Kepler, hem astronomi hem astronomi tarihi hem de bilim tarihi açısından son derece önemli bir isimdir. Bu yazıda onu, gözlem verilerine dayanarak geliştirdiği matematiksel astronomi ve gezegenlerin anlaşılmasına getirdiği yenilikler çerçevesinde ele alacağız. Keyifli okumalar.
Johannes Kepler Kimdir?
Johannes Kepler (1571-1630), 27 Aralık 1571 yılında Württemberg Dükalığı’ndaki Weil kentinde doğdu. Zorlu bir çocukluk geçirdi ancak ailesi hakkındaki popüler abartılar bilimsel biyografilerle tam örtüşmez. Babası uzun süre evden uzak kalan bir askerdi; annesi Katharina ise dönemin kırsal Almanya’sında yaygın olan bitkisel tedaviler bilgisine sahip, güçlü karakterli bir kadındı. Kepler, yetişkinlik döneminde annesinin büyücülükle suçlanması üzerine onu hukuken savunmak için yıllarca çaba gösterdi. Bu gelişmeler onun bilginin peşinden koşmasına asla engel olmadı. 18 yaşına basmaya yakın Tübingen Üniversitesi’nden kabul almıştı. Tübingen’deki eğitiminde hem bilimi hem teolojiyi eşit bir şekilde paylaştırarak çalışmalarına devam etti. Kişisel olarak papazlığa meyleden bir hali olsa da arkadaşlarının teşvikiyle 1594 yılında Gratz Üniversitesi gökbilimi profesörlüğünü kabul etti. O günlerde gökbilimcilerden kehanet beklentileri vardı, bunu astroloji sağlıyordu. Şimdi biz astronomi ve astrolojiyi kesin bir çizgiyle ayırmaktayız, fakat Kepler’in de yaşadığı dönemde bu evrensel inanç dizgisi onu sadece gökbilimi yapmaya teşvik etmedi, ayriyeten bireylerin yazgıları ve milletlerin kaderi gibi olgular “gök bilimini sadece gök bilimi için yapmak” gayesini biraz da olsa rafa kaldırdı. Tüm gök kubbe evrendeki en önemli cisim olan Dünya’nın etrafında gizemli bir şekilde dönüyordu. (Kopernik Güneş Merkezli evren modelini tanıtmasına rağmen bu dönemde hâlâ Dünya Merkezli görüşten tam kopulabilmiş değildi.) Gökteki bütün cisimler insan hayatını etkileyen olaylar silsilesinin birer nedeniydi. Kepler de profesörlük dönemince buna uydu. Astrolojinin kurallarını çalıştı, yıldızların görünüşü ve insan ilişkilerinin durumu arasındaki bağlantıya inandı, kendi hayatındaki bulgularla da bunu destekledi.
Antik Görüşten İzler
Kepler, Tanrı’nın gök cisimlerini neden böyle bir düzen içinde yarattığını da sorguladı. Bunun cevabını “düzgün katılar sistemi”nde aradı. Platon’un Timaios’ta bahsettiği beş düzgün katıyı (Platonik cisimleri) gezegen kürelerinin arasına yerleştirerek altı kürelik bir düzen oluşturdu. Bu modelde beş düzgün katı, o dönemde bilinen altı gezegenin —Merkür, Venüs, Dünya, Mars, Jüpiter ve Satürn— yörüngeleri arasındaki boşlukları belirliyordu. Her küre bir gezegenin yörüngesini temsil ediyordu; katılar ise bu kürelerin oranlarını tanımlayan geometrik sınırlar olarak düşünülmüştü. Bize her ne kadar bunlar absürt gelse de Kepler zamanında bu, “muhteşem bir zihinsel zafer” olarak göklere çıkarıldı. Sempati toplayan Kepler, bu gelişme sayesinde Tycho Brahe ile iletişim kurmaya başladı. Galileo da bu keşif sayesinde Kepler’den artık haberdardı.
Kaynak: Wikipedia
Bu çizim, Kepler’in 1596’da yayımlanan Mysterium Cosmographicum (Göksel Gizem) eserinde yer almaktadır. Kepler bu çizimde, Tanrı’nın evreni oluştururken kullandığına inandığı geometrik “ilk örneği” ya da taslağı tanımlamıştır. Görsel; beş düzgün katı (Platonik cisim) ile gezegen kürelerinin sırayla birbiri içine nasıl yuvalandığını, böylece kürelerin hem büyüklüklerinin sınırlandığını hem de sayılarının altı ile kısıtlandığını göstermektedir.
