Friedrich Wilhelm Bessel kimdir?

Friedrich Wilhelm Bessel kimdir? Hayatı ve eserleri hakkında bilgi: (1784-1846) Alman astronomi bilgini. İlk kez bir yıldızın Yer’den uzaklığını ölçmüş ve binlerce yıldızın konumunu belirleye­rek küresel astronominin en büyük adlarından biri olmuştur. 22 Temmuz 1784’te Prusya’daki Minden kentin­de (bugün FAC sınırları içinde) doğdu. Altısı kız, üçü erkek, dokuz çocuklu bir devlet memurunun oğluy­du. Minden’de başladığı ortaöğrenimini ancak dört yıl sürdürebildi. Sonradan çocukluk yıllarını anlatan bir yazısında kendisinin de söylediği gibi iyi bir öğrenci değildi, matematik ve fiziğe duyduğu ilgi dışında, 15 yaşına kadar hiçbir konuda olağanüstü yetenek ve başarı gösterememiş, Latince derslerinde oldukça zorlanmıştı. Ovsa sonraları kendi kendine çalışarak bu dili bazı kitaplarını Latince yazacak kadar iyi öğrenmiştir.

1799’da 15 yaşındayken okuldan ayrılarak Bremen’deki bir ticaret evine çırak girdi. Kısa süre içinde hesap ve muhasebede öylesine ustalaştı ki, yasalara göre çırakların yedi yıl ücretsiz çalışması gerekirken daha birinci yılın sonunda Bessel’e az da olsa bir aylık bağlamışlardı. Böylece maddi bağımsızlığını kazanan Bessel, geceleri de sürekli çalışarak ilgi duyduğu her konuda kendi kendisini yetiştirdi. Dış ticarette başarı­lı olabilmek için coğrafya, İspanyolca ve İngilizce öğrendi; ticaret gemilerinde kargo memuru olabilmek için de gemicilik konusunda kitaplar okudu. Gökci­simlerinin yüksekliğini ölçen sekstant aletiyle bir geminin denizdeki yerini saptama sorunu, Bessel’in ilgisini astronomiye çekmişti. Astronominin temelle­rini bilmeden yalnızca yıldızların konumuna bakarak denizcilik yapmak onu doyurmadığından astronomi ve matematik çalışıp kısa sürede enlem ve boylamları saptayabilecek duruma geldi.

Bremen’in boylamını belirleyerek ve bir yıldızın Ay’la tutulumunu gözlemleyerek ilk astronomi çalış­malarına başlayan Bessel, Halley kuyrukluyıldızının 1607’dcki geçişine ilişkin bir makaleyi okuyunca, bu gözlemlere dayanarak kuyrukluyıldızın yörüngesini hesaplamayı düşündü. Lalande’ın ve özellikle kuy­rukluyıldız yörüngeleri üzerinde çalışan Alman astro­nomu Heinrich Wilhelm Matthaeus Olbers’in (1758- 1840) yapıtlarını okuyarak konuyu iyice öğrendikten sonra, 1804’te bitirdiği çalışmasını Olbers’e sundu. Olbers, Bessel’in vardığı sonuçlarla Halley’in hesap­ları arasındaki tutarlılığı görünce çok etkilendi ve Bessel’e ek gözlemler yaparak bu yörünge üzerindeki çalışmalarını ilerletmesini önerdi. Sonunda yine Ol­bers’in önerisiyle Monatliche Correspondenz adlı dergide yayımlanan makale, bir doktora tezi düzeyin­deydi ve özellikle kendi kendisini yetiştirmiş, astro­nomi meraklısı yirmi yaşındaki bir gencin kaleminden çıkması büyük yankı uyandırmıştı. Bu olay Bessel’in yaşamında gerçek bir dönüm noktası oldu ve o çağın en büyük astronomlarından birinin yetişmesine or­tam hazırladı. Nitekim Olbers yaşamı boyunca astro­nomiye en büyük katkısının Bessel’i profesyonel astronom olmaya yüreklendirmek olduğunu söyle­miştir.

