Matematiğin gücünü gösteren en çarpıcı örneklerden biri, Neptün gezegeninin keşfidir. Diğer gezegenlerin aksine Neptün ilk olarak teleskopla görülerek değil, kuramsal hesaplamalar ve matematiksel öngörülerle ortaya çıkarılmıştır.
Tam 180 yıl önce, evren hakkındaki görüşümüz bugünkünden çok farklıydı. Evrenin ölçeğini bilmiyor, Samanyolu’nun ötesinde bir şey olup olmadığını dahi kestiremiyorduk. Yıldızların nasıl doğduğunu, hangi enerjiyle parladıklarını ya da kuyruklu yıldızların nereden geldiğini bilmiyorduk. Süpernova diye bir olgudan da habersizdik.
Daha yakına bakıldığında ise, gökbilimciler Güneş Sistemi’nin nasıl oluştuğunu ya da Dünya’nın uydusu Ay’ın kökenini tahmin etmeye çalışıyordu. Hatta kaç gezegenimiz olduğu bile kesin değildi. Yani, 1845 yılının Ağustos ayında, Güneş Sistemi hakkındaki bilgilerimiz son derece yetersizdi. Ve yalnızca bir yıl sonra, sistemimize yepyeni bir gezegen eklenecekti.
Herschel kardeşler ve Uranüs’ün keşfi
Antik çağlardan beri Satürn, insanlığın bildiği en uzak gezegendi. 1781’de Alman-İngiliz gökbilimci William Herschel gökyüzünü tararken Boğa takımyıldızında yavaş hareket eden bir “kuyruklu yıldız” gördüğünü rapor etti.
Ancak iki yıl süren yörünge hesaplamaları, bunun kuyruklu yıldız değil, Satürn’ün ötesinde Güneş’in etrafında dönen dev bir gezegen olduğunu ortaya koydu. Böylece Uranüs, tarihte tesadüfen keşfedilen ilk yeni gezegen oldu.
Sonraki on yıllarda gökbilimciler Uranüs’ün yörüngesinde gariplikler fark ettiler. Kütleçekim ve yörünge hareketlerini açıklayan matematiksel denklemleri kullanarak gezegenin gökyüzünde nerede olması gerektiğini hesaplıyorlardı. Fakat gözlemler, Uranüs’ün konumunun hesaplanan değerlerden belirgin biçimde saptığını gösteriyordu. Bazen hesaplamaların ötesine geçiyor, bazen de geride kalıyordu.
Bu tuhaflıkların, Uranüs’ün ötesinde gizlenmiş bir başka gezegenin çekim etkisinden kaynaklanıyor olabileceği düşünüldü. Uranüs bile çıplak gözle zor seçilen bir gezegen olduğuna göre, daha uzak bir gezegen çok daha sönük olacak ve kolaylıkla gözden kaçabilecekti.
Ama nerede aranmalıydı? Gökyüzü, binlerce karelik geniş bir alanda soluk bir ışık noktası arandığında devasa görünür. O dönemde gökbilimcilerin elinde yalnızca teleskopları ve gözleri vardı. Uzak ve silik bir dünyayı bulmak, kozmik bir samanlıkta iğne aramak gibiydi.
Neptün Gezegeninin Keşfine Giden Süreç
Yörünge mekaniğinin matematiği, aslında bir kestirme yol sunuyordu. Eğer varsayımsal bir gezegen için bir yörünge kabul edilirse, onun Uranüs üzerindeki etkilerinden hareketle gökyüzündeki konumu yaklaşık olarak hesaplamak mümkündü.
Ancak bugün bilgisayarlarla saniyeler içinde ge bu tür “X işareti burada” hesaplamaları, 19. yüzyıl ortalarında elle yapılıyor ve doğrusu “zahmetli” kelimesi bu işi anlatmak için yetersiz kalıyordu.
Yine de 1840’larda, birbirinden bağımsız iki kişi tam da bu işe girişti. Cambridge Üniversitesi’nde matematikçi ve gökbilimci olan John Couch Adams, 1843’ten itibaren boş vakitlerinde hesaplamalar yaptı. Bulgularını dönemin Cambridge Gözlemevi müdürü James Challis ile İngiltere Kraliyet Gökbilimcisi George Biddell Airy’ye sundu. Ancak ikisi de çalışmayı, bir matematik alıştırması olarak değerlendirdi.
Aynı dönemde Fransız gökbilimci Urbain Jean Joseph Le Verrier de varsayımsal gezegenin konumunu hesaplamak için çalışıyordu. 1 Haziran 1846’da Fransız Bilimler Akademisi’nin bir toplantısında sonuçlarını kamuoyuna açıkladı. Ancak Le Verrier yalnızca gökyüzünde hesapladığı konumları paylaştı. Gezegenin kütlesi ya da yörüngesiyle ilgili tahminlerini açıklamadı.
Yine de bu kadarı bile, Le Verrier’in haberi Cambridge’e ulaştığında küçük bir paniğe yol açtı. Airy, Adams’ın yaptığı çalışmalarla olan benzerliği fark etti. Sonuçta, 65 yıl aradan sonra yeni bir gezegen keşfetmek büyük bir bilimsel ve ulusal prestij meselesiydi. Bunun üzerine Challis teleskop başına geçti ve acil bir arayışa girişti.
