Rölativite Tarihi

Rölativite hakkında şöyle bir giriş yapmak istedim. Gerçekten bir fizikçi olarak çok ama çok ilgimi çeken bir konu. İleride akademik olarak bir kariyer çizme gibi durumum olursa eminim bu konuya yoğunlaşacağım. Fizik o kadar ucsuz bucaksız birşeyki açıklamaya ömürler yetmiyor. Ve hala çok kritik şeylerin olduğuna inanıyorum. Tutkuyla merak ediyorum..

Şimdilik şöyle bir rölativite nedir neyin nesidir giriş yapalım, ilerleyen günlerde konuyu daha derinden inceler, konu hakkındaki yayınları buradan paylaşırım.

RÖLATİVİTE ( GÖRELİLİK )

Kuantum kuramıyla atomun yapısı aydınlatılmaya çalışılırken, 1905′ te yeni bir teori ortaya atıldı. I. Newton tarafından kurulan klasik fiziğin mikro boyutlarda yetersizliği anlaşılmıştı. Bunun yanında, cisimlerin ışık hızı mertebesindeki hareketinde de Newton fiziği bekleneni veremedi. Newton, hareketin evrende mutlak olduğunu; bulunulan yere ve zamana göre değişmediğini kabul ediyordu. Ancak, A. Einstein bunun mümkün olamayacağını; bir cismin uzaydaki durumuna göre zaman ve mekan özelliklerinin değişkenlik göstereceğini öne sürdü. Teori, farklı zamanlarda; Özel görecelik ve Genel görecelik adı altında oluşturulmuştur.

* Özel Görecelik:

Özel görecelik teorisi, 1887 yılında A. Michelson ve E. Morley tarafından gerçekleştirilen bir deneyin sonucunun yorumlanmasıyla elde edilmiştir. Deney; temelde uzay boşluğunu doldurduğu düşünülen ve J. C. Maxwell’ in, elektromanyetik dalgaların içinde hareket ettiğini öne sürdüğü esir maddesinin varolup olmadığını sınamak üzere gerçekleştirildi. Deneyde; Dünya’ nın, Güneş çevresinde döndüğü yöne gönderilen bir ışık dalgası ile bu yöne dik gönderilen ışık dalgası arasındaki faz kaymasının gözlenmesi esas alınıyordu. Herhangi bir kaymanın bulunması durumunda esirin haretinden dolayı ışık dalgalarının hızının azaldığı sonucuna varılacaktı. Fakat deney bekleneni vermemişti. Yüzlerce deneme sonunda, ışık hızının her zaman, her yerde sabit olduğu sonucuna varıldı.

A. Einstein, bu sonuçları anlamlandıran ve doğru olarak açıklayan ilk kişi oldu. Aslında asırlar önce Türk- İslam filozofu Kindi; zaman, mekan ve hareketin göreli; her cisme ve gözlemciye göre değişen yapıda olduğunu vurgulamıştı. Einstein bu düşüncelere deneysel kanıtları da katarak şu ilkeleri ortaya koydu:

* Tüm fizik yasaları, birbirine göre değişmeyen harekete sahip bütün eylemsiz gözlem çerçevelerinde ayni yazılmalıdır.

* Işığın boşluktaki hızı, kaynak ile gözlemci arasındaki göreli hareketten bağımsız olup daima sabittir.

Bu ilkeler; ışık dalgalarının hareketi için herhangi bir ortamın gerekmediğini, dolayısıyla esirin varlığına ilişkin bir varsayımın gereksiz olduğunu ortaya koydu. Böylece yüksek hızlardaki hareket ele alınırken bir tek referans noktası göz önüne alınacaktır. O da evrendeki tek sabit olan ışık hızıdır. Çünkü zaman, uzunluk ve kütle bu niceliğe göre değişmektedir. Sonuç olarak; göreli bir evrende;

1) Işık hızına yakın hareket eden nesnelerin hareket yönündeki kısalır ve kütleleri artar. Işık hızına, bir cismin ulaşması durumunda ise, bu cismin kütlesi sonsuz, uzunluğu da sıfır olur. Bu sonuçtan hareketle şu söylenebilir: Hiçbir cisim ışık ışık hızına ulaştırılamaz.

2) Işık hızına yakın bir hızla hareket eden sistemde zaman yavaş işler. Tam ışık hızına sahip bir cisim için ise zaman geçmez. Hareketli sistemdeki saat, duran saate göre;

oranında daha yavaş çalışır.

3) Maddenin, hızlandırıldıkça kütlesinin artması; kütle ile enerji arasında yeni bir bağıntının doğmasına yol açmıştır.

E=mc2

İle verilen denklem, maddenin enerjiyle eşdeğer olduğunu ve çok küçük bir kütleden fazlasıyla enerji elde edilebileceğini göstermiştir. Atom bombalarının yapımı ve nükleer reaktörlerin çalışması bu sayede açıklanabilir.

* Genel Görelilik:

Özel görelilik, birbirine göre ivmesiz bulunan sistemler için geçerlidir. Ancak evrende ivmesiz hareket eden pek az şey vardır. Bu yüzden, A. Einstein daha genel bir teori olarak genel göreliliği 1916′ da oluşturmuştur. Bu yaklaşımda da Einstein, klasik fizikte Newton tarafından kurulan yerçekimi ifadesinin yetersizliğine dikkat çekmiştir.

Fiziksel olarak, bir cismin uzayda ivmelenmesiyle onun üzerine bir yerçekimi ivmesinin etki etmesi birbirinden ayırdedilemez durumdur. Einstein; bu durumda, “eğer bunları birbirinden ayıramıyorsak o halde bu etkiler birbirinin ayni olmalıdır” şeklinde düşünerek bir cismin eylemsizlik kütlesiyle yerçekimi kütlesinin birbirine eşit olduğunu öne sürmüştür. Bu durumda genel göreliliğin ilkelerini şöyle belirlemiştir:

1- Fizik yasaları, eylemsiz yada ivmeli bir gözlem çerçevesinde aynıdır.

2- Sabit bir yerçekimi alanında eylemsiz referanz çerçevesi ile ivmeli bir referans çerçevesini birbirinden ayırmak imkansızdır.

Einstein, bu ilkelerden hareketle, evrenin uzay – zaman boyutunun her ikisiyle incelenmesi gerektiğini belirtmiştir. Böyle bir evren, Öklit geometrisinden uzak olup ancak Riemann geometrisiyle açıklanabilir. Uzay, içine boylu boyunca gerilmiş ağ gibi bir yapıya sahiptir ve Güneş gibi büyük kütleli cisimler bu ağda eğrilikler meydana getirir. İşte gezegenler de, bu eğriliğin etkisiyle yıldızların çevresinde dolanırlar. Bu eğri alan yalnızca fiziksel bir çukur olmaktan uzak olup eğriliğin miktarı arttıkça oradaki zamanın da daha yavaş işlemesine neden olur. Hatta bu eğrilikler ışığı da bükecek niteliktedir. Güneşin yakınından geçecek şekilde, çok uzak yıldızlardan gelen ışınların Güneşimiz tarafından eğriltildiği gözlenmiştir. Yine, Merkür gezegeninin günberi noktasının değişkenlik göstermesi ancak bu kuramla açıklanabilmiştir.