buzlu.org

(1571-1630) Newton, “Daha ileriyi görebildiysem, bunu omuzlarından baktığım devlere borçluyum,” demiÅŸti. Bu devlerden biri Galileo ise diÄŸeri Kepler’dir.

Kepler’e gelinceye dek Copernicus sistemine dayanaksız bir hipotez, ya da, iÅŸe yarar matematiksel bir araç gözüyle bakılıyordu. Kepler, sistemin kimi düzeltmelerle bilimsel doÄŸruluÄŸunu kanıtlamakla kalmadı, astronomiye mekanik bir kimlik kazandırdı.

Gençlik coÅŸkusuyla iÅŸe koyulduÄŸunda amacı mistik inancı doÄŸrultusunda, “göksel alemin müzikal uyumunu” geometrik olarak belirlemekti; çalışmasını noktaladığında, astronomi matematiksel düzenlemenin ötesinde fiziksel bir gerçeklik kazanmıştı. Ders kitaplarında daha çok üç yasasıyla bilinen Kepler, uzay fiziÄŸinde sonraki kimi önemli buluÅŸların ipuçlarını da ortaya koymuÅŸtu. Bunların başında eylemsizlik ilkesiyle çekim kavramı gösterilebilir.

Johannes Kepler güney Almanya’da Weil kentinde dünyaya geldi. Dört yaşında geçirdiÄŸi ağır çiçek hastalığı görme duyumunu zayıflatmış, ellerinde sakatlığa yol açmıştı. Macera arayan sarhoÅŸ bir baba ile akıl dengesi bozuk bir annenin çocuÄŸu olmasına karşın, Kepler’in öğrencilik yılları parlak geçer. Ruhsal güvensizlik içinde büyüyen Kepler, önce teolojiye yönelir; ancak üniversite öğreniminde bilim ve matematiÄŸin büyüleyici etkisinde kalır; sonunda Copernicus sistemini benimsemekle kalmaz, sistemin doÄŸruluÄŸunu ispatlamak tutkusu içine girer.

Daha yirmiüç yaşında iken Graz Ãœniversitesi’nin çaÄŸrısını kabul ederek astronomi profesörü, ardından kraliyet matematikçisi görevlerini yüklenir. Ne var ki, rahat bir çalışma ortamı bulduÄŸu Graz’da kalması fazla sürmez; dinsel çekiÅŸmede yenik düşen protestan azınlıkla birlikte kenti terk etmek zorunda kalır.

Kepler iÅŸsiz kalmıştır, ama bu ona meslek yaÅŸamının belki de en büyük ÅŸans kapısını açar: ötedenberi çalışmalarına hayranlık duyduÄŸu Danimarka’lı ünlü astronom Tycho Brahe’nin asistanı olur. Gerçi kiÅŸilik yönünden ustası ile uyum kurması kolay olmayacaktı; üstelik Tycho tanrısal düzene aykırı saydığı güneÅŸ-merkezli sisteme karşıydı. Ona göre gezegenler güneÅŸin, güneÅŸ de dünyanın çevresinde dönmekteydi. Ne ki, çok geçmeden usta yaÅŸamını yitirir (1601); gözlemeviyle birlikte yılların yoÄŸun emeÄŸiyle toplanmış son derece güvenilir gözlem ve ölçme verilerine Kepler sahip çıkar.

Kepler’in resmi görevi astroloji almanakları hazırlamaktı. Zaten yetersiz olan maaşı çoÄŸu kez ödenmiyordu bile. Soyluların yıldız falına bakarak geçimini saÄŸlıyordu. Astronomlar için ek kazanç kaynağı gözüyle bakıp bir bakıma küçümsediÄŸi astrolojiye inanmadığı da kolayca söylenemez.

