astronomi ve astrofizik
Bilimlerin en eskisi olan astronomi (gökbilim de denir) gök cisimlerinin konumunu, hareketlerini, bileşimini ve “doğuştan ölüme” kadar geçirdikleri evrimi inceler. Araştırmalarında, söz konusu cisimlerin ışık, görünmez ışınımlar ve tanecik akılan biçiminde gece gündüz bize yolladıkları bilgilerden yararlanır. İncelenecek gök cisminden örnek parçalar, ancak özel koşullarda edinilebilir. Göktaşları ve 1969’dan sonra astronotların Yer’e getirdikleri ay taşları, bu tür örneklerdir. Astrofizikse (gök fiziği de denir), XIX. ve XX. yy’larda gökbilimden ayrılmış bir daldır. Kuvantum mekaniğinden, görelilik (bağıllık) kuramından, molekül fiziğinden, atom fiziğinden, çekirdek fiziğinden, temel tanecikler fiziğinden yararlanarak, gözlenen gök olaylarını, önceden tahmin edilebilecekfiziksel süreçlerin mantıklı sonuçları olarak açıklamaya çalışır.
Eski Mısırlılar gökyüzünü,gökyüzü tanrıçası Nut’un yıldızlı bedeni olarak düşünmüşlerdi.
Astronominin tarihçesi. Astronomi, kuşkusuz bilimlerin en eskisidir. Astroloji biçiminde, daha Eskiçağ’da başlamıştır (Bk. ASTROLOJİ). İlkel insanlar, zamanın akışını belirlemede kullandıkları işaretler gibi, gökte gözlemlenebilen olaylardan yararlanmaya da çok erken başladılar. Başlangıçta astronomi, dördünlerin ve mevsimlerin düzeniyle ilgilenirdi ve bütün eski uygarlıklarda (Sümer, Babil) astroloji, takvimin bekçisi oldu. Söz konusu zaman biliminden tam anlamıyla astronomiye geçiş,ancak evren üstüne bir kuram oluşturmak için görünür olayları yorumlama yolları arandığında başarıldı. İlk kavramlar, kuşkusuz oldukça yalındı. Yer’in hareketsiz ve düz olduğu sanılıyor ve bu düşünce, gök cisimlerinin görünen hareketleriyle bağdaştırılmaya çalışılıyordu.
Andreas Cellerius’un kitabı Harmonia Macrocosmica’dan alınan bu 1660’ta yapılmış gravürde, Kopernik’in Cüneş merkezli evreni, Güneş’i, çevresinde o dönemde bilinen 5 gezegeniyle göstermektedir
Mısırlılara göre, su üstünde yüzen Yer diski havayı, hava da gök kubbeyi taşıyordu. İbraniler ve Babillilere göre, “alt sular”dan başka, göklere egemen olan “üst sular” da vardı. Eskiçağ Hindistam’nda, Yer’in dört dev filin sırtına dayandığına, fillerin de büyüklüğü ölçülemeyen bir kaplumbağanın bağası üstünde durduğuna inanılırdı. Yer’in desteklerinin sütun biçiminde olduğuna inanan eski Yunanlılara göreyse, Güneş her gece, mitoloji kahramanı Atlas tarafından korunan dev direkler arasındaki derin yeraltı yollarından geçmekteydi. Görüldüğü gibi, Eskiçağ insanı, boş inançlar ve geleceği öğrenme isteğini, gökyüzünün incelenmesiyle karıştırmaktaydı. Öte yandan tanrılar herhangi]bu yıldızla özdeşleştiriliyor, burçlar kuşağındaki işaretlere, insanın alınyazısını etkileyen birtakım güçler yükleniyordu. Yer’in uzayda yeralan dev bir küre olduğunu ilk anlayanlar eski Yunanlılar oldu. Bu buluştan evrenin bir düzlem üstüne oturmuş bir kubbe olduğu varsayımı çıkarıldı; aynı düşünceye göre, bu kubbe, eşmerkezli kürelerden oluşuyordu ve saydamsız merkez küre, Yer’di. Ancak, gözlem verilerinin çözümlenmesi, tek tek bazı düşünürleri günümüzdeki görüşe çok yakın bir anlayışa götürdü: Sisamlı Aristarkhos (İ.Ö. 310-230), öğrencilerine Yer’in kendi çevresinde döndüğünü ve Güneş çevresinde dolandığını öğretmekteydi. İskenderiyeli astronom Hipparkhos, Yer’i evrenin merkezine yerleştirerek, İ.Ö. 150 yılında, o çağ için şaşırtıcı bir gök cisimlerinin hareketi kuramı geliştirdi.
