USTURLAP’TAN TELESKOPLARA GELİŞEN GÖZLEM TEKNOLOJİLERİ

AstroNotlar’dan, merhaba! Bu hafta geçmişten bu yana gelişen gözlem teknolojilerinden bahsedeceğiz.

İlk astronomik gözlemler nasıl enstrümanlarla yapılıyormuş? Sizlere gözlem tarihini başından itibaren anlatalım. 🙂

Konuya belki de biraz derin bakmak lazım. Astronomi biliminin, insanlıkla beraber başlayıp, atalarımızdan bize miras kalan en eski bilim dallarından biri olduğunu söyleyebiliriz. İnsanlık, kendi bilincinin farkına vardığı ilk andan itibaren gökyüzünü incelemiş, gördüklerine kendi yorumunu katarak anlamlar yüklemiş ve en önemlisi ise merak etmiş. Bu merakı giderebilmek için ise, farklı dönemlerde farklı yöntemler ve aletler kullanarak gökyüzünü incelemeye ve gördüklerinin arkasındaki mekanizmayı anlamaya çalışmış. Günümüzdeki gelişmeler baz alındığında insanlar gökyüzünü sadece anlamaya çalışmakla kalmamış. Başımıza yeni yeni icatlar da çıkarmışlar!

Bu merakın insanlığı getirdiği noktalardan birisinde de teleskop icat edilmiş ve gökyüzüne duyulan merakla beraber, ona duyulan ilgi de büyük bir hızla artmış. Artan bu ilginin bir sonucu olarak da çok daha kaliteli ve temiz görüntüler elde etmek, gökyüzünü çok daha iyi gözlemlemek için teleskoplar geliştirilmiş ve farklı optik gözlem metotları kullanılmaya başlanmış. Günümüzde farklı amaçlara hizmet eden hem yer tabanlı, hem de uzay tabanlı teleskoplar ve çeşitli gözlem teknolojileri, gözlem yöntemleri sayesinde Astronomi bilimi tüm hızıyla ilerlemeye ve gelişmeye devam ediyor. Gelecekte yapılacak yeni nesil teleskop ve gözlemevleri sayesinde, günümüzde bildiğimizden kat kat daha fazlasını elde edebileceğimiz uzun ve aydınlık bir yol var önümüzde.

Geleceğin gerçekten de heyecan verici olacağından şüphem yok. Teleskoptan önce insanlık gökyüzünü nasıl inceliyordu peki? Sonuçta teleskop 17. yüzyılın başında icat edilen bir alet öncesinde ne vardı?

Teleskoplardan önce de insanlar yıldızları gözlemliyordu. Eski Mısırlılar “Merkhet” adlı bir alet kullanmışlar, Yunanlar da benzer bir gözlem aleti kullanmışlar. Yunanlar, ufka göre yıldızların arasındaki açıyı ölçebilen aletler yaptılar. Bu sayede yıldızın gökyüzünde yaptığı açıyı takip ederek, yıldızın gökyüzündeki hareket ettiği yolu hesaplayabilmişler. Bu tür aletler, teleskoplar icat edilmeden yüzlerce yıl önce kullanılmış. Bu tür teleskop öncesi gözlem cihazlarının doruk noktası Tycho Brahe’nin cihazları olmuş. Gök cisimlerinin yolunun ölçümlerini daha doğru yapabilmek için devasa enstrümanlar tasarladı. Brahe’nin daha hassas ölçümler için daha büyük araçlar oluşturma fikri tarih boyunca devam etti. Ek bir dönme eksenine izin vermek için dönen bir tabana yerleştirilen ve yıldızların ufuktan itibaren açısal yüksekliklerini ölçmek için kullanılan dev bir kadran yapmayı planladı. Brahe, yapmış olduğu çok hassas ekipmanını kullanarak, daha sonra Kepler tarafından Güneş merkezli evren teorisini güçlendirmek ve herhangi bir optik ekipman olmadan Mars’ın retrograd hareketini yeterli seviyede açıklamak için kullanılacak ölçümler aldı. Kepler, Brahe’nin elde etmiş olduğu inanılmaz hassasiyet sayesinde teleskopla gökyüzüne bakmadan bile birçok temel keşif yaptı. Ne yazık ki Brahe, ilk teleskop icat edilmeden yedi yıl önce öldü.

