Kategoriler
Bilim & İnsan

Galileo Galilei | Hayatı, buluşları, sözleri ve eserleri

Abone Ol 

Galileo üstüne özet bir yazı hazırladık. Astronom Galileo Galilei 7 Ocak 1610'da yeni imal ettiği teleskobunu gökyüzüne çevirdiğinde, İtalya'nın Padua kenti üzerinde uzanan berrak gecenin içinde yavaşça yol alan bir ışık noktası gördü. Baktığı bu nokta Jüpiter gezegeniydi. Hayretle gezegene "dört küçük yıldızın da" eşlik ettiğini fark etti. Bunlar gerçekte dev gezegenin etrafında dönmekte olan uydularıydı.

Galileo'nun teleskobu

Gördüğü manzara, gökteki tüm cisimlerin Dünya'nın etrafında döndüğünü varsayan, Kilise'ye ait geleneksel anlayışa aykırıydı. Galileo'nun keşifleri Kilise'yi devrim niteliğindeki yeni evren anlayışı ile ciddi anlamda karşı karşıya getirecekti.

Evrenin doğasıyla ilgili geleneksel inanışlar katıydı ve uzun zamandır hüküm sürmekteydi. Katolik Kilisesi ve üniversiteler 300 yıldan beri, özellikle Aristoteles ve Ptolemaios başta olmak üzere, Eski Yunanlılar tarafından önerilen teorileri kabul etmişti: Dünya evrenin merkezinde sabit duruyor ve gökteki diğer cisimler onun etrafında dönüyordu. Hiç kimse Ay'da, gezegenlerde ve yıldızlarda bulunan engebeleri göremediğinden bunlar, şekillerin en kusursuzu olan daire biçiminde dönmekte olan mükemmeliyet modelleri olarak kabul edilmekteydi.

Kilise günahkar insanlığın ilahı mükemmeliyete yönelmesine yardım etmek yönündeki misyonunu desteklemesi açısından Antikçağ'ın bakış açısını benimsemişti. Bu bakışı destekleyen iki inanış yaşamsal öneme sahipti. Birincisi, gökyüzü her zaman mükemmel olarak kabul edilmeliydi. İkincisi, insanoğlunun yer aldığı dünya, tanrısal yaratılışın odak noktası olarak her şeyin sabit merkezi olmalıydı. Aristoteles ve Ptolemaios tarafından ortaya konan ve bu anlayışı destekleyen kuramlar giderek dinsel dogma haline geldi.

Galileo'nun yaşadığı dönemde bu dogma eski gücünü az da olsa kaybetmişti. Polonyalı papaz ve matematikçi Nicolaus Copernicus 1543'te Güneş'in her şeyin merkezini oluşturduğunun kabul edilmesi durumunda gezegenlerin hareketlerinin daha kolay açıklanabileceğini öne sürmüştü. Giordano Bruno 1600 yılında dine aykırı düşüncelerinden dolayı (bunlardan biri Dünya'nın Güneş'in etrafında döndüğü konusundaki ısrarıydı) kazığa oturtularak yakıldı. Kısacası, Galileo neyle karşı karşıya olduğunu biliyordu.

Üçüncü teleskop

Galileo
Galileo'nun Kilise'yle girdiği savaş belki de ölümüne neden olacaktı.

Galileo, sonraları çeşitli temel hareket yasalarını şekillendirmesine yardım edecek olan çalışmalarına 1582'de 18 yaşındayken başlamıştı. 1609'da Padua'da matematik profesörüyken, bir tüpe iki mercek yerleştirerek ilkel bir teleskop yapan Hollandalı gözlük yapımcısı Hans Lippershey'in adını duydu. Galileo da kendisine, cisimleri ancak üç kez büyütebilen bir teleskop yaptı. Birkaç ay içinde ikinci ve sonra da 32 kez büyütebilen üçüncü bir teleskop yaptı. 1609-1610 yıllarında gökyüzünü incelemek üzere kullandığı aygıt işte bu üçüncü teleskoptu.

