şükela:  tümü | bugün
32 entry daha
  • izafiyet teorisi, her zaman gozlemlerimiz ve algilarimiza dayanarak yorumlamaya alistigimiz diger fizik yasalarindan farkli olarak, sadece sezgilerimizle anlayabildigimiz garip bir teoridir. bunye olarak isik hizina hic yaklasamadigimiz icin, yuksek hizda hareket eden parcaciklarin garip dunyasini da algilarimizi ikna edecek sekilde betimlememiz zordur.

    ornegin, bir arabada 100 km hizla giderken, arabanin yonunde 5 km hizla firlattigimiz bir tasin 105 km hizla gitmesini algilayabiliriz. yani tasin hizini olcunce 105 cikarsa, "e tabi onun hiz 5, benimki 100, normal 105 deriz". bu algiya uygun.
    veya suya koydugumuz bir cismin ust ve alt yuzeylerindeki basinc farki nedeniyle, cisme yukari dogru bir kuvvet uygulanmasini algilayabiliriz.
    fakat, 200 000 km/s hizla giden bir aractan tutulan isigin hem aractakine gore, hem de disardaki durgun gozlemciye gore 300 000 km/s hizla yayilacagini algilayamayiz. cunku, zamanin, deneysel olarak daha yavas gectigine algisal olarak hic tanik olmadik. (sobanin uzerinde vs. manitayla gecen 2 dk'nin goreliliginden bahsetmiyorum, dogru calisan 2 kronometrenin, bir sure sonra tekrar yanyana getirilince, birinin 5 saat, digerinin 3 saat ilerlemis olmasindan bahsediyorum.)

    isin asli, hareket edenle hareketsiz duran arasindaki fark, dusuk hizlarda "goreceli hiz" olurken, yuksek hizlarda "goreceli hiz + goreceli zaman", isik icin ise sadece goreceli zaman olmaktadir. cunku dusuk hizlarda zamanin genlesme faktoru ihmal edilebilecek olcude dusuktur. fakat yuksek hizlarda, mesele artik sadece hizlari vektorel olarak toplamak degil, zamanin genligini de hesaplara dahil etmektir. hareketsiz olan icin isik tarafindan 3 sn'de alinan yol, hareketli olan icin 1 sn'de alinacaktir. yani hareketli olanin 1 saniyesi hareketsiz olanin 3 saniyesine denk dusecektir. fakat her ikisi de isigin hizini 300 000 km/s olarak gorecektir.

    neden mi?

    bildigimiz gibi isigin 300 000 km yol alabilmesi icin biz "durgunlar"a gore 1 sn gereklidir. fakat isiga sorsaniz, zaman ona hep sabittir. cunku onun hizi artik zamanin yayilma hizidir. (evet zaman da evrende yayilmaktadir.) bunu izlediginiz 24fps bir filme benzetebilirsiniz. su anda evrende gecen zamana da milyon kat zoom yaparsak, onun da aslinda continum olmadigina, bizim 24fps filmlerden daha kaliteli fakat yine de kesikli olduguna tanik olacagiz. bizim ilk 3 boyuttaki hizimiz hemen hemen sabit oldugu icin 4. boyutta, yani zamanda hareket etmekteyiz. "frame"ler gozumuzun onunden gecip gitmekte. fakat isik huzmesi baya baya hizli hareket ettigi icin onda da 4. boyut olan zaman, yani frame sabit, sadece mekani (bant) degismekte.
    oyleyse evrende olagan bir madde icin uzay*zaman duzleminde illa ki delta kadar bir hareketi oldugunu soyleyebiliyoruz. uzay duzleminde ne kadar hizlanirsa, zaman duzleminde o kadar yavasliyor(orn : isik). uzay duzleminde ne kadar yavaslarsa zaman duzleminde o kadar hizlaniyor(orn : biz). biz hic hareket etmezken, bulundugumuz noktada, gelecege dusuyoruz. fakat cok hizli hareket ediyor olsaydik, gelecege daha yavas dusecek, uzayda muthis yuksek hizda yol katedecektik.

    velhasil kelam, kucuk hizlarda hizin goreliliginden bahsederken, yuksek hizlarda buna zamanin goreliligini de dahil ediyoruz, bu teorinin ismi en basit izahiyla burdan gelmektedir. ve bu "ozel gorelilik"tir.

    peki neden "ozel" ?

