Modern Fizik ve Görecelik

Görelilik kavramının doğuşu Einstein’dan çok öncedir. Galileo, Görelilik ilkesinde “dış gözlemci tarafından hareket ettiği söylenen bir gemi üzerindeki bir kimse geminin hareketsiz olduğunu söyleyebilir”, bu yüzden “sabit hızla giden bir gözlemci, sabit duran gözlemci aynı fiziksel yasaları kullanmalıdır” demişti. Örneğin sabit hızla giden bir gemide yukarı doğru bir taş atarsanız aynı yere düşecektir - sabit durduğunuzda olduğu gibi. Bu anlayış Newton fiziğinde formülasyona dökülmüştür. Sabit hızla giden bir cisim ve sabit duran bir cisim için geçerli olan Newton denklemlerinin şekli aynıdır.

Einstein’in özel görelilik kuramının Galileo göreliliğinden farkı, uzayın ve zamanın mutlak olamayacağını söylemesidir. Matematiksel açıdan bakınca, Galileo dönüşümleri yerine Lorentz dönüşümünü kullanması ve çıkan sonuca yepyeni bir fiziksel yorum getirmesidir. Tabii, şimdi basitçe ifade ettiğimiz bu iş, o gün için hayal edilmesi zordu ve Einstein’in bu büyük hayali 20. yüzyıl başlarında fiziğe bakışımızı bütünüyle değiştiren büyük bir bilimsel bulgudur.

Newton Mekaniği 200 yıldan fazla bir süre fiziksel bilimlerin harika bir aracı oldu. Ona dayalı bir bilim ve teknoloji çağı yaratıldı. Halen bu çağın harikulade nimetlerinden yararlanıyoruz. Ama fizikçiler daha 19.yüzyıla girilirken, Newton Mekaniği’nin bazı doğa olaylarını açıklamakta yetersiz kaldığını sezmeye başlamışlardı.

Çözüm yönünde ilk doğru adımı Lorentz attı. İkinci önemli adım ise, zamanın ünlü matematikçisi Poincare’den geldi. Bu ikisi, birbirlerinden bağımsız olarak, Görelilik Kuramı için gerekli bütün matematiksel araçları ortaya koymuşlardı. Ama onlar ortaya koydukları matematiksel formüllere fiziksel anlam veremediler.

19. yüzyılın sonunda Işığın bir dalga hareketiyle yayıldığı genel kabul görmüştü, ama o dalgayı taşıdığı varsayılan ve uzayı dolduran ortamın (ether) var olduğunun kabul edilmesi çelişki yaratıyordu (Michelson-Morley deneyi).



video



Işığın Hızı
Maxwell, elektromagnetik dalgaların varlığını gördü ve bunların hızlarını buldu. Elektrik ve magnetizma arasındaki ilişkileri kuran Maxwell denklemleri elektrik ve Magnetizma kuramlarını bireştirdi. Elektromagnetik dalgaların ışık hızıyla yayıldığını, başka bir deyişle, ışığın elektromanyetik dalgalar halinde yayıldığını ortaya koydu. Bu hızın elektrik ve magnetizma alanlarından tamamen bağımsız bir sabit olduğunu belirledi. Böylece evrensel bir sabiti, ışık hızını, keşfetmiş oluyordu. [Çok duyarlı deneylerle, ışık hızı c=3x108 m/sn (yaklaşık 300 000 km/sn) olarak ölçülmüştür.]