Her biri Kilise'nin öğretisine karşı birer meydan okuma olan keşifler hızla birbirini izledi. Ay yüzeyinde mükemmel olan hiçbir şey yoktu, burada kraterler, dağlar ve ovalar bulunuyordu. O güne kadar "bozulmamış'' olarak kabul edilen Güneş'in üzerinde ise lekeler vardı ve Jüpiter'in de kesinlikle Dünya'nın etrafında dönmeyen uyduları vardı. Venüs'ün ise Dünya'dan ziyade Güneş'in etrafında dönmediği sürece gerçekleşmeleri mümkün olmayan (tamdan yeniye kadar değişen) dönemleri vardı. Ayrıca çok sayıda önceden bilinmeyen yıldız da görülebiliyordu.

Kısacası Galileo'nun teleskobu Güneş'in etrafında dönen, yalnızca bir gezegen olan ve yaratılışın merkezinde yer almayan bir Dünya üzerinde yaşadığımız yönünde ikna edici kanıtlar sundu. Galileo'nun 1610 yılında kaleme aldığı Sidereus Nuncius'ta da (Yıldızların Habercisi) açıkça gösterdiği üzere Copernicus haklıydı ve Kilise'nin bu konudaki öğretici yanlıştı.

Kilise'nin kaybettiği savaş

Dialogo sopra i due massimi sistemi del mondo / Galileo
Galileo görüşlerini, gezegen sistemimizin merkezini Dünya'nın ve Güneş'in oluşturduğu durumların tartışıldığı bir "diyalog" şeklinde yayımladı. Fakat bu hile de onu Kilise'nin gazabından kurtaramadı.

Danimarkalı astronom Tycho Brahe'nin (1546-1601) meslektaşı olan Alman astronom Johannes Kepler'in (1571-1630) ayrıntılı gözlemlerine dayanılarak gezegenlerin mükemmel daireler değil, daha ziyade elipsler çizdikleri görülebiliyordu. Kepler bir gezegenin hızını ve yörüngesini açıklamaya yönelik üç yasa tasarladı ve böylece Copernicus ve Galileo'nun teorilerini destekledi. Fakat Dünya'nın hareket etmekte olduğunu kanıtlamak Galileo için hala kolay değildi. 1615 yılında Kilise meydan okumaya cevap verdi.

Papa Güneş'in merkezde ve sabit olduğunu savunan doktrinin "yanlış, saçma, biçimsel olarak dini inanışa ve Kitabı Mukaddes'e aykırı olduğunu" söyledi. Galileo'ya görüşlerini değiştirmesi gerektiği bildirildi. O da 1632'ye kadar kamusal yaşamdan çekildi ve o yıl Copernicus'u destekleyen Dialogo sopra i due massimi sistemi del mondo, Ptolemaic e Copernican (İki Büyük Yer Sistemi, Ptolemaios ve Copernicus Sistemleri Üzerine Konuşmalar veya İki Büyük Dünya Sistemi Hakkında Diyalog) adlı kitabıyla tehlikeli bir geri dönüş yaptı.

Dini inanca karşı geldiğinden 1633 yılında Galileo'nun Roma'ya gelmesi ve sözlerini geri alması emredildi. İşkenceyle tehdit edildiği için bunu yaptı da, fakat bazılarınca onun "E pur si muove" (Ama yine de dönüyor) diye mırıldandığı rivayet edilir. Galileo 1642'deki ölümüne kadar fiilen ev hapsinde kaldı, fakat bu fikirlerinin yayılmasını engelleyemedi. Dini dayatma bilim karşısında çözülmeye başlamıştı. Lakin 1992'de Papa II. Ioannes Paulus'un Galileo'nun mahkum edilmiş olmasını "trajik bir karşılıklı anlaşmazlık" olarak değerlendirmesi için 359 yıl geçmesi gerekecekti. Şimdi Galileo Galilei öncesine ve buluşların yaşandığı dönemleri anlattığımız bölüme geçebiliriz.

Gökyüzü ilk olarak ne zaman incelendi?

Tycho Brahe Copernicus'u reddetti ve gezegenlerin Güneş'in, Güneş'in de Dünya'nın etrafında döndüğü düşüncesine sadık kaldı. Brahe yıldızları haritaladı ve onların insanların yaşamını etkilediği düşünülen burçlar kuşağının 12 bandına yerleştirdi
Tycho Brahe Copernicus'u reddetti ve gezegenlerin Güneş'in, Güneş'in de Dünya'nın etrafında döndüğü düşüncesine sadık kaldı. Brahe yıldızları haritaladı ve onları insanların yaşamını etkilediği düşünülen burçlar kuşağının 12 bandına yerleştirdi.

