Johannes Kepler Kimdir? Hayatı ve Çalışmaları

Johannes Kepler 27 Aralık 1571’de Almanya’da, Heinrich ve Katharina Kepler’in ilk çocuğu olarak dünyaya geldi. Nicholas Kopernik öleli 28 yıl geçmişti ve “Güneş merkezli evren” sistemi kelimenin tam anlamıyla hiçbir geniş destek görmemişti. 17.yüzyıldaki bilimsel devrimin öncülerinden olup Kopernik sistemini savunacak ne Galileo Galilei ne de Isaac Newton gibi dehalar henüz sahneye çıkmamıştı. İşte bu dehalardan biri de Johannes Kepler’dir.

Kepler’in çocukluğunun çok iyi geçtiği söylenemez. Çünkü mutsuz bir çocukluk geçirmiştir. Babasını “ahlaksız, kaba ve huysuz” olarak tanımlıyordu. Annesi de kendi deyimiyle “küçük, çelimsiz, geveze, kavgacı ve sıkıcı” biriydi. Kendisi de aman aman sağlıklı bir çocuk değildi aslında. Hatta üç yaşındayken çiçek hastalığı geçirdiği sırada ölümden dönmüştü. Paralı asker olan babası, Johannes Kepler on üç yaşlarındayken bir savaşa katılmış ve ailesi tarafından bir daha asla görülmemişti.

Görsel: 1577 yılında Kepler’in de gördüğü gökyüzünde görülen kuyrukluyıldızın o dönemlerde yapılmış bir tasviri. Alındığı Yer : Wpclipart

Tüm bunlara rağmen Kepler’in, çocukluk yıllarında bazı güzel anılar da biriktirdiğini biliyoruz. 1577 yılında 5 yaşındayken, annesi onu gece dışarı çıkarıp, o yıl semada gözüken parlak kuyruklu yıldızı izletmişti. Bu kuyruklu yıldız, Danimarka’da oturan Tycho Brahe tarafından da gözlemlenen aynı kuyruklu yıldızdı. Ayrıca Johannes Kepler’in notlarında, 1580 yılında babasının onu Ay tutulması’nı izlemesi için dışarı çağırdığını belirtiyor.

Kepler okul yıllarında çok parlak ve zeki bir çocuk olarak biliniyordu. 1589 yılında, Protestan yanlısı Tubingen Üniversitesi’ne girmede hiçbir zorluk çekmemişti. Burada Lutherci bir din adamı olmak üzere eğitim almayı amaçlıyordu. Yine bu okulda matematik ve astronomi profesörü olan ve Kopernik sisteminin doğru olduğunu kabul eden Michael Maestlin ile tanışmıştı.

Protestan yanlılarının Koperniğin sistemine karşı tepkisinin ilk örneği, Kepler’in çağdaşı Martin Luther tarafından verilmiştir:

Bu ahmak(Kopernik) astronomi biliminin bütün anlayışını tersine çevirmek istiyor. Fakat kutsal kitap bize, Joshua’nın, Dünya’nın değil Güneş’in merkezde olduğunu emrettiğini söylüyor.

Diğer Protestan liderler de benzer görüşü dile getirmişlerdi. Protestanlığa sadık üniversitenin bir üyesi olan Maestlin, öğrencilerine Batlamyus sistemini öğretmesi gerekiyordu. Fakat Maestlin, buna ek olarak onlara Kopernik sistemini de öğretmişti. Ayrıca Kopernik sisteminin, Batlamyus sistemiyle karşılaştırıldığı zaman sahip olduğu sadeliği ve evreni daha iyi açıklama gücünü de öğrencilerine anlatmaktan geri durmamıştı.

Kepler’in Buluşları:

Maestlin sayesinde Kepler, Kopernik sisteminin fikirlerine çok erken yaşta ısınmaya başlamıştı. Gerçi hala içinde Lutherci bir din adamı olma isteği yatıyordu. Fakat 1594 yılı, hayatının seyrini değiştirecek bir yıl olmak üzereydi: Graz şehrindeki bir Lutherci okulunda bir matematikçi ölmüştü.

