Leonardo da Vinci Yerçekimi Üzerine Newton'dan Bir Asır Önce Düşünmeye Başlamıştı

Isaac Newton, ilk olarak 17. yüzyılın ikinci yarısında - görünüşe göre ağaçtan düşen bir elmadan esinlenerek - bir yerçekimi teorisini formüle etmekle tanınır, ancak yerçekiminin temel yönleri yüz yıldan uzun bir süre önce Leonardo da Vinci tarafından da kabul edilmişti.

Çalışma, doğal hareket, yönlendirilmiş hareket ve hareketin eşitlenmesi arasındaki ilişkiyi gösteren üçgen çizimleri de dâhil olmak üzere Leonardo'nun artık dijitalleştirilmiş defterlerindeki diyagramları analiz etti. Bu çalışmaya göre yerçekimi, bir tür ivme olarak Leonardo tarafından kabul edilmişti.

Leonardo'nun durumunda bu, bir kavanozdan dökülen kumu düşünmeyi içeriyordu. Bilgenin fark ettiği şey, eğer kavanoz yatay bir düzlem boyunca taneleri aşağı çeken kuvvetle aynı hızda çekilirse, kumun bir üçgenin hipotenüsünü oluşturacağıydı. Düşen bir nesnenin hızındaki değişimin zaman içinde farkına varılması, Dünya'daki yerçekimi sabitini bulma yolunda çok önemli bir adım oluşturur.

Fotoğraf: Leonardo tarafından kurulan üçgen. (Gharib ve diğerleri, Leonardo, 2022)

Araştırmacılar yayınladıkları makalelerinde, "Yaklaşık 500 yıl önce, Leonardo da Vinci, yalnızca kendi hayal gücü ve ustaca deneysel tekniklerin yönlendirdiği bir dizi dâhiyane deney yoluyla yerçekiminin gizemini ve onun ivmeyle bağlantısını ortaya çıkarmaya çalıştı" diyor.

Bu yerçekimi sabiti daha sonra Newton tarafından hareket yasalarını (yerçekimi dâhil) tanımlamak için ve Albert Einstein tarafından genel görelilik teorisinde kullanılacaktı. Leonardo bir şey bulduğunu biliyordu ama ne olduğundan tam olarak emin değildi.

Bu belirsizliğin bir kısmı, Leonardo'nun, mermileri dolduran ve onlara yerçekimine karşı hareket etme dürtüsü sağlayan itici güç olarak bilinen Aristoteles'in sürekli kuvvet fikrine katılmasından kaynaklanıyordu. Nesnelerin karşıt bir güçle karşılaşana kadar bir yönde hareket etmeye devam ettiği atalet ilkesi, zamanın biliminde henüz kurulmamıştı.

Bu arada yerçekimi, Aristoteles tarafından malzemelerin kendilerini doğal bir düzene göre düzenleme eğilimi olarak açıklandı. Başka bir deyişle, yerçekimi ve uçan mermiler çok farklı iki teori ile açıklandı.

Hesaplamalarında hatalar olsa da, Leonardo'nun laboratuvardaki deneylerinin yeniden canlandırmaları, algoritmasının anlaşılması zor yerçekimi sabitini ("g") modern yöntemler ve denklemlerle karşılaştırıldığında yüzde 97 doğrulukla hesapladığını ortaya çıkardı.

Leonardo, hareket yasalarını göstermek için geometrik bir denklik yaklaşımı geliştirerek, 'g'nin hızı temsil ettiğini varsaydığımız sürece, 'g'nin tam değerini bilme ihtiyacından kaçınarak, düşen nesnelerin dinamiklerine ilişkin dikkate değer bir çalışma gösterdi.

Müsveddesinde betimlediği deneyi yaptıysa, serbest düşme durumunda olmadan bilerek bir 'g' kuvveti etkisi yaratan ilk insan olabilirdi.

Araştırmacılar, Leonardo'nun o sırada elinde olan her şeyi (öncelikle geometri) kullanarak ve bunu bilinmeyen bir şeyi araştırmak için kullandığı yöntemlerinden özellikle etkilenmişlerdi. Aynı yenilik bugün hala bilime uygulanabilir.

Newton, evrensel yerçekimi yasasını kendi başına bulmadı: Galileo, 1604'te serbest düşme hareketi ile zaman arasındaki ilişkiyi fark ederken, Newton'un kendisi de Bullialdus ve Borelli'nin bulgularını incelerken bu fikri buldu.

Görünüşe göre Leonardo da Vinci, daha sonra yıldızların ve gezegenlerin hareketlerini açıklamak için ve Neptün'ün varlığını tahmin etmek için kullanılacak olan nesnelerin düşme biçimindeki kalıpları belirleyerek doğru yoldaydı.

California Teknoloji Enstitüsü'nden makine mühendisi Morteza Gharib, "Leonardo'nun daha fazla deney yapıp yapmadığını veya bu soruyu daha derinlemesine inceleyip araştırmadığını bilmiyoruz" diyor.

Araştırma Leonardo'da yayınlandı.