Orijinalini görmek için tıklayınız : Rölativite kuramı...
evrenin bşr bütün olarak *alışkanlıklarımızla bagdaşmayan ve tasarlama yetenegimize hiç de uymayan bambaşka bir şey oldugunu bulma başarısı. einstaine aittir...
einstainin düşüncelerinin ürünü adı bir çok yanılgıya yol açan relavitive kuramıdır.
aslında uzun zamandan beridir bir kuram da degildir bu...
en azından 1945 agustosunda hiroşimanın yerle bir oldugu o günden bu yana !!!
çünkü einstainin buldugu madde ile enerjinin özdeşligi yasasının ortaya koydugu bilgiler olmadan atom bombasının yapılması da olanaksız olurdu.
öte yandan bugün bile birçok insanın hala sandıgının aksine relevite düşüncesi yazı masasında kılı kırk yaran ince akıl yürütmeler sonucu elde edilmiş mantıksal bir nazariye olmadıgından başlangıçdada bir kuram degildi.
söz konusu anlayışın çıkış noktası sanılanın tam tersine soyut düşünceler degil deneysel sonuçlardı.yani o zamana kadar bilinen doga yasalarının yardımıyla kavranması mümkün olmayan deneysel gerçeklerdi.
başlangıç noktasındada amerikalı fizikçi albert michelsonun *1881 yılında chicago da yapyıgı bir deneyin tam bir bilmeceye benzeyen sonucu duruyordu...
michelson deney aynalarını belirli bir biçimde düzenleyerek dünyanın dönme hızını güneşten gelen ışııgn hızına ekleyerek çıkacak sonucu hesaplama olanagı veren optik bir alet yapmıştı...
ışıgın saniyede 300,000 km. ve yeryüzünün ışıgın kaynagına yani güneşe dogru görece hızı ise gene saniyede 30 km.dir.demekki ışıgın dünya eksenıne dik düştügü ilk ölçümde 300,000 ikinci ölçümde ise 300,030 km/s çıkması gerekiyordu.michelsen düzenegi öylesine müthiş kurmuştuki bu farkın en ufak bir hata payı olmaksızın ölçülmesi gerekiyordu...
devam edecek....
bu deneyin tarihsel önemi her iki ölçümde de ortaya herhengi bir farkın çıkmış olmamasında yatar. michelson her iki durumdada saniyede 300,000 km. degerini elde etmişti. amerikalı pahalı ve degerli aletini hangi yöne çevirirse çevirsin yerkürenin dönme hızı ışıgın hızına bir türlü eklenmek bilmiyordu. deneyin düzeni oldukça yalın karmaşıklıktan uzak oldugundan bu sonuç alabildigine gizemli bir bilmeceyi andırıyordu.dünyanın güneşin çevresinde döndügü gerçeginden kimsenin kuşku duyacagı yoktu ya!
deney daha sonraki yıllardada bir çok kez aynı şaşırtıcı sonuçla tekrarlanıp durdu. ve fizikçilerin başını oldukça agrıttı.ilk kez einstein kulaga oldukça ters gelen ama daha sonra geliştirerek ünlü kuramına ulaşmasına yol açan bir açıklama getirdi. denebilir ki einstein herkesin beklentisine uygun biçimde çıkmayan sonucun neden yanlış oldugunu sormak yerine sonucu kesin bir dogru olarak benimseyip mantıgın bütün kurallarını alaya alır görünmesine karşın bu sonucu daha sonraki akıl yürütmelerine dayanak olarak aldıgından michelson deneyinin getirdigi sorunu çözebilmiştir...
genel ve akla uygun beklenti dünyanın hızının ışıgın hızına eklenebilmesi gerektigi *dogrultusundaydı elbette.