Işık hızının sabitliği sorunu:
Galilei’nin Görelilik İlkesi fizik yasalarının her eylemsiz sistemde aynı olduğunu söylüyor. Bunu ışık hızı için yorumlarsak, ışık hızının mutlak olamayacağı, gözlemcinin ve ışık kaynağının içinde bulundukları sistemlere göre değişeceği anlamına gelir. Yukarıda anılan Galilei dönüşümü uyarınca, yerdeki bir gözlemci, v hızıyla hareket eden bir kaynaktan çıkan ışığın hızını v+c olarak görmelidir (hızların toplamı ilkesi). Öte yandan, Maxwell ışık hızının her gözlemciye göre sabit ve sonlu bir değerde olduğunu söylüyor. O halde, Maxwell’e göre, bütün gözlemciler ışık hızını c olarak görecektir. Zaten deneyler de bunu gösteriyor. Eğer ışık hızı sonsuz olsaydı, Maxwell’in bulduğu sonuç Galilei’nin uzay ve zaman sistemi ile çelişmezdi. Ama, Maxwell ışık hızına denk olan elektromagnetik dalgaların hızının sonlu ve sabit olduğunu belirlemişti. Sorunun çözümü için fizikçiler işe koyuldu.

Ether denen şey!
Işık elektromagnetik dalgalar biçiminde yayılıyorsa, bu dalgaların oluştuğu bir ortam olmalıydı. En geçerli görünen görüş “ether” kuramıydı. Ses dalgalarının yayılabilmesi için hava, su vb. bir ortamın olması nasıl gerekiyorsa, ışık dalgalarının da boşlukta yayılabilmesi için bir ortama gereksinimi var olmalıydı. Bütün uzay boşluğunu doldurduğu varsayılan bu maddeye ether denildi.
1. Işık elektromagnetik dalgalar biçiminde yayılıyorsa, bu dalgaların oluştuğu bir ortam olmalıydı. En geçerli görünen görüş “ether” kuramıydı. Ses dalgalarının yayılabilmesi için hava, su vb. bir ortamın olması nasıl gerekiyorsa, ışık dalgalarının da boşlukta yayılabilmesi için bir ortama gereksinimi var olmalıydı. Bütün uzay boşluğunu doldurduğu varsayılan bu maddeye ether denildi.2. Maxwell deneylerinin belirlediği ışık hızı ether'e göreli olarak belirleniyor olmalıydı. Gözlenen ışık hızı Galilei dönüşümü altında olması gerektiğinden farklı ise (ki bu çok küçük bir farktır), bunun nedeni, fizik kurallarının her eylemsiz sistemde aynı olmaması değil, gözlemcinin eylemsizlik konuşlanmasının ether'e göre hareket ediyor olmasıydı.Öyleyse, her şeyden önce ether’in varlığını kanıtlamak gerekiyordu.

Beklentilerin aksine, boşlukta ether olmadığı, ışık hızının gözlemcinin hızına (onun bulunduğu eylemsiz sistemin hızına) bağlı olmadığı, her sistemden aynı hızda göründüğü kanıtlandı.

Michelson & Morley deneyi
Ortaya oldukça ilginç bir durum çıkmıştı. Maxwell denklemlerine Galilei dönüşümü uygulanınca, ışık hızı bir eylemsiz sistemden ötekine değişiyordu. Ama Michelson & Morley deneyi, ışığın her eylemsiz sistemden aynı göründüğü sonucunu veriyor ve böylece Maxwell’in deney sonuçlarını doğruluyordu. Yani ışık, Galilei Görelilik İlkesine uymuyor, her eylemsiz sistemde değişmez (invariant) c değerini alıyordu.

Buradan çıkan sonuç şudur: Ya dünya hareketsizdir, ya da ether yoktur. Dünyanın hareket ettiğine kuşkumuz olamayacağına göre, ether yoktur sonucuna varmalıyız. Tabii, bu deneyin verdiği asıl sonuç, ışığın her yönde aynı hıza sahip olduğudur.

