Kristof Kolomb’un yaşadığı dönemde dünyanın düz olduğunu düşünen insanlara sıkça rastlansa da (hatta bugün bile böyle düşünen birkaç insan bulabilirsiniz), çağdaş astronominin köklerini Eski Yunan’a kadar uzatabiliriz.
Yaklaşık MÖ 340’larda Yunanlı filozof Aristoteles Gökyüzü Üzerine adlı bir kitap yazdı. Bu kitabında Aristoteles, Dünya’nın düz değil, yuvarlak olduğuna dair inandırıcı savlar ileri sürdü.
Bu savlardan biri Ay tutulmalarıyla ilgiliydi. Aristoteles tutulmalara, Güneş ile Ay’ın arasına giren Dünya’nın neden olduğunu anlamıştı. Bu olduğunda Dünya’nın gölgesi Ay’ın üzerine düşüyor ve tutulmaya neden oluyordu. Aristoteles Dünya’nın gölgesinin daima yuvarlak olduğunu fark etmişti. Bu ancak Dünya küre biçimindeyse mümkündü, yassı bir disk biçimindeyse mümkün değildi. Eğer Dünya yassı bir disk olsaydı Dünya’nın gölgesinin yuvarlak olabilmesi için , tutulma sırasında Güneş’in bu diskin merkezinin altında olması gerekirdi. Tam altında olmadığında ise gölge, bir elips biçiminde (elips uzatılmış bir dairedir) olabilirdi ancak.
Yunanlıların Dünya’nın yuvarlak olduğuna dair bir savı daha vardı. Dünya düz olsaydı, ufuk çizgisindeki bir gemi önce küçücük, şekilsiz bir nokta olarak görünürdü. Gemi yaklaştıkça yelkenleri ve gövdesi gibi ayrıntılar yavaş yavaş görülebilirdi. Ancak olan bu değil. Ufukta bir gemi belirdiğinde, ilkin yelkenlerini görürüz. Daha sonra gövdesini. Aslında geminin gövdesinden yukarıya uzanan direklerin, ufukta beliren geminin görünen ilk parçası olması, Dünya’nın top gibi yuvarlak oluşunun kanıtıdır.
Eski Yunanlılar gece göğüyle de de çok ilgilendiler. Aristoteles dönemine gelindiğinde, insanlar yüzlerce yıldır gece gökyüzünde ışıkların hareketini kaydetmişti. Gözlemlerine göre beşi dışında (Ay’ı saymıyoruz) binlere varan ışık gökyüzünde birlikte hareket ediyordu. Kimi zaman doğu-batı güzergâhında hareket ediyorlar, sonra aynı yoldan dönüyorlardı. Bu ışıklara, “gezgin”in Yunancası olan planet adı verildi. Yunanlılar ancak beş gezegeni gözlemleyebildi, çünkü çıplak gözle sadece bu beş gezegen: Merkür, Venüs, Mars, Jüpiter ve Satürn görülebiliyordu.
Bugün gezegenlerin gökyüzünde izledikleri farklı güzergâhın nedenini biliyoruz; Güneş sistemimize kıyasla yıldızların hareketi güçlükle sezildiğinden Güneş’in yörüngesindeki gezegenlerin gece göğündeki hareketi, uzak yıldızlannkinden daha karmaşıktır.
Aristoteles Dünya’nın hareketsiz olduğunu, Güneş’in, Ay’ın ve gezegenlerin Dünya’nın etrafında, dairesel bir yörüngede döndüklerini düşünüyordu. Mistik nedenlerle Dünya’nın evrenin merkezi olduğuna, dairesel hareketin ise mükemmelliğine inanıyordu. MS II. yüzyılda bir başka Yunanlı, Ptolemaios bu düşünceyi, gökyüzünün eksiksiz bir modeline dönüştürdü. Ptolemaios büyük bir tutkuyla çalışıyordu. “İç içe girmiş yıldız kümelerinin dairesel hareketlerini keyifle izlerken” diye yazmış, “ayaklarım yerden kesiliyor.”
