikleri cisimlerin yapısı ve uzaklığına göre mutlak anlamlar çıkarmaya ve gözlemleyebildikleri evrenin özelliklerini tahmin etmeye çalıştılar. 

Bu dönemde, hikayeler ve bilinmezliklerle dolu olan gök, kutsal ve mutlak olan bir yapıya dönüştü ve merkezinde ise Dünya’nın olduğu düşünüldü. Dünya’nın şekli ise farklı dönemlerde ve toplumlarda farklı yorumlara sahipti.

Büyük Alexandria Kütüphanesi çalışanı olan Eratosthenes, farklı bir şehirde güneşin aynı  saatlerdeki konumunun farklı olduğunu fark etmesi ile Dünya’nın eğimli olabileceğini düşündü.  Alexandria ile Syene(Aswan) arasındaki mesafe ve güneşin öğle saatindeki konumunu karşılaştırarak Dünya’nın yaklaşık yarıçapını hesaplamayı başardı.

Aristo’nun Evreni

Doğa yalnızca sebeplere bağlı olarak anlaşılabilir. – Aristo

Aristo (M.Ö. 384-322) ise uzun bir süre (neredeyse bin yıl) Dünya’da etkisini bırakacak olan evrenin yapısına dair temel düşünceleri ortaya koymuştu. Aristo’nun Evren’e dair fikirleri Yerküre’nin merkezde hareketsiz bir şekilde durduğu ve Gökküre’nin yani yıldızların, gezegenlerin ve Ay’ın Dünya etrafında döndüğü şeklindeydi.

Evren'de Dünyanın Yeri: Her Şeyin Merkezinden Sıradan Bir Noktaya
Dünya merkezli evren modeli; Kaynak: https://in.pinterest.com/pin/689261917958959890/

Aristo’nun dört elementi Dünya’yı oluşturan temel yapıtaşlarıydı ve oluşumu bakımından Dünya ölümlü ve kusurlu bir yerdi. Yerküre etrafında dönen gökcisimleri ise kusursuz, ölümsüz ve asla değişmeyecek mutlak niteliklere sahip olmasının yanısıra Dünya üzerinde bulunmayan beşinci bir elementten (quintessential,eter) oluşmuşlardı. Bu düşünceler başlıca Batı medeniyetleri olmak üzere birçok medeniyeti etkilemiş; din, bilim ve toplumu oluşturan birçok öğe Aristo’nun fikirleri etrafında şekillenmişti.

Gözlemlenebilen gök cisimleri için Yerküre etrafında her gün bir defa  dolanarak doğup battığını söyleyen Aristo uzun zaman boyunca reddedilemeyecek fikirlere sahip olsa da gökyüzünde Aristo’nun evreninin açıklayamadığı bazı fenomenler vardı: Bütün gezegenler günde yalnızca bir kez doğup batmasına ve tek yönlü hareket etmesine rağmen Mars, Merkür gibi gök cisimlerinin bazen yer değiştirdiği gözlemleniyordu.

Geosentrik model’e (Yermerkezcilik, Yerküre’nin Evren’in merkezi olduğunu söyleyen model.)  göre açıklaması oldukça zor olan bu problem “Kristal Küreler” ile çözüme kavuşmuştu. 

Aristo’nun Kristal Küreleri Yerküre çevresini sarmış ve gözlemlenebilen 7 gök cisminin döndüğü küreler ve her gök cismin için ayrıca çevresinde döndüğü kendi kürelerinden oluşuyordu. Bu sayede Mars bazen ileri giderken bazen geriye gidiyor aynı zamanda Dünya etrafında dönmeye de devam ediyordu.

Evren'de Dünyanın Yeri: Her Şeyin Merkezinden Sıradan Bir Noktaya
Kristal küresel içerisinde gök cisimleri ve Dünya

Kopernik Devrimi

16. yüzyıla gelindiğinde Kopernik devrim niteliği taşıyan fikirlerini ortaya koydu. Yerküre’nin sabit olmadığını aksine döndüğünü, Dünya’ya yakın cisimlerinde Dünya gibi dönüş hareketi yaptıklarını ileri sürdü.