Bessel 1806’nın ilk aylarında daha çıraklık yü­kümlülüğü bile bitmeden eski işinden ayrılarak Ol­bers’in desteğiyle J. H. Schröter’in (1745-1816) Bre- men yakınlarındaki Lilienthal’da kurulu gözlemevin­de asistanlığa başladı. Lilienthal’da çalıştığı dört yıl içinde kuyrukluyıldız ve gezegenlerin gözleminde uygulamalı deneyim kazandı, özellikle Satürn’ü, hal­kaları ve uydularıyla birlikte gözlemledi. Bir yandan da gök mekaniği çalışmalarına hız vererek kuyruklu­yıldız yörüngelerinin saptanmasına katkıda bulundu.

Prusya Kralı III. Friedrich-Wilhelm, Königsberg’te (bugün SSCB’de Kaliningrad) büyük bir gözlemevi kurulmasını isteyince, Humboldt’un öne­risi üzerine bu gözlemevine müdür ve astronomi profesörü olarak atanan Bessel 10 Mayıs 1810’da göreve başladı. Göttingen Üniversitesi’nde, o tarihten üç yıl kadar önce Bessel’i Bremen’de tanımış ve olağanüstü yeteneğini fark etmiş olan Gauss’un baş­kanlığında toplanan bir kurul, Bessel’in profesörlüğe yükseltilmesi için gerekli olan “doktor” unvanını hiçbir formaliteye gerek görmeden hemen vermişti.

Bessel’ın 1812’de Johanna Hagen ile yaptığı evlilikten iki oğlu, üç kızı oldu. Ömrünün sonunadeğin Königsberg’te yaşadı, iki oğlunun genç yaştaki ölümüyle gölgelenmiş olsa da sakin ve mutlu bir yaşam sürdü, Olbers ve Gauss ile de sürekli yazıştı.

1840’a doğru sağlığı bozulmaya başlayan Bessel, en son gezisini bir kongre toplantısına katılmak üzere İngiltere’ye yaptı. Aralarında Herschel’in de bulun­duğu büyük İngiliz astronomlarıyla karşılaşmak onu çok heyecanlandırmıştı. Ülkesine dönünce, bu buluş­manın verdiği coşkuyla, iyiden iyiye bozulmuş olan sağlığına aldırmaksızın bir dizi çalışmasını bitirip yayımladı. İki yıl acı çektikten sonra 17 Mart 1846’da Königsberg’te kanserden öldü ve kuruluş çalışmala­rından başlayarak otuz altı yıl yönettiği gözlemevinin yanına gömüldü. 1812’de Berlin Fen Bilimleri Akademisi’ne, 1840’ta da Fransız Bilimler Akademisi’ne üye seçilen Bessel Argelander gibi değerli astronomlar yetiştirmiştir.

20.yy’ın başlarında Newcomb’un “uygulamalı Alman astronomi okulunun kurucusu” olarak tanım­layacağı Bessel, astronomi gözlemlerine yıldızların konumlarını en doğru ölçümlerle saptamak amacıyla başladı. O çağda gözlem yanılgıları büyük ölçüde ölçme aletlerinin yetersizliğinden kaynaklanıyordu ve Bessel kullanılan araçların geliştirilerek yanılgıların elden geldiğince azaltılabilmesi için titizlikle çalıştı.

Yanılgılara yol açan ikinci ve önemli bir neden de Yer’in tüm hareketlerinin henüz yeterince hassas bir biçimde belirlenememiş olmasıydı. Nitekim bu konu­ya gereken önemi veren Bessel’in 1815’te yayımlanan ve Berlin Akademisi’nce ödüllendirilen ilk yapıtının konusu, Newton kuramına göre Yer’in boşluktaki hareketini belirleyen bazı parametrelerin değerlerini saptamaktı.

Bessel’in gözlem titizliğine ve doğru ölçümlerine güvenen Olbers, Bradley’nin 1750-1762 arasında otuz altı kadar parlak yıldızın konumlan üzerinde yapmış olduğu gözlemleri Bessel’in yeniden gözden geçirme­sini istedi. Bessel de gözlem araçlarının yetersizliğin­den ya da atmosferin yanıltıcı etkilerinden doğan tüm ölçüm yanlışlarını düzelterek, Bradley’nin yıldızla­rının yerini çok doğru ve hassas olarak belirledi.