Johannesl KeplerJohannesl Kepler
Uç yüzyıl sonra onun kuramı, coğrafyacı Ptolemaios’un elinde kesin bir görünüme büründü: Güneş sistemi, evrenin merkezindeydi ve Güneş ile gezegenler, Yer çevresinde dönüyorlardı. Ptolemaios’un düşünceleri, bin yıldan uzun süre, astronomiye egemen oldu. Ne var ki, XVI. yy’da Polonyalı astronom Kopernik, Yer ve öteki gezegenlerin Güneş çevresinde döndükleri sonucuna ulaştı. 1543’te yayımlanan Kopernik’in düşünceleri, astronomiye gerçek bir devrim getirdi ve bitmez tükenmez tartışmalara yol açarak, o çağın düşüncesine yön verdi. Daha sonraki gökyüzü gözlemleri, onun bulgularını hızla kanıtladı.
XVI. yy’dan kalma bu resimde Tycho Brahe, Danimarka’da Hveen adasında bulunan Uraniborg gözlemevinde, çevresinde araçlarıyla canlandırılmıştır. Çıkıntılı biçimde gösterilen duvar; meridyeni geçen gezegenlerin yüksekliklerini ölçmekte kullandığı kadranttır.
1609’da çağın gözlem aygıtı astronomi dürbününü (sonradan teloskopa dönüştü) geliştiren Galilei, Ay’ın Yer ile benzerliğini belirlemeyi başardı; Jüpiter gezegenini, Venüs’ün Güneş çevresindeki dolanım evrelerini gözlemledi. Kopernik sistemine getirilen herdoğrulama, kilisenin tanıdığı Pto- lemaios sistemini yalanlıyordu. Kilise, benimsemiş olduğu yaratılış görüşünde insana bir üstünlük veriyor, dolayısıyla Yer’i evrenin merkezi yapıyordu; bu nedenle, 1633’te Galilei’nin kuramını bir bildiriyle suçladı. Bununla birlikte, gerçek yavaş yavaş benimsendi. Tycho Brahe’nin gözlemlerine dayanan Kepler (1571- 1630), gezegen yörüngelerinin o ana kadar inanıldığı gibi çember değil elips biçiminde olduğunu kanıtlayarak, gezegenlerin hareket yasalarını buldu. Birkaç yıl sonra 1687’de, İsaac W. Newton, evrende egemen olan genelçekim yasalarını belirledi.
İtalyan astronomu Galilei’nin günlüğündeki bu çizimler, / 609’da gök dürbünüyle yaptığı ilk gözlemleri göstermektedir. Galilei Ay’ın, Yer’deki gibi kra.terler, dağlar ve vadilerle kaplı olduğunu göstererek, filozofların ileri sürdükleri gibi kusursuz, billur yapılı bir yüzey değil, kusurlu bir gök cismi olduğunu göstermiştir.