Bunun üzerine okul yetkilileri, ölen hocanın yerine gelecek birisi için Tubingen Üniversitesi’ne danıştı. Tek uygun aday ise Keplerdi. Sebebi ise onun sadece parlak bir öğrenci olması değil, ayrıca hem Kopernikçi görüşe karşı tavrı hem de Kalvinizm‘e yaklaşımı, geleneklere uymayan bir eğilim göstermekteydi. Kepler başlangıçta Graz’a gitme niyetinde isteksiz olsa da sonunda mesleğinin yararlarını görmeye başlayacaktı.

Böylece Johannes Kepler, matematik öğretmenliği yapacağı Graz şehrine doğru yola çıktı. O sıralar Alman matematikçinin ilgisini çeken ve kafasını kurcalayan astronomiyle ilgili üç tane problem mevcuttu: “Neden sadece 6 gezegen vardı?” “Bu gezegenler nasıl oluyor da Güneş’ten bulundukları mesafelerde konumlanmıştı?” Son olarak ise “Güneş’ten daha uzakta olan gezegenler, yörüngelerinde niçin daha yavaş ilerliyordu? Birinci ve ikinci soruların cevabını bilmesi mümkün olmasa da üçüncü soruya ilişkin vereceği cevap -25 yıl sonra-, “Kepler Kanunları” olarak bildiğimiz üç gezegen kanununu geliştirmesine imkan sağlayacaktı. Kepler’in Gezegen Kanunlarını ele aldığımız yazımızı buradan okuyabilirsiniz.

Kepler’in hayal gücünü tamamen etkin kılan ve bir o kadar da onu yanlış yöne sevk eden ise ilk iki sorunun ta kendisiydi. Ders anlattığı günlerden birinde, bir eşkenar üçgenin Jüpiter ve Satürn’ün yörüngeleri arasına yerleştirilebileceğini fark etti. Bu sonuca varmasının altında yatan sebep ise Jüpiter’in yörüngesinin çapının, Satürn’ün yörüngesinin çapının yarısı kadar olduğu gerçeğiydi.

Görsel: Platonik cisimler olarak bilinen bu beş cisim, Kepler tarafından gezegenlerin birbirlerinden olan mesafesini açıklamak için kullanılmıştır.

Bu farkındalık anı, Kepler’in ilham anı olarak zuhur etmişti. Ona göre Tanrı, yörüngeleri bu boyutta yaratmıştı böylece onların arasına bir geometrik şekil tam olarak sığabilmekteydi. Tabi üçgen gerçekten gezegenlerin yörüngesinin arasında değildi fakat Kepler’in mantık yürütmesine göre o şekiller Tanrı’nın zihninde halihazırda mevcuttu.

Diğer gezegen yörüngelerinin arasına da iki boyutlu geometrik şekiller bulmayı deneyen Kepler’in girişimleri ilk olarak başarısızlıkla sonuçlandı. Mamafih gayet makul bir seçim yaparak, üç boyutlu şekillerle amacını gerçekleştirebileceğini anladı(dörtyüzlü, küp, sekizyüzlü, onikiyüzlü ve yirmiyüzlü). Sadece beş tane kusursuz geometrik şeklin olduğunu kanıtlayan Öklid, Kepler’e yardımcı olmuşa benziyordu.

Çünkü Kepler buradan yola çıkarak altı tane gezegenin olduğunu çünkü onlarına arasına sığabilecek sadece beş geometrik şeklin olduğu sonucuna vardı. Fakat hesaplardaki eksiklikler dolayısıyla yörünge-geometrik şekil eşleşmesi tam doğru değildi. Johannes Kepler, gezegenlere ilişkin daha iyi verinin ise, zamanının en büyük astronomu Tycho Brahe’nin elinde olduğunu biliyordu.