Gezegenlerin ters hareketi problemine rasyonel bir çözüm bulmuştu: Dünya ve diğer gezegenler Güneş etrafında döndüğünü ve dönüş hareketi yaparken bazı anlarda gezegenler birbirinin gerisinde kaldığı için geriye gidiyormuş gibi görünüyor olduğunu öne sürmüştü. Yıldız gibi uzaklığından dolayı yer üzerinden izlediğimizde yavaş hareket eden gök cisimlerinin ise sabit olduğunu düşünüyordu. Kopernik’in bu görüşü yüzyıllarca benimsenmiş olan Aristo’nun fikirlerinin yıkılacağı bilimsel dönemin başlangıcı oldu.

Evren'de Dünyanın Yeri: Her Şeyin Merkezinden Sıradan Bir Noktaya
Kopernik’in evren modeli.

Galileo

Saf mantıksal düşünme bize ampirik dünya hakkında herhangi bir bilgi veremez; gerçekliğin tüm bilgisi deneyimden başlar ve onunla biter … Galileo bunu gördü ve özellikle bunu bilim dünyasına kattığı için modern fiziğin – hatta modern bilimin babasıdır.

Albert Einstein

1600-1610 yılları arasında çalışmalar yapan Galileo, Aristo’nun Evren’ini sorgulayan bir diğer önemli bilim insanıydı. Aristo geleneğini (Aristo öncesi ve devamında birçok filozof düşünce ile her şeyin açıklanabileceğini öne sürmüş, deneye dayalı şeylerin soylu kimseler tarafından yapılmaması gerektiği fikri savunulmuştur.)  terk ederek Galileo gökyüzünü gözlemlerken teleskop kullanması ile Aristo’nun kristal küreleri ve 7 gök cisminin mutlaklığına dair fikirlerinin yanlış olduğunu ortaya çıkardı.

Ay’daki kraterler ve Güneş lekelerini keşfetmesi ile gökcisimlerinin mükemmel olmadığını ; Jupiter’in etrafında dönmekte olan dört uyduyu keşfetmesi ile Yerküre’nin tek olmadığı bu yüzden Evren’in merkezi olamayacağını savundu. Kopernik gibi Güneş merkezli (Heliosentrik) modeli benimsedi.

Tycho Brahe

16. yüzyılda  Evren’in (Dünya hariç) mutlaklığı fikri bu defa Tycho Brahe tarafından sorgulandı. Gök cisimlerinin, kristal küreler içerisinde değişmeden kaldığı ve her zaman var olduğu düşünülürken; 1572 yılında Koltuk Takımyıldızı’nda (Cassiopeina) bir süpernova patlaması yaşandı. Çıplak gözle görülebilir düzeyde olan bu patlama, gökyüzünde daha önce olmayan bir yıldızın ortaya çıkması gibi görünüyordu. Öyleyse, gök cisimleri kutsal ve mutlak olamazlardı!

Aristo’ya göre gökyüzü her zaman aynı kalıyordu ve kuyruklu yıldızlar Yerküre’ye Ay’dan daha yakın bir konumda atmosfer içerisinde hareket ediyordu. 1577 yılında Tycho Brahe bir kuyruklu yıldıza ait farklı konum verilerini karşılaştırarak, uzaklığını tahmin etmeye çalıştı. Eğer kuyruklu yıldız atmosfer içerisinde ise iki farklı konumda arkaplan görüntüsü  farklı olmalıydı fakat gözlemler aksini gösteriyordu. Böylece, Brahe Kuyruklu yıldızların Ay’dan daha uzakta olduğu fikrini öne sürdü.

Brahe çalıştığı gözlem evinde çıplak gözle gözlem yapmasına rağmen birçok yıldızın konumu yüksek bir doğruluk payı ile belirledi ve yıldız kataloğu oluşturdu.

Evren'de Dünyanın Yeri: Her Şeyin Merkezinden Sıradan Bir Noktaya
Tycho Brahe Evren Modeli

Brahe, Kopernik modelini benimseyememişti ve yeryüzü merkezli bir modele dayanan kendi güneş sistemi teorisini oluşturarak, onu mükemmelleştirmeye çalıştı. Brahe’ın Güneş merkezli modeline göre Merkür, Venüs, Mars, Jüpiter ve Satürn gezegenlerinin tümü, sırayla Güneş’in etrafında dönüyor; Güneş ise Dünya’nın etrafında dönüyordu. Brahe’ın çalışmalarına ölümünden sonra öğrencisi olan ve Kopernik modelini benimseyen Johannes Kepler devam etti.