Lorentz, Poincare ve Minkowski
Şimdi problem şuna dönmüştü: Işığın hızı neden her eylemsiz sistemde aynı görünüyordu? Bunun fiziksel yanıtıyla ilgilenmeyen matematikçiler sorunu kolayca çözdüler. Galilei dönüşümü yerine, ışık hızını koruyan bir dönüşüm tanımladılar. Hendrik Antoon Lorentz (1853-1928) ışık hızını değişmez (invariant) kılan bir dönüşüm tanımladı. Henri Poincaré, 1904 yılında, aynı işi yapan dönüşüm gruplarını tanımladı ve sorunu matematiksel açıdan bütünüyle çözdü. Hebert Minkowski’nin kurduğu geometri, henüz ortaya çıkmayan göreliliğin geometrik modeliydi. Böylece, görelilik kuramının matematiksel dayanağı hazır duruma gelmişti. Lorentz ve Poincaré’nin bu görüşle yapmış oldukları hesaplar, bugün Einstein’ın adıyla anılan ve özel rölativite teorisi adı altında toparlanan sonuçların önemli bir kısmını ortaya çıkarmıştı. Fakat çok geniş ve derin düşünme yeteneğine sahip bu bilim adamları kendilerini Newton’un etkisinden ve eter kavramından kopartamadıkları, daha doğrusu kopartmayı akıllarına getiremedikleri için vardıkları bazı sonuçları bugün bizim yaptığımız gibi yorumlayamadılar.

Örneğin, çıkardıkları formüllerde, zamanı gösteren t parametresinin yanı sıra t’ ile gösterilen ve zaman boyutunda olan bir parametre daha tanımlamışlardı. Bu parametre aynen bugün Lorentz’in adıyla anılan ve özel rölativite teorisinin temelini oluşturan formüllerde yer aldığı gibi bir konuma sahipti. Fakat Lorentz, o günlerde, bunun gerçek zaman olmadığını, sadece bir matematiksel tanım olduğunu düşünmüş ve bu inancını açık açık yazmıştı. Bu görüş hem olayın açıklanmasını ve kavranmasını güçleştiriyor hem de eter’e yeni özellikler yükleyerek fiziği karmaşık hale getiriyordu. Bu nedenle, Lorentz ve Poincaré’nin çabaları, aslında çok şeyi ortaya çıkarmış gibi görünmelerine rağmen, fizik dünyasında büyük ilgi görmedi ve bugün yapıldığı gibi yorumlanamadı.


CESARET ve HAYALGÜCÜ
Einstein’ın yaklaşımı, bugün Lorentz formülleri olarak bilinen temel formülleri Lorentz ve Poincaré’nin çıkardıkları biçimde veriyor olmasına karşın, temelde, Lorentz ve Poincaré’ninkinden çok farklı oldu. O, yüzyıllar hatta bin yıllar boyunca bilincimize yerleşmiş bulunan bazı kavramları temelden değiştirmemiz gerektiğini söyleyerek, kimsenin göze alamayacağı bir cesaretle işe koyuldu.

Einstein’ın ayrıcalıklı konumu asla tartışılamaz. Çünkü Einstein teoriyi, Lorentz ve Poincaré’nin öngörmediği iki yönde çok ötelere götürdü.

Bu yönlerden biri, bugün Lorentz dönüşüm formülleri olarak tanınan formüllerin geçerlilik alanının sadece ışık olayı olmadığını, bunların, evrenin bir özelliği olduğunu iddia ederek fizik, kimya ve diğer tüm bilim dallarında uygulanmaları gerektiğini işaret eder.

Örneğin, O’na göre, zaman ve uzunluk herkes için aynı sayısal değere sahip mutlak kavramlar değildi. Daha da önemlisi, birbirine göre hareket halinde bulunan gözlemcilerin ölçtüğü geometrik koordinatlar, ancak zaman parametresi de göz önüne alınırsa birbirine dönüştürülebilirdi. Benzer durum, tersine, zamanın dönüşümü için de söz konusu idi. Yani, başka bir deyişle, fizik bakımından uzay dört boyutlu idi. Aynı şekilde, eter denen şey de gerçek değildi; ışık ( ve elektromagnetik alan) boşlukta, hiç bir maddi desteğe ihtiyaç duymadan yayılabilirdi.

