Johannes Kepler | Hayatı, buluşları ve gezegensel hareket yasaları
Galileo’dan Kepler’e mesaj
Linz’de başarı ve ihtilaf
Johannes Kepler ile bilimkurgu
Johannes Kepler sözleri
Johannes Kepler antik kozmoloji geleneğini dönüştürdü ve o zamana kadar beşeri bilimlerden kabul edilen gökbilimi matematiksel fiziğin bir kolu kabul ederek modern bilimini temelini attı. Onun adıyla anılan gezegen hareketlerine dair yasalar Isaac Newton'ın evrensel yerçekimi yasası için zemin hazırladı; bu yasalar halen sadece gezegenler değil cüce gezegenlerin, kuyruklu yıldızların, astreoitlerin, Neptün ötesi nesnelerin ve hatta dış gezegenlerin, yani uzak yıldızların gezegenlerinin yörüngelerini açıklamaktadır. Ayrıca mercek ve aynalarla yaptığı deneyler ve insan gözü üzerine incelemeleri ile modern optik bilim dalının temelini oluşturdu.
Johannes Kepler Güney Almanya'da, Kutsal Roma İmparatorluğu'na dahil özerk bir kraliyet olan Weil der Stadt'ta, Lutheryan bir ailede dünyaya geldi. Lisans ve yüksek lisans derecelerini Tübingen Üniversitesi'nden aldı. Burada Copernicus'un Güneş-merkezli kuramına ilk inananlardan Michael Maestlin'in öğrencisi oldu. Kepler sadece Güneş-merkezliliğin gerçekliğine inanmakla kalmadı, dinsel açıdan da önemli olduğunu düşündü. Copernicus'un görüşlerini hem kuramsal hem de teolojik duruşla savundu.
Kepler, rahiplik yapmak istemesine rağmen, 1594 yılında Avusturya'nın Graz kentinde matematikçi olarak çalışmayı kabul etti. Bölgenin matematikçisi olarak, yıllık takvim hazırlaması ve astrolojik tahminlerde bulunması bekleniyordu; 1595 yılındaki çalışması başarılı bir gökbilimci olarak adını duyurmasını sağladı. Derslerinde kullandığı geometri 1596 yılında Mysterium Cosmographicum (Göksel Gizem) adlı eserinin basımında etkili oldu. Bu eser Copernicus (Kopernik) sisteminin ilk basılı savunmasıdır. Evren'in tanrısal yapısını beş Platonik küreyle, gezegenlerin hızları ve Güneş'e mesafeleri arasındaki ilişkiye dayanarak tanımlar. Eserini okuyanlar arasında gizli bir Kopernikçi olduğunu itiraf eden İtalyan matematikçi Galileo Galilei ile kendi gözlemlerinin Kepler'in teorisini rafine etmeye yardımcı olabileceğini söyleyen Danimarka soylusu Tycho Brahe de vardı.
1600 yılında Protestanlar Graz kentini terk etmeye zorlandı. Kepler gittikçe tırmanan dini gerilimden kaçmak için Prag'a gitti, Tycho burada İmparator II. Rudolf'un kraliyet matematikçisi olmuştu. Tycho 1601 yılında öldüğünde Kepler onun yerini aldı. Tycho'nun verilerini kullanarak, onun başladığı Rudolf Cetvelleri'ni tamamlaması 25 yıldan fazla sürdü. Bu esnada maaşının hakkını vermek için, daha sonraki iki başyapıtının temelini oluşturacak projeler üzerinde çalıştı: 1604 tarihli Astronomiae pars optica (Gökbilimdeki Optik Konuların İncelenmesi) ile 1609 tarihli Astronomia nova (Yeni Gökbilim).
Kepler'in ilk iki yasası
Kepler'in Astronomia Nova eserinin girişi.
Işığın kırılmasını, o zamanlar için sadece sezgisel bir tahmin olan ışık yoğunluğunun hesaplanması için ters kare yasasını, düzlem ve bükey aynalardaki yansımayı, iğne deliği kamerayı, insan gözünün ve görüşünün anatomisiyle birlikte miyopluk ve hipermetropluğun merceklerle düzeltilmesini de anlatan bu ilk cilt, modern optiğin kurucu metni niteliğindeydi. İkincisi ise Kepler'in adını taşıyacak ve onu edebi kılacak gezegen hareketlerinin ilkeleri üzerineydi.
Kepler Astronomia nova adlı eserinde Tycho'nun Mars'ın yörüngesine dair verilerinden yola çıkarak şimdi Kepler'in üç yasası diye bilinen gezegenlerin hareketine dair yasalarından ikisini ileri sürdü:
Her gezegen dairesel olmayan, odaklarının birinde Güneş bulunan eliptik yörüngede hareket eder.