Johannes Kepler ve Eliptik Yörüngeler

1595 yılında, Kepler iki daire arasına çizdiği bir eşkenar üçgen çizdiğinde dairelerin oranlarının Jüpiter ve Satürn yörüngeleri ile orantılı olduğunu fark etti. Bulduğu bu oranı diğer iki boyutlu düzgün geometrik şekilleri kullanarak diğer gezegenlere uyarlamaya çalıştı ancak başarılı olamadı. Bunun üzerine üç boyutlu katı cisimler ve küreleri kullanarak çalışmalarına devam etti.

Evren'de Dünyanın Yeri: Her Şeyin Merkezinden Sıradan Bir Noktaya
Mükemmel Katılar/Platonik Katılar olarak bilinen beş düzgün geometrik cisim

En büyük başarısı “Gezegensel Hareket Yasalarını” formüle etmesi olan Kepler, uzun zaman boyunca gezegenlerin dönüş hareketleri küresel objeler ve platonik katılar ile açıklamaya çalıştı. Bunun nedeni, her ne kadar Kopernikçi görüşü benimsemiş olsa da, hala gökyüzünün kusursuz ve manevi bir yer olduğu görüşüne inanmasından geliyordu.

Evren'de Dünyanın Yeri: Her Şeyin Merkezinden Sıradan Bir Noktaya
)

Gezegen yörüngelerin çapları ile Güneş’e olan uzaklıkları arasında matematiksel bir ilişki olduğuna emin olan Kepler, 1596’da yayınlanan Mysterium Cosmographicum’u (“Kozmik Gizem”) yazdı.

Kepler’in kendisine göre, gezegen yasaları fiziksel bir mekanizmanın yanında tanrısal bir yapıyı da temsil ediyordu; Pisagor’un (MÖ 6. yüzyıl) geleneğinden gelen Kepler, bilim ve metafiziği bir arada görüyordu. Bu bağlamda, Kepler’in Yasalarının bir önemi de, ortaya çıkan Güneş merkezli gezegen sisteminde Pisagor’un harmoni kavramı veya evrensel bir uyumu arama fikridir.  

Daire, uyum ve mükemmelliğin geometrik bir sembolüdür; uzun zaman boyunca gezegen yörüngelerinin dairesel olması gerektiğini savunan Kepler, bu fikrini matematiksel ispatlarla ve gözlemlerle kanıtlamaya çalıştı. Ancak, Mars’ın yörüngesini dair analizleri (Aristote’in  ve Ptolemy’nin tahminlerine aykırı sonuçlar elde etti.) ve Tycho Brahe’nin çalışmalarını devam ettirmesi sonucu gezegenlerin eliptik yörüngelere sahip olduğunu keşfetti.

Kepler eliptik yörüngeleri bir süre reddetse de bütün analiz ve çalışma sonuçları eliptik yörüngelerin varlığını gösteriyordu. Böylece, gezegenlerin yörüngelerinin eliptik olduğunu gösteren Kepler, kuyruklu yıldızların hareketini de doğru bir şekilde tanımlayan orbital yasaları formüle etti.

  1. Yasa: Her gezegenin Güneş etrafındaki yörüngesi bir elipstir ve Güneş yörünge elipsinin tek odak noktasıdır. Gezegenler yörüngeyi takip ederken Güneşe olan uzaklığı sürekli değişir.
  2. Yasa: Bir gezegen yörüngede dönerken eşit zaman aralıklarında eşit uzay alanlarını tarar.
  3. Yasa: Gezegenlerin yörünge periyotlarının (gezegenin Güneş’in etrafındaki yörüngesini tamamlama süresi) kareleri, yörüngelerinin yarı büyük eksenlerinin (Güneş’e olan uzaklığın yarıçaplarının) küpleriyle doğru orantılıdır
Evren'de Dünyanın Yeri: Her Şeyin Merkezinden Sıradan Bir Noktaya
Kepler Yasaları

Isaac Newton ve Evrensel Fizik Yasaları

Kepler Yasaları, Güneş sistemi ve gezegen yörüngelerini daha iyi anlama ve yeni teorilerin geliştirilmesi için önemli bir adım oldu. Isaac Newton, Kepler’in teorilerini geliştirerek, 3. Yasanın arkasındaki bilinmeyen kuvveti açıklayan evrensel çekim kuramını türetmiştir.

Newton, gezegenlerin hareket ettikleri düzlemi ve dönüş hareketlerini gözlemlediğinde gördüğü düzenli hareketin temelinde ne olduğunu sorguladı. Sonucunda Evren’in her yerinde geçerli olan iki yasayı elde etti. Elmayı ağaçtan düşüren kuvvet ile gezegenleri yörüngesinde tutan kuvvet aynıydı. Ancak, gezegenlerin uydularıyla, Güneşle ve birbirleri ile olan etkileşime matematiksel bir cevap bulsa da kuvvetin anlık iletimi ve kuvvetin kaynağını çözememiş; düzenliliğin asıl sebebini tanrısal bir el ile olduğunu düşünmüştü.

