2.3 Avrupa'da Astronomi'nin Yeniden
Gelişmesi
İslâm dünyasında astronomi
çalışmaları önemini yitirmeye başladığı sıralarda Orta Avrupa, Rönesansla
beraber bilim merkezi olma yolundaydı. İslâm dünyasından alınıp tekrar
Latince'ye çevrilen kitaplardan astronomi öğreniliyor ve üniversitelerde
okutuluyordu. Bunun iki nedeni vardı. Birincisi, denizcilerin yön ve konum
saptama ihtiyaçları; ikincisi de "Paskalya" gibi dini günlerin belirlenmesi ve
daha genel anlamda takvimde yeni gözlemlerle desteklenen bir reform yapılması
ihtiyacıydı.
Bu dönemde astronomide asıl gelişme
gözlemsel değil fakat kuramsal olmuştur. Gözlem yapamamaktan yakınan Nicholas
Copernicus (Kopernik) (1473-1543), matematiksel ve mantıkî düşünceyle Aristarchus modelinin
Güneş sistemi gözlemlerini Ptolemy modeline göre daha basit bir şekilde
açıkladığından daha doğru olması gerektiğini savunmuştur (bkz. Şekil 2.6).
Kopernik, Aristarchus gibi, Yer ve diğer gezegenlerin Güneş etrafında düzgün
dairesel hareket yaptıklarını, ayrıca gök cisimlerinin günlük görünür
haraketlerinin Yer'in dönmesinden kaynaklandığını düşünmüştür. Düzgün dairesel
hareketin gözlemleri tam olarak sağlamadığını görmüş ve bu nedenle bazı
gezegenler için ikincil yörüngeler öngörmüş ve Güneşin de tam merkezde olmadığı
yargısına varmıştır. Ölünceye kadar yayınlamaktan çekindiği "De Revolutionibus"
kitabına göre Kopernik modeli Ptolemy modelinden daha karmaşıktı; gezegenlerin 7
eliptik yörüngesini açıklayabilmek için toplam 48 tane birincil ve ikincil
çember yörünge kullanılmıştı. Oysa aynı yıllarda Ptolemik model, aynı amaç için
40 çember yörünge kullanıyordu.
(1546-1601) yılları arasında yaşayan
büyük astronom Tycho Brahe, iki Güneş sistemi modeli arasında doğruyu bulmanın
sadece çok duyarlı gözlemlerle mümkün olduğunu belirtmiştir. Kendi kurduğu
modelde (Şekil 2.10) Ay ve Güneş'in Yer etrafında, diğer gezegenlerinse Güneş
etrafında düzgün dairesel haraket yaptıklarını kabul etmişti. Tycho Brahe,
yaptığı duyarlı gözlemleri değerlendiremeden ölmüştür. Öğrencisi Johann Kepler
(1571-1630)
bu gözlemleri kullanarak önce Mars gezegeninin gözlemlerini değerlendirmiş ve
Mars yörüngesinin odaklarından birinde Güneş bulunan bir elips olduğunu
göstermiştir. Sonradan aynı şekilde diğer gezegen yörüngelerinin de birer elips
olduğunu gösterilmiştir (bkz. Kepler kanunları). Kepler kanunlarıyla Güneş
merkezli gezegenler teorisi yer merkezli Ptolemy modeline göre hem akla daha
ugun geliyor hem de gözlemleri daha iyi açıklıyordu. Kepler de yıldızların
Satürn yörüngesinin ötesinde dar bir bölgede yer aldıklarına inanıyordu. Bu
dönemde Giordano Bruna (1548-1600) ise yıldızların sonsuz evrene dağıldıklarını düşünmüştü. Bu
düşünce aslında İslâm rasathanelerinde geliştirilmiştir.
Şekil 2.10: Tycho Brahe'nin evren
modeli.
Teleskopun 1610 yılında
keşfedilmesiyle astronomideki gelişmeler hızlanmış ve teleskop en önemli
astronomi âleti durumuna gelmiştir. Mekaniğin kurucularından Galile
(1564-1642)
teleskop kullanarak (1) Jüpiterin dört uydusunu keşfetmiş, (2) ilk Ay haritasını
yapmış ve oradaki yüzey şekillerini isimlendirmiş, (3) Venüs gezegeninin
evrelerini izlemiş, (4) Samanyolunun yıldızlardan oluştuğunu görmüş, (5) Satürn
gezegeninin kenarında çıkıntılar olduğunu (bunun halka olduğunu farkedememiş)
gözlemiş ve (6) Güneş lekelerinin gözlemlerinden güneşin 26 günde bir dönme
hareketi yaptığını bulmuştur. Fabricius (1564-1617) tarafından Güneş lekeleri
ve iki değişen yıldız aynı dönemde keşfedilmiş, 1580 lerde ilk büyük gök
haritası, Bayer (1572-1625) tarafından yayınlanmış ve aynı yıllarda Papa Gregory XIII
tarafından takvimde düzeltme yapılmıştır.