Kepler ve Tycho Brahe
Belki de Kepler’i Kepler yapan hocası Tycho Brahe’dir desek yanlış sayılmaz. Çünkü Brahe gözlem astronomudur; sonuçları yayımlamamasına rağmen veriler tutmuştur. Bu verilerden Kepler fazlasıyla yararlanmıştır. Matematiksel parça tamamlanmıştır; Brahe’nin verileri “matematiksel astronom” Kepler sayesinde yeni bir astronominin doğuşuna destek olmuştur. Özellikle Kepler’in ilk yasası olan “Eliptik Yörüngeler Kanunu” Tycho’nun Mars için kaydettiği ayrıntılı veriler ile sağlanmıştır. Tycho’nun kendi evren modeli Kepler’i yeni çözümler üretmeye yöneltti, Kepler daha Kopernikçi bir modele doğru yaklaştı. Kepler, Prag’da Tycho’nun yanında çalışarak dönemin en gelişmiş astronomik aletlerine erişme fırsatı buldu.
Tycho için gözlemler çok önemliydi, hatta teoriden bile üstündü; Kepler için de matematik önemliydi. Matematiksel verilerini Tycho’nun veriler ile karşılaştırıp sonuçlara ulaşmaya çalıştı. Kepler bilimsel bir disiplin kazandıysa bunu da kesinlikle Tycho’ya borçludur. Tycho; Merkür ve diğer gezegenlerin konum verilerini derledi, Kepler bu sayede üçüncü yasası “Periyotlar Kanunu”nu oluşturdu.
Bu yasalar yavaş yavaş oturmaya başlarken Tycho’nun verileri dairesel yörüngelerin yanlış olduğunu gösterdi, bu uyumsuzluğun akabinde Kepler bir “elips” arayışına gitti. Kepler, Tycho’nun 1601 yılında ölmesiyle birlikte bütün verilerin sahibi oldu ve matematiksel astronomiye dayalı modelini güçlendirmeye devam etti. Tycho’nun hiçbir takipçisi olmadı ama Kepler sayesinde gözlem verileri, “yeni astronomi”nin başlangıç taşlarını döşedi.
Tycho Brahe (soldaki) ve Johannes Kepler (sağdaki) heykeli. (Çekya, Prag)
Kaynak: Wikipedia
Kepler Yasaları
Kepler yasalarına geçmeden önce, dairesellik fikrinden ufak kopuşun ayak sesleri diyebileceğimiz gelişmelere yakından bakalım. İlk başta ana problem, küreleri kimin döndürdüğüydü. Her gezegenin bağlı olduğu bir küre vardı; bu küreler dairesel hareketi sağlıyordu fakat bazı gezegenler bu harekete uymuyordu. Hâliyle küre fikri, Kepler için de aşılması gereken bir öğreti oldu. Gilbert daha önce manyetik kuvvetleri açıklamıştı ve Newton “evrensel kütle çekimi” yasasını bulmadan önce en isabetli kuram olarak gözüküyordu. Gilbert’in De Magnete adlı eserinde Dünya’yı dev bir mıknatıs olarak görmesi ve manyetik kuvvetlerin mesafe uzak dahi olsa bir etkide bulunabileceği fikri, Kepler’i “bir çekme kuvveti olabilir” ilkesine götürdü.
Gezegenlerin Güneş’e yaklaştıkça hızlanması, Güneş’ten uzaklaştıkça yavaşlaması o dönem için bununla açıklanabilirdi. Artık dairesel hareket değil, eliptik yörüngeler vardı. Çünkü bir eliptik yörünge size hız ve mesafede değişimin olduğunu gösterebilir; fakat dairesel harekette her şey sabit hızla hareketine devam eder. Paradigma değişmişti artık; Kepler merkeze Güneş’i koydu (Kopernik gibi) ama dairesel hareket fikrinden tamamen ayrıldı. Şimdi Kepler’in meşhur üç yasasını açıklamaya koyulalım.
1- Gezegenler elips yörüngelerde hareket ederler.
Kaynak: Wikipedia
2- Gezegenle Güneş’i birbirine bağlayan çizgi eşit zaman aralıklarında eşit alanlar tarar. (Gezegen, Güneş’e yaklaşınca hızı artar.