Güneş Sistemi’nin Doğuşu

1791 yılında Satürn halkalarını inceleyen Laplace ve Kant, eliptik biçiminde bir bulutsudan söz ederek Güneş sisteminin doğuşu ve şu anki haline dair tahminde bulundular. Sonucunda, yatık bir diskten ortaya çıkan Güneş  ve etrafındaki maddelerin yoğunlaşması ile ortaya çıkan büyük cisimlerin dönüş yönleri ve aralarındaki düzeni açıklayan bir teori ortaya çıkmıştı.  Bu teori, bugün bildiğimiz Güneş sisteminin oluşumuna benzerdir.

20. ve 21. yüzyılda Evren’e dair bazı keşifler ve hipotezler

20. yüzyıla geldiğimizde artık Güneş sistemimizin yalnızca bize özel bir sistem olmadığını, benzer birçok sistem olduğunu keşfedildi ve bir süre galaksinin merkezinde olduğumuzu düşünüldü.

1923’te Hubble, gökyüzünde uzaklıklarından dolayı Samanyolu’na ait olamayacağını düşündüğü bir takım yıldızları inceledi ve Andromeda isimli galaksiyi keşfetti. Hubble’ın keşfine kadar evrendeki tek gökadanın Samanyolu olduğu düşünülüyordu.

Gezegenlerin ve yıldız sistemlerinin, galaksilerin hareketlerini, Evren’in başlangıcını ve dinamikliğini yine geçtiğimiz yüzyılda yeni teoriler altında bilim insanları tarafından incelendi. Yer ve gök tabanlı teknolojilerin gelişmesi ile birlikte evreni daha yakından tanıma fırsatı bulundu. Bu sayede, bütün Evren’in yalnızca Samanyolu kadar olduğunu düşünürken; galaksimizin milyarlarca galaksiden biri olduğunu ve Güneş sisteminin Samanyolu üzerinde sıradan bir alanda bulunduğunu öğrendik.

Evren'de Dünyanın Yeri: Her Şeyin Merkezinden Sıradan Bir Noktaya
Hubble Teleskopu’ndan bir görüntü

Zamanın ve uzayın statik olduğu söylenen Evren’den, Newton’un matematiksel ve ampirik çalışmaları ile ortaya koyduğu yeni bir Evren modeline -uzayın dinamik bir sistem olduğu modele- geçilmişti. 20. Yüzyılın başlarında Einstein’ın görelilik ilkeleri ve beraberinde gelen birçok matematikçi ve fizikçinin çalışmaları ile Evren’in durağan olmadığını aksine sürekli hareket halinde olduğunu ve değiştiğini ortaya çıktı. Hubble çalışmaları ile galaksilerin birbirinden uzaklaştığı ve Evren’in devamlı olarak genişlediğini gösterdi.

Birçok bilim insanın hem içsel hem de toplumsal mücadelesi ve gösterdikleri azim sayesinde bugün insanlığın Evren’in merkezinde olmadığını doğal bir şekilde biliyoruz. Dünya’nın biricik ve tek olduğu düşüncesinden sıyrılmakla kalmayıp bulunduğumuz evren gibi daha birçok evren olabileceği fikirlerini savunuyoruz ve teorik bir biçimde bu evrenleri görmeye çalışıyoruz.

Kaynak:

Matematiksel

İrem Şalk

Çocukluğumda matematiğe ve lise ile birlikte ise fiziğe ilgi duymaya başladım. Şu an İTÜ-Fizik mühendisliği 4. Sınıf öğrencisiyim. Hayal etmeyi ve yeni şeyler keşfetmeyi sevmemin; doğa ve sanata olan düşkünlüğümün temelinde evrenin bu köşesinde anlamaya çalıştığımız doğa bilimlerini görüyorum. Bu yüzden, benim doğa da gördüğüm hayran bırakacak güzelliği, kaosu ve sadeliği, belirlenemez ve belirlenebilir davranışları imkanım olduğu kadar başkaları ile paylasabilmek için yazılar yazma kararı aldım. Hep birlikte yüzümüzü aydınlığa ve bilime dönebilmemiz umuduyla.

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Başa dön tuşu