Yukarda da belirttiÄŸimiz gibi, Kepler’in amacı “göksel mimarlık” dediÄŸi düzende aradığı matematik uyumu kurmaktı. Graz’dan ayrılmadan önce yayımlanan Göksel Gizem adlı kitabında, gezegenlerin devinimlerini geometrik çizgi ve eÄŸrilerle belirleme yoluna gitmiÅŸ, o zaman bilinen altı gezegene ait yörüngelerin, belli bir sıra içinde içice yerleÅŸtirilen beÅŸ düzgün geometrik nesnenin oluÅŸturduÄŸu altı aralığa denk düştüğünü ispata çalışmıştı (”Yetkin nesne” denen bu çok yüzlü cisimler ÅŸunlardır:

(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 şekil çizilebilir; oysa üç boyutlu uzayda yalnızca sıraladığımız bu beş çok yüzlü düzgün nesne oluşturulabilir). Antik çağdan beri bilinen bu beş nesnenin gizemli bir niteliği olduğu inancı pek de yersiz değildi. Gerçekten, yetkin simetrik olan bu nesnelerin her biri tüm köşelerinin dokunduğu bir küre içine yerleştirilebilir. Aynı şekilde, her biri tüm yüzlerinin orta noktasına dokunan bir daireyi çevreleyebilir.

ÖrneÄŸin, Satürn yörüngesini içeren küreye bir küp yerleÅŸtirilecek olsa Jüpiter’in küresi bu küpün içine; ya da, Jüpiter’in küresine bir piramit (dört eÅŸkenar üçgen yüzlü nesne) yerleÅŸtirilecek olsa Mars’ın küresi bu piramitin içine tıpatıp uyacaktır. Aynı düzenleme geriye kalan gezegen yörüngeleriyle çok yüzlü düzgün nesnelerle de gerçekleÅŸmektedir. Kepler en büyük coÅŸkusunu bu düzenlemeye yönelik araÅŸtırmasında yaÅŸamıştır.

Düzgün geometrik nesnelerle gezegen yörüngeleri arasında varsayılan iliÅŸki olgusal temelden yoksundu kuÅŸkusuz; ama, gezegenlere ait yörünge büyüklükleri arasında bir tür korelasyon olduÄŸu düşüncesinde bir gerçek payı vardı. Nitekim Kepler’in yirmi yıl sonra formüle ettiÄŸi üçüncü yasası bu düşünceden kaynaklanmıştır.

Tycho’nun gözlemevine yerleÅŸen kepler, gençliÄŸinin çoÄŸu akıl-dışı saplantılarından tümüyle kurtulmazsa da, giderek daha olgun, olgusal verilere daha baÄŸlı bir kimlik kazanır. Tycho’nun ona verdiÄŸi görev gezegen yörüngelerini belirlemeye yönelikti; incelemeye koyulduÄŸu ilk yörünge de beklentiye en çok aykırı düşen Mars’ın gözlemlenen yörüngesiydi.

Kepler, yoÄŸun bir uÄŸraÅŸa karşın yıllarca, gözlem verileriyle uyum kurmaya çalıştığı çembersel yörünge arasındaki farkı gideremedi. Bu demekti ki, çembersel yörünge beklentisinde bir yanlışlık olmalıydı. Ne var ki, göksel düzeyde yetkinlik arayışı içinde olan Kepler bu olasılığı bir türlü içine sindiremiyordu. Çembersel olmayan bir yörünge (ki, Kepler için bu bir “pislik”ti) nasıl düşünülebilirdi? Ama olgular da bir yana itilemezdi!

Bu tür açmazların etkisinde Kepler zamanla astronomide geometrik uyum arayışından fiziksel etki arayışına girer. Copernicus için güneÅŸin merkez konumu salt matematiksel bir belirlemeydi; oysa Kepler buna fiziksel bir gerçeklik tanıma gereÄŸini duymaya baÅŸlar. Tüm gezegen yörünge düzlemlerinin güneÅŸin merkezinden geçmesi olayı, bu yöneliÅŸi doÄŸrulayıcı nitelikteydi. Mars’ın yörüngesi üzerindeki çalışması bir olguyu daha gün ışığına çıkarmıştı: gezegenin yörüngesi üzerindeki hızının deÄŸiÅŸik noktalarda deÄŸiÅŸik olduÄŸu gerçeÄŸi.