----------------------------------
Einstein hareket eden cismin zaman, kütle, uzunluk gibi özelliklerinin gözlemciye göre farklı ve sabit olanın ışık hızı olduğunu iki temel varsayımla açıkladı:

1. Görelilik ilkesi:
“Sabit hızla hareket eden bir araçtaki gözlemci, pencereden dışarıya bakmadan, yalnızca aracın içindeki olayları inceleyerek aracın hızını belirleyemez.”

“Hareket eden bir cismin içinde yapılan bir deney, cisim dururken yapılsa da aynı sonuçları verir.”

Bir cismin bütün hareketleri görelidir, bütün ölçebildiğimiz, bir başka şeye göre ne kadar hızlı hareket ettiğidir. Bizim gözlemlediğimiz hızlar mutlak değildir. Ancak gözlemciye göre tanımlanmaktadır.

Bu açıdan bakıldığında, yapılan bütün deneylerde ışığın, ilerlediği yönden bağımsız olarak aynı c hızıyla yayılıyor olması görelilik ilkesiyle oldukça uyumlu. Çünkü bu deneylerde Dünya’dan dışarıya bakma diye bir şey yok; her şey Dünya üzerinde ve Dünya’ya göre ölçülüyor.

2. Işığın hızı bütün gözlemcilere göre sabittir(c).
Gözlemcilerin birbirlerine göre hızları ne olursa olsun, ışık hızı bütün gözlemciler için aynıdır.
-------------------------------------------------------

Tüm kuramın böylesine basit iki iddiaya dayandırılması kuramın artılarından biri. Bu nedenle eğer bu iddialara itirazınız yoksa, o zaman özel görelilik kuramına da olamaz.

Bu iki basit varsayım, biri görelilik ilkesi, diğeriyse önemli bir deney sonucu, yüksek hızlardaki bu gizemi çözmek için yeterli. Fakat artık o iyi bildiğimizi sandığımız mutlak uzay, mutlak zaman kavramlarından vazgeçmemiz gerekiyor.

Fakat ortada hala bir sorun var:
Örnek olarak bir aracın yere göre 0,9c hızıyla (yani ışık hızının %90’ı) hareket ettiğini düşünelim. Bu aracın hareket doğrultusuyla aynı yönde, yine yere göre c hızıyla ilerleyen bir ışık ışını gönderelim. Bu durumda ışığın araca göre 0,1c hızıyla ilerlemesi beklenir. Buna karşın, yapılan bütün deneyler beklentimizin yanlış olduğunu, ışığın hızının yere göre de, araca göre de aynı c değerine sahip olduğunu söylüyor. Bu oldukça garip bir şey:

Işığın peşinden ne kadar hızlı giderseniz gidin, o hala sizden aynı hızla uzaklaşıyor.

Klasik Fizik (Newton’un hareket yasaları), düşük hızlarda hareket eden nesnelerin davranışları hakkında tam bir açıklama sağlar.

Daha yüksek, ışık hızına yakın hızlarda ise yasalar farklı işliyordu adeta.

Görelililik kuramı, göreli hızları hesaplarken hızların farkını almanın yeterli olmadığını, bunun yanlış bir işlem olduğunu söylüyor. Aslında kamyonun otomobile gore hızını hesaplarken yanlış yapıyoruz. Fakat doğru cevap ile bizim basit hesabımız arasında ki fark o kadar küçük ki, bu tip durumlarda ihmal edilmesi çok normal. Buna karşı eğer gözlemlenen cismin hızı çok büyükse, örneğin ışık hızına yakın hızlar, bizim basit hesabımızda ki yanlışlıklar kendini açıkça göstermeye başlıyor. Ama nasıl?



Einstein görecelik kuramını oluştururken kendine sorup senelerce yanıtlayamadığı soru şuydu;

Eğer ışık hızında hareket edersem elimde tuttuğum aynada kendimi görebilir miyim?




Evet yanıtını bulunca, zaman, kütle, uzunluk gibi kavramların, hareket eden cismin bu özelliklerinin gözlemciye göre farklı ve sabit olanın ışık hızı olduğunu gösterdi.