Ptolemaios’un modeline göre Dünya, dönüp duran sekiz küreyle kuşatılmıştı. Her küre, tıpkı iç içe geçen Rus oyuncak bebekleri gibi, bir öncekinden büyüktü. Dünya kürelerin merkezindeydi. Son kürenin dışında ne olduğu, net bir biçimde hiç açıklanamadıysa da insanın gözlemleyebildiği evrenden farklı olduğu kesindi. Yani en dıştaki küre evrenin bir tür sınırı ya da taşıyıcısıydı. Bu küredeki yıldızların yeri sabitti; böylece küre döndüğünde, karşılıklı aynı konumda kalan yıldızlar, gökyüzünde hep birlikte, grup olarak dönüyorlardı, aynı gözlemlediğimiz gibi, iç küreler gezegenleri taşıyordu. Bunların, yıldızlar gibi kürelerinde sabit bir yerleri yoktu; kürelerin üzerindeki ilmek denilen daha küçük çemberlerin içinde dönüyorlardı. Gezegenleri taşıyan küreler dönerken, gezegenler de kendi küreleriyle dönüyor ve Dünya’ya göre karmaşık bir yol izliyorlardı. Böylece Ptolemaios, gezegenlerin gözlemlenen yörüngelerinin, gökyüzünü bir baştan bir başa geçen basit dairesel hareketlerden çok daha karmaşık olduğunu açıklayabildi.
Ptolemaios’un modeli sayesinde, göksel cisimlerin konumlarını önceden kestirebileceğimiz doğruya yakın bir sistem oluşturulabildi. Ancak Ptolemaios, konumlarım doğru hesaplayabilmek için, Ay’ın Dünya’ya iki kat daha yakın bir yörüngeyi zaman zaman izlediğini varsaymak zorunda kalmıştı. Yani bu konumda Ay’ın, diğer dönemlere göre iki kat büyüklükte görünmesi gerekiyordu! Ptolemaios da bu hatayı görmüştü, ama yine de bu model evrensel olmasa bile, genel bir kabul gördü. Bu model, sabit yıldızlar küresinin dışında cennet ve cehenneme fazlasıyla yer bıraktığı için kutsal metinlerle uyumlu bir evren görüşü olarak Hıristiyan Kilisesi tarafından da benimsendi.
Bir başka model 1514 yılında, PolonyalI bir papaz olan Kopernik tarafından öne sürüldü. (Başlangıçta, belki de Kilisesi tarafından sapkınlıkla suçlanmaktan korktuğu için Kopernik modelini isimsiz olarak yayımladı.) Kopernik’in devrimci düşüncesine göre göksel cisimlerin tümünün Dünya’nın etrafında dönmesi gerekmiyordu. Aslında o, Güneş’in Güneş sisteminin merkezinde sabit durduğunu, Dünya’nın ve diğer gezegenlerin dairesel yörüngelerinde Güneş’in etrafında döndüğünü düşünüyordu. Ptolemaios’un modeli gibi, Kopernik’in modeli de başarılıydı; ama gözlemi aynı ölçüde mükemmel değildi. Ptolemaios’un modelinden daha basit oluşu, Kopernik’in modelinin insanlar tarafından kabulünün kolay olacağını düşündürtebilir. Ancak onun modelinin ciddiye alınması için bir yüzyıla yakın bir zamanın geçmesi gerekti. Daha sonra iki astronom, Alman Johannes Kepler ve İtalyan Galileo Galilei, Kopernik’in kuramını açıkça savundular.
1609 yılında Galileo, icadı çok yeni olan teleskopla gece gökyüzünü gözlemlemeye başladı. Jüpiter gezegenine baktığında, çevresinde dönen birkaç küçük uyduyu ya da ayları gördü. Bu da, Aristoteles’in ve Ptolemaios’un düşündüğü gibi olmadığını, her şeyin doğrudan Dünya’nın çevresinde dönmediğini gösteriyordu. Bu sırada Kepler, gezegenlerin izlediği yörüngenin daire değil elips biçiminde olduğunu öne sürerek Kopernik’in kuramını geliştiriyordu. Bu değişiklikle birlikte kuramın hesaplamaları gözlemlerle uyuşmaya başladı. Bütün bunlar, Ptolemaios’un modeline ölümcül darbeler indirdi.