Bir gezegen ve Güneş'i birbirine bağlayan hat eşit zamanlarda eşit alan kat eder.
Verilerin yasal sahibi Tycho'nun varisleriyle yaptığı görüşmeler sebebiyle Astronomia nova'nın basımını 1609 yılına dek erteledi. Bu esnada, Tycho'nun damadı Frans Tengnagel, Kepler'in okurlarını yazarın fiziksel savlarına dair uyaran bir önsöz yazdı. Bu uyarıya rağmen, Astronomia nova bir matematik başyapıtıdır. Newton'ın yerçekimi yasası, Kepler'in Güneş'in manyetik kuvvetinin gezegenlerin hareketini sağladığı savının hatalı olduğunu sonradan gösterdiyse de, Kepler'in gezegenlerin hareketlerine dair yasaları doğrudur.
Galileo'dan Kepler'e mesaj
Sidereus Nuncius, 13 Mart 1610'da Galileo Galilei tarafından New Latin'de yayınlanan kısa bir astronomik tezdir.
Galileo'nun gökyüzünü incelemek için yeni bir icadı – teleskobu – kullandığına dair haberler kısa zamanda Prag'a ulaştı. Galileo 1610 tarihli Sidereus nuncius (Yıldız Habercisi) eserinin bir nüshasını, kraliyet matematikçisinin olumlu değerlendirmelerinin ününe ün katacağı umuduyla Kepler'e gönderdi. Teleskobu bulunmayan Kepler'in Galileo'nun gözlemlerini doğrulaması mümkün değildi. Fakat Dissertatio cum Nuncio Sidereo (Yıldızların Habercisiyle Sohbet) adıyla, özellikle Galileo'nun Jüpiter'in dört uydusunu keşfettiğini vurguladığı kitapçığı hazırladı.
Kopernik karşıtları, "Dünya Güneş etrafında dönseydi uydusunu (Ay'ı) kaybederdi" savını ileri sürüyorlardı ancak Jüpiter, çevresinde dönen uyduları kaybetmemişti. Böylece Kepler, Galileo'yu alenen destekleyen ilk gökbilimci oldu. Kepler 1611 tarihli Dioptrice (Kırılma) adlı eserinde Galileo'nun teleskobundaki içbükey ve dışbükey merceklerden meydana gelen düzeneğin nasıl işlediğini anlattı ve iki dışbükey mercek ile Galileo'nun teleskobuna oranla daha fazla büyütme gücüne sahip aletini – şimdi Kepler teleskobu dediğimiz – tanıttı.
Kepler altın çağını Prag'da yaşadı ama 1611 yılında İmparator II. Rudolf akli melekelerini yitirince kardeşi Matthias tüm yetkilerini elinden aldı. Rudolf bir yıl sonra öldüğünde yerine kardeşi Matthias imparator oldu. Matthias da Kepler'i imparatorluk matematikçisi olarak atadı. Fakat Prag'daki sarayın siyasi ve dini zorluklarından uzağa, Linz'deki Yukarı Avusturya Meclisi'ne matematikçi olarak gitmesi için izin vermeyi seçti.
Linz'de başarı ve ihtilaf
Bu katlamalı sayfa Kepler'in 1596 tarihli Mysterium cosmographicum adlı eserinde yer almıştır. Kepler burada, bilinen altı gezegenin bir küre içerisinde yer alan beş Platonik hacme -düzgün dörtyüzlü, küp, düzgün sekizyüzlü, düzgün onikiyüzlü, düzgün yirmiyüzlü – göre düzenlendiğini ileri sürmüştü.
Kepler'in Linz'de geçirdiği on dört yıl imparatorluk sarayındaki zamanı kadar kadar verimli geçti. Konumu araştırmalarını sürdürmesine ve Rudolf Cetvelleri üzerindeki çalışmasına devam etmesine izin veriyordu. Kepler gelirini, duvar takvimleri ve gezegenlerin gündelik konumlarını gösteren cetveller hazırlayarak destekliyordu. Altı köşeli kar taneleri hakkındaki 1613 tarihli kitabında nesnelerin en yoğun şekilde paketlenmesi – örneğin portakalların kasalara yerleştirilmesi – üzerine çalışması yer alır, çalışmasının doğruluğu ancak 20. yüzyılın sonlarına ispatlanabilmişti. 1615 yılında Kepler'in Nova Stereometria doliorum vinariorum (Şarap fıçılarının yeni stereometrisi) adlı eseri Linz'de basılan ilk kitap oldu. Şaşırtıcı konusu bir yana, o yüzyılda integral hesap ve yöntemlerinin geliştirilmesine katkıda bulunmuştu. 1618 ve 1620 yıllarında sırasıyla Kopernik kuramının ders kitabı halindeki ilk sunumunu, Epitome Astronomiae Copernicanae (Kopernik Gökbiliminin Özeti) adlı eserinin birinci ve ikinci ciltlerini basmıştı. (Son cilt 1621 yılında Frankfurt'ta ortaya çıkmıştır.)