Işık hızında zamanın durması!..
Işık hızı ve zaman arasında bir kopma noktası olabileceğini düşünen Einstein bu düşüncesini bazı örneklerle desteklemeye çalıstı. Mesela bir saat kulesinin yakınlarında olduğunu tasavvur eden Einstein, saat kulesinin tam 12 yi gösterdiğini varsaymıştır. O saat kulesinin Einstein’a saatin tam 12’i olduğunu göstermesi, ışık ışınlarının önce saat kulesine ve oradan da Einstein’in gözlerine yansıması demektir. Ama burada bir gariplik vardır; ışık ışınları tam saat kulesindeyken de Einstein’in gözlerine gelirken aldığı yol boyunca da dahil olmak üzere bütün bir zaman aralığında hep aynı bilgiyi taşıdığını(saatin 12 olduğu bilgisi) görmüştür ve ışık ışınları için zamanın durduğu sonucuna ulaşmıştır. Einstein “eğer o ışık ışınının üzerinde yolculuk yapsaydım dünyayı nasıl görürdüm?” diye düşünür.

Zamanın genleşmesi..
Eğer aracın içindeki saatler daha yavaş işliyorsa, o zaman ışığın araca göre hızının hala c değerine eşit olması mümkündü. Fakat, görelilik ilkesini ihlal etmemek için, araçtaki gözlemcinin saatlerin gerçekten yavaş işlediğini fark etmemesi gerekir. Bu da ancak çalışma ilkesi ne olursa olsun bütün saatlerin aynı oranda yavaşlamasıyla mümkün olabilir. Örneğin, mekanik veya atomik bütün fiziksel saatlerle beraber, bütün kimyasal saatler (eğer bir mum bir saatte yanıp bitiyorsa, araç içinde de oradaki saatlere göre bir saatte yanıp bitmeli) ve bütün biyolojik saatler aynı oranda yavaşlamalı (hücre bölünmesi için veya gözlemcinin sıkıntıdan patlaması için bir saat gerekiyorsa, araç içinde de bunlar oradaki saatlere göre bir saatte olmalı). Kısacası bütün fiziksel olaylar aynı oranda yavaşlamalı. Ancak bu koşul altında araçtaki gözlemci, saatlerinin yavaşladığını fark edemez ve dolayısıyla aracın hızıyla ilişkilendiremez; yani görelilik ilkesi güvendedir.

Yani Einstein, Işık hızına çok yakın (mesela 299.990km/sn) hızla giden bir aracın içinde bile olsak ışık yanımızdan yine bize gore ışık hızıyla (c) geçecektir diyordu.

Doğal olarak, bu tip devrimsel iddiaları ortaya atmadan önce bunları sağlam temellere oturtmaya ihtiyaç var.

Kütle ve enerjinin eşdeğerliliği ilkesi
(mass–energy equivalence)

Madde enerjiye, enerji de maddeye dönüştürülebilir.

E = mc²
c = 3×108 m/sec

Einstein burada, bir cismin ışık yayayarak enerji ve kütle kaybettiği bir sistemi formüllüyor.. formüle göre Enerjinin aynı zamanda kütlesi olması, bu nedenle hareket eden cisimlerin sahip oldukları kinetik enerjiden dolayı kütle kaybetmesi gerekiyor.

Kütleyle enerji arasındaki bağı kuran, birim kütleden inanılmaz enerji elde edilebilceğini gösteren bu formül, maddelerin aslında çok yoğun enerjiler olduğunu söylüyor(Enerjinin şekillenmiş hali).