İlkçağ Babil uygarlığından, yani yaklaşık M.Ö. 2000'li yıllardan beri gökyüzü nesnel bilgi edinmek amacıyla değil, insanların yaşamını kontrol ettiğine inanıldığı için araştırılmaktaydı. Güneş ve Ay'ın insan yaşamına bağlı olduğu, mevsimleri ve gelgit olayını yönettikleri için aşikardı ve bu nedenle insanlar onları tanrı kabul ederek tapınıyordu. Diğer gök cisimleri de insanlarla ilgili konularda kendi özel güçleri olan ilahi varlıklar olarak görülüyordu. Böylece yıldızlarla ilgili bilgilerin gelecek konusunda bilgi edinilmesini sağladığı düşünülüyordu. Mistik inanışlar ve pratik bilgi birlikte artmaktaydı. Eskidünya'da astronomi ve astroloji aynı şeydi.

Babilliler, Mısırlılar, Yunanlılar ve Çinlilerde eskiden beri gökyüzünü gözlemleme geleneği mevcuttu. Babilliler bir yılın uzunluğunu dört buçuk dakikalık bir hata payıyla hesaplayabilmişlerdi; fakat tüm bu kültürlerde astronomi, astrolojik kehanetleri desteklemenin bir aracı olarak kabul ediliyordu. Burçlar kuşağının bugün astrologlarca hala kullanılmakta olan işaretlerini tasarlayanlar Babillilerdi. Ptolemaios'un dairesel hareketleri temel alan geometrik evren tasviri Almagest adlı astrolojik eserini desteklemekteydi. Ptolemaios davranış, boy, görünüm ve hatta ulusal karakter özelliklerinin yıldızlardan okunabileceğini savunuyordu.

Yıldızların kehanet gücüne olan inanç Hristiyanlığın ortaya çıkmasından sonra da ayakta kaldı ve sonunda Ortaçağ Avrupası'nda büyük bir diriliş yaşadı. Titizlikle hazırladığı yıldızlar kataloğu astrolojinin bir bilim olmadığının kanıtlanmasında çok önemli bir rol oynayacak olsa da Tycho Brahe hala astrolojinin gerçeliliğine inanıyordu. Tycho'nun öğrencisi olan Johannes Kepler de yaşamını horoskoplar hazırlayarak kazanıyordu.

Ne var ki astronomiyi, işlevi astrolojininkinden tamamen farklı bir evren araştırma bilimi olarak kabul ettirmek için gereken kanıtları sağlayan eserler ironik bir biçimde Brahe, Kepler ve Galileo'dan geldi.

Galileo araştırmalara nasıl başladı?

Genç bir çocukken, babası onu Pisa Üniversitesi'ne tıp okumak için gönderdi, ancak Galileo bunun yerine matematik okudu
Genç bir çocukken, babası onu Pisa Üniversitesi'ne tıp okumak için gönderdi, ancak bunun yerine matematik okudu.

Galileo'nun araştırmalarının kökeni Pisa Üniversitesi'nde tıp okurken vuku bulan bir olaya dayanır. Bir kilisenin tavanından sallanan bir lambaya bakarken, sallanma mesafesi kısalsa bile, ileri geri hareketlerin daima aynı uzunlukta sürüyormuş gibi göründüklerini fark etti. Yedi yıl sonra, matematik okutmanlığı yaparken, bir sarkacın salınımını tamamlaması için gereken sürenin, ne kadar yukarı veya aşağı sallandığından bağımsız olarak aynı kaldığını kanıtladı. Süre yalnızca sarkacın uzunluğu değiştiğinde değişiyor.

Galileo ayrıca Aristoteles'in ağır nesnelerin daha hızlı düştüğü şeklindeki sağduyulu "yasasına" tamamen aykırı olarak, bir sarkacın ağırlığının değiştirilmesinin zamanlamada bir fark yaratmadığını da saptadı. Sonraları eğilimli yüzeylerden aşağı yuvarlanan toplarla yaptığı deneylerde, düşen cisimlerin daima aynı şekilde hızlandıklarını keşfetti ki, bu da ağırlıkla ilişkili değildi.