    ozel gorelilik newtonun hareket yasasini yikmisti. kutleye uygulanan kuvvetin dogru orantili olarak onun hizini arttiramayacagini, maksimun isik hizina yaklastirabilecegini gostermisti. bununla birlikte, cisme uygulanan kuvvetin sadece onun hizini degil, kutlesini de artiracagini (enerji ve kutlenin es ve donusumlu oldugunu) ifade etmisti. meshur e = m.c^2 de burdan geliyordu. fakat getirdigi yenilikler, newton kutlecekiminin denklemleriyle celisse de onu curutmeyi basaramiyordu veya alternatif bir cozum sunamiyordu. (ornegin birbirini ceken iki gezegenden biri hareketliyse, denklemin paydasindaki r^2 icin uzakligi hangisinin uzayina gore alacagiz ? hani uzunluk ve zaman goreceli ya...)

    iste einstein'i asil dahi yapan, beyninin % bilmem kaci geyiklerinin cikis noktasi iki teorisinden biri* olan, ve bu durumu cozume kavusturan izafiyetin yeni teorisi icin "genel" ismi daha uygun olacakti. cunku bu teori, newtonun ayri ayri olan kutlecekim ve kuvvet kanunlarini birlestirip, uzay zamani cok daha guclu bir sekilde modelleyecekti.

    genel gorelilige nasil ulasildi ?

    einstein'in belki de en onemli kesfi, esdegerlik ilkesine getirdigi yeni bakis acisidir. newtonun esdegerlik ilkesine gore, kutle, tum cisimleri ayni miktarda ivmelendiriyordu. einstein, bunu bir adim daha ileri goturerek, aslinda kutle ile ivmenin uzaydaki etkisinin birbirinden ayirdedilemez kavramlar oldugunu ileri surdu. yani ivmelenen herhangi bir ortamda isik ve manyetik dalgalarin gosterdigi tum ozellikler, kutlecekim altinda da kendisini gosterecektir. bu su demektir: yercekimi sadece bir kuvvet degildir ve kutlenin tek olayi diger bir kutleyi cekmesi degildir. kutle aslinda uzay*zaman'i bir oyun hamuru gibi bukmektedir, ve diger tum etkiler bu bukme sonucu ortaya cikmaktadir.

    newtona gore, eger uzayda bir noktadan, belirli bir yonde harekete basladiysaniz, hareketiniz herhangi bir dis etki olmadikca dogrusal devam eder. bunu einstein'a sorarsaniz hareketinizin dogrusal olacagi garanti degildir fakat, uzay dokusundaki en kisa yoldan gideceginiz kesindir. yani eger uzayiniz bir kutle tarafindan bukulmusse, sizin hareketiniz de bu egriler yonunde kayacaktir. kisacasi, bizim yercekimi dedigimiz, aslinda o kutlenin uzay*zaman dokusunda yarattigi bukulme. einsteinin baslardaki hatasi, kutlenin sadece uzayi buktugunu dusunmesiydi. fakat uzay ve zamanin ayrilmaz kavramlar oldugunu ongorup, her ikisinin birlikte bukuldugunu kesfedince, modellemede yasadigi sorunlar ortadan kalkiyordu. modelinin denklemlerini "tensor" denen matematiksel nesneleri kullanarak kurmus ve gezegen hareketlerini newton kutlecekiminin denklemlerinden cok daha duyarli bir sekilde hesaplamistir.

    einstein bu eseriyle butun fizik otoritesinin uzerine kurulu oldugu newton cagini kapatip yeni bir cag acmistir. en ilginci de actigi cagin, kendi caginin cok otesinde olmasidir. cunku tum bunlari ifade etmek icin ne bir deney yapabilmistir, ne de bir gozleme dayanarak ortaya atmistir bu teorilerini. dusunsel olarak ve matematikle vardigi sonuclari, teori seklinde ileri surmustur. bu nedenle teorileri, baslarda, fantastik metafizik urunleri gibi gorunmustur. ancak sonralari, teknolojinin gelismesiyle artan deney ve gozlem kabiliyetiyle, kuramlari test edilebilmistir. ve bu gozlemler her seferinde einstein'i hakli cikarmistir : karadelikler, atom saatleriyle yapilan deneyler, gps uydularinin gosterdigi konumdaki sapma, gezegen yorungelerindeki hassas olcumlerle ulasilan sapmalar... einsteinin yillar oncesinden ortaya koydugu denklemler, bu deneylerin hepsinde cok hassas sonuclar vermistir. aslinda denklemleri yazarken kendisinden onceki matematikcilerin modellerinden faydalanmistir. fakat mesele zaten, evreni dogru idrak edebilmesi ve bunu uygun matematik modeliyle bagdastirabilmesidir.
116 entry daha