Fakat bu iş de hesaplamalar kadar zahmetliydi. Gökyüzünü taramak, teleskopla görülenleri elle çizilmiş ve tam olarak doğru olmayan yıldız haritalarıyla karşılaştırmayı gerektiriyordu. Durumu daha da zorlaştıran şey, Adams’ın yeni konum çözümleri üzerinde çalışıyor olması ve hesaplarının hatalı çıkmasıydı. Bu nedenle Challis, aslında gökyüzünün yanlış bir bölgesinde arama yapıyordu.
Neptün Gezegenin Keşfi
31 Ağustos 1846’da Le Verrier akademiye bir sunum daha yaptı. Bu kez varsayımsal gezegenin kütlesi ve yörüngesi için de hesaplamalarını paylaştı. Üç hafta sonra, Berlin Gözlemevi’nde yardımcı gökbilimci Johann Gottfried Galle, Le Verrier’in çalışmalarını okudu.
Heinrich Louis d’Arrest adındaki bir öğrencinin desteğiyle, Galle 23 Eylül akşamı gözlemevinin 24 santimetrelik teleskobunu kullanarak gezegeni aramaya başladı. Ellerindeki yıldız haritaları Britanyalılarınkinden daha güvenilir olduğundan, sabaha karşı saatlerde Le Verrier’in öngördüğü konumdan bir dereceden daha az sapmayla yeni gezegeni gördüler. Böylece onlar Neptün’ü keşfetti.
Bilim dünyası keşfin asıl payesini genellikle Le Verrier’e verdi. Ancak dönemin Britanyalı bilim insanları ısrar edince Adams’ı da çoğu zaman ortak keşifçi olarak andılar. Bu durum tartışmalıydı; çünkü Adams’ın hesaplarının ne kadar doğru olduğu hâlâ kesinlik taşımıyor.
Yine de şu gerçek değişmedi: Uranüs’ü şans eseri buldular, Neptün’ü ise matematiğin gücüyle — biraz da tesadüfün yardımıyla — ortaya çıkardılar.
İronik bir şekilde, 1846 Eylül gecesi Neptün’ün ilk kez gözlendiği an değildi. Yüzyıllar önce Galileo, ilkel teleskobunu gökyüzüne çevirdiğinde ayrıntılı notlar tutmuştu. Artık biliyoruz ki 1612 ve 1613’te Neptün’ü gördü, fakat onu bir yıldız sandı. Ne yazık ki gerçeği fark edemedi; eğer etseydi adını ölümsüzleştirecek bir keşfe imza atmış olacaktı.
Neptün daha sonraki yıllarda da birçok kez gözlendi ama hep aynı nedenle gözden kaçtı. Daha acı olanı ise, kayıtlar Challis’in 1846 Ağustos’unda Neptün’ü iki kez görmesine rağmen onun gerçek doğasını fark edemediğini gösteriyor.
Sonuç Olarak
1846’da tahayyül ettiğimizden çok daha büyük bir evreni artık biliyoruz. Neptün benzeri gezegenleri başka yıldızların etrafında yüzlercesiyle keşfettik. Güneş’in ötesinde ise, Plüton da dahil olmak üzere binlerce yeni cisim bulduk. Artık bu neredeyse sıradan bir hâl aldı. Neptün’ün kendisine gelince, onu pek çok uzay teleskobuyla gözlemledik; Voyager 2 sondasını bu gizemli devin yanından geçirerek tuhaf uydularını ve çalkantılı hava sistemlerini yakından görme şansı elde ettik.
Elimizdeki modern yıldız haritaları ve yazılımlar bize tam olarak nereye bakmamız gerektiğini söylüyor. Bu durum, 180 yıl önceki keşfin ne kadar olağanüstü olduğunu daha da belirginleştiriyor.
Kaynaklar ve İleri Okumalar:
- Finding Neptune: How we discovered the eighth planet. Yayınlanma tarihi: 18 Mayıs 2023. Kaynak site: Astronomy. Bağlantı. Finding Neptune: How we discovered the eighth planet
- One Year after Scientific American’s First Issue, the Solar System Grew by a Planet. Yayınlanma tarihi: 14 Ağustos 2025. Kaynak site: Scientific American. Bağlantı: One Year after Scientific American’s First Issue, the Solar System Grew by a Planet
Size Bir Mesajımız Var!
Matematiksel, matematiğe karşı duyulan önyargıyı azaltmak ve ilgiyi arttırmak amacıyla kurulmuş bir platformdur. Sitemizde, öncelikli olarak matematik ile ilgili yazılar yer almaktadır. Ancak bilimin bütünsel yapısı itibari ile diğer bilim dalları ile ilgili konular da ilerleyen yıllarda sitemize dahil edilmiştir. Bu sitenin tek kazancı sizlere göstermek zorunda kaldığımız reklamlardır. Yüksek okunurluk düzeyine sahip bir web sitesi barındırmak ne yazık ki günümüzde oldukça masraflıdır. Bu konuda bizi anlayacağınızı umuyoruz. Ayrıca yazımızı paylaşarak da büyümemize destek olabilirsiniz. Matematik ile kalalım, bilim ile kalalım.
Matematiksel
