Astronomi (Gökbilimi) Nedir? Astronomi'nin Alanları,Konuları ve Çağlara Göre Gelişimi
Gökbilim (gök bilimi, astronomi), kökenleri, evrimleri, fiziksel ve kimyasal özellikleri ile gök cisimlerini açıklamaya çalışmak üzere gözleyen bilim dalıdır. Gökbiliminin sınırlı ve özel bir alanı olan gök mekaniği ile karıştırılmaması gerekir. Gökbilim daha açık bir deyişle, yörüngesel cisimleri ve Dünya atmosferinin dışında gerçekleşen, yıldızlar, gezegenler, kuyrukluyıldızlar, kutup ışıkları, galaksiler (gökadalar) ve Kozmik mikrodalga arkaplan ışıması gibi gözlemlenebilir tüm olay ve olguları inceleyen bilim dalıdır. Evrende bulunan her çeşit maddenin dağılımını, hareketini, kimyasal bileşimini, evrimini, fiziksel özelliklerini ve birbirleriyle etkileşimlerini inceler.
Büyük krater: Daedalus. Fotoğraf Apollo 11 1969'da ay yörüngesine oturduğunda çekilmiş. Çapı yaklaşık 93 km
Astronomi terimi eski Yunanca'daki astron ve nomos (άστρον et νόμος) sözcüklerinden türetilmiş olup, «yıldızların yasası» anlamına gelir. Asteroitlerin ve kuyruklu yıldızların keşfindeki katkıları gözönüne alınırsa, gökbilim amatörlerin de halen etkin bir rol oynayabildikleri nadir bilim dallarından biridir.
Gök bilimi yeryüzündeki en eski bilimlerden biri olarak kabul edilir. Arkeolojik bulgular en eski çağlarda bile insanların gök biliminin konuları hakkında bilgileri olduğunu ortaya koymaktadır. Neolitik çağda insanlar ekinoksların periyodik karakterini, mevsimlerle ilişkisini ve bazı takımyıldızları bilmekteydiler. Modern gök bilimi gelişimini, özellikle antik çağdaki ve onları izleyen matematikçilere ve Ortaçağ’ın sonunda keşfedilmiş gözlem aletlerine borçludur. Başlangıçta ayrılmaz bir ikili sayılan ve paralel olarak ilerleyen astroloji ve gök bilimi zamanla yollarını birbirlerinden ayırmak zorunda kalmışlardır.
Antik Çağ'da gökbilim
Tarantula nebulası
Antik Çağ'da gök biliminin gelişimindeki önemli hususlar olarak şunlar söylenebilir :
* Gökbilim önceleri yalnızca, çıplak gözle görülen gök cisimlerinin gözlemi ve hareketleri hakkındaki öngörülerden oluşuyordu. Eski zamanlarda gözlemler çıplak gözle yapılıyorsa da o zamanlar günümüzdeki gibi sanayi ve ışık kirliğinin bulunmayışı insanlara büyük bir avantaj sağlıyordu. Bu yüzden antik çağda yapılan gözlemlerin günümüzde yapılması neredeyse olanaksız derecesinde zordur.
* Eski insanların dairesel tarzda dikmiş oldukları 6.500 yıllık megalitlerin (Nabta Playa, Stonehenge) gökbilimsel gözlem amacıyla kullanıldıkları sanılmaktadır.
* Eski çağlarda gökbilimde ilerlemiş uygarlıklardan bazıları, Çin, Hint, Sümer, Kalde, Mısır, Toltek, Zapotek ve Maya uygarlıklarıdır.
* Rig-Veda'da Güneş'in hareketine bağlanan 27 takımyıldızdan ve 13 bölümlü zodyaktan söz edilir.
* Mayalar ise teleskopları olmadıkları halde Venüs’ün evrelerini ve tutulmalarını tam olarak saptayabilmişlerdi.
* Antik Yunanlar'ın gök bilimine yaptıkları en önemli katkı, yıldızları kadir derecelerine göre sınıflandırmaya çalışmış olmalarıdır.