Kepler ve Galile'den sonra
astronomiye en büyük katkı Isac Newton (1642-1727) tarafından yapılmıştır.
Kepler gezegenler kuramında, gezegenleri yörüngelerinde tutan kuvvetin Güneş'ten
kaynaklandığını ve manyetik bir kuvvet olduğunu kabul etmişti. Newton, Kepler
kanunlarını kullanarak bu kuvvetin her zaman gezegen-Güneş uzaklığının karesiyle ters
orantılı olduğunu göstermiştir. Newton, ayrıca, bu kuvvetin Yer üzerinde
bırakılan taşın yere düşmesini sağlayan, gelgit olayına neden olan kuvvetle aynı
karakterde (yani iki cisim arasındaki çekim kuvveti ) olduğu yargısına
varmıştır. Newton evrensel çekim kuvvetiyle ilgili çalışmalarını "Philocophiae
Naturalis Principia Mathematica" adlı yapıtında toplamıştır.
Şekil 2.11: Newton çekim yasasına
göre yapay uydu yörüngeleri. Yukarı atılan cisim düzgün yavaşlayan hareket yapıp
bir yerde durur ve sonra serbest düşme hareketiyle yere düşer. Eğik atılan cisim
eğik atış hareketi yapar. İlk hız yeteri kadar artırılırsa cisim yer etrafında
yörüngeye oturur. Ay, yer etrafında yörünge hareketi yapan doğal bir
uydudur.
Bu dönemde daha modern teleskoplar
geliştirilip ilk ve modern gözlem evleri 1670 te Paris'te, 1671 de Greenwich'te
ve 1700'de de Berlin'de kurulmuştur. Bu arada zaman ölçümünde de daha hassas
saatler yapılmıştır. 1672 de Cassini (1625-1712), Yer-Güneş uzaklığını bulduktan sonra
3. Kepler yasasını kullanarak ilk kez doğru olarak Mars-Güneş uzaklığını buldu. Halley
(1656-1742),
Yer-Güneş
uzaklığının bulunması için yeni bir yöntem kullandı. 1706'da ilk defa bir
kuyruklu yıldızın yörünge öğelerini hesapladı ve onun dönemli bir kuyruklu
yıldız olduğunu gördü. Böylece kuyruklu yıldızların atmosferik olaylar
olmadıkları, Güneş sisteminin küçük üyeleri oldukları öğrenilmiş oldu. Kuramsal
astronomide Newton'un çekim yasasını temel alan gök mekaniğinin önemi gittikçe
artmaya başlamış ve Euler (1707-1783), Clairaut (1713-1765), d'Alembert
(1717-1783),
Lagrange (1736-1813), Laplace (1749-1827), Gauss (1777-1855) gibi çok meşhur bilim
adamları gök mekaniği alanında çalışmışlardır. Gözlemsel alanda ise Güneş
merkezli Güneş sistemi modelinde yıldızların var olması gereken paralaktik
hareketleri (bkz. bölüm 4.3) tüm çabalara karşın gözlenemiyordu. 18. yüzyılda bu
amaçla yapılan yoğun çalışmalar başka buluşlara yolaçmıştı. Ancak konum
gözlemlerindeki aberasyon (ışınım sapıncı), presesyon, nütasyon ve kırınım
etkileri anlaşılıp pratik yöntemlerle giderilerek gözlem duyarlığı oldukça
arttırıldıktan sonra yıldızların paralaktik hareketleri ölçülebilir duruma
gelmişti. İlk kez Bessel (1784-1846), 1838'de 61 Cyg yıldızının ve daha sonra aynı yıl
içinde Struve (1793-1864) ve Henderson (1798-1844) α Lyr (Vega) ve α Cen yıldızlarının
ıraklık açılarını ölçmeyi başarmıştır. Ölçümler sonunda görülmüştür ki
yıldızların ıraklık açıları ve paralaktik kaymaları beklenene göre çok çok
küçük, dolayısı ile yıldızlararası uzaklıklar çok çok büyüktür. Bize en yakın
yıldız olan "Proxima Centauri" yıldızının bile ıraklık açısı 0.76 açı saniyesi
ve buna karşılık gelen uzaklığı ise 4.3 ışık yılıdır.