Güneş'ten gelen ısı ve ışık, Güneşte hidrojen çekirdeklerinin birleşerek helyuma dönüşmesi (füzyon-nükleer birleşme) ve bu dönüşüm sırasında kütle(m) kaybı karşılığı enerjinin(E) ortaya çıkması sayesinde meydana gelmektedir.
(Madde enerjiye dönüştü)

Mesela bir uranyum çekirdeğinin ikiye ayrılmasıyla meydana gelen çekirdek bölünmesiyle(fisyon-nükleer parçalanma) açığa çıkan enerji (E), kaybolan kütle (m) ile ışık hızının karesinin (c²) çarpımına eşittir. Başka bir deyişle m kütleli bir madde yok olursa mc² büyüklüğünde bir enerji açığa çıkar. Bu formüldeki c ışık hızı, çok büyük bir sayıdır, dolayısıyla da çok küçük bir madde kütlesinin yok olması, çok büyük bir miktarda enerjinin açığa çıkmasına yol açar. (atom bombası – Nükleer enerji)
(Madde enerjiye dönüştü)

Suyu ısıttığımız zamanda maddeye enerji veririz, yani kütlesi artar. Bu günlük hayatımızda hissedilmeyecek derecede küçüktür. 1 ton suyu ısıtırsak(E) kütlesi(m) gramın milyonda 4’ü kadar artar.
(Enerji maddeye dönüştü)


E = mc², ivmesiz hareket için sonuçları:
(sabit ivmeli ya da düzgün doğrusal)
----------------------------------------------------------------------

1. Kütle, hareketli cisimlerin hızına bağlıdır.
(Işık Hızı Evrendeki limit hızdır)
Hareket eden bir cismin kütlesi hıza bağlı olarak artmaktadır. (çok büyük hızlar söz konusu olduğunda fark edilebilecek şekilde)

Sadece hareketinden dolayı cismin sahip olduğu bu enerji;
Kinetik Enerji (E) = 1/2 mv² (ışık hızından çok küçük hızlar için doğru.)

Tam doğru formül:
m', hareket halindeki, m ise hareketsiz kütle
E = m'c² - mc²

Hızlanan cisimlerin kütleleri hıza bağlı olarak

m' = m/ [1-(v²/c²)]½ ‘olur.
Eşitliği dikkatle incelersek, bir cismin ışık hızına ulaşmasıyla (v=c) kütlesinin sonsuz olduğunu görebiliriz. Bir cismi ışık hızında hareket ettirmek istersek enerjinin kütleye özdeşliği bağlantısı (E= mc2) uyarınca bu kinetik enerji aynı zamanda kütle işlevi görecektir. Roket ışık hızına yakın hızlara yaklaştığında kütlesi inanılmaz boyutlara ulaşır. Özellikle cisim, tam olarak ışık hızına erişirse sonsuz kütlesi yani sonsuz enerjisi olması gerekir. Yani imkansız, bir başka deyişle; Evrende hiç bir cismin ışık hızına ulaşamaz. Baska bir deyişle kütlesi olan hiçbir şey ışık hızına ulaşamaz. (Işığı oluşturan tanecikler(fotonlar) kütlesizdirler.)



Işık Hızı Aşılamaz
Yani hiç bir parçacık bu hızı aşamaz. Günümüzde CERN’de yapılan deneyler de bunu doğrulamaktadır. Buradaki parçacık hızlandırıcısında protonlar ışık hızının %99.999999 una erişebilmekte ama ışık hızına erişememektedirler.
Parçacık hızlandırıcılarındaki hızlandırma deneylerinde bugüne kadar kütlesi olan hiçbir cisim, proton veya elektron ışık hızına çıkarılamamıştır. Hız arttıkça kütlesi de arttığı için ivmelendirilmesi zorlaşmaktadır.

2. Cismin hareket doğrultusundaki boyu, cismin hızına bağlıdır.

Işık hızının %87’si kadar bir hızla hareket eden bir cismin boyu iki kat oranında kısalır. Hareket eden cismin içindeki gözlemci bu kısalmayı asla anlamaz. Dşardaki gözlemci ise aynı cismi farklı ölçer. Göreli etkidir.