Teleskop sayesinde yapılan buluşlar

Giovanni Cassini, Satürn gezegeninin dört uydusunu ve halkalarını keşfetti
Giovanni Cassini, Satürn gezegeninin dört uydusunu ve halkalarını keşfetti.

Galileo'nun ölümünden sonra gelen nesil onun iki ana bilimsel aracını (teleskop ve sarkaçlı saat) geliştirdi ve başlattığı devrimi önemli ölçüde genişletti. Gelileo'nun küçük teleskobu 32 kez büyütebiliyordu. XVII. yüzyılın ortalarındaysa astronomlar deneylerini 3.6 metre uzunluğunda ve 50 kez büyütebilen gereçlerle, hatta bazıları 60 metre uzunluğunda dev aygıtlarla sürdürüyordu. Bu sırada teleskoplara yıldızların konumunu ve gezegenlerin boyutunu hesaplamaya yarayan aygıtlar takılıyordu. Galileo saatlerin ayarlanması için sarkaçların kullanabileceğini de ileri sürmüştü. Sarkaçların kullanılması saatlerin kontrolünde çarpıcı bir düzelme sağladı. Saatler ilk defa hem dakika ve saniyeleri hem de gök cisimlerinin hareketlerinin süresini ölçebiliyordu. Daha sonraları keşifler çoğaldı. Polonyalı bir bilim adamı olan Johannes Hevelius ayın haritasını çıkardı. Hollanda'da Christiaan Huygens Satürn'ün görüntüsündeki değişikliklerin halkalara bağlı olduğunu keşfetti. Giovanni Cassini adlı bir İtalyan Jüpiter'in atmosferinde dev bir leke saptadı ve bu sayede gezegenin ekseni etrafında bir kez dönmesinin 9 saat 56 dakika aldığını hesapladı.

Teleskop ve sarkaçlı saat 1670 yılında parlak bir deneyde birleştirildi. İki astronom, Paris'te yaşayan Cassini ve Fransız Guyanası'ndan Jean Richer, aynı anda Mars'ın pozisyonunu ölçtü. Bu iki kişi arasında 6400 km kadar bir mesafe olduğundan, Mars'ın arka plandaki sabit yıldızlara göre konumuyla ilgili olarak her iki astronoma ulaşan görüntüler birbirinden biraz farklıydı. Bu fark Cassini'nin Mars ile Dünya arasındaki mesafeyi hesaplamasını mümkün kıldı.

Böylece Cassini'nin, herhangi bir gezegene veya Güneş'e olan uzaklığı ölçmeyi mümkün kılan bir ölçme çubuğu oldu. Güneş'in uzaklığını 140 milyon km olarak hesaplamıştı ve yanılgısı yalnızca %6 oranındaydı. İnsanoğlu ilk defa Güneş Sistemi'nin yalnızca yapısını değil, aynı zamanda inanılmaz boyutlarını da öğreniyordu.

Galileo sonrası bilim

Teleskop yeni bir evreni gözler önüne serdi, fakat bazı sorulara yanıt bulurken ortaya birçok yeni soru da çıkardı. Bu sorulardan en önemlisi şuydu: Dünya, diğer gezegenler ve ayları neden böyle dönüyordu? Galileo'nun teleskobu ve sonraki bir geliştirilmiş modelleri gökyüzünün bir anlamda Dünya'ya benzediğini gösterdi: Aynı kuralların yönettiği maddesel cisimler. Bu keşif astronomide, Galileo'nun ölümünden bir nesil sonra, Isaac Newton'un eserleriyle sonuçlanacak büyük bir devrimin temelini oluşturuyordu.

XVII. yüzyılın ortalarında İngiltere'de hakim olan düşünce ortamı, İtalya'dakinden çok farklıydı. Kilise'nin dayatmalarına karşı savaşmaları gerekmediğinden İngiliz bilim insanları deney yapmak ve kuramsal bilimi geliştirmek konusunda büyük bir özgürlüğe sahiptiler.

