“Cosmos'un hesaplanması” nda Ian Stewart, güneş sistemimizden tüm evrene, kozmosa canlandırıcı bir rehber sunar. Babil'in matematiğin astronomi ve kozmoloji çalışmasıyla bütünleşmesinden yola çıkarak Stewart, kozmos anlayışımızın evrimini izler: Kepler'in gezegensel hareket yasaları Newton'un yerçekimi kuramını formüle etmesini sağladı. İki yüzyıl sonra, Mars'ın hareketindeki küçük düzensizlikler, Einstein'a genel görelilik kuramını tasarlamak için ilham verdi. Seksen yıl önce, evrenin genişlediğine dair keşif, Big Bang teorisinin kökeninin gelişimine yol açtı. Tek nokta kökenli ve genişlemenin kozmolojistlerin, evrenin, enflasyon, karanlık madde ve karanlık enerji gibi yeni bileşenlerini kuramsallaştırması nasıl sağladı. Fakat enflasyon bugünün evreninin yapısını açıklıyor mu? Karanlık madde gerçekten var mı? Uzun süredir devam eden bilimsel ortodoksluğa meydan okuyacak ve bir kez daha evren anlayışımızı dönüştürecek bilimsel bir devrim olabilir mi? Aşağıda, "Kozmosun Hesaplanması: Matematiğin Evreni Nasıl Öğrettiği" başlıklı bir alıntı bulunmaktadır (Temel Kitaplar, 2016).
Uzay keşif ve kullanımındaki bu ilerlemeler sadece akıllı teknolojiye değil, aynı zamanda en az üç bin yıl öncesine kadar eski Babil'e kadar uzanan uzun bir bilimsel keşif serisine de bağlıdır. Matematik, bu ilerlemelerin kalbinde yer almaktadır. Tabii ki mühendislik de hayati önem taşıyor ve gerekli malzemeleri yapabilmemiz ve onları bir çalışma alanı araştırmacısı haline getirmeden önce birçok başka bilim disiplinde keşiflere ihtiyaç vardı, fakat matematik evren hakkındaki bilgimizi nasıl geliştirdiğimize odaklanacağım.
Uzay araştırmasının hikayesi ve matematiğin hikayesi en erken zamanlardan beri el ele gitmiştir. Matematik, Güneş'i, Ay'ı, gezegenleri, yıldızları ve kozmosu oluşturan büyük çaplı panopileri - büyük ölçekte ele alınan evreni - anlamak için gerekli olduğunu kanıtladı. Binlerce yıldır matematik, kozmik olayları anlamak, kaydetmek ve tahmin etmek için en etkili yöntemimiz olmuştur. Gerçekten de, 500 civarında eski Hindistan gibi bazı kültürlerde, matematik astronomi alt dalıydı. Tersine, astronomik fenomenler üç bin yılı aşkın bir süredir matematiğin gelişimini etkilemiş, Babillerin tutulmalardan kalkülüslere, kaoslara ve uzay zamanının eğriliğine kadar herşeye ilham kaynağı olmuştur.
Başlangıçta, matematiğin ana astronomik rolü gözlemleri kaydetmek ve Ay'ın Güneş'i geçici olarak engelleyen güneş tutulmaları veya Dünya'nın gölgesinin Ay'ı gölgelediği ay tutulmaları gibi fenomenler hakkında yararlı hesaplamalar yapmaktı. Güneş sisteminin geometrisini düşünerek, astronomik öncüler, Dünya'nın Güneş'in etrafından dolaştığını fark etti, diğer taraftan buraya doğru baksa da. Eskiler ayrıca Dünya'nın büyüklüğünü ve Ay'a ve Güneş'e olan mesafeleri tahmin etmek için gözlemleri geometri ile birleştirdi.
Daha derin astronomik desenler, Johannes Kepler'in üç matematiksel düzenliliği keşfettiği 1600 civarında ortaya çıkmaya başladı - 'yasalar' - gezegenlerin yörüngesinde. 1679'da Isaac Newton, Kepler'in kanunlarını, sadece güneş sisteminin gezegenlerinin nasıl hareket ettiğini değil, aynı zamanda hareketlerini tarif eden iddialı bir teorinin formüle edilmesi için yeniden yorumladı. herhangi gök cisimlerinin sistemi. Bu onun yerçekimi teorisiydi, dünya değiştirmesinde merkezi keşiflerden biri. Philosophiae Naturalis Principia Mathematica Doğal Felsefenin Matematiksel İlkeleri. Newton'un yerçekimi kanunu, evrendeki her bir cismin her bir cismi nasıl çekeceğini anlatıyor.