L', hareket halindeki, L ise hareketsiz boy
L' = L [1-(v²/c²)]½

Dikkat edilmesi gereken önemli bir nokta bu etkinin görüntüde değil gerçekten olması. Hareket eden cismin boyutlarındaki kısalma sadece hıza paralel doğrultu boyunca olur. Hıza dik doğrultularda uzunluklar hiçbir şekilde değişmez. Boydaki kısalma düşük hızlarda önemsenmeyecek kadar küçüktür. Ciddi oranlarda kısalmalar, ancak ışık hızıyla karşılaştırılabilir hızlara erişildiğinde meydana gelir. Örneğin, ses hızında yol alan bir jet uçağının boyu ancak iki trilyonda bir oranında azalır. Bu kadar küçük oranda bir kısalmayı fark etmemiz olanaksız. Aracın içindekiler, görelilik ilkesiyle bağdaşır bir şekilde boydaki kısalmayı fark etmez. Çünkü, aracın içindeki her şeyin bu doğrultu boyunca uzunlukları aynı oranda kısalıyor. Araçtaki bütün cetveller de aynı şekilde kısaldığından, araçta bulunanların bu kısalmayı belirlemeleri mümkün değil.

Bu garip sonuçların asıl nedeni de, farklı gözlemcilerin uzay ve zaman algılarındaki farklılık, herhangi bir göz yanılması değil.





3. Zaman akışı, hareketli cisimlerin hızına bağlıdır (Zaman Genleşmesi);
Hareket eden cisimler içindeki zaman yavaşlar;
Benzer şekilde cisim içindeki gözlemci bu yavaşlamayı fark etmez.
Cisimler hızlandıkça zaman cisim için daha yavaş akmaya başlayacaktır, ışık hızına ulaşıldığında zaman durmalıdır.

T', hareket halindeki, T ise hareketsiz iken ölçülen zaman
T' = T [1-(v²/c²)]½


Uzunluk büzülmesine benzeyen bir başka etki de zaman genleşmesi. Kısaca hareket eden cisimler içinde zamanın daha yavaş geçtiğini söylüyoruz. Bu kaba ifade aslında zaman genleşmesinin özünü veriyor, ama bu etkinin hangi gözlemciye göre ve hangi olaylar için söz konusu olduğunu ifade etmekte yarar var: “Bize göre hareket eden cisimler içindeki olaylar, bizim saatlerimize göre daha yavaş gelişir.”

Uzunluk büzülmesi etkisine benzer şekilde, hareket eden araç içindeki insanlar bu yavaşlamayı fark etmezler. Çünkü araçtaki bütün saatler yavaşlamıştır. Atomik ve mekanik saatler, insanların hareketleri, kalp atışları, hücre bölünmesi gibi bütün fiziksel süreçler aynı oranda yavaşlar. Zamandaki yavaşlama oranı, daha önce bahsettiğimiz uzunluk büzülmesi oranıyla aynı. Eğer söz konusu hız, ışık hızına oranla çok küçükse, bu yavaşlama fark edemeyeceğimiz kadar küçük.

Her yerde aynı işleyen, herkes için aynı bir zamandan söz edemiyoruz. Zamandan bahsederken, bunun hangi gözlemcinin saatine göre olduğunu söylemek zorundayız. Yani Zaman mutlak değil gözlemciden gözlemciye ve olayın olduğu yere göre değişiyor.

“Kabul etmesi zor ama doğa algıladığımız gibi hareket etmeyebiliyor.”

Özel görelilik kuramı düzgün hareket eden cisimler için geçerliydi. Einstein'ın 1915'te ortaya attığı genel görelilik kuramı ise ivmeli hareketi de (yani birbirine göre hızlanıp yavaşlayan) içeriyordu ve daha çok kütle çekim kuvvetleriyle ilgiliydi.

SONUÇ:

Görelilik kuramı bize uzay ve zamanı farklı gözlemcilerin farklı algıladığını söyler.
Belli bir olay bir gözlemciye bir yer ve zaman da meydana geliyorsa, başka bir gözlemciye farklı yer ve zamanda oluşur.