Genç ve hevesli Kepler, yaptığı keşfin duyulmasını sağlayacak kitabını yayınlamaya tabiri caizse can atıyordu. 25 yaşına geldiğinde, Mysterium Cosmographicum kitabı yayınlanmıştı. Kitabında yer verdiği gezegen yörüngelerine ilişkin teorisinin her ne kadar hoş gözükse de yanlış olduğunu rahatlıkla söyleyebiliriz. Eseri bilim insanları arasında elden ele dolaşırken, Kepler bu esnada parlak bir astronom olarak ün kazandı. Ayrıca söylemek gerekirse bu kitap, Kopernik sisteminin lehine yayınlanan, “Göksel Kürelerin Devinimi Üzerine” isimli kitaptan 54 yıl sonra yayınlanan ilk kitaptır.

Graz’dan Ayrılık Vakti

Kepler’in hayatı, dini baskı yüzünden çekilmez bir hal almaya başlamıştı. Dini otoriteyle yaşadığı ilk sorun kendisini 1598 yılının Eylül ayında çıkarılan bir kanunda belli etti. Bu kanuna göre bütün Protestan vaizlerin ve öğretmenlerin Graz’ı terk etmeleri isteniyordu. Hatta Katolik olan Arşidük Ferdinand’ın şunu söylediği ifade edilir: “Lanetli bir ülkeden ziyade, yerle bir olmuş bir ülkeyi yönetmeyi tercih ederim.”

Keplerin ismi de ülkeyi “lanetli” yapan ve kovulacaklar listesinde bulunuyordu. Fakat sadece bir ay sonra geri dönmesine izin verilen de tek kişiydi. Bunun nedeni ya kasabadaki en önde gelen matematikçi ya da üst makamlarda tanıdığı olması sayesindeydi. Bilakis Alman matematikçi, Graz’da çok uzun bir süre kalamayacağını da biliyordu.

Kepler, Tubingendeki eski üniversitesinde işe girmeyi denedi fakat sonuç başarısızlıktı. Geleneksel görüşlere olan tavrı, üniversiteye girmesini engelliyordu. Bu sıralarda Kepler, kitabının kopyasını verdiği Tycho Brahe’den bir teşekkür mektubu aldı ve Tycho Brahe, fikirlerini yakında kendi evren sistemine uygulayacağı ümidini ifade ediyordu. Ayrıca Kepler’in, kendisini ziyaret etmesi de belli ki istekleri arasındaydı.

Tycho evren sistemi ise kısaca Kopernikçi ve Aristotelesçi sistem arasında ortada kalmış bir dünya görüşüydü: Dünya, evrendeki merkezi pozisyonunu korumaya devam ediyor ve Güneş ile Ay onun etrafında dönerken diğer beş gezegen ise Güneş’in etrafında dönüyordu. Kepler bu görüşü, sonraki eserlerinde geçersiz kılacaktı.

Görsel: Tycho Brahe’nin evren sistemi. Merkezde Dünya bulunuyor. Güneş ve Ay Dünya’nın etrafında dönerken diğer gezegenler Güneş’in etrafında dönüyor.

1600 yılında 28 yaşındayken, Brahe’nin ona iş teklif edip etmeyeceğini öğrenmek üzere Kepler, Prag’a doğru yola çıktı. İkili Şubat ayında buluşmuştu. Bu, birbirlerine ihtiyacı olan fakat ters mizaçlı iki insanın buluşmasıydı. Brahe zengin bir asilzâde iken Kepler çok daha mütevazi bir aileden geliyordu. Brahe, aslen bir gözlemciydi. Kepler ise teorik matematikçiydi.

Kepler’in matematikteki hünerlerini bilen Brahe, ondan kendi evren sistemini kanıtlamasını istiyordu. Kepler ise Kopernik’in günmerkezli evren teorisini kendine göre yorumlamıştı. Bu sistemi kanıtlamak için de Brahe’nin gözlemlerine ihtiyacı vardı.