Öyle ki, gezegenin güneşe yaklaştığında hızı artmakta, uzaklaştığında hızı azalmaktaydı. Kepler bu ilişkiyi ikinci yasasında şöyle dile getirir: güneş ile gezegen arasındaki yarıçap vektörü yörünge düzleminde eşit zamanlarda eşit alanlar süpürür. Yaptığı tüm ölçmelerin doğruladığı bu ilişki de çembersel yörünge beklentisiyle bağdaşmamaktaydı.

Kepler ister istemez baÅŸka bir yörünge biçimine yönelmek zorundaydı. Gözlemler yörüngenin elips biçiminde olduÄŸunu ortaya koyuyordu. Mars’ın yörüngesine iliÅŸkin bu buluÅŸunu Kepler daha sonra birinci yasası olarak tüm gezegenler için genelleme yoluna gider: Her gezegen, bir odağında güneÅŸin yer aldığı bir elips çizerek devinir.

Kepler ilk iki yasasını, 1609′da yayımlanan Yeni Astronomi adlı kitabında ortaya koymuÅŸtu. Üçüncü yasasını aradan dokuz yıl geçtikten sonra oluÅŸturur: Bir gezegenin yörüngesini tamamlamada geçirdiÄŸi sürenin karesi, güneÅŸe olan ortalama uzaklığının küpüyle orantılıdır. Buna göre, gezegenin periyodik süresini T ile, yörüngesinin ortalama yarı çapım r ile gösterirsek, oranı tüm gezegenler için aynıdır. “Harmonik yasa” diye bilinen bu iliÅŸki, yörüngelerini tamamlama süresi bakımından gezegenlerin mukayesesine olanak vermektedir.

Daha da önemlisi, iliÅŸkinin ilerde Newton’un formüle ettiÄŸi yerçekimi yasasına saÄŸladığı ipucudur. Oysa Kepler bu son buluÅŸuna, gençlik yıllarından beri arayışı içinde olduÄŸu “küreler uyumunun” formülü gözüyle bakıyordu. Uyumsuz bir evrenin onun için bir anlamı yoktu. GüneÅŸ gezegenleri yönetme gücüne sahipse, göksel devinimlerin formülünde dile gelen türden bir iliÅŸki içermesi gerekirdi.

Kepler’in gerçeÄŸi bulma yolunda verdiÄŸi çabanın bir benzerini bilim tarihinde göstermek güçtür. Åžu sözlerinde derin araÅŸtırma tutkusu az da olsa yansımaktadır: “Çalışmamın karmaşık görünen sonuçlarını izlemede zorlanıyorsanız, bana kızmayınız; çektiÄŸim sıkıntılar için bana acıyınız. SunduÄŸum her sonuca yüzlerce kez yinelediÄŸim sınama ve hesaplamalarla ulaÅŸtım. Sadece Mars’ın yörüngesini belirlemem beÅŸ yılımı aldı.”

Copernicus gibi Kepler de Pythagoras’dan kaynaklanan sayı mistisizminin etkisindeydi. Evrenin geometrik bir düzenlemeyle kurulduÄŸu inancını hiç bir zaman yitirmedi. Onun gözünde güneÅŸ tanrısal bir güçtü. GüneÅŸ sisteminde yalnızca altı gezegenin bulunmasına (Uranüs, Neptün ve Plüton henüz bilinmiyordu) koÅŸut olarak geometride yalnızca beÅŸ düzgün çok yüzlü nesneye olanak olması rastlantı deÄŸil, merak konusu bir gizemdi. Astronominin temelini oluÅŸturan üç yasası bu gizemin büyüsünde ömür boyu sürdürdüğü çalışmanın bir bakıma yan ürünüdür.

Kepler’in kendisi gibi dönemin bilim çevrelerinin de (bu arada Galileo’nun) bu yasaları yeterince önemsediÄŸi söylenemez. Newton’un bir baÅŸarısı da, Kepler’in kitaplarında adeta gömülü kalan bu yasaların gerçek önemini kavramış olmasıdır.

Kepler asıl hayal ettiÄŸi ÅŸeyi (göksel kürelerin müzikal uyumunu) belki gerçekleÅŸtiremedi; ama gerçekleÅŸtirdiÄŸi ÅŸey ona bilim tarihinde “Astronominin Prensi” unvanını kazandırmaya yetti.