Böylece Laplace, Gauss, Le Verrier, vb. bilim adamlarıyla, gök mekaniği üstünde en doğru bilgiyi verecek gök cisimlerini inceleme yolu açılıyordu. Le Verrier 1846’da, Uranüs’ün hareketlerinde gözlemlenen tedirginlikleri çözümleyerek, Neptün gezegenini buldu. XIX. yy’la birlikte, astronomi yeni bir yönelime girdi. Teleskop yapımcısı Fraunhoffer, güneş ışığını bir prizmayla ayrıştırıp incelemeyi düşündü. Kirchhoff ve Bunsen, uzak gök cisimlerinin kimyasal yapısını tanımak için bu yönteme başvurdular. 1880’de Henry ilk astronomi fotoğraflarını çekti.
O günden sonra astronomi, düzenli olarak fizik ve kimya yöntemlerinden yararlanarak, evren üstündeki bilgileri geliştirdi. Uzaktan kimyasal çözümleme, uzayı geçen dalga ve cisimciklerin kaydı, yıldızlarda oluşan nükleer tepkimeleri inceleme gibi girişimler, birçok bilim dalında çalışan bilginlerin işbirliğiyle, gözlemcilerin olduğu kadar kuramcıların da katkısıyla gerçekleşti. XX. yy. gökbiliminin genel çerçevesi, Einstein’ın bağıllık (görelilik) kuramıyla belirlediği, genleşme halinde bir evrendir.
GÜNÜMÜZDE ASTRONOMİ
Evren, birbirinden çok değişik iki biçimde incelenir; birinci incelemenin amacı gök cisimlerinin hareketlerini belirlemek, İkincisi niteliklerini ve evrimlerini tanımaktır.
Astronomi, uzun süre temel astronomiyle özdeşleş- tirilmiştir. Temel astronomi her şeyden önce, gök cisimlerinin konumunu duyarlı bir biçimde ölçmeyi (as- trometri) amaç alır ve gözlem aygıtlarına dayanır. Ama bu dal, gözlemciye ya da yeryüzüne, gök cisimlerinin konumu üstüne gerekli bilgi vermede yetersiz kalır; astrologun konumundan ve Yer’in hareketinden etkilenmeyen bir karşılaştırma sistemi bulmak gerekir. Çok uzak gök cisimlerinin hareketsiz oldukları düşünülebilir; böylece, bir “hareketsizlikler küresi” tanımlanabilir ve Yer’den yapılan gözlemler bu küreyle karşılaştırılır. Geriye, iki farklı konum haritası arasında bir gök cisminin hareket yasalarını kavramak kalır; buna “gök mekaniği” adı verilir. Sorun pek yalın sayılmaz; çünkü, gök cisimlerinin hareketlerini izleyen gözlemci de hareket halindedir.
Gökcisimlerinin yörüngeleri üstüne New- ton’un bulduğu büyük yasa şöyle der: “Herhangi iki cisim, kütleleriyle doğru, uzaklıklarının karesiyle ters orantılı olarak birbirini çeker”. Ama, üç cisim söz konusu olduğunda, hareket denklemleri aşırı ölçüde karmaşıklaşır; hattâ çoğu zaman çözümsüz kalır. İncelenmiş olaylardan birkaçı arasında gelgitler, tutulmalar (Güneş ve Ay), gökcisimlerinin biçimi (kendi çevrelerinde dönmelerine göre) sayılabilir. Öte yandan, bağıllık kuramı, gök mekaniğine yeni boyutlar getirir.
Gök cisimlerinin yapısı, iç bileşimlerini ya da sıcaklıklarını, gaz halindeki atmosferlerini, etkinliklerini incelemek söz konusu olduğunda, astronominin yeni bir dalı olan astrofiziğe başvurulur. Bu dal, günümüzde çok büyük önem kazanmıştır; çünkü, bir yıldızın evrimini daha iyi anlamamızı sağlar. Astrofizik, uzayda dağılmış yıldızlararası maddenin “bulutsu” adı verilen yıldızlar halinde yoğunlaşmasının, kimyasal ve fiziksel süreçleri konusunda bilgi verir.