Elips biçiminde yörünge düşüncesi Kopernik’in modelini geliştirse de, Kepler bu varsayımların kısa ömürlü olduğunu düşünüyordu. Çünkü Kepler, doğa hakkında herhangi bir gözleme dayanmayan önyargılara sahipti; tıpkı Aristoteles gibi, elipsin daire kadar mükemmel olmadığına içtenlikle inanıyordu. Gezegenlerin böylesine mükemmel olmayan bir yörüngeyi izlediği fikri, çok çirkin, nihai bir gerçeklik olarak Kepler’i sarstı. Kepler’i rahatsız eden bir başka şey de, yine kendi düşüncesi olan, gezegenlerin Güneş’in çevresinde dönmesini manyetik bir gücün sağladığı fikri ile elips yörüngeyi bağdaştıramamasıydı. Kepler, gezegenlerin yörüngesini manyetik güçlerin oluşturduğu konusunda yanılmış olsa bile, hareketin gerisindeki gücün varlığını fark etmesi önemlidir. Gezegenlerin niçin Güneş’in etrafında döndüğüyle ilgili doğru açıklama çok daha sonra, 1687’de Sir Isaac Newton tarafından yapıldı; yayımladığı Philosophiae naîuralisprincipia maîhematica belki de fizik bilimleri alanında yayımlanan en önemli çalışmadır.
Principia’da Newton, hareketsiz cisimlerin, bir kuvvet etkilemedikçe hareketsizliğini koruyacağını belirten yasayı açıkladı ve kuvvetin etkisinin cisimleri nasıl harekete geçirdiğini ya da cismin hareketini nasıl değiştirdiğini anlattı. Öyleyse gezegenler niçin Güneş’in etrafında elips bir yörüngede dönüyordu? Newton bunun nedeninin belirli bir kuvvet olduğunu söyledi ve bir cismin bırakıldığında hareketsiz kalmayıp düşmesinin nedeninin de aynı kuvvet olduğunu savundu. Newton bu kuvvete gravity (kütleçekimi) adını verdi (ondan önce gravity sözcüğü ciddi bir ruhsal durumu ya da bir ağırlığın niteliğini belirtmek için kullanılırdı). Ayrıca kütleçekimi gibi bir kuvvetin etkisinde kalan cisimlerin nasıl tepki verdiklerini sayısal olarak gösteren matematiği de geliştirdi ve ortaya çıkan denklemleri çözdü. Böylece -aynen Keplerin daha önce söylediği gibi- Dünya’nın ve diğer gezegenlerin Güneş’in kütleçekimi kuvveti yüzünden elips yörüngede hareket etmek zorunda olduğunu gösterdi. Newton bu yasanın yere düşen bir elmadan, yıldızlara ve gezegenlere kadar bütün evrene uygulanabileceğini savundu. Tarih boyunca ilk kez biri gezegenlerin hareketini, yeryüzündeki hareketleri de belirleyen yasalarla açıklıyordu; bu hem çağdaş fiziğin hem de çağdaş astronominin başlangıcı oldu.
Ptolemaios’un küreler kuramı geçerliliğini yitirince, en dıştaki kürenin evrenin doğal sınırı olduğu varsayımının dayanağı da kalmadı. Bunun dışında, Dünya’nın kendi ekseni etrafında dönüşü yüzünden gökyüzünü boydan boya geçiyormuş gibi görünse de konumları değişmeyen yıldızların, Güneşimize benzeyen, ama çok daha uzaktaki cisimler olduğu varsayımı da doğal olarak kabul edildi. Dünya’nın evrenin merkezi olduğu fikri dışında Güneşimizin, belki de Güneş sistemimizin kozmostaki benzersizliği fikrinden de vazgeçiyorduk. Dünya’ya bakıştaki bu farklılaşma, insan düşüncesinde temel bir değişime neden oldu ve evrene modern bilimin kavrayışıyla bakmaya başladık.
Stephen Hawking
Zamanın Kısa Tarihi
Doğan Kitap
İngilizce aslından çeviren: Selma Oğunç