Kaynak: Wikipedia
Bu yasa gösteriyor ki, gezegenler Güneş’in etrafında eliptik yörüngeler çizerken hızları asla sabit kalmamaktadır. Mavi ile gösterilen alanlar birbirne eşittir. Gezegenin, Güneş’e en yakın olduğu nokta günberi (perihelion, περιήλιον), en uzak olduğu nokta ise günöte (aphelion, ἀφήλιον) olarak isimlendirilir. Gezegen en uzak nokta olan günötede minimum hızına, en yakın nokta olan günberide maksimum hızına ulaşır. 1. ve ve 2. yasalar arasında nedensel bir ilişki vardır.
3- Gezegenin yörüngesel süresinin karesi, Güneş’e olan uzaklığının küpü ile doğru orantılıdır. (T2 = r3, t= yörüngesel süre, r = Güneş’e olan ortalama uzaklık)
Kaynak: Science Facts
Gelelim son yasa olan Periyotlar Kanunu’na. Bu yasa der ki, bir gezegenin Güneş etrafındaki dolanma süresi, yörüngenin yarıçapı büyüdükçe hızla artar. Dolayısıyla en içteki gezegen olan Merkür’ün yörüngesini tamamlaması 88 gün sürer. Dünya bunu 365 günde, Satürn ise 10.759 günde tamamlar. Kepler bu yasaları ortaya atarken kütle çekiminden habersizdi; Üçüncü yasa’daki bu bilinmeyen kuvvet, Newton’un da evrensel kütle çekim teorisini türetmesinde etkili olmuştur.
Kepler ve teorileri, Güneş Sistemi’nin anlaşılmasında ve gezegen yörüngelerinin daha iyi tahmin edilmesinde bir sıçrama tahtası görevi görmüştür.
Kaynak: Science Learn
Kepler’in Gökyüzünün Yeniden Yazılışındaki Rolü
Kepler, Kopernikçi geleneği devam ettirse de küreler sistemi yerine elips yörüngeleri koymasıyla fazlasıyla yenilikçi bir figürdür. Tycho Brahe’nin hiç yayımlamadığı verileri matematiksel olarak yorumlamış; Tycho’nun gözlem verilerini, kendi gözlem verileri ve hesaplamalarıyla birleştirerek meşhur üç yasasına ulaşmıştır. Astronomia Nova eserinde Kepler, şu sözlere yer vermiştir:
“Bununla amacım, göksel makinenin tanrısal bir canlı varlığa denk olduğunu söylemek değil, ama bir saat gibi olduğunu söylemektir… Öyle ki hemen her devinim çeşidi tek bir özdeksel manyetik güçten kaynaklanmaktadır; tıpkı bir saatin her deviniminin tek bir ağırlıktan kaynaklandığı gibi.”
Buradan da anlaşılacağı üzere Kepler, “hareketin kaynağı nedir?” problemini kesinlikle Gilbert sayesinde manyetik güce yormuştur.
Kepler’in Astronomia Nova adlı eserinde bulunan bu görsel, Güneş ile gezegenler arasında etkili olan manyetik itme ve çekme kuvvetine dayanan eliptik yörünge açıklamasını içermektedir. Pusula ibresi, gezegenin manyetik alanının yönünü belirtmektedir. Kepler için Güneş; gezegeni bazen çeken, bazen iten kutuplu bir mıknatıstır. Bu, gezegenin hızlanıp yavaşlamasını da açıklamaktadır. (Prag, 1609)
Kepler’in Eserleri
Astronomia Nova (1609): Mars yörüngesine ilişkin kapsamlı analizler içermektedir. Kepler bu eserinde ilk iki yasasını formüle etmiştir.
Mysterium Cosmographicum (1596): Adından da anlaşılacağı üzere mistik ve antik gelenekten izler taşıyan bir eserdir. Kepler bu eserinde, düzenli beşli çokyüzlülerin (Platonic solids) gezegen yörüngelerini açıkladığını ileri sürdüğü kozmik bir geometrik düzen önermiştir.
Harmonices Mund (1619): Kepler bu eserinde, gezegenlerin hareketleri ile müzikal sesler ve notalar arasında bir ilişki kurmuştur. Üçüncü yasasını da bu kitapta formüle etmiştir.