1818 ’de Fundamerıta astronomiae pro anno 1755 (“1755 Yılında Astronominin Temelleri”) adıyla yayımlanan bu çalışma, Bessel’in ilk büyük başarısı ve çağdaş astronominin başlangıcı sayılır. 1830’da ya­yımlanan ve Güneş’in, gezegenlerin, bazı yıldızların gökyüzündeki yerlerini belirleyen Tabulae Regiomontanae (“Regiomontanus Cetvelleri”) ise çok gü­venilir bir kaynak olarak bir yüzyıl boyunca kulla­nıldı.

Artık bütün astronomi gözlemleri Bessel’in be­lirlediği çerçeve içinde değerlendiriliyor, onun sistemine göre ölçülmüş yıldız konumlarında gözlemlenen en küçük bir sapma bir ölçüm yanlışını değil, bu sapmanın nedenlerini ortaya çıkaracak yeni bir fiziksel açıklamanın gerektiğini akla getiriyordu. Bunun en güzel örneği Büyük Köpek takımyıldızının en parlak yıldızı olan Canis Majoris ya da Siriüs’tur.

Bessel 1834’te, Bradley’den başlayarak yeri sistemli bir biçimde incelenen bu parlak yıldızın gökyüzünde- ki konumunda küçük, devirli bir değişim gözlemle­mişti; ölçümlerinin doğruluğundan hiç kuşkulanma­dığı için bu yıldızın yanında karanlık, fakat onun kadar kütleli ikinci bir yıldızın bulunduğunu ve çekim etkisiyle Sirius’un konumunda sapmalara neden olduğunu düşündü. Bessel’ın vardığı bu sonuç 1862’de gözlemle doğrulandı; buluşun önemi yakla­şık bir yüzyıl sonra, “beyaz cüce” denilen yıldızların kuramsal açıklaması yapıldıktan sonra ortaya çıktı. Gerçekten de gökyüzünün en parlak yıldızı olan Sirius’un eşi (Sirius B) karanlık bir beyaz cücedir ve birbirlerinin çekim etkisiyle ortak bir kütle merkezi çevresinde dolanan bu iki yıldız bir çift yıldız sistemi oluşturur.

Böylece yaklaşık elli bin yıldızın doğru konumunu belirleyen Bessel’in en büyük başarılarından biri, ölçümü astronomları yaklaşık üç yüz yıldır uğraştıran yıldız ıraklık açılarını ölçerek, sabit yıldızların Yer’den uzaklığını çok kesin ölçümlerle belirlemesidir. 19. yy’ın başlarında Neptün ile Plüton’un henüz keşfedil­memiş olmasına karşın Güneş sisteminin boyutları yaklaşık olarak biliniyor, ancak yıldızların ölçüleme­yecek kadar uzakta olduğu sanılıyordu. Görece ola­rak Yer’e öbür yıldızlardan daha yakın bir yıldızın, uzaktaki yıldızlara göre yer değiştireceği düşünülmüş ve buna ıraklık açısı (paralaks) denilmişti. 18. yy’ın başında Bradley ıraklık açısı ölçümlerini denemişse de, bu araştırmaları sırasında ışığın sapıncı gibi fiziksel bir olayı keşfetmesine karşın hiçbir yıldızın ıraklık açısını ölçememişti. Böylece ölçülecek açıların çok küçük olduğu anlaşıldıktan sonra, ölçme yöntem­leri ve hangi yıldızların seçileceği yeniden gözden geçirildi. O tarihten sonra sistemli bir biçimde ıraklık açılarını ölçmeyi deneyen Herschel oldu, ancak o da birçok çift yıldız sistemi bulmasına karşın tek bir ıraklık açısı ölçemedi.