Kepler'in üçüncü yasası
Tycho Brahe, 'Tychonic Sistemi'ni İmparator II. Rudolf'a Prag'da sergiliyor.
Ancak Kepler bu profesyonel başarılarının yanı sıra Linz'deki hayatında bir dizi zorluk da yaşamıştı. İlk eşi Barbara Prag'dan ayrılmadan önce ölmüş, Kepler de 1613 yılında 24 yaşındaki Susan adlı adayı uygun buluncaya kadar on bir adayla görüşmüştü. Daha sonra 1615 yılında annesi Katharina'nın başka bir kadını zehirlediğini ve cadılıkla suçlanarak mahkemeye çıkartıldığını öğrenmişti. 1617 ve 1618 yıllarında Susan'dan olma iki kızı ve üvey kızı ardarda öldü. 1619 yılında sadece Lutheryanizmin değil, Calvinizm ve Katolikliğin de dini gerçekler içerdiğini söylemesi ve komünyon ayini hakkındaki alışılmadık fikirleri nedeniyle Lutheryan Kilisesi ile ters düştü.
Yine de Rudolf Cetvelleri üzerinde çalışmaya devam etti ve başka bir önemli proje üzerinde de yoğunlaşmayı başardı. Kepler'in 1619 yılında basılan Hormonices mundi libri V (Dünyanın Uyumu Üzerine Beş Kitap) adlı eseri gezegenlerin hareketlerine dair üçüncü yasasını içeriyordu. Bu yasada, bir gezegenin yörüngesinin Güneş'ten uzaklığıyla ilişkisi tanımlanıyor:
Gezegenin yörüngesel periyodunun karesi güneşe ortalama uzaklığının küpüyle doğru orantılıdır.
Bu kanun daha sonra gezegenleri yörüngede tutan kuvvetin, yani yerçekiminin, gezegenin Güneş'e uzaklığıyla ters orantılı değiştiğini söyleyen Newton'ın ispatının temelini oluşturdu. Böylece hem dönüşünü 88 günde tamamlayan en içteki Merkür gezegeninin hem de dönüşünü 164 yılda tamamlayan 1846'da keşfedilen Neptün gezegeninin yörüngesini bağdaştırdı. (Neptün keşfedildiğinden bu yana yörüngesindeki dönüşünü bir kez, henüz 2010 yılında tamamlamıştır.)
Katolik ve Protestan fraksiyonları arasındaki çatışmalar, Protestan Bohemian Lordların, Kutsal Roma İmparatoru Matthias'ın Katolik temsilcilerini 23 Mayıs 1618’de Bohem Şansölyesi penceresinden atmalarına neden oldu.
Johannes Kepler son 12 yılını Kutsal Roma İmparatorluğu'ndaki Katolik ve Protestanlar arasında başlayan ama siyasi egemenlik için Avrupa'ya yayılan Otuz Yıl Savaşları'nın gölgesinde geçirdi. Savaş başladıktan kısa bir süre sonra, Kutsal Roma İmparatorluğu İmparatoru Matthias öldü. Aylar sonra onun yerine geçen köktenci Katolik Arşidük II. Ferdinand Bohemya ve Avusturya'da halkın zorla Katolikliğe geçmesinin sağlanmasının emrini verdi. Kepler'in Rudolf Cetvelleri üzerinde devam eden çalışması imparatorluk sarayında çalışmasını mecbur kılıyordu. Fakat Protestan kalarak bu astronomik cetvelleri tamamlaması mümkün müydü?
Bu sorunun çözümü 1620 yılında Kepler annesinin savunmasına yardımcı olmak için Württemberg'e gittiğinde sekteye uğradı. Çabaları boşunaydı, annesi suçlu bulundu ve 14 ay hapse mahkum edildi. 1621 yılında salındığında, Kepler Linz'e nispeten huzurlu döndü. İmparatorluk matematikçisi olarak atanması onaylandı. Şahsi güvenliği konusunda güvence verildi ama Rudolf Cetvelleri'nin basılmasına başlanmadan hemen önce, İmparator II. Ferdinand tüm Protestanların ya Katolikliğe geçmesi ya da şehri terk etmesi emrini verince şehirde bir Protestan ayaklanması başladı.