Kepler, matematikçi ve mekanikçi kimliğinin yanı sıra optik üzerine de çalışmalar yapmıştır. 1604’te Astronomiae Pars Optica’yı yayımlayan Kepler, ışığın mekaniği ve insan gözünün işleyiş şekli üzerine yeni teoriler öne sürmüştür.
Kaynak: Linda Hall
Mars’ın eliptik yörüngesinin ilk kez ortaya çıkışı; Johannes Kepler’in 1609 tarihli Astronomia nova eserinde, 59. bölümün başındaki ağaç baskı diyagramı (Linda Hall Kütüphanesi).
Kepler ve Müzik
Pisagor, göksel cisimlerin dönerken bir müzik çaldığını, Tanrı’nın bunu duyduğunu fakat yerküresinde yaşayan biz insanların işitemediğine inanmıştır. Kepler de çok sesli bir müzik döneminde yaşamıştır. Kepler, sürekli olarak mükemmel daireler üzerinde dönen gezegenlerin değişmez bir ses çıkarabileceğini, ancak hızı değişken bir gezegenin farklı notalar üretebileceğini görmüştür.
Güncel gökbilim verilerini kullanarak gezegenlerin ürettikleri notaları hesaplamıştır. Modelde komşu gezegenlerin ürettikleri farklı ses biçimlerini; örneğin gezegenin Güneş’ten en uzak olduğu günöte noktasındaki ve en yakın olduğu günberi noktasındaki durumlarını kıyas etmiştir. Müzik oranları ve gezegen hızları arasında yakın ilişkiler bulmuştur. Tanrı’nın müzik modelini kurduğuna inanmıştır.
Bu görsel, Harmonices Mundi eserindendir. Kepler burada gezegenlerin Güneş çevresinde dönerek ürettiklerini düşündüğü müzikal oranları betimlemiştir. Gezegenlerin hızlarının eliptik yörüngeleri boyunca değişmesi, her birinin farklı aralıklarla farklı “notalar” üretmesine yol açıyordu. Venüs’ün yörüngesi, Güneş Sistemi’ndeki en düşük dışmerkezliklerden birine sahip olduğu için neredeyse dairesel bir hareket sergiler ve bu nedenle ürettiği müzikal aralık Kepler’in modelinde oldukça sınırlı değişim gösterir. Kepler, bu küçüklüğü “sanki tek nota gibi” davranan bir gezegen örneği olarak yorumlamıştır; ancak yörüngesi tamamen dairesel değildir.
Kepler Harmonices Mundi’yi yazmaya başladığında, bu eseri çok az kişinin anlayabileceğini düşünüyordu. Birkaç yüzyıl içinde bunları anlayacak birinin olacağını umarak (ki 24 yıl sonra Newton çıkageldi) şu sözleri de kaleme aldı:
“İşte, ok yaydan çıktı, çağdaşlarım için ya da -hiç önemli değil- gelecek kuşaklar için kitap yazıyorum. Belki kitabım bir yüzyıl daha okurlarını bekleyecek. Tanrı da birinin gelip yapıtı üzerinde anlayarak düşünmesi için altı bin yıl beklemedi mi?”
Kepler ve Veri Bilimi
São Paulo Üniversitesi’nde profesör olan ve Veri Bilimi ve Karmaşık Sistemler üzerine dersler veren Francisco Rodrigues, Kepler’e “ilk veri bilimci” demektedir. Aslında onu ilk bilim insanlarından biri olarak nitelendirdiği yazılar da mevcuttur. (https://francisco-rodrigues.medium.com/)
Rodrigues’in iddiası şudur: Kepler teorilerini oluştururken felsefi inançlar ve mantıksal çıkarımlar yerine ampirik verileri temel almıştır. Tycho Brahe’nin topladığı devasa gözlem verilerini analiz etmiş ve kendi dini inancı olan “mükemmel dairesel hareket” yerine eliptik yörünge gerçeğini kabul etmiştir. Kepler, modern araçlara sahip olmamasına rağmen tıpkı günümüz veri bilimcileri gibi deneme yanılma yöntemleriyle verilerdeki kalıpları aramış ve matematiksel modeller geliştirmiştir. Bir dedektif gibi çalışarak Mars verileriyle oluşturduğu hipotezleri diğer gezegenlerin (Merkür, Venüs ve Jüpiter) verileriyle test etmiş ve modelin genel geçerliliğini doğrulamıştır. Kişisel ön yargılarını bir kenara bırakıp veriyi analiz etme, model kurma ve bu modeli yeni verilerle doğrulama süreci, modern veri biliminin çalışma prensiplerini yansıtmaktadır.
