Astronomi ve Kozmoloji

Matematik Yardımı İle Keşfedilen Bir Gezegen: Neptün

Fransız gökbilimci Urbain Jean Joseph Le Verrier  ve İngiliz gökbilimci John Couch Adams, yalnızca matematik kullanarak Neptün gezegeninin varlığını ve konumunu birbirlerinden bağımsız olarak tahmin ettiler. Bu astronomi tarihinde çok önemli bir olaydı. 1846’da varlığı görsel olarak da doğrulanan Neptün, gözlemsel araçlardan çok matematiksel olarak keşfedilen ilk gezegendi.

13 Mart 1781’in gecesinde, astronom William Herschel, kendi yaptığı teleskopla, her zamanki yıldızları araştırma girişimine başladı. Muhtemel şanslı gecesiydi ve sonunda parlak, “diske benzer” bir nesne gözlemledi. Gördüğü şeyin kuyrukluyıldız olduğunu sandı. Bir süre gözlemledikten sonra da keşfettiği yıldızın Güneş’in etrafında döndüğünü fark etti. Herschel’in keşfettiği şey bir yıldız değil, antik çağlardan beri keşfedilen ilk gezegendi. Bu keşif onu bir gecede ünlü yaptı. Herschel, aslında Uranüs gezegenini keşfetmişti. Herschel gezegene ilk başta İngil­tere Kralı III. Gcorge’un onuruna, Georgium Sidus, yani Georgiyen Yıl­dız adını vermişti. Ancak daha sonra gezegenlere Yunan mitolojik tanrılarının isimlerini verme geleneğini iz­leyerek, Uranüs adını kullanmayı tercih etti.

Ancak, astronomların daha sonraları öğrendiği gibi Uranüs farklı davranışlar gösteren bir gezegendir. Öncelikle Uranüs’ün eksen eğikliği 98o civarındadır. Yani neredeyse yana yatık bir şekilde kendi etrafında döner. Ayrıca, yörüngesi de kusursuz bir elips değildir. Uranüs’ün gezegen olarak belirlenmesinin üzerinden geçen süre içinde elde edilen veriler bu gezegenin yörüngesinin Newton’un hareket ya­salarına uymadığını gösteriyordu. Bu uyuşmazlığı açıklamanın bir yolu vardı. O da, Uranüs’ün yörüngesi dışında, henüz keşfedilmemiş bir gezegenin kütleçekimsel gücünün etkisine da­yalı bir hipotez öne sürmekti.

Şimdiye kadar sadece bir araç (Ağustos 1989’da Voyager 2) Neptün’e yakın uçuş yaptı bu nedenle gezegen ile ilgili çalışmalar günümüzde de ağırlıklı olarak yer tabanlı teleskoplara dayanıyor. Neptün bir buz devi olarak sınıflandırılıyor. Bunun nedeni, atmosferinin altında bulunan su, amonyak ve metan buzları karışımı. Gezegen Dünya’nın hacmen 58 katı iken, kütle olarak 17 katı.

Neptün Gezegeninin Keşfi

Cambridge Üniversitesi’nden genç İngiliz matematikçi John Couch Adams (1819-1892) ve Fransız matematikçi ve astronom Urbain Le Verrier (1811-1877) bu konuyu araştırmaya başladılar. Adams böyle bir gezegenin yörüngesi ve konumunun nerede olabileceğini he­sapladı ve hesaplarını Greenwich’deki Kraliyet Gözleme­vi’ne gönderdi. Ancak hesaplamaları fazla ciddiye alınmadı. Bu arada Fransız gökbilimci Urbain Le Verrier de aynı hesapları ya­parak, doğrulama için Berlin Gözlemevi’nden Johann Galle’nin yardı­mını istedi. Le Verrier’in tahminlerini aldığı 23 Eylül 1846 günü, Galle te­leskobun başında yalnızca 30 dakika geçirdikten sonra Neptün’ün yerini saptadı.

Güneş sistemimizin 8 büyük gezegeninin sırası ve boyutları – Merkür, Venüs, Dünya, Mars, Jüpiter, Satürn, Uranüs ve Neptün

Alman astronom Johann Galle’nin matematiksel hesaplamayı doğrulaması bunun sekizinci gezegen olduğunu kanıtladı. Sonrasında bu gezegene, gökyüzündeki diğer gezegenlere uyması için Roma mitolojisinden başka bir isim verildi. Neptün yani Roma deniz tanrısı. Bu yeni bir başarıydı ve Le Verrier günün en ünlü astronomu oldu. Neptün’ün keşfinden sonra, yeni gezegenin gerçek kaşifinin kim olduğu tartışması çıktı. Bu çatışma, Fransa ve Büyük Britanya arasındaki mevcut siyasi gerilim daha da arttı. Bunun sonucunda gezegeni bir teleskopla ilk gören Galle, keşifle anılmaya başladı.

İronik olarak, ortaya çıktığı gibi, hem Le Verrier hem de Adams çok şanslıydı. Tahminleri, Neptün’ün hesaplamalarını 1840-1850 civarında yaptıkları için doğru sonucu verdi. Hesaplarını başka bir zamanda yapsalardı, tahmin edilen her iki sonuçta yanlış olurdu. Neptün’ün güneş etrafında bir tur atması 165 yıl sürer. Bu nedenle aynı sonucu elde etmeleri ancak 165 yıl sonra mümkün olabilirdi. Bu arada, Neptün gezegeninin keşfi aslında matematiğin yardımı olmadan da olabilirdi. Örneğin, ilk teleskoplardan birini kullanan büyük gökbilimci Galileo’nun 1612’de Neptün’ü sönük bir yıldız olarak kaydettiği söylenir. Onu birkaç hafta boyunca izlemiş olsaydı, olağandışı hareketini fark ederdi.

Kaynaklar ve İleri Okumalar:

  • Discovery of Neptune; Yayınlanma tarihi:23 Eylül 2016; Bağlantı: https://earthsky.org/
  • Neptune; The First Planet Discovered by Mathematical Rather than Observational Means; Discovered Simultaneously by Le Verrier and Adams; Bağlantı: https://historyofinformation.com/

Matematiksel

Sibel Çağlar

Merhabalar. Matematik öğretmeni olarak başladığım hayatıma 2016 yılında kurduğum matematiksel.org web sitesinde içerikler üreterek devam ediyorum. Matematiğin aydınlık yüzünü paylaşıyorum. Amacım matematiğin hayattan kopuk olmadığını kanıtlamaktı. Devamında ekip arkadaşlarımın da dahil olması ile kocaman bir aile olduk. Amacımıza da kısmen ulaştık. Yolumuz daha uzun ama kesinlikle çok keyifli.
Başa dön tuşu