Emirden muaf olmasına rağmen, Kepler mevcut karmaşadan etkilendi. 1626 yazında köylüler şehri kuşatarak kentin dış mahallelerini ateşe verdi. Rudolf Cetvelleri'nin el yazmaları kurtarıldı ama yangın matbaanın baskı makinesini harap etmişti. Kuşatma kalktıktan sonra, Kepler Rudolf Cetvelleri'ni bastırabileceği bir sığınak bulmak amacıyla şehirden ayrılma izni rica etti. Bu sığınak Kepler'in o sıralarda ailesini yerleştirdiği Bavyera'nın Regensburg şehrinin 100 mil ilerisinde (250 küsür yıl sonra Einstein'ın doğacağı) Ulm şehri oldu.
Kepler, bilimkurgu'nun babası olarak da bilinir. İlk bilim kurgu kitabı Somnium ("The Dream").
Rudolf Cetvelleri kullanıcıların gezegenlerin binlerce yıl önceki ya da sonraki konumlarını hesaplayabilmeleri için yakın zaman önce icat edilen logaritmadan yararlanmaktaydı. Teleskop ve Cetveller 1631'de tarihte ilk kez Merkür'ün Güneş'in önünden geçişinin gözlemlenmesini mümkün kılmıştı. 1629 yılında Kepler bu geçişe (ve Avrupa'dan gözlenemese de Venüs'ün geçişine) dikkat çekmek için bir kitapçık yayımladı. Kepler'in Merkür'ün geçişini tahmin etmesi bilim tarihindeki en başarılı tahminlerden biri sayılmaktadır. (Ancak Venüs'ün 1639'daki geçişini tahmin edememişti. Bu olgu daha sonra Kepler'in çalışmalarındaki modifikasyonlarla anlaşılmıştır.)
Johannes Kepler her iki gezegenin geçişine şahit olacak kadar yaşamamıştı. Kepler Aralık 1627'de imparatorluk birliklerinin başkomutanı Albrecht von Wallenstein'ın Protestan ayaklanmasını bastırması nedeniyle keyfi yerine gelen imparatora Cetveller'in bir nüshasını sundu. Wallenstein Zagan Düklüğü'ne atandı. 1628'de Kepler Wallenstein'ın şahsi matematikçisi olarak Zagan'a geldi. Kepler'in varışından birkaç ay sonra, Zagan'ın Protestan çoğunluğu zorla Katolikliğe geçirildi ya da sürgün edildi. Ancak Kepler bunlardan esirgendi. Seçmen prens denilen imparatorluk görevlilerinin Regensburg'daki 1630 tarihli toplantısında Wallenstein görevden alındı.
Geleceğinden endişelenen Kepler durum değerlendirmek için Regensburg'a gitti. Yolda hastalandı ve şimdi Kepler Müzesi olan evde 15 Kasım 1630'da öldü. Tübingen'de öğrenciyken başladığı ama ölümünden sonra basılan son yayını Ay'daki muhtemel canlıların yaptığı gökbilimi uygulamaları üzerinedir. Kepler'in Düş adlı bu yapıtı bilimkurgu türünün ilk örneği sayılır. Böylece Bilimsel Devrimin bu ufuk açıcı düşünürü edebi bir türün de kurucusu sayılır.
“Eskiden gökyüzünü ölçerdim, şimdiyse Dünya'nın gölgelerini ölçüyorum. Gökyüzüne bağlı zihin dünyaya bağlı bedeni dinlendiriyor.”
“Doğa her şeyi mümkün olduğunca az kullanır.”
“Yıldızlar arasındaki boşluğu geçmek için gemiler inşa edildiğinde, erkekler bu gemileri yelkenlemek için adım atacaklar."
“Gerçek zamanın kızıdır ve onun ebesi olmaktan utanmam.”
“Tek bir akıllı adamın akıllıca eleştirisini kitlelerin düşüncesiz onayına çok daha tercih ediyorum.”
"… Kendi fikrim değil, eşimin: Dün, yazarken yorgun düştüğümde akşam yemeği yemeye çağrıldım ve istediğim bir salata önüme getirildi. 'Öyleyse,' dedim, 'kalaylı tabaklar, marul yaprakları, tuz taneleri, su damlaları, sirke, yağ ve yumurta dilimleri tüm sonsuzluk için havada uçuyor olsa, sonunda ortaya bir salata çıkma şansı var." "Evet" dedi sevgilim, "ama bu benimki kadar hoş değil."
“İlahi Tanrı'nın meseleleri öyle bir şekilde düzenlediğine inanıyorum ki tüm çabalarımla elde edemediğim şeyler bana şans eseri verilmiştir; Şuna daha çok inanıyorum ki, Kopernik'in söylediği gerçek buysa, her zaman Tanrı'ya planımın başarılı olması için dua ettim."
← Dinozorların göktaşıyla yok olduğunun kanıtları bulundu → Isaac Newton | Hayatı, buluşları, sözleri, eğitimi ve kitapları