Newton, bir yüzyıl önce Galileo'nun öncülük ettiği cisimlerin hareketleri hakkında diğer matematiksel yasalarla birleştirerek Newton'u açıkladı ve sayısız gök fenomenini açıkladı. Daha genel olarak, doğal dünya hakkında ne düşündüğümüzü değiştirdi ve bugün hala güçlenen bir bilimsel devrim yarattı. Newton, doğal fenomenlerin (çoğunlukla) matematiksel kalıplarla yönetildiğini ve bu kalıpları anlayarak doğayı anlamamızı geliştirebileceğimizi gösterdi. Newton döneminde matematiksel yasalar cennette neler olduğunu açıkladı, ancak navigasyondan başka önemli pratik kullanımları yoktu.
***
SSCB’ler Sputnik Uydu uzay yarışı için başlangıç silahını ateşleyerek 1957'de Dünya yörüngesini alçaltmıştı. Eğer televizyonda televizyon izlerseniz veya opera veya komediler veya bilim belgeselleri izlerseniz, Newton'un içgörülerinden gerçek bir fayda elde edersiniz.
Başlangıçta, onun başarıları, kozmosun bir yaratılış evreninde, herşeyin esasında, yaratılışın başlangıcında ortaya konan yolları izlediği bir görüşe yol açtı. Örneğin, güneş sisteminin hemen hemen aynı haliyle oluşturulduğuna ve aynı gezegenlerin aynı yakın dairesel yörünge boyunca hareket ettiğine inanılmaktadır. Kuşkusuz, her şey biraz etrafında jiggled; Dönemin astronomik gözlemlerdeki ilerlemeleri, bolca netleşti. Fakat hiçbir şeyin değişmediği, değiştiği, ya da sayısız eon üzerinde dramatik bir şekilde değişeceği yönünde yaygın bir inanış vardı. Avrupa dininde, Tanrı'nın kusursuz yaratımının geçmişte farklı olabileceği düşünülemezdi.Düzenli, tahmin edilebilir bir kozmosun mekanik görünümü üç yüz yıl boyunca devam etti.
Artık. Kaos teorisi gibi günümüzün güçlü bilgisayarlarıyla birleştiğinde, ilgili sayıları eşi benzeri görülmemiş hızlarla kırıştırabilen son yenilikler, kozmos görüşlerini büyük ölçüde değiştirdi. Güneş sisteminin clockwork modeli kısa süreler boyunca geçerli kalır ve astronomide bir milyon yıl genellikle kısadır. Ancak bizim kozmik arka bahçemiz, dünyaların bir yörüngeden diğerine geçtiği ve yaşayacağı bir yer olarak ortaya çıkıyor. Evet, çok uzun süren düzenli davranışlar vardır, ama zaman zaman onlar vahşi etkinliklerin patlamaları ile noktalanır. Bir saat evreninin nosyonuna yol açan değişmez yasalar da ani değişimlere ve oldukça düzensiz davranışlara neden olabilir.
Günümüzde astronomların öngördüğü senaryolar genellikle dramatik. Örneğin, güneş sisteminin oluşumu sırasında tüm dünyalar kıyamet sonuçlarıyla çarpıştı. Bir gün, uzak bir gelecekte, muhtemelen tekrar yapacaklar: Merkür veya Venüs'ün mahkum edilme şansı çok az, ama hangisi olduğunu bilmiyoruz. İkisi de olabilir ve bizi onlarla birlikte alabilirler. Böyle bir çarpışma muhtemelen Ay'ın oluşumuna yol açtı. Bilim kurgudan başka bir şey gibi geliyor ve bu... ama sadece fantastik yeni icatın bilinen bilimin ötesine geçtiği en iyi "zor" bilim kurgu. Bunun dışında fantastik bir buluş yoktur, sadece beklenmedik bir matematiksel keşif.
Matematik, kozmosu her ölçekte kavrayışımız hakkında bilgilendirdi: Ayın kökeni ve hareketi, gezegenlerin hareketleri ve formları ve onların eşlik eden uyduları, asteroitler, kuyruklu yıldızlar ve Kuiper kuşağındaki nesnelerin incelikleri ve gösterişli göksel dansı. tüm güneş sistemi. Jüpiter ile etkileşimlerinin Mars'a ve dolayısıyla Dünya'ya karşı asteroitleri nasıl çekebileceğini bize öğretti; Satürn'ün halkalara sahip olmasında neden yalnız olmadığı; Yüzüklerin nasıl başladığı ve örgüler, dalgalanmalar ve garip döner “konuşmacılar” ile birlikte nasıl davrandıkları ortaya çıktı. Bir gezegenin halkalarının, her seferinde birer dolandırıcıyı nasıl tükürdüğünü bize gösterdi.
Clockwork havai fişeklere yol açtı.
Amazon.com'da Cosmos'u Hesaplama >
“Cosmos'un Hesaplanması: Matematiğin Evreni Nasıl Tanıttığı” ndan alıntılar Ian Stewart tarafından yapılmıştır. Telif Hakkı © 2016. Hachette Book Group, Inc.'in bir bağlı şirketi olan Perseus Books, LLC'nin bir baskısı olan Basic Books'dan temin edilebilir. Tüm hakları saklıdır.