Da Vinci, Yerçekiminin Kilit Noktasını Çok Önce Anlamış

Leonardo da Vinci’nin defterlerinde bulunan eskizler, Einstein’ın 1907 tarihli “Eşdeğerlik İlkesi”nin özünü fizikçiden yüzyıllar önce kavradığını gösteriyor.

Eskiz defterleri, Leonardo da Vinci’nin “zamanının yüzyıllar ötesinde” bir yerçekimi anlayışına sahip olabileceğini ortaya koyuyor.

Da Vinci’nin onlarca yıldır unutulmuş olan eskizleri, bir testiden dökülen kum benzeri parçacıkların oluşturduğu üçgenleri gösteriyor. Yeni bir çalışma, düşen bu taneciklerin, Einstein’dan 400 yıl kadar önceki bir zamanda, yerçekiminin bir ivme biçimi olduğunu gösteren deneyleri tasvir ettiğini ileri sürüyor.

Albert Einstein, yerçekimi ve ivmenin aynı olduğu fikrini ilk kez 1907’de formüle etmiş ve eşdeğerlik ilkesi adını vermişti. Bunu yapmak için Einstein, Isaac Newton’un 1867’de evrensel yerçekimi yasası keşfinden (evrendeki her nesnenin birbirini kütlelerine bağlı ve onları ayıran mesafenin karesiyle ters orantılı bir kuvvetle çektiğini belirtir) ve Galileo Galilei’nin 1604 tarihli serbest düşüş yasası bildirisinden (hava direnci olmadan tüm kütlelerin aynı ivmeyle düştüğünü belirtir) gelen fikirleri genişletmişti.

(İlgili: Da Vinci’nin Yaşayan 14 Akrabası Bulundu)

Caltech’te havacılık ve tıp mühendisliği profesörü olan baş yazar Mory Gharib yaptığı açıklamaya göre, da Vinci’nin daha fazla deney yapıp yapmadığını veya bu soruyu daha derinlemesine araştırıp araştırmadığını bilmiyoruz, ancak 1500’lerin başında bu soruyla bu şekilde uğraşıyor olması, düşüncesinin ne kadar ileride olduğunu gösteriyor.

Da Vinci bir ressam, mimar, mucit, anatomist, mühendis ve bilim insanıydı. Öncelikle kendi kendini eğitmiş, düzinelerce gizli defteri hayali icatlar ve anatomik gözlemlerle doldurmuştu. Defterlerinde detaylı insan anatomisi çizimlerinin yanı sıra bisiklet, helikopter, tank ve uçak tasarımları da yer alıyor. Daha sonra kodekslerde toplanan bu eskizlerin 13.000’den fazla sayfasının üçte birinden azı günümüze ulaşabildi. 

Gharib, 1480 ile 1518 yılları arasına ait bir defter olan Codex Arundel’in sayfalarındaki eskizleri fark ettiğinde, öğrencileriyle da Vinci’nin akış dinamiği çalışmalarını tartışmak için bu defterlerin dijitalleştirilmiş kopyalarını inceliyordu. Orada, da Vinci’nin aynalı el yazısıyla yazılmış ilgi çekici bir cümlenin eşlik ettiği, hareketli testilerden dökülen parçacıkların oluşturduğu üçgenleri gördü.

Gharib’in belirttiğine göre, gözüne çarpan şey, çizdiği üçgenlerden birinin – ikizkenar dik üçgen olanın – hipotenüsüne “Equatione di Moti” [araştırmacılar tarafından “hareketlerin denkliği” olarak çevrildi] yazmış olmasıydı. Leonardo’nun bu ifadeyle ne demek istediğini merak etmişti.

Gharib ve meslektaşları, da Vinci’nin yere paralel düz bir yolda hareket eden bir testiden dökülen su veya kumu tarif ettiğini keşfettiler. Da Vinci’nin notları, parçacıkların aşağı doğru hızlanacağını bildiğini ve testiden ayrıldıktan sonra bu ivmeye yalnızca yerçekiminin neden olduğunu açıkça ortaya koyuyor.

Da Vinci, testi sabit bir hızla hareket ederse, düşen parçacıkların çizdiği çizginin dikey olacağını düşünüyordu, ama eğer sabit bir hızla hızlanırsa, o zaman parçacıklar bir üçgenin hipotenüs tarafını oluşturan düz fakat eğimli bir çizgi oluşturacaklardı.

Aslında, da Vinci’nin gözlemlediği gibi, testi damlaları serbest bırakmak için yerçekiminin onları yere doğru hızlandırdığı oranda hızlanırsa, bir eşkenar üçgen çizilir – geçerli eşdeğerlik ilkesinin ilk ipucu.

Da Vinci gözlemlerini bir denklem haline getirmeye çalışsa da sonrasında bu girişimden vazgeçti. Araştırmacılar, deneyinin bir simülasyonunu yürüterek, da Vinci’nin nerede hata yaptığını buldular.

Cornell Üniversitesi’nde biyolojik ve çevre mühendisliği profesörü olan ortak yazar Chris Roh’un açıklamada belirttiğine göre, Leonardo bu soruyu çözmek için uğraşmıştı, ancak düşen nesnenin [nesnenin düşme noktasından] uzaklığının 2 üzeri t kuvveti [t zamanı temsil ediyor] yerine t kare ile orantılı olduğu şeklinde modellemişti. Roh, bunun yanlış olduğunu ama daha sonra bu tür yanlış denklemleri doğru şekilde kullandığını öğrendiklerini söylüyor.

Live Science. 15 Şubat 2023.

Makale: Gharib, M., Roh, C., & Noca, F. (2023). Leonardo da Vinci’s Visualization of Gravity as a Form of Acceleration. Leonardo, 56(1), 21-27.