Newton 1665'te Lincolnshire Woolsthorpe'daki evinde ışığın doğasını analiz etti. Sonra, yeni bir matematiksel araç olan ve niceliklerin değişme oranlarını araştıran güçlü bir hesap yöntemi icat etti. İlk defa gök cisimlerinin hareketlerini kontrol eden gücü anlamaya başladı, fakat bulgularını Principia Mathematica (Matematiğin Prensipleri) adlı eserinde yayımlanması için bir 20 yılın daha geçmesi gerekecekti.

Burada ilk defa yer çekimi gücünü tanımlamıştı. Nesneler birbirlerini kütleleriyle doğru orantılı bir güçle çekerler. Bu güç aralarındaki mesafenin karesine ters orantılı olarak azalır. Başka sözcüklerle ifade edilecek olursa, mesafenin iki katına çıkarılması yerçekimini dörtte birine indirir. Newton'un matematiğinin ardında, bahçedeyken yerçekiminin gücüyle aşağı düşen bir elmayı gördüğünde farkına vardığı şaşılacak basitliğin içyüzünü kavraması yatar.

Bu olay o kadar iyi bilinir ki, gerçekliği kuşkulu gibi görülebilir. Bununla birlikte, elma anlatımındaki gibi bilim adamının başına düşmese de, öykü gerçekten de doğrudur. Elmaları ve uyduları, çakıl taşlarını ve gezegenleri aynı kurallar yönetir. Yerçekimi kanunu evrenseldir ve matematik diliyle tanımlanabilir. Galileo'nun gerçek mirası işte buydu.

Galileo ve Pisa Kulesi

Hep anlatılan bir öykü Galileo'nun, eğri Pisa Kulesi'nin tepesinden farklı büyüklükte iki taşı aşağı bırakıp yere aynı anda düştüklerini gözlemleyerek farklı ağırlıktaki nesnelerin aynı hızla düştüğünü gösterdiğini anlatır. Fakat bu deneyin gerçekten yapılmış olduğuna dair bir kayıt yoktur. Öyle olsa bile, sonuçların gözlemlenmesi ve doğru değerlendirilmesi güç olurdu.

Vakum ortamında tüm nesneler aynı hızla düşme eğilimindedir. Fakat havanın bulunduğu bir ortamda düşüş hızı cisimlerin yoğunluğu ve boyutu arasındaki karmaşık ilişkileri yansıtır. Aynı maddeden yapılmış olsalar bile küçük nesneler büyük olanlardan daha yavaş düşer, çünkü ağırlıklarına göre daha büyük bir yüzey alanına sahiptir. Bir fare, bir atı paramparça edebilecek bir düşüşten sağ çıkabilir. Sarkaçlar ve eğik düzlemler hiç şüphesiz daha güvenilir bilimsel araştırma araçlarıydılar.

Galileo Galilei sözleri

  1. “Ondan bir şey öğrenemeyeceğim kadar cahil bir adamla hiç karşılaşmadım.”
  2. "Bize duyu, mantık ve akıl veren aynı Tanrı'nın bizi onların kullanımından vazgeçirmeyi amaçladığına inanmak zorunda hissetmiyorum."
  3. “Bir adama hiçbir şey öğretemezsin, sadece kendi içinde olanı bulmasına yardım edebilirsin.”
  4. “Bilimle ilgili sorularda, bin kişinin otoritesi tek bir bireyin alçakgönüllü akıl yürütmesine bedel değildir.”
  5. “Tüm gerçekler keşfedildikten sonra anlaşılması kolaydır; önemli olan onları keşfetmektir. ”
  6. “İyi akıl yürütenler var, ama kötü akıl yürütenler tarafından fazlasıyla geçiliyorlar.”
  7. “Neyin ölçülebileceğini ölçün ve neyin ölçülemeyeceğini ölçülebilir hale getirin.”
  8. “Matematik, Tanrı'nın evreni yazdığı dildir”
  9. “Düşünce gerektiren konularla ilgili olarak: İnsanlar bunları ne kadar az bilir ve anlarsa, onlar hakkında daha fazla tartışmaya çalışırlar.”
  10. “Bilimsel ilkeleri reddederek, bir kişi herhangi bir çelişkiyi sürdürebilir.”
  11. “Şimdi gerçeğin gücünü görün; ilk bakışta tek bir şeyi gösteriyor gibi görünen aynı deney, daha dikkatli bir şekilde incelendiğinde, bunun tersini garanti edebilir.”