Ortaçağ'da gök bilimi
Kartal nebulasından ilginç bir görüntü
Apollo Teleskobu
Ortaçağ’da gökbilim bilgilerinin İslam bilginlerince geliştirildiği ve bu bilgilerin sonradan Batı'ya aktarıldığı görülür. Gökbilimi geliştiren bu İslam bilginlerinden başlıcaları şöyle sıralanır :
* Fergani (805–880), Gök cisimlerinin hareketleri üzerine yazılar yazdı, ekliptiğin eğikliğini hesaplamasını sağladığı gözlemlerde bulundu.
* Kindi (801–873), filozof ve ansiklopedici bilgin, gökbilim üzerine 16 eser yazdı.
* Battani (855–923), gökbilimci ve matematikçi
* Hasib El-Mısri (850–930), Mısırlı matematikçi
* Harezmi (780-850): Türkistanlı matematikçi.
* Ebubekir Er-Razi (864–930), İranlı bilgin
* Farabi (872–950) büyük filozof ve bilgin.
* Khujandi 10. yüzyılın sonunda Tahran yakınında bir gözlemevi inşa etti.
* Ömer Hayyam (1048–1131), cetveller hazırladı, takvimi geliştirdi.
* Ibn El-Haytham (965–1039), matematikçi ve fizikçi.
* Biruni, (973–1048), matematikçi, gökbilimci ve ansiklopedici.
* Tusi (1201–1274), filozof, matematikçi, gökbilimci ve ilahiyatçı; trigonometrinin kurucularından biri olarak kabul edilir.
* Gıyaseddin Cemşid (1380–1429), (Özbekistan)
* Uluğ Bey (1393 - 1449) Timur İmparatorluğu'nun 4. hükümdarı. Matematikçi ve gökbilimci.
* Ali Kuşçu (1403 - 1474) Türk gökbilimci, matematikçi ve dilbilimci
Rönesans'ta gök bilimi
* Kopernik Güneş merkezli güneş sistemi modelini fikir olarak ortaya attı.
* Koperniğin fikri Galile ve Kepler tarafından savunuldu, geliştirildi ve düzeltildi.
* Kepler Güneş’in çevresindeki gezegenlerin hareketini belirleyen bir yasalar sistemi olduğunu düşünen ilk kişi oldu.
* Çekimi hareket yasalarıyla tanımlayan Newton oldu. Böylece gezegenlerin hareketine makul bir açıklama getiren ilk kişi de o oldu. Aynı zamanda yansıtıcı teleskobu icat etti.
Günümüzde gökbilim
Gökbilim 19. ve özellikle 20. yüzyılda baş döndürücü bir hızla ilerlemiştir. Yakın zamanlardaki keşif ve gelişmelerle ilgili olarak şunlar söylenebilir:
* Teleskopların geliştirilmiş olmasının yanısıra, diğer bilim dallarındaki ilerlemelerin de gök bilimine yardımcı olmaları sayesinde, evrenin gizleri bir bir açığa çıkmaktadır.
* Gökbilimdeki en önemli gelişmelerden biri, tayfölçümü de denilen spektroskopinin (maddelerin ışıkla olan etkileşimlerini anlamaya çalışma, maddelerin soğurduğu ve yaydığı ışığı, yani elektromanyetik dalgaları saptayarak maddenin yapısı hakkında sonuçlara varma tekniği) yani yıldız ışığının elektromanyetik spektral analizine başlanmış olmasıdır.
* Diğer yıldızların ışıklarının analizi, bu yıldızların ışığının temelde Güneş’in ışığından farksız olduğunu, fakat yıldızlar arasında sıcaklık, kütle ve boyut bakımından son derece büyük farklılıklar bulunduğunu göstermiştir.
Evrenin genişlemesi, galaksiler giderek birbirinden uzaklaşmaktadır.
* 20. yüzyılın başında diğer galaksilerden ayrı bir birim olarak galaksimizin varlığı kanıtlanabilmiştir.
* Ardından Hubble yasası ile evrenin bir genişleme içinde olduğu saptanmıştır; galaksiler giderek birbirinden uzaklaşmaktadır.
* Kozmolojik termik ışıma (fosil ışıması) ve kimyasal elementler ve izotoplarının maddeden ayrılmasını açıklayan farklı nükleosentez teorileriyle büyük ölçüde gökbilim ve fiziğe dayalı olan Büyük Patlama kuramı yoluyla kozmoloji özellikle 20. yüzyılda büyük gelişmeler göstermiştir.