Bilimsel yöntemin uygulanışı açısından da Kepler önemli bir bilim insanıdır.
Kepler’in Mirası: Modern Uzay Bilimi ve Kepler Uzay Teleskobu
Kepler, gezegenlerin rastgele değil, matematiksel yasalar çerçevesinde hareket ettiğini kanıtlayarak modern gök bilimi için önemli bir adım attı. NASA’nın “üretken gezegen avcısı” olarak bilinen Kepler Uzay Teleskobu, birçok gezegenin incelenmesini; yapılarının ve çeşitliliğinin araştırılmasını sağladı.
Kepler sadece çalışmalarıyla bir miras oluşturmadı, bir misyonun başat ve süregelen aktörlerinden biri hâline geldi. Kepler Uzay Teleskobu’nun faaliyetine 2018 yılında son verilse de şimdi TESS ve James Webb (JWST) gibi teleskoplarla sadece gezegenler incelenmekle kalınmıyor, gezegenlerin atmosferleri de detaylı bir şekilde gözlemleniyor.
Kepler Uzay Teleskobu
Kaynak: CS Monitor
Kepler Neden Hâlâ Önemli?
Kepler hem astronomi hem astronomi tarihi hem de bilim tarihi için çok önemli isimlerden biridir. Bilim tarihinde her ismin çalışmalarına önem verip isimlerini zikrediyoruz; fakat bazı isimler var ki bir paradigmayı değiştirebilecek yeni ve güçlü teoriler öne sürüyor. Kepler, değişen paradigmanın oyun kurucu unsurlarından biri olarak bilim tarihi sahnesinde kendisini önemli bir mertebeye çıkarabileceğimiz bir bilim insanı, bir matematikçidir. Nitekim bunu, bilim tarihinde daha çok astronomi ve matematiksel gelişmelerin çalışılma yoğunluğuna da dikkat çeken hocalarım sayesinde daha da fark etmekteyim. Astronomi ile ilgilenenleri ve matematikçileri ziyadesiyle tanıyoruz; fakat botanik gibi alanlar ülkemizde ne dikkat çekiyor ne de yeterli ilgiyi görüyor.
Biyoloji tarihine baktığımızda bitkilerin sınıflandırılması bile paradigma değişimlerine sahne oluyorken; Kepler gibi bilim insanlarının önemini kavradığımız gibi, farklı alanlara da perspektifimizi çevirmeliyiz. Kepler gibi bilim insanları, eksikliğimizi de gösterdiği için çok önemli isimlerdir. Aydınlanmış taraflarımızı da gösterirler, aydınlanması gereken taraflarımızı da.
Kepler neden hâlâ önemli? Çünkü astronomide bir paradigma değişimi yaratmıştır; gözlem verilerini matematiksel hesaplamalar ile birleştirerek eninde sonunda üç meşhur yasasına kavuşmuştur. Her ne kadar belli noktalarda antik öğretiden paylar çıkarsa da bunu o yüzyıllar için normal karşılamaktan öteye geçemeyiz. Newton’un teoloji ve simya konularıyla ilgilendiği iklimde, Kepler’i de meşru bir çerçevede inceleyebiliriz.
Kaynaklar
Henry, J., Bilim Bilimsel Düşüncenin Kısa Tarihi, 2012, Akılçelen Kitaplar, Ankara.
Ball, R. S., Batlamyus’tan Kopernik’e Büyük Gökbilimciler, 2018, Maya Kitap, İstanbul.
BLT 403 Avrupa’da Bilim: XIX.-XXI. Yüzyıllar Dersi Notları
“Orbits and Kepler’s Laws – NASA Science”. 2008. https://science.nasa.gov/resource/orbits-and-keplers-laws/ (09 Aralık 2025).
Rodrigues, Francisco. 2024. “Kepler: The First Data Scientist”. Medium. https://francisco-rodrigues.medium.com/kepler-the-first-data-scientist-70a0a0e4a2a8 (09 Aralık 2025).
Görsel: Gemini ile oluşturulmuştur.
İstanbul Medeniyet Üniversitesi Bilim Tarihi öğrencisiyim. Başta astronomi olmak üzere botanik, iklim, yapay zeka ve felsefe konularına ilgim var.