Başlangıçta işler pek iyiye gitmemişti. Kepler, Tycho’nun emri altında çalışırken mutsuzdu. Çünkü Tycho Brahe, gözlemlerinin büyük bir kısmını Kepler ile paylaşmıyordu. Bunun üzerine Brahe ile büyük bir tartışma yaşadılar ve Kepler onu terk etti.

Çok geçmeden büyük bir hata yaptığının farkına varan Kepler, Tycho’ya kendini affettirmeye çalıştı. Bunun üzerine tekrar işine, Tycho’nun yanına döndüğünü belirtelim. Fakat 1 yıl sonra, 1601 Ekim’inde Tycho Brahe aniden öldü. Böylece Kepler, onun yerine Kraliyet matematikçisi olarak atandı.

Kepler’in Çalışmaları

Hayatının bu döneminde, mistik görüşleri olan Kepler’e elveda derken, bilimsel deha olan Kepler’e hoşgeldin diyoruz. Gerçi şunu da söylemeden geçmeyelim. Kepler’in mistik düşünceleri hayatı boyunca kendisini terk etmemiştir. Tycho Brahe için çalışmaya başladığı yıldan, ilk iki Kepler Kanunu’nu yayımladığı yıla kadarki çalışmaları oldukça üretken geçmişti. Gezegen yörüngelerini çalışma problemine karşı göstermiş olduğu temel yaklaşım, Kepler’in üstün zekasının bir göstergesidir.

Johannes Kepler’den önce, Copernicus’da dahil herkes, gezegen yörüngeleri sorununa bir geometri problemi olarak bakmıştı. Eğer gezegenlerin hareketlerini üretebilen bir geometrik model bulabilirseniz o zaman sorunu çözebilirdiniz. Yani bu demek oluyor ki gezegen hareketlerine yönelik hiçbir fiziksel sebep aramaya gerek yoktu.

Kepler ise bu yaklaşımın yanlış olduğunu düşünüyordu. Gezegenleri bir şekilde Güneş etrafında yuvarlak bir yörüngede tutan bir kuvvetin olduğunu ileri sürmüştü. Bu kuvvet ise mesafe arttıkça azalıyordu. Bu da dış gezegenlerin neden iç gezegenlerden daha yavaş hareket ettiğini, Kepler’e göre açıklıyordu. Böylece Kepler’in astronomiyi, geometriden fizik alanına taşıyan ilk kişi olduğunu söyleyebiliriz.

Bu fikrin pratik bir sonucu vardı. Bütün gezegenlerin konumunu, Güneş’ten uzaklığını ve açılarını bu şekilde ölçebileceği sonucuna varmıştı. Kepler ayrıca, Tycho Brahe’nin Mars gözlemleri verilerine de sahipti.

Bu verileri incelemeye alan Kepler, ilk başta geleneksel bir yöntem izlemişti. Mars için merkezde equant ve Güneş’in olduğu yuvarlak bir yörünge farz etti. Equant, gezegenin sabit bir açısal hızla hareket ettiği görülen bir nokta olup Batlamyus tarafından icat edilmiştir. Bu terimin amacı ise gezegenlere ilişkin teori ve gözlemler arasındaki çelişkiyi ortadan kaldırmaktı.

Daha önce de söylendiği gibi Brahe çok sayıda Mars gözlemi yapmıştı. Bu gözlemler Mars’ın opposition yani karşıt durum konumunda olduğu gözlemlerdi. Bir diğer ifadeyle Dünya, Güneş ve Mars’ın arasında bulunuyordu. Kepler’in görevi ise Mars’ın bu gözlemlere uyan bir yörüngesi olduğunu tespit etmekti.

Johannes Kepler’in Astronomiye Katkıları

Uzun uğraşlar ve birtakım yaklaşımlar sonucu nihayet Kepler, bütün bu gözlemlere uyan, Mars’a ait dairesel bir yörünge bulmakta başarılı olmuştu. Kepler’in yerinde başka birisi olsaydı işlem tamam deyip burada durabilirdi. Fakat o Kepler’di ve bununla yetinmeyecekti.

