Galileo’nun Fiziğe Katkıları Nelerdir

0
4441

Kepler gezegenlerin güneş etrafında çembersel değil, elips biçiminde yörüngeler çizdiklerini, düzgün değil değişen hızlarla hareket ettiklerini kanıtlamakla Aristotelesçi geleneğin iki önemli önyargısını yıkmıştı. Bu geleneğin sağduyuya da uygun gelen bir ilkesi de, cisimlerin hareketi ile ilgiliydi. Aristoteles pek haklı olarak hareket halindeki bir cisim itilmezse (veya çekilmezse) er geç durur, demişti.

Bu, hepimizin günlük gözlemleriyle de doğrulanan bir gerçek. Ne var ki, görünüşte kalan bu gerçek, bilimin gelişmesini uzun süre engellemekten geri kalmamıştır. Birçok hallerde sağduyu ile bilimin çatışması da buradan gelmektedir. Sağduyu görünüşle yetinirken, bilimin görünüşün ötesinde birtakım nesne veya ilişkilere gittiğini görüyoruz. Herakleitos’un çok önceleri söylediği gibi, evrenin işleyişine esas olan ölçüler gizlidir; bilimsel araştırmanın amacı bunları gün ışığına çıkarmaktır. Kaldı kİ, bilim tarihindeki pek çok örneklerden gördüğümüz gibi, görünüşteki olup bitenlerin açıklanması için de bu geride yatan ilişkilerin ortaya çıkarılmasına ihtiyaç vardır.

Aristoteles’in cisimlerin hareketi ile ilgili görüşü, görünüş çerçevesinde doğru, fakat temelde sakattı. Hareket halinde bir cismin durması itilmemesinden değil, hareketten alıkoyucu birtakım nedenlerin varlığından ileri geliyordu. Bu engeller ortadan kaldırıldığında cismin hareketini sürdürmesi beklenir. Ne var ki, gerçek dünyada bir hareketin tam serbest kalması olanaksızdır. Sadece engelleyici kuvvetler azaltılabilir veya hafifletilebilir. Nitekim pürüzsüz yüzeylerde hareketin daha uzun sürdüğünü hepimiz biliyoruz.

Tüm engellerin giderildiği ideal bir durumda hareket halindeki cisimler hareketlerini sonsuza dek sürdürürler. Fiziğin bu evrensel ilkesini ilk formüle eden Galileo yalnız Aristoteles dinamiğini yıkmakla kalmaz, aynı zamanda bilimin görünüşle bağlı kalamayacağını da gösterir. Yeni ilke geleneksel öğretiden şu iki yönde ayrılıyordu: 1. Hareketsizlik gibi hareketin de cisimlerin doğal bir özelliği olduğu; 2. Çembersel hareketin değil, fakat kelimenin özel anlamında “doğrusal” hareketin doğal sayılması gerektiği. Buna göre, hareket halindeki bir cisim için doğal olan, hareketini düz bir çizgi üzerinde aynı hızla sürdürmektir.

Galileo, cisimlerin düşme olayını da aynı yaklaşımla ele alır. Hemen herkes bilir ki, atmosferde serbest bırakılan aynı büyüklükte iki cisimden daha yoğun olanı yere daha erken ulaşır. Burada da gördüğümüz, gözlenen sonucun, düşmenin yer aldığı ortamın etkisinden dolayı görünüşte kalan bir olgu olmasıdır. İdeal bir durumda, (yani, düşmeyi engelleyen hiçbir atmosferik etkenin olmadığı tam bir boşlukta) yoğunlukları ne olursa olsun tüm cisimler aynı düşme mesafesini aynı sürede tamamlarlar. Gözlemler düşmenin sabit bir hızla değil, saniyede 32 ayak (yaklaşık 10 metre) artan bir hızla meydana geldiğini göstermiştir. Burada hareketin düzgün doğrusal değil, ivmeli olması boşlukta dahi bir etkinin araya girdiği ve doğal hareketi değiştirdiği düşüncesine yol açmıştır. Bu ise, yerçekimi kuvvetinden başka bir şey değildir.

Galileo böylece fiziğin iki önemli yasasını keşfetmiş olur. Bunlardan ilki “eylemsizlik ilkesi” diye bilinir ve şöyle ifade edilir: Her cisim bir dış kuvvetin etkisi olmadıkça hareket halindeyse hareketini aynı hızla düz bir çizgi üzerinde, duruyorsa hareketsizliğini, sürdürür.

Daha sonra da göreceğimiz gibi, bu yasa Newton mekaniğinde hareketin birinci yasası olarak tanımlanır.

Galileo’nun keşfettiği ikinci yasa, “Cisimlerin Serbest Düşme Yasası” diye bilinir ve şöyle ifade edilir:

Serbest düşen bir cismin düştüğü mesafe, düşme süresinin karesiyle doğru orantılı olarak değişir.*

Matematiksel olarak:

s = 1/2 gt2

(Denklemde s düşme mesafesini, t düşme süresini, g sabit bir değer olup yerçekimi ivmesini simgelemektedir).

Galileo, kendisinden sonra gelen tüm bilim adamları gibi, maddenin “birincil” dediği özellikleri (kütle, biçim ve hareket) ile ilgileniyordu. “İkincil” dediği renk, tat, koku ve ses gibi özellikler ölçülemediğinden onu ilgilendirmiyordu.

Galileo’nun Astronomiye Katkıları

CEVAP VER