Yalnızca Eski Mısırlılar tarafından kullanılan Merkhet değil, özellikle Arap Astronomisi’nde sıkça karşımıza çıkan “Usturlap” gibi aletler hakkında da geniş bilgiye sahibiz. Önce Merkhet’ten bahsedelim. Merkhet, aslında Güneş Saati gibi eski bir zaman tutma aletiydi. Tahta bir sapa tutturulmuş, ucunda “çekül” denilen koni şeklinde bir ağırlık bulunan ipli bir çubuktan oluşuyordu. Gece saatini yaklaşık olarak tahmin etmek için Eski Mısır dilinde “Baktiu” olarak bilinen belirli yıldızların hizalarını izlemek için kullanılırdı. Eski Mısırlılar, saat sistemi olarak gecenin 10 saati için 10 yıldızdan oluşan, 12 saat gündüz, 1 saat gün batımı, 1 saat gün doğumu olmak üzere toplam 24 saatten oluşan bir sistem kullanıyorlardı. Bu şekilde Merkhet, Güneş battıktan sonra işe yaramaz hale gelen Güneş saatlerinin aksine daha verimli oldu. Zamanı ölçmek için kullanılan Merkhet, aynı zamanda ilk gözlem aletlerinden biri de olmuş oldu.

Merkhet (Görsel: ScienceMuseum Group)

Usturlap, zamanı ölçmemize yarayan Merkhet’ten farklı olarak, asıl amacı astronomik ölçümlerde kullanılmak olan tarihi bir ölçüm cihazıdır. Kullanım alanları arasında Güneş, Ay, gezegen ve yıldızların konumlarını belirlemek yer alıyor. Ayrıca yerel saat ve İslam dininde namaz vakitleri de eski yıllarda Usturlap sayesinde hesaplanıyordu.

Usturlap’ın oldukça eski bir gözlem aleti olduğu bilinmesine rağmen tam olarak net bir tarihlendirme yapılamıyor. İlk olarak MÖ 240 yılında Apollonios ve MÖ 150 yılında Hipparkos tarafından keşfedildiği, Batlamyus tarafından kullanıldığı ve Philoponos’un altıncı yüzyılın ilk yarısında bu aletten bahsettiği batılı kaynaklarda yer alıyor. Dokuzuncu yüzyılda Harran’daki büyük üniversitede Abbasi halifelerinin bilim ve kültüre verdikleri önem neticesinde Usturlap hakkında çeşitli eserlerin yazıldığı da bilinmekte. Bu konuda yazılan en eski kitap, 829-830 yıllarında Bağdat’ta ve 833 yılında Şam’da çalışan Ali bin İsa’ya ait. Başka bir rivayete göre de Usturlap’ı ilk keşfeden ve bu konuda ilk kitap yazan kişi, Abbasi devri Astronomi alimlerinden İbrahim el-Fezari’dir ve Usturlap’ı İslam dünyasında ilk kullanan da kendisidir. Usturlap hakkında Biruni, Nasirüddin Tusi ve Habeşül Hasib’nin de eserleri bulunmakta.

Biruni gibi biliminsanları, yıldızların yerini bir çark ile belirleyen mekanik Usturlaplar da geliştirmişler. Bunlar Şamin ve Ez-Zerkali tarafından geliştirilmiş ve mekanik saatlerin temelini ortaya çıkarmışlar. On ikinci yüzyılda Şerafeddin el-Tusî Usturlap’a yeni bir şekil vererek baston şeklinde bir Usturlap geliştirmiş. 1365’te Fransa’da doğan Jean Fusoris da Avrupa kıtasındaki ilk Usturlap’ı yapmış. 17. yüzyıla kadar Avrupa’da yoğun olarak kullanılan usturlap, 18. yüzyıldan sonra yavaş yavaş önemini kaybetmiş, doğu ülkelerindeyse kullanımı 20. yüzyıla kadar sürmüş.

Çünkü 17. yüzyılın hemen başında, 1608 yılında, Hollandalı gözlükçü Hans Lippershey tarafından teleskop icat ediliyor. Sonrası ise tam bir curcuna.

1608’de Hollanda’da bir gözlük üreticisi olan Hans Lippershey tarafından icat ediliyor. Lippershey patentini almadan, buluşun haberi kısa süre sonra Avrupa’ya yayılıyor. Bu erken dönem mercekli  teleskopların tasarımı, dışbükey bir  mercek ve içbükey bir göz merceğinden oluşuyordu. Galileo, ertesi yıl kendi tasarımını geliştirdi ve bunu astronomide kullandı.

Galileo’nun kendi teleskopunu geliştirip, bunu gözlem yapmak için kullanması, modern astronominin başlangıcı olarak kabul ediliyor. Gerçekten de devrimsel bir olay. Galileo teleskopu çevirip gökyüzüne bakınca neler gördü peki?