Görsel: Mars’ın Dünya’ya göre karşıt pozisyondaki konumu.

Mars’a ilişkin bulduğu yörüngeyi Brahe’nin gözlem verileriyle karşılaştırdı. Sonuç olarak ikisinin birbiriyle uyuşmadığını fark etti. En kötü ihtimalle hata payı yaklaşık 8 yay dakikasıydı. Ki bu değer görmezden gelinemeyecek kadar büyük bir değerdir.

Kepler şunun farkına artık varmıştı: Kendinden öncekilerin inandığı varsayımları artık çöpe atması ve herşeye sil baştan başlaması gerekiyordu. Kendisinin de sonradan söyleyeceği gibi:

O 8 yay dakikalık fark, bütün astronomi alanının yenilenmesinin yolunu açmıştır.

2000 yıl boyunca, doğa filozoflarının inandığı görüş olan, gezegenlerin dairesel yörüngelerde döndükleri fikrini reddetmek zorunda olduğunu fark etti Kepler. Ancak bunu yapması için ilk olarak Dünya’nın yörüngesini kontrol etmesi gerekiyordu. Eğer Dünya, dairesel yörüngede dönmesinin bir sonucu olarak sabit bir hızla gerçekten dönmüyorsa, bu varsayıma dayanarak Dünya’dan yapılan gözlemler -ve tabi Tycho Brahe’nin gözlemleri de- yanlış olmalıydı. Ya da dairesel yörüngeleri kabul ederek bu gözlemler yanlış okunuyordu.

O zaman Dünya’nın sabit bir hızla hareket edip etmediği nasıl anlaşılabilir ki? Kepler’in bu soruya ilişkin çözümü Einstein’in sonradan da dediği gibi:

Gerçek bir dehanın ürünüydü.

(Baumgardt, 1951)

Dünya’nın yörüngesini, Mars’taki bir gözlemcinin göreceği bir şekilde tasavvur etti. Böylece her 687 günde -Mars’ın bir yörunge turudur- Mars’ın Dünya’ya ve Dünya’nın da Mars’a göre konumunu hesapladı. Sonra Tycho’nun, Mars’ın her 687 günde geldiği konuma ilişkin çok sayıda gözlemini, Dünya’nın yörüngesinde farklı zamanlardaki gerçek konumunu hesaplaması için kullandı.

Kepler Kanunları

Johannes Kepler sonuç olarak Dünya’nın Güneş etrafında sabit bir hızla dönmediğini, Güneş’in de bu yörüngenin merkezinde olmadığı sonucuna ulaşmıştı. Bu sonuç onu, Kepler Yasaları’nın ikinci kanununa götürecekti: Gezegenler eşit zaman aralıklarında eşit alanlar tarar. Şunu da ekleyelim ki Johannes Kepler ikinci kanunu, birinci kanundan daha önce bulmuştur.

Bu sonuca ulaştıktan sonra Kepler, Mars’ın yörüngesinin şekli sorununa geri döndü. Kendisinin de açıkladığı gibi:

Sonuç oldukça basit; gezegenin yörüngesi dairesel değil fakat ovaldir.

Fakat bu oval şeklin aslında bir elips olduğunu ancak 1605 yılında anlayacaktı. Güneş’in, bu elipsin bir odak noktasında olduğunu ifade eden birinci kanun ise 10 yıl sonra yayımlanan Epitome eserinde açıklanmıştır.

Her iki kanunun yayımlanması için dört yıl daha beklenmesi gerekiyordu. Nihayet 1610 ilkbaharında, Kepler’in Yeni Astronomi isimli eserinde kanunlardan bahsedilmişti.