Bütün bu çalışmaların sonuçsuz kalması üzerine yeni bir yaklaşımla ıraklık açısı ölçümüne eğilen Bessel, Yer’e göre özdevinimi (yıllık açısal yer değiş­tirmesi) en yüksek olan yıldızın Yer’e en yakın yıldız olacağını düşündü. Bunun için de Kuğu takımyıldı­zında yer alan ve Flamsteed’in kataloğunda 61 Cygni adıyla kayıtlı olan yıldızı seçti. Çıplak gözle zor görülebilen bu yıldızın Yer’e göre yıllık özdevinimi, 5” gibi oldukça büyük sayılabilecek bir değere ulaşıyordu. Bessel bu yıldızın her yıl bir elips içinde görünür bir ver değiştirme hareketi yaptığını gözlem­ledi ve bu hareketin Yer’in Güneş çevresindeki dolanımından ileri geldiğini açıkladı. Nihayet on sekiz aylık bir gözlemden sonra 1838’de Astronomısche Nachrichten’de 61 Cygn’nin ıraklık açısını ölçtü­ğünü ve bu yıldızın Yer’den 1C,9 ışık yılı (bir ışık yılı yaklaşık 9.46×10′- km’ye eşittir) uzakta olduğunu bildirdi. Bu çalışmasıyla, yıldız uzaklıklarının ölçümü ve yakın yıldızların incelenmesi konusunda da astro­nomide yeni bir çığır açıyordu.

Bessel aynı zamanda çok değerli bir matematik­çiydi. Günümüzde uygulamalı matematiğin, fizik ve mühendislik bilimlerinin vazgeçilmez yöntemlerin­den biri olan ve Bessel fonksiyonları adıyla bilinen özel bir fonksiyonu tanımlayıp uygulayarak kuramsal matematiğin sınırlarını genişletmiştir. Hipergeometrik fonksiyonun özel bir biçimi olan bu fonksiyonu Bessel ilk kez 1817’de karşılıklı çekim etkisiyle birlikte dolanan gökcisimlerinin hareketini açıklamak için kullanmış, yedi yıl sonra da Güneş sistemindeki gezegenlerin yörüngelerindeki küçük tedirginlikleri incelemek amacıyla geliştirmişti. Bir gezegenin elips bir yörünge üzerindeki hareketinde, başka bir gezege­nin çekim etkisinden doğan düzensizlikler (tedirgin­lik), dolaylı ve dolaysız iki öğeden oluşur. Yörüngesi incelenen A gezegeni, B gezegeninin çekim etkisiyle dolaysız, aynı zamanda B gezegeninin Güneş’in görünür hareketini de etkilemesi nedeniyle dolaylı olarak tedirgin olacaktır. Bessel 1824’te bu iki tür tedirginliğin ayrı ayrı ele alınmasının yerinde olacağı­nı gösterdi ve dolaylı tedirginlikleri incelerken Bessel fonksiyonlarının temel niteliklerini tanımladı. Aslın­da bu tür fonksiyonların özel örnekleri uzun süredir biliniyordu; 18. yy’ın başlarında Bernoulli’ler  0 ve 1/3. dereceden bu tür fonksiyonları kullanmışlardı. Bessel’i bu fonksiyonlar üzerinde araştırma yapmaya yönelten ise büyük bir olasılıkla gezegenlerin yörün­gelerini incelemek için bu dizileri kullanan Lagrange’ ın bir çalışması olmuştur. Dürtü yalnızca kuramsal bir matematik merakından değil, dolaylı tedirginlikle­rin belirtilmesinde bu dizileri kullanma gereksinimin­den doğmuştu. Gerçekten de Bessel, astronomide uygulaması olmayan, yalnızca kuramsal düzeyde hemen hiçbir matematik çalışması yapmamıştır. Nite­kim 1840’ta Uranüs’ün yörüngesindeki çok küçük düzensizliklere dikkati çekerek, bu tedirginliğin geze­genin yakınındaki ikinci bir gezegenin varlığından ileri geldiğini düşünmüştü; ancak Bessel fonksiyonla­rını uygulayarak bu yeni gezegenin yerini saptamaya ömrü yetmedi ve Neptün, onun öldüğü yıl Adams ile Le Verrier’nın hesaplarıyla keşfedildi.

Kaynak: Türk ve Dünya Ünlüleri Ansiklopedisi, 16. cilt, Anadolu yayıncılık, 1983