Her birimiz yıldız tozundan yapıldık. Biz, kozmosun kendisinin farkında olmasının bir yoluyuz.

Carl Sagan

Büyüklüğüyle hayal gücümüzün dahi sınırlarını aşan bir evrende yaşadığımız tartışmasız bir gerçektir. Bu gerçek bizim için apaçık ortada olabilir ancak, varoluşumuzun emekleme dönemlerinde bunun pek de farkında değildik. Gözlerimizi kozmik ufka diktiğimiz ilk dönemlerde, yıldızların ve gezegenlerin doğa üzerinde güç sahibi olduğunu düşünerek onlara tanrısal bir kutsallık atfediyorduk.

Zamanla bu durum da değişti elbette, bugün kozmos hakkında atalarımızdan çok daha fazla şey biliyoruz. Peki bu nasıl oldu? Tarih boyunca zekice fikirleriyle ortaya çıkan bilim insanları sayesinde mi? Evet, kısmen öyle. Bununla beraber işin bir de teknolojik boyutu var.

Astronomi gözlem temelli bir bilim dalıdır, onu gözleyecek enstrümanlar olmadan kör kalırdık.

Bu yazımda, astronomi biliminin gelişimindeki teknolojik boyutun altı anahtar adımını anlatmaya çalışacağım.

Teleskop

17.yüzyılda Hans Lippershey tarafından icat edilen teleskop, evren perspektifimizi tamamen değiştiren bir icat olmasına karşın, ilk dönemlerdeki kullanım amacı yalnızca uzak nesneleri büyütmekti. Teleskobunu gökyüzüne çevirerek, insanlığın evren hakkında ne kadar yanıldığını gösteren ilk kişiyse Galilei oldu.

astronomi
Artemis searches the Northern Hemisphere sky for exoplanets. Credit: D. Padron

Astronomik objeler, aramızdaki kozmik mesafelerden dolayı, sönük görünme eğiliminde olurlar. Dolayısıyla, onları gözlemleyebilmek pek de kolay değildir. Bu amaçla, gözlem yapabilmek için mümkün olduğu kadar fazla ışık toplamamız gerekir. Teleskopların sağladığı yararlar da kendini tam bu noktada gösterir, çıplak gözle göremediğimiz gök cisimlerini görünür kılan teleskopların üç temek işlevi vardır:

  • Işık toplama: Sönük gök cisimlerinin gözlemlenmesi için daha fazla ışık toplanmasını sağlar.
  • Çözünürlük: Gök cisminin daha net görülebilmesi amacıyla.
  • Görüntüyü büyütme

Spektroskopi

Astronomi ile astrofiziğin ayrıştığı nokta olan spektroskopi, madde ile ışığın etkileşimini inceler. Tayf bilimi olarak da adlandırabileceğimiz spektroskopi, bileşik bir foton demetinin bir prizma veya spektrograf cihazından geçtikten sonra elde edilen, renklere ayrılmış görüntüsüdür. Bir yıldızın spektrumu, onun kimliği gibidir; bu kimlik, yıldızın kimyasal bileşimi, yaşı, sıcaklığı ve kütlesi gibi özelliklerini tespit etmemizi mümkün kılar.

astronomi

Detektörler

Teleskoplar sayesinde uzak gök cisimlerini gözleyebiliyor olsak bile, gözlemlerimizi nesnel dokümanlara dönüştürmemiz mümkün olmuyordu. 1960’lı yıllarda gelişen detektör teknolojisi bu durumu değiştirerek nesnel ve kalıcı görüntüler elde etmemizi sağladı.

astronomi
CCD(Charged Couple Device) Detektör

Detektörlerin yürüttüğü temel işlem teleskop ile yapılan gözlem sonuçlarını sayısal veri ve görüntüye çevirmesidir. Günümüzde en çok kullanılan detektör teknolojisi olan CCD’ler fotoelektrik temelli çalışan cihazlardır. CCD’ye gelen fotonlar yüzey ile etkileşmesi sonucunda elektronları oluşturur. Bu elektronlar piksel denilen küçük hücrelerde biriktirilerek gelen fotonun kaynağıyla ilgili sayısal ve görsel bilgi edinmemizi mümkün kılar.

Çoklu Dalga Boylarında Gözlem

Işık, uzayda bir elektromanyetik dalgadır ve dalgaların farklı boyları olabilir. Bu farklı dalga boylarının bir sonucu olarak ışık, insanlar için, görünür ve görünmez şeklinde iki sınıfa ayrılabilir. Tüm dalga boyları aralığında görünür ışık sadece çok küçük bir kısmı oluşturur. Bu da yukarıda kaçırdığımız pek çok şey olduğu anlamına gelir. Bu sorunu çözmek amacıyla 20. yüzyılda başlayan çalışmalar bize gösterdi ki, farklı dalga boylarındaki gözlemler tamamen farklı bir evren resmi çiziyor. Örneğin, 1933 yılında geliştirilmeye başlayan radyo teleskopları sayesinde birçok asteroid keşfedilmiş, nötron yıldızlarının görüntülenmesi mümkün olmuştu. Geçtiğimiz yıl yayımlanan kara delik fotoğrafı da yine radyo teleskopları sayesinde elde edilebilmişti.

Uzay Teleskopları

Söz konusu astronomi olduğunda atmosfer bizim düşmanımızdır. Düşmanımızdır, çünkü gelen ışığı çarpıtır, görüntüleri bulanıklaştırır ve ışığın belli dalga boylarını engeller. Atmosferin koyduğu bu engelleri aşmak için çalışmalara 1968 yılında başlandı. 1968’de başlatılan Amerika Orbiting gözlemevi projesinin ardından, 1972’de geliştirilmeye başlanan Sovyet Orion-1’le birlikte uzay teleskoplarının çağı başlamış oldu. Gezegenimizin yörüngesine yerleştirdiğimiz bu teleskoplar, evren anlayışımızı hiç olmadığı kadar genişletti.

astronomi
Hubble Uzay Teleskopu. Credit: CC0 Public Domain

Bilgisayarlar

Başlangıçta da söylediğim gibi yaşadığımız evren çok büyük, yalnızca gözlemlenebilir evrende 1024 (septilyon) yıldız olduğu düşünülüyor. Bu seviyelerdeki veriyi işleyerek faydalı bilgi elde edebilmek için de yüksek bir hesaplama gücüne ihtiyacımız vardır. 1980’li yıllarda yaşanan bilgisayar devrimiyle birlikte bu ihtiyacımız karşılanmaya başlandı. Ayrıca elektronik CCD detektörlerinde toplanan elektronların efektif olarak veriye dönüştürülmesi için de yine bilgisayarlara ihtiyaç duyarız. Bugün bilgisayarlar yardımıyla gerçekleştirilen görevlerin başında şunlar gelir: data toplama ve işleme, analiz, görselleştirme, veri arşivleme, teorik astrofizik – simülasyon geliştirme.

“Astronomi, ruhu yukarı bakmaya zorlar ve bizi bu dünyadan bir diğerine götürür.”

Platon

Kaynaklar: 1, 2

Editör: Cansu Köse