1610 yılında ise Kepler’e, Galileo’nun dört yeni “gezegen” keşfettiği haberi ulaşmıştı. Kepler bunların kendi başına birer gezegen olamayacağını düşünüyordu. Bilakis onların uydu olması gerektiğini biliyordu. Çünkü Mysterium Cosmographicum eserinde, Güneş Sistemi’nde sadece altı gezegenin olduğundan bahsetmişti. Tahmin ettiği gibi bu keşfedilen cisimlerin Jüpiter’in uyduları oldukları çok geçmeden ortaya konuldu.

Johannes Kepler 1619 yılında Harmonica Mundi isimli kitabını yayımladı. Bu eser, Kepler’in 3.Kanunu’nu da içeriyordu: Bir gezegenin Güneş’ten olan uzaklığının kübü, yörünge süresinin karesine eşittir.

Galileo’nun keşfettiği Jüpiter uydularına gelirsek, Kepler, Epitome of Copernican Astronomy adlı eserinde bu dört uyduyu kapsayacak şekilde 3.kanunu ele almıştır. Her ne kadar mesafelerine ve yörünge sürelerine ilişkin kaçınılmaz olarak yanlış veriler çıkarsa da bu verilerin 3.Kanun ile tamamen uyumlu olduğunu söyleyebiliriz.

Kepler’in En Kapsamlı Eseri

Tartışmasız bir şekilde, Kepler’in bütün çalışmalarının neticesi, 1627 yılında yayımlanan Rudolphine Tabletleri’ydi. Bu çalışma ise, imparator II.Rudolph’a adanmıştır. Tablet, Johannes Kepler’in gezegen hareket kanunlarına dayanarak, gezegenlerin gelecekteki konumlarının hesaplanmasına izin veriyordu. Rudolphine Tabletleri’nin, gezegenlerin hareketini açıklama konusunda diğer tabletlerden daha kesin ve doğru olması, Kepler’in elips yörüngeler çıkarımının şüpheye yer bırakmayacak şekilde kabulüne zemin hazırlamıştır.

Ancak gezegenlerin eliptik yörüngelerde dolandığı fikri hemen kabul görmedi. Örneğin Galileo, 1632 yılında yayımlanan İki Büyük Dünya Sistemi Hakkında Diyalog adlı eserinde, gezegenlerin elips yörüngelerde döndüğü şeklinde bir ifade kullanmamıştır. Fakat Galileo’nun, Kepler’in elips yörüngeler hakkındaki keşfinden kesinlikle haberdar olduğunu söyleyebiliriz.

Galileo’nun ve diğerlerinin sadece, 2000 yıldır süregelen gezegenlerin yuvarlak yörüngelerde döndüğü inancını reddetmesi kolay olmamıştır. Çünkü daire, şekillerin arasındaki en kusursuz şekildir. Gezegenlerin de dairesel yörüngelerde döndüğü inancı, Tanrı’nın yaratma gücünün kusursuzluğunun bir işareti sayılıyordu. Bu inanışa sahip olan Johannes Kepler de gezegenlerin yörüngelerinin dairesel değil, eliptik olduğu keşfini kabul etmede bir hayli zorlanmış olmalı.

Johannes Kepler, 1631 yılında Güneş’in önünden bir Merkür geçişinin olacağını tabletlerde öngörmüştür. Ancak bu geçiş sadece Fransız astronom Pierre Gassandi tarafından layıkıyla gözlemlenmişti. Kepler ise bu olayı görecek kadar uzun yaşamadı.

15 Kasım 1630’da yakalandığı bir hastalık sonucu hayata gözlerini yummuştur. 1632 yılında ise defnedildiği kilise bahçesi, tarihin bir ayıbı olarak, 30 yıl savaşlarında yok edilmiştir. Mezartaşına yazılmasını istediği cümleler ise şunlardı:

Gökyüzünü ölçerdim, şimdi ise gölgeleri ölçüyorum

Zihnim göklerdeydi, şimdi bedenim toprakta yatıyor.

Leave a Reply