Yerçekimini Keşfeden Dahi: Isaac Newton

Alper Sezener

"Eğer daha ilerisini gördüysem, bu devlerin omuzlarında durarak oldu."

"Bir insan yanlış şeyler hayal edebilir, ama yalnızca doğru olan şeyleri anlayabilir."

"Gök cisimlerinin hareketlerini hesaplayabilirim ama insanların çılgınlıklarını hesaplayamam."

"Hayatınızı bir açıklamadan ziyade bir ünlem olarak yaşayın."

"Bildiğimiz şey bir damladır; bilmediğimiz şey ise bir okyanus."

"Cesur bir tahmin olmadan hiçbir büyük keşif yapılmamıştır."

"Gerçek her zaman basitlikte bulunur, şeylerin çokluğunda ve karmaşasında değil.”

"Deha sabırdır."

"Önümde keşfedilmemiş uçsuz bucaksız hakikat okyanusları uzanırken, kendime göre ben sadece kumsalda oynayan bir çocuğum."

"Eğer şimdiye kadar değerli keşifler yaptıysam, bunu başka herhangi bir yetenekten çok sabırlı dikkatime borçluyum."

"Çok fazla duvar inşa ediyoruz ama yeterince köprü kuramıyoruz."

*

Isaac Newton, 4 Ocak 1643'te İngiltere, Lincolnshire’da küçük bir köy olan Woolsthorpe Malikanesi'nde dünyaya geldi.

Isaac ve Hannah Ayscough Newton'un tek oğluydu. Tahminlere göre, 11 ila 15 hafta erken doğdu, sanki babasına yetişmeye çalışıyordu ama babasını göremedi. Babası onun doğumundan üç ay önce öldü.

Oldukça erken doğduğu için çok yaşamaz diye düşünülüyordu; fakat, yaşama mucizevi bir şekilde tutundu.

Üç yaşındayken annesi başka biri ile evlendi. Üvey babası Newton’u oğlu olarak kabullenmedi. Bu yüzden büyükanne ve büyükbabası tarafından büyütüldü.

Newton 10 yaşındayken üvey babası öldükten sonra annesiyle yeniden bir araya geldi. Hannah, Newton'ın üç üvey kardeşini de yanına alarak Woolsthorpe Malikanesi'ne döndü.

Ancak bu kavuşma uzun sürmedi. Newton 12 yaşındayken yakınlardaki Grantham'a okula gönderildi. Woolsthorpe'a yürüyerek gidip gelmek çok uzak olduğu için ilaç yapıp satan yerel bir eczacıyla birlikte yaşıyordu.

Newton başlarda pek iyi bir öğrenci değildi. İçine kapanıktı. Ayrıca, kekeme olduğundan dolayı zorunda olmadığı sürece konuşmaktan imtina ediyordu.

Arkadaşlarıyla vakit geçirmektense model bir yel değirmeni de dahil olmak üzere kendi mekanik cihazlar yapmakla çok daha fazla ilgileniyordu.

Bir süre sonra rüzgâr hızını ölçme çabası da dahil olmak üzere kendi deneylerini yapmaya başladı.

17 yaşına geldiğinde annesi tarafından Woolsthorpe'a geri dönmeye zorlandı. Annesi, ailenin topraklarını yönetmesini bekliyordu. Ancak Newton özünde çiftçi değildi ve koyun sürüsüyle ilgilenmektense kitap okumayı tercih ediyordu.

Başarısız çiftçilik deneyimi sadece dokuz ay sürdü ve Newton bir öğretmeninin annesini ikna etmesi sayesinde eğitimine geri döndü.

Daha sonra 1661 yılında Cambridge Üniversitesi'ndeki Trinity College'a gitti. Trinity'de Newton entelektüel yuvasını buldu ve gelişmeye başladı. Yerçekimi hakkındaki düşüncelerini ilk kez orada bir avluda düşündü.

Kendini matematik ve felsefeye adadı. Henüz 23 yaşındayken hesaplama alanında (integral ve diferansiyel hesabın geliştirilmesi ve makroskobik cisimlerin hareketini tanımlaması ile) ve optik (renk teorisi ile) alanında çok önemli keşifler yaptı.

1669'da 26 yaşındayken Cambridge'de matematik profesörü olarak atandı. Bu pozisyonu elinde tutan ikinci kişiydi. Onu elinde tutan 17. kişi, 1979–2009 yılları arasında Stephen Hawking'di.

Cambridge'de yaklaşık 30 yıl profesörlük yaptı. Bilim insanı olarak bir dâhiydi ama öğretmeye çok az ilgisi vardı ve dersleri öğrenciler arasında popüler değildi.