* 20. yüzyılın bu alandaki son gelişmeleri olarak, radyoteleskopların, radyoastronominin, modern bildirişim araçlarının ortaya çıkması sayılabilir. Bunlar sayesinde, elektromanyetik dalgalarla uzayı aşan parçacıkların spektroskopik analizi yapılabilmiş ve böylece uzak gök cisimleri üzerinde yeni deney türleri olanaklı hale gelmiştir.
Gökbilimin dalları, alanları, konuları
Antikçağdaki başlangıç döneminde gök bilimi yalnızca astrometriden, yani yıldız ve gezegenlerin gökyüzündeki konumlarının ölçümünden ibaretti. Daha sonra Kepler ve Newton’un çalışmaları gök cisimlerinin kütle çekimi etkisi altındaki hareketlerinin matematik yoluyla öngörülmesini sağlayan gök mekaniğini doğurdu. Bu iki alandaki (astrometri ve gök mekaniği) çalışmaların çoğu, önceleri, elle yapılan işlemlerden oluşuyordu. Günümüzde ise bu çalışmalar bilgisayarlar ve fotoğraf aygıtları ile yapılabilmektedir ki; bu da gök cisimlerinin konum ve hareketlerinin çok büyük bir hızla saptanabilmesini sağlamaktadır. Bu yüzden modern gökbilim daha ziyade gök cisimlerinin fiziksel doğasını gözlemlemleye ve anlamaya yönelmiştir.
20. yüzyıldan itibaren profesyonel gök bilimi iki alana ayrılma eğilimi göstermiştir : gözlemsel astronomi ve teorik astrofizik. Gök bilimcilerin çoğunun her iki alanda da çalışıyor olmasıyla birlikte, profesyonel gökbilimciler giderek bu iki alandan birinde uzmanlaşma eğilimi göstermektedirler. Gözlem gök bilimi esas olarak verilerin elde edilmesiyle ilgilenir. Teorik astrofizik ise esas olarak gözlemlenen fenomenleri anlamaya ve öngörülerde bulunmaya çalışır. Teorik astrofizik gözlem gökbilimine bir tamamlayıcı etken olarak gökbilimsel oluşumları açıklamaya çalışır da denilebilir.
Gök biliminin bir dalı olan astrofizik, yıldızların gözlemiyle sınıflandırılan fiziksel fenomenleri tanımlar, belirler. Günümüzde gök bilimcilerin hepsi de belirli bir astrofizik bilgisine sahiptirler ve gözlemleri de hemen hemen her zaman, yine astrofizik bağlamında incelenir. Bununla birlikte, kendilerini yalnızca astrofiziği incelemeye vermiş araştırmacılar da yok değildir. Astrofizikçilerin çalışması gökbilimsel gözlem verilerini analiz etmek ve onları fiziksel olgulara indirgemektir.
Astrofiziğin bir dalı olan kozmoloji, evreni fiziksel bir sistem olarak inceler; yani evrenin doğuşu ve büyümesi, evrimi, gökcisimlerinin fiziksel ve kimyasal özellikleri ve konumlarının hesaplanması ile ilişkilidir. Gökbilim gözlemleri salt gökbilim ile ilişkili değildir; aynı zamanda genel görelilik kuramı gibi fizikte çok önemli yeri olan kuramların sınanması için de gözlemsel veri sağlar.
Kullanılan inceleme yöntemi, amaç ve konuya göre birbiriyle iç içe olan, genel gök bilimi, astrofizik ve uzay bilimleri gibi birçok dala ayrılır. Gök biliminde inceleme alanları aynı zamanda şu iki kategoride ele alınır:
* Konuya göre gökbilim. Genellikle uzayın bölgelerine göre (örneğin galaktik gök bilimi) ve ilgili meselenin tiplerine göre dallara ayrılır (yıldızların oluşumu, kozmoloji).
* Gözlem tarzına göre gökbilim. Saptanan partiküllerin tipine (ışık, nötrino) veya dalga genişliğine (radyo dalgaları, gözle görünen ışık, kızılötesi ışınlar) göre dallara ayrılır.
Gökbilim (gök bilimi, astronomi), kökenleri, evrimleri, fiziksel ve kimyasal özellikleri ile gök cisimlerini açıklamaya çalışmak üzere gözleyen bilim dalıdır. Gökbiliminin sınırlı ve özel bir alanı olan gök mekaniği ile karıştırılmaması gerekir. Gökbilim daha açık bir deyişle, yörüngesel cisimleri ve Dünya atmosferinin dışında gerçekleşen, yıldızlar, gezegenler, kuyrukluyıldızlar, kutup ışıkları, galaksiler (gökadalar) ve Kozmik mikrodalga arkaplan ışıması gibi gözlemlenebilir tüm olay ve olguları inceleyen bilim dalıdır. Evrende bulunan her çeşit maddenin dağılımını, hareketini, kimyasal bileşimini, evrimini, fiziksel özelliklerini ve birbirleriyle etkileşimlerini inceler.
Büyük krater: Daedalus. Fotoğraf Apollo 11 1969'da ay yörüngesine oturduğunda çekilmiş. Çapı yaklaşık 93 km
Astronomi terimi eski Yunanca'daki astron ve nomos (άστρον et νόμος) sözcüklerinden türetilmiş olup, «yıldızların yasası» anlamına gelir. Asteroitlerin ve kuyruklu yıldızların keşfindeki katkıları gözönüne alınırsa, gökbilim amatörlerin de halen etkin bir rol oynayabildikleri nadir bilim dallarından biridir.
Gök bilimi yeryüzündeki en eski bilimlerden biri olarak kabul edilir. Arkeolojik bulgular en eski çağlarda bile insanların gök biliminin konuları hakkında bilgileri olduğunu ortaya koymaktadır. Neolitik çağda insanlar ekinoksların periyodik karakterini, mevsimlerle ilişkisini ve bazı takımyıldızları bilmekteydiler. Modern gök bilimi gelişimini, özellikle antik çağdaki ve onları izleyen matematikçilere ve Ortaçağ’ın sonunda keşfedilmiş gözlem aletlerine borçludur. Başlangıçta ayrılmaz bir ikili sayılan ve paralel olarak ilerleyen astroloji ve gök bilimi zamanla yollarını birbirlerinden ayırmak zorunda kalmışlardır.
Antik Çağ'da gökbilim
Tarantula nebulası
Antik Çağ'da gök biliminin gelişimindeki önemli hususlar olarak şunlar söylenebilir :
* Gökbilim önceleri yalnızca, çıplak gözle görülen gök cisimlerinin gözlemi ve hareketleri hakkındaki öngörülerden oluşuyordu. Eski zamanlarda gözlemler çıplak gözle yapılıyorsa da o zamanlar günümüzdeki gibi sanayi ve ışık kirliğinin bulunmayışı insanlara büyük bir avantaj sağlıyordu. Bu yüzden antik çağda yapılan gözlemlerin günümüzde yapılması neredeyse olanaksız derecesinde zordur.
* Eski insanların dairesel tarzda dikmiş oldukları 6.500 yıllık megalitlerin (Nabta Playa, Stonehenge) gökbilimsel gözlem amacıyla kullanıldıkları sanılmaktadır.
* Eski çağlarda gökbilimde ilerlemiş uygarlıklardan bazıları, Çin, Hint, Sümer, Kalde, Mısır, Toltek, Zapotek ve Maya uygarlıklarıdır.
* Rig-Veda'da Güneş'in hareketine bağlanan 27 takımyıldızdan ve 13 bölümlü zodyaktan söz edilir.
* Mayalar ise teleskopları olmadıkları halde Venüs’ün evrelerini ve tutulmalarını tam olarak saptayabilmişlerdi.
* Antik Yunanlar'ın gök bilimine yaptıkları en önemli katkı, yıldızları kadir derecelerine göre sınıflandırmaya çalışmış olmalarıdır.
Ortaçağ'da gök bilimi
Kartal nebulasından ilginç bir görüntü
Apollo Teleskobu
Ortaçağ’da gökbilim bilgilerinin İslam bilginlerince geliştirildiği ve bu bilgilerin sonradan Batı'ya aktarıldığı görülür. Gökbilimi geliştiren bu İslam bilginlerinden başlıcaları şöyle sıralanır :
* Fergani (805–880), Gök cisimlerinin hareketleri üzerine yazılar yazdı, ekliptiğin eğikliğini hesaplamasını sağladığı gözlemlerde bulundu.
* Kindi (801–873), filozof ve ansiklopedici bilgin, gökbilim üzerine 16 eser yazdı.
* Battani (855–923), gökbilimci ve matematikçi
* Hasib El-Mısri (850–930), Mısırlı matematikçi
* Harezmi (780-850): Türkistanlı matematikçi.
* Ebubekir Er-Razi (864–930), İranlı bilgin
* Farabi (872–950) büyük filozof ve bilgin.
* Khujandi 10. yüzyılın sonunda Tahran yakınında bir gözlemevi inşa etti.
* Ömer Hayyam (1048–1131), cetveller hazırladı, takvimi geliştirdi.
* Ibn El-Haytham (965–1039), matematikçi ve fizikçi.
* Biruni, (973–1048), matematikçi, gökbilimci ve ansiklopedici.
* Tusi (1201–1274), filozof, matematikçi, gökbilimci ve ilahiyatçı; trigonometrinin kurucularından biri olarak kabul edilir.
* Gıyaseddin Cemşid (1380–1429), (Özbekistan)
* Uluğ Bey (1393 - 1449) Timur İmparatorluğu'nun 4. hükümdarı. Matematikçi ve gökbilimci.
* Ali Kuşçu (1403 - 1474) Türk gökbilimci, matematikçi ve dilbilimci
Rönesans'ta gök bilimi
* Kopernik Güneş merkezli güneş sistemi modelini fikir olarak ortaya attı.
* Koperniğin fikri Galile ve Kepler tarafından savunuldu, geliştirildi ve düzeltildi.
* Kepler Güneş’in çevresindeki gezegenlerin hareketini belirleyen bir yasalar sistemi olduğunu düşünen ilk kişi oldu.
* Çekimi hareket yasalarıyla tanımlayan Newton oldu. Böylece gezegenlerin hareketine makul bir açıklama getiren ilk kişi de o oldu. Aynı zamanda yansıtıcı teleskobu icat etti.
Günümüzde gökbilim
Gökbilim 19. ve özellikle 20. yüzyılda baş döndürücü bir hızla ilerlemiştir. Yakın zamanlardaki keşif ve gelişmelerle ilgili olarak şunlar söylenebilir:
* Teleskopların geliştirilmiş olmasının yanısıra, diğer bilim dallarındaki ilerlemelerin de gök bilimine yardımcı olmaları sayesinde, evrenin gizleri bir bir açığa çıkmaktadır.
* Gökbilimdeki en önemli gelişmelerden biri, tayfölçümü de denilen spektroskopinin (maddelerin ışıkla olan etkileşimlerini anlamaya çalışma, maddelerin soğurduğu ve yaydığı ışığı, yani elektromanyetik dalgaları saptayarak maddenin yapısı hakkında sonuçlara varma tekniği) yani yıldız ışığının elektromanyetik spektral analizine başlanmış olmasıdır.
* Diğer yıldızların ışıklarının analizi, bu yıldızların ışığının temelde Güneş’in ışığından farksız olduğunu, fakat yıldızlar arasında sıcaklık, kütle ve boyut bakımından son derece büyük farklılıklar bulunduğunu göstermiştir.
Evrenin genişlemesi, galaksiler giderek birbirinden uzaklaşmaktadır.
* 20. yüzyılın başında diğer galaksilerden ayrı bir birim olarak galaksimizin varlığı kanıtlanabilmiştir.
* Ardından Hubble yasası ile evrenin bir genişleme içinde olduğu saptanmıştır; galaksiler giderek birbirinden uzaklaşmaktadır.
* Kozmolojik termik ışıma (fosil ışıması) ve kimyasal elementler ve izotoplarının maddeden ayrılmasını açıklayan farklı nükleosentez teorileriyle büyük ölçüde gökbilim ve fiziğe dayalı olan Büyük Patlama kuramı yoluyla kozmoloji özellikle 20. yüzyılda büyük gelişmeler göstermiştir.
* 20. yüzyılın bu alandaki son gelişmeleri olarak, radyoteleskopların, radyoastronominin, modern bildirişim araçlarının ortaya çıkması sayılabilir. Bunlar sayesinde, elektromanyetik dalgalarla uzayı aşan parçacıkların spektroskopik analizi yapılabilmiş ve böylece uzak gök cisimleri üzerinde yeni deney türleri olanaklı hale gelmiştir.
Gökbilimin dalları, alanları, konuları
Antikçağdaki başlangıç döneminde gök bilimi yalnızca astrometriden, yani yıldız ve gezegenlerin gökyüzündeki konumlarının ölçümünden ibaretti. Daha sonra Kepler ve Newton’un çalışmaları gök cisimlerinin kütle çekimi etkisi altındaki hareketlerinin matematik yoluyla öngörülmesini sağlayan gök mekaniğini doğurdu. Bu iki alandaki (astrometri ve gök mekaniği) çalışmaların çoğu, önceleri, elle yapılan işlemlerden oluşuyordu. Günümüzde ise bu çalışmalar bilgisayarlar ve fotoğraf aygıtları ile yapılabilmektedir ki; bu da gök cisimlerinin konum ve hareketlerinin çok büyük bir hızla saptanabilmesini sağlamaktadır. Bu yüzden modern gökbilim daha ziyade gök cisimlerinin fiziksel doğasını gözlemlemleye ve anlamaya yönelmiştir.
20. yüzyıldan itibaren profesyonel gök bilimi iki alana ayrılma eğilimi göstermiştir : gözlemsel astronomi ve teorik astrofizik. Gök bilimcilerin çoğunun her iki alanda da çalışıyor olmasıyla birlikte, profesyonel gökbilimciler giderek bu iki alandan birinde uzmanlaşma eğilimi göstermektedirler. Gözlem gök bilimi esas olarak verilerin elde edilmesiyle ilgilenir. Teorik astrofizik ise esas olarak gözlemlenen fenomenleri anlamaya ve öngörülerde bulunmaya çalışır. Teorik astrofizik gözlem gökbilimine bir tamamlayıcı etken olarak gökbilimsel oluşumları açıklamaya çalışır da denilebilir.
Gök biliminin bir dalı olan astrofizik, yıldızların gözlemiyle sınıflandırılan fiziksel fenomenleri tanımlar, belirler. Günümüzde gök bilimcilerin hepsi de belirli bir astrofizik bilgisine sahiptirler ve gözlemleri de hemen hemen her zaman, yine astrofizik bağlamında incelenir. Bununla birlikte, kendilerini yalnızca astrofiziği incelemeye vermiş araştırmacılar da yok değildir. Astrofizikçilerin çalışması gökbilimsel gözlem verilerini analiz etmek ve onları fiziksel olgulara indirgemektir.
Astrofiziğin bir dalı olan kozmoloji, evreni fiziksel bir sistem olarak inceler; yani evrenin doğuşu ve büyümesi, evrimi, gökcisimlerinin fiziksel ve kimyasal özellikleri ve konumlarının hesaplanması ile ilişkilidir. Gökbilim gözlemleri salt gökbilim ile ilişkili değildir; aynı zamanda genel görelilik kuramı gibi fizikte çok önemli yeri olan kuramların sınanması için de gözlemsel veri sağlar.
Kullanılan inceleme yöntemi, amaç ve konuya göre birbiriyle iç içe olan, genel gök bilimi, astrofizik ve uzay bilimleri gibi birçok dala ayrılır. Gök biliminde inceleme alanları aynı zamanda şu iki kategoride ele alınır:
* Konuya göre gökbilim. Genellikle uzayın bölgelerine göre (örneğin galaktik gök bilimi) ve ilgili meselenin tiplerine göre dallara ayrılır (yıldızların oluşumu, kozmoloji).
* Gözlem tarzına göre gökbilim. Saptanan partiküllerin tipine (ışık, nötrino) veya dalga genişliğine (radyo dalgaları, gözle görünen ışık, kızılötesi ışınlar) göre dallara ayrılır.