Galileo, kendi geliştirdiği teleskopuyla 1609 yılında gökyüzüne baktı. Elindeki teleskop yalnızca 10 kat gibi küçük bir büyütme oranına sahipti. Buna rağmen günler, geceler boyunca gözlem yaptı, çizdi ve düşündü. Bunu daha önce kimse yapmamıştı. Bu yüzden 1609 yılı modern astronominin doğum yılı olarak kabul ediliyor. İlk kez meraklı biri, gökyüzündeki parlak cisimleri inceleyip, çizip, yayınlamıştır. Galileo’nun kendi yaptığı Ay gözlemini kendi cümleleriyle anlatmak daha doğru bizce. Şöyle demiş Galileo; “Güzel bir sonbahar akşamı, ben de herkes gibi pürüzsüz, cilalı bir taş gibi düşündüğüm Ay’a teleskopumla baktım. Gördüklerim ise beni çok şaşırttı. Çünkü düz olduğunu düşündüğüm Ay çukurlar ve dağlarla kaplıydı.” Ne güzel de demiş Galileo, aslında düşündüğümüzde kurduğu cümlenin çok derin anlamları var.

A 3X3 foot painting depicting a reproduction of 4 of Galileo's Moon phase drawings from Sidereous Nuncius - Oil on canvas by Deirdre Kelleghan 2009
Galileo’nun Ay çizimleri (Kaynak: Vatican Observatory)

Hayatta hiçbir şey göründüğü kadar kusursuz değildir ve görünüş aldatıcıdır. Neyse, daha fazla felsefe yapmadan konumuza dönelim, belki pandemiden sonra bir gün takipçilerimizle buluşursak bu konuları orada konuşuruz. 😀

1610 yılının başında Galileo, teleskopunu 30 kat daha güçlü hale getirmişti. Gökyüzünde gördüğü parlak bir cisme baktı. Günlerce bu cismin yanında bazen iki, bazen üç, bazen de dört tane nokta gördü ve bunları çizerek not etti. Daha sonra bunların yıldız olmadığına karar verdi. Gördüğü şey Jüpiter ve yakınında gördüğü parlak noktalar ise bugün “Galileo uyduları” adlarıyla bilinen Io, Europa, Ganymede ve Callisto idi.

Bu gözlem devrimsel bir gözlemdir. Çünkü o zamanlarda, kilise ve batı dünyası “Yer merkezli evren modelini” savunuyordu. Bu modele göre de tüm evren ve evrendeki cisimler Dünya’nın etrafında dönmek durumundaydılar. Fakat Galileo, teleskopuyla Jüpiter’in etrafında dönen dört tane uydu görünce olaylar bir anda karıştı. Çünkü evrende Dünya’nın etrafında dönmeyen cisimlerin ilk gözlemiydi bu olay. Böylelikle Yer merkezli evren modeli ilk ciddi darbesini almış oldu.

Galileo’nun Jüpiter ve uyduları çizimi (Kaynak: astronomidiyarı.com)

Galileo durmuyor ve Satürn’e bakıyor. Satürn’ün halkalarını görüyor ama onları “Satürn’ün kulakları” olarak yorumluyor. Venüs’e de bakıyor ve Venüs’ün evrelerini gözlemliyor, ki bu da Güneş merkezli evren modeli için güçlü bir kanıttır. Tüm bunları yazıyor ve yayınlıyor. Elbette bundan sonra başına gelenleri de sanırım hepimiz biliyoruz.

1611’de Kepler, iki dışbükey  mercekten oluşan bir sistem  ile çok daha kullanışlı bir teleskobun yapılabileceğini gösteriyor. 1655’e gelindiğinde, Christiaan Huygens gibi gökbilimciler, bileşik göz mercekleriyle güçlü ancak hantal Keplerian teleskoplar inşa ediyorlardı.

Isaac Newton, ilk  aynalı yani yansıtmalı teleskopu 1668’de tasarladı. Teleskop, ışığı teleskopun yan tarafına monte edilmiş bir göz merceğine yansıtmak için küçük bir düz diyagonal ayna içeren bir tasarıma sahipti. 1672’de Laurent Cassegrain, ışığı ana aynanın merkezindeki bir delikten yansıtmak için küçük bir dışbükey ikincil aynaya sahip bir  tasarım yapıyor.

Lenslerdeki renk sapmalarını büyük ölçüde azaltan, daha kısa ve daha işlevsel teleskoplara izin veren akromatik lensler, ilk olarak Chester Moore Hall tarafından 1733 yılında yapılan “Hall Teleskopu”nda ortaya çıkıyor. John Dollond, Hall’un icadını öğrendikten sonra 1758’den itibaren ticari ölçeklerde üretmeye başladı.