Newton, 1687'de yayınlanan ve kısaca “Principia” olarak bilinen “Doğal Felsefenin Matematiksel İlkeleri”nde (Philosophiae Naturalis Principia Mathematica) çalışmalarını ve keşiflerini vurguladı. Bu çalışmasında, hareket yasaları ve yerçekimi kuramı aracılığıyla modern fiziğin ve mühendisliğin temellerini attı.

Bu eser, günümüzde hala fizik tarihindeki en etkili çalışma olarak kabul edilmektedir.

“Evrensel Yerçekimi Yasası”, “Üç Hareket Yasası”, “Dünyanın Şekli”, “Optik”, “Ampirik Soğuma Yasası” ve “Newton Sıvısı” kavramı gibi dünyayı değiştiren birçok fikir keşfetti.

Tüm başarılı ve dahi kişilerin başına geldiği gibi haliyle çok da düşman biriktirdi.

Bunlardan Robert Hooke (mikroskobik deneyleriyle tanınan bir bilim adamı) ona karşı uzun süredir devam eden bir kin besliyordu. Hooke, Newton'un optik kuramının yanlış olduğuna ve Newton'un çalışmalarından bazılarını çaldığına ve onu “Doğal Felsefenin Matematiksel İlkeleri”ne dahil ettiğine inanıyordu.

Alman matematikçi Gottfried Leibniz ve Isaac Newton, sonsuz küçükler hesabını kimin keşfettiği konusunda ünlü bir tartışmaya girdiler. Her ikisi de diğerinin fikirlerini çaldığını savundu. Daha sonra her ikisinin de matematiğin bu dalını bağımsız olarak keşfettikleri belirlendi.

Bunun dışında teolojiye de meraklıydı. Evrenin nasıl çalıştığına dair gizli mesajlar bulmak amacıyla İncil'i analiz etti.

Bir kafir olarak görülmesinden korkan ailesi ve arkadaşları, onun bazı çalışmalarını yaktı veya sakladı. Newton özellikle, Katoliklik, Anglikanizm ve Protestanlığın çoğu biçimi tarafından kınanan sapkın bir kavram olan Kutsal Üçlü doktrinini reddetti.

Siyasete de atıldı ve 1689-90 ve 1701-02'de Cambridge Üniversitesi Parlamento Üyesi olarak iki kısa dönem görev yaptı. Yalnızca bir kez, birinden pencereyi kapamasını istemek için konuştu.

Kraliçe Anne tarafından 1705'te şövalye ilan edildi, “Sir” oldu ve hayatının son otuz yılını Londra'da geçirerek Kraliyet Darphanesi'nde Müdür (1696-1700) ve Usta (1700-1727) olarak görev yaptı; dünyanın en seçkin bilim insanlarının birçoğunun üye olduğu ve varlığını sürdüren en eski bilim akademisi olan Kraliyet Topluluğu’nun (Royal Society) başkanlığını yürüttü (1703-1727).

Nihayet, bilimin gelişmesine ve evreni anlamaya adanmış dolu dolu bir yaşamın ardından, Londra’da 31 Mart 1727'de, 84 yaşındayken uykusunda yaşama veda etti.

Ölümünden dört gün sonra, Charles Darwin, Charles Dickens ve David Livingstone da dahil olmak üzere birçok önemli kişinin ve İngiliz hükümdarının defnedildiği yer olan Westminster Abbey'e defnedilen ilk bilim adamı olma onuruna erişti.

*

Özet olarak, Newton'un hayatı dört kısımda değerlendirilebilir: 1661'de Cambridge'deki Trinity College'a girmeden önceki yıllar; “Principia” 1687'de yayımlanmadan önce Cambridge'de geçirdiği yıllar; bu yayının hemen ardından, kendisine getirdiği ün ve Cambridge'e karşı giderek artan hayal kırıklığıyla damgasını vuran neredeyse on yıllık bir dönem ve büyük bir bölümü Darphane Şefi olarak geçen Londra'daki son otuz yılı.

Londra'da geçirdiği yıllar boyunca entelektüel olarak aktif kalırken, efsanevi ilerlemeleri neredeyse tamamen Cambridge'de geçirdiği yıllara dayanmaktadır.

Bununla birlikte, 1670'lerin başındaki optik belgeleri ve “Principia”nın ilk baskısı dışında, ölmeden önce yayınlanan tüm çalışmaları Londra'da geçirdiği yıllara denk gelir.

*

Hemen hemen herkes yerçekimi yasasına oldukça hâkimdir ama üç hareket yasasını hatırlamakta fayda olabilir.

Newton'un Birinci Hareket Yasası, hareket halindeki bir nesnenin, üzerine bir dış kuvvet etki etmedikçe hareket halinde kalma eğiliminde olduğunu belirtir. Benzer şekilde, eğer cisim duruyorsa, üzerine dengesiz bir kuvvet etki etmedikçe hareketsiz kalacaktır.

Temel olarak, Newton'un Birinci Yasası'nın söylediği şey, nesnelerin öngörülebilir şekilde davrandığıdır. Masanızın üzerinde duran bir top, üzerine bir kuvvet etki etmedikçe yuvarlanmaya veya masadan düşmeye başlamaz. Hareket eden nesneler, bir kuvvet onların yollarından hareket etmelerine neden olmadıkça yönlerini değiştirmezler.

Newton'un İkinci Hareket Yasası, bir nesneye bir kuvvet etki ettiğinde, nesnenin hızlanmasına neden olacağını belirtir. Nesnenin kütlesi ne kadar büyükse, ivmelenmesi için kuvvetin o kadar büyük olması gerekir.

İkinci Yasayı ifade etmenin başka bir yolu, ağır bir nesneyi hareket ettirmek için hafif bir nesneyi hareket ettirmekten daha fazla güç gerektiğini söylemektir. Yasa ayrıca yavaşlamayı da açıklar. Yavaşlamayı, üzerinde eksi işareti olan bir hızlanma olarak düşünebilirsiniz.

Newton'un Üçüncü Hareket Yasası, her etki için eşit ve zıt bir tepki olduğunu belirtir. Bunun anlamı, bir nesneyi itmenin, o nesnenin size tam olarak aynı miktarda, ancak ters yönde geri itmesine neden olmasıdır.

Örneğin bir top zeminde sektiğinde, zemine uyguladığı kuvvet nedeniyle, zemin tarafından topa hissedilen büyüklükteki reaksiyon kuvveti nedeniyle, topun potansiyel enerjisi tekrar kinetik enerjiye dönüştürülür. Böylece topun yere uyguladığı kuvvet sıfır olana kadar top zıplar.

Newton'un hareket yasaları çok önemlidir çünkü günlük hayatta yaptığımız ya da gördüğümüz her şeyle ilgilidir. Bu yasalar bize nesnelerin nasıl hareket ettiğini veya hareketsiz kaldığını ve neden yatağımızdan uçmadığımızı veya ayakta durduğumuzu anlatır.

*

Elma ağacından kafasına düşen elma sonucu yerçekimini keşfetmesi ile ilgili hikâyeye gelince…

Efsaneye göre genç Isaac Newton bir elma ağacının altında otururken düşen bir elma kafasına çarptı, (mecazi olarak kafasında bir ampul yandı), aniden yere düşen elma sayesinde yerçekimi kanununu buldu.

Peki, gerçekten böyle mi oldu?

Bilindiği gibi, Newton Cambridge Üniversitesi'ne girdikten dört yıl sonra, okul veba salgını nedeniyle geçici olarak kapandı. Newton, çocukluk evi olan Woolsthorpe Malikanesi'ne geri dönmek zorunda kaldı.

Tarihçilerin çoğunun ortak fikrine göre, Woolsthorpe'daki bu döneminde, 1667'de Cambridge'e tekrar dönene kadar, kesinlikle bahçedeki bir elmanın ağaçtan düştüğüne tanık oldu.

Fakat, elmanın gerçekten kafasına düştüğünü gösteren bir kanıt yoktur. Tarihçilerin bir kısmı, odasının penceresinden bu olaya şahit olduğunda ısrar eder.

Ancak Newton'un gözlemi, elmaların neden her zaman (yanlara veya yukarıya doğru değil) doğrudan yere düştüğünü düşünmesine neden olmuş ve sonunda evrensel çekim yasasını geliştirmesine ilham vermiştir.

Newton 1726'da elma anekdotunu William Stukeley ile paylaşmış, Stukeley de bunu 1752'de yayımlanan "Sir Isaac Newton'un Yaşamından Anılar" (Memoirs of Sir Isaac Newton's Life) adlı biyografisine dahil etmiştir.

Stukeley şöyle yazmıştır:

"Akşam yemeğinden sonra, hava sıcaktı, bahçeye çıktık ve elma ağaçlarının gölgesinde çay içtik... bana, daha önce yerçekimi fikrinin aklına geldiği zamanki gibi aynı durumda olduğunu söyledi... düşünceli bir ruh hali içinde otururken bir elmanın düşmesi vesilesiyle."

Hemen söyleyelim, ünlü elma ağacı halen Woolsthorpe Malikanesi'nin bahçesinde duruyor.