Bizler 3 uzay ve 1 zaman boyutunun meydana getirdiği, 4 boyutlu uzay-zaman evreninde yaşıyoruz.

[Yani uzay ve zaman mutlak değildir!. (Buradaki olay, uzay da belli bir yer ve zamanda gerçekleşen durumdur. Yani Olay 4 boyutlu(x-y-z-zaman) uzay-zaman da bir noktaya karşılık gelir. )]

Yani Zaman bulunduğumuz konuma ve nasıl hareket ettiğimize göre değişir.

Burdan uzay ve zamanın birbirlerinde ayrı düşünülemiyecek kadar bağlı olduğunu çıkarıyoruz.

Cisimler hızlandıkça zaman cisim için daha yavaş akmaya başlayacaktır, ışık hızına ulaşıldığında zaman durmalıdır.

Cisimler hızlandıkça kinetik enerjilerinin bir kısmı kütleye dönuşür, durağan kütleye sahip cisimler hiçbir zaman ışık hızına erişemeyeceklerdir.

ÖzetSonuç: Mutlak Zaman ve Uzay yoktur..

Özel görelilik teorisine ilişkin asıl ve ilk fikirleri ortaya atan Poincaré dir. Daha sonra bu fikirleri benimseyen Lorentz, dönüşüm formüllerini geliştirmiştir. Einstein, ilgili kitabında bu isimleri anarak bu süreci reddetmemiştir. Poincaré, ana fikri oluşturmakla beraber; belki, iç benliğindeki bazı itirazlar ve sezgiler sebebiyle tam emin olamıyordu. Konuyu tam ya da yeterli bütünlükte ele alıp çözümlemedi. Sanki "Böyle bir fikrim var katılır mısınız ? Yoksa garip mi karşılarsınız ? modunda idi. Fikri kapan (Einstein bu konudaki gizem potansiyelini anında algılamıştır) ve işleyip bir bütünlük içinde sunan Einstein olmuştur. Daha sonra Poincaré 'e kendi fikrine niye sahip çıkmadığı sorulduğunda, aynen "Teorinin Einstein'a daha çok yakıştığını" söylemiştir. Einstein, o tarihte henüz tanınan bir isim değildi ve 1905 i takibeden ilk yıllarda itirazlarla boğuşuyordu. Hatta bu dönemin deneyimi ile sonradan "peşin hükümleri aşmanın, atomu parçalamaktan daha zor olduğunu" ifade etmiştir. Poincaré, ciddi itiraz noktalarını sezmişti, yerine tam oturmayan kavramlar olduğunu sezinleyerek Einstein'ın kendisini öne atan, baYrağı kapan, bir nevi uygunsuz ve etik dışı hareket tarzına çok fazla karşı çıkmamış, bu fikir benimdi demekte fazla ısrarcı olmamıştır. bu iç yüzün bilim çevrelerinde biliniyor olmasıyla yetinmiştir. Tabii ki Einstein'ın bütünlük içinde sunumu bir katkıdır, bu katkıyı teslim ediyorum; Poincarée de teslim ediyordu ki ona daha fazla yakışıyordu ifadesini kullanmıştır. Burada asıl yakışan tavır şu olmalıydı: Einstein, Poincaré ile birlikte sunumu yapmalılardı. Muhtemeldir ki Poincaré 'in sağduyusu ile Einstein' ın zekası birlikte, şimdi benim ortaya koyduğum şeffaflığı yakalardı. Belki de tam çözemediği hususların aydınlanmasıyla Einstein'ın ilahi adaletle mahcup olacağını ummuştur. Fakat gizem tutkusu ile yanıp tutuşan insanların, medyanın Einstein'ı putlaştıracağını hesabedemedi.

2 yorum:

mustafa dedi ki...

Açıklamalar çok güzel olmuş germekten hani çok derin değil belki yüzeysel anlatılmış ama formülize edilmeden felsefesi anlatılmış hoşuma gitti.

nemvolkan dedi ki...
Bu yorum yazar tarafından silindi.

Yorum Gönder