Teleskopların gelişmesindeki önemli nokta, John Hadley’in 1721’de daha büyük paraboloid aynalar üretmesiydi; 1857’de Léon Foucault tarafından tanıtılan cam aynaları gümüşle sırlama süreci, yani ayna kaplaması ve 1932’de reflektör aynalarda uzun ömürlü alüminize kaplamaların benimsenmesi ise gelişen gözlem teknolojileri için ayrı bir mihenk taşı oluyor. Cassegrain yansıtıcı teleskobun Ritchey-Chretien türü 1910 civarında icat ediliyor, ancak 1950 sonrasına pek benimsenmiyor. 1950’den sonra Hubble Uzay Teleskobu da dahil olmak üzere birçok modern teleskop, klasik Cassegrain’den daha geniş bir görüş alanı sağlayan bu tasarımı kullanıyor.

1975–1985 yılları arasında  Hawaii ve Şili çölü gibi daha yüksek rakımlı yerlerde 4 metre ayna çapına sahip teleskoplar inşa edildi. 1970’lerde bilgisayar kontrollü alt-azimut kundaklı teleskopların ve 1980’lerde aktif optik sistemlerinin geliştirilmesi, 1993’de Hawaii’de bulunan 10 metrelik Keck teleskoplarından başlayarak yeni nesil daha da büyük teleskopların inşasına olanak sağladı.

Alt- azimut kundaklı teleskoplarda teleskop, Alt-Az koordinat sisteminde dolaşır. Yani daha basit ifade edecek olursak, teleskop ufuksal düzlemde sağa-sola ve yukarı-aşağı hareket eder. Oldukça basit ve pratik görünmesine karşın pek kullanışlı olduğu söylenemez, özellikle gözlemevlerindeki devasa teleskoplar için. Bu tarz kundak sisteminde özellikle yüksek yakınlaştırmalarda çok sorun yaşanır. Çünkü çıplak gözle pek fark edilmese de yakınlaştırma yapıldıkça gök cisimlerinin hareketi çok belirgin hale gelir. Ay’ın kraterlerini izlerken Ay’ın birkaç dakika içinde görüntüden çıktığını görürsünüz. Alt-Az teleskop kundağı kullanarak Ay’ı takip etmeye çalışmak gerçekten zorlayıcı olabilir.

Aktif optik olarak bilinen teknoloji ise, gözlemler sırasında aynanın şeklini aktif olarak ayarlayabilen uyarıcılarla ayarlanabilir aynayı eşleştirerek, görüntü kalitesi optimumda tutulur.

astronotlar.space@gmail.com e-posta adresimize konuştuğumuz içeriklere dair düşüncelerinizi ve değinmemizi istediğiniz konuları yazabilir, bir kitap, link veya bilgi paylaşımında bulunabilirsiniz. Sosyal medya hesaplarımızı Instagram ve Twitter’dan “astro_notlar” olarak takibe almayı unutmayın! Facebook’tan vazgeçmem diyenler ise bizi AstroNotlar sayfasında bulabilirler. Gelecek hafta görüşünceye dek, gökyüzüne iyi bakın, hoşçakalın!

E-posta: astronotlar.space@gmail.com
Facebook: facebook.com/astronotlar.space
Instagram: instagram.com/astro_notlar
Twitter: twitter.com/astro_notlar
Anchor: anchor.fm/astronotlar

KAYNAKLAR VE GÖRSELLER

https://en.wikipedia.org/wiki/History_of_the_telescope

http://articles.adsabs.harvard.edu//full/2006JRASC.100…37E/0000037.000.html

https://tr.wikipedia.org/wiki/Usturlap

https://en.wikipedia.org/wiki/Charge-coupled_device

https://www.eso.org/public/turkey/teles-instr/technology/active_optics/

Author: Olcaytuğ Özgüllü

24-01-1997 Çorlu/TEKİRDAĞ doğumluyum. Asker ailesi olduğumuz için hayatım (özellikle çocukluğum) Türkiye'nin dört bir tarafında geçti ama 10 yıl boyunca İzmir'de yaşadığım için kendimi oraya ait hissediyorum. İzmir Balçova Anadolu Lisesi'nden 2015 yılında mezun oldum ve aynı sene İstanbul Üniversitesi Astronomi ve Uzay Bilimleri Bölümü'nü kazandım. Halen daha bu bölümde lisans öğrencisiyim. 5 yaşından beri hayalim olan bölümü okumakta ve kendimi bu alanda geliştirmek için elimden gelen her şeyi yapmaktayım. Gelecekte de kendimi başarılı bir "Astronom" olarak görmek istiyorum. Hayallerinizin peşinden koşmaktan asla vazgeçmeyin... ;)

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak.