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.