durum tıpkı haraket kalindeki bir trenin koridorlarında bir uçtan bir uca yürüyen insanınki gibi göz önüne getirebilecek kadar basitti. trenin herhangi bir arazide saatte 100 km. hızla gittigini ve varsayımsal kişimizin trenin içinde 54km/s *hızla yürüdügünü varsayalım.bu durumda trenin içindeki yayanın trenin dışındaki araziye görece hızı satte 105 km. dir. bunu ölçebiliriz dogrudur da bu sonuç burada anlatılan durumda her iki hız yani trenin ve trenin içinde yürüyen yolcuların hızları toplanmaya elverişlidirler. klasik *hareket ögretisinden bildigimiz gibi sonuç hızların gelişigüzel toplanabilirligi biçimindeki tamamen olagan ilkeye uygundur...
bu toplama olayının michelson deneyinde neden gerçekleşmedigi sorusunu bu ilkenin ışıgında anlamak mümkün degildi.
birbirine eklenmesi beklenen hızlardan biri olan ışıgın hızının daha öncede degindigimiz tren deneyinde birbirine eklenen tren ve insan hızlarından farklı bir nitelikte oldugu ve hızların eklenebilirligi ilkesine ve tabii sayısal sonuca etki edebilecegi kimsenin aklına gelmemişti...
einstein sorunun hızların toplanabilirligi ilkesiyle ilintili olabilecegini düşünmüştü.belkide evren büyük hızların sö konusu oldugu anlarda günlük dünyamızda tanıdıgımızdan bambaşka özelliklere bürünmekteydi...
einstein bir yandan bu yolla akıl yürütürken hızların gelişigüzel toplanabilirligi ilkesinin *görünürdeki olagınlıgından da yavaş yavaş kuşku duymaya başladı.
gerçi ilk bakışta bu ilke apaçık ve herhangi bir açıklanaya gerek bırakmayacak kadar akla yatkın görünüyordu.ama düşünmeyi tutarlı bir şekilde sonuna kadar sürdürünce uç durumlarda tartışmalı sonuçlara götürmesi kaçınılmazdı.gelişigüzel isenildigi kadar olmak demek her bir hızın ilkece sonsuz büyüklükte bir hız elde edilinceye kadar birbirine eklenmesi demekti. ama einstain sonsuz büyüklükte hızların olmaması gerektigi sonucuna varmıştı...
çünkü bu evrendeki mümkün en büyük uzaklıkların bile herhangi bir zaman süresi geçmeden anında aşılması anlamına geliyorduki:
bu da apaçık bir saçmalıktı.
bu düşünceyle birlikte ilk kez einstein in attıgı en isabeli adımın gerçekleştirilmesi dogrultusunda bir başlangıç noktası da elde edilmiş oluyordu.
sonsuz büyüklükteki hızlar yoksa o zaman herhangi bir en üst hız kimsenin ve herhangi bir şeyin ne maddenin nede herhengi bir ışıgın aşamayacagı bir üst sınır olmalıydı....
Ghaarzhel
09-08-2007, 23:15
Peki sonuç..?
Sonuç; En üst sınır ile gözlem yapılan yer arasındaki mesafe sabittir.
Bir balon düşünün hangi noktadan balonun içerisinden kuvvet uygularsanız uygulayın içerdeki basınç gereği balon kuvvet oranında balon genleşecektir. *
Ancak balon değil de örneği, genleşme katsayısı sıfır olan bir maddeden düşünürsek o zaman ışığın hareket zamanını ve toplanabilirlik ilkesini kabul edebiliriz. *Balona uyguladığımız kuvvetin hacim basınç oranında dağılması söz konusu olduğuna göre, öyle bir kuvvet olmalı ki balondan büyük olsun.
Bu durumda balona uyguladığınız balondan büyük kuvvetin ise balonu patlatacağı kesindir. *
Soru:Balona uyguladığımız kuvvet basınç oranında hacim de dağıldığına göre, nasıl bir sabitlik olabilir ki, çünkü balona uygulanan kuvvet içerde dağıldığına göre en üst noktada mesafe sabit olamaz.
Yanıt: En üst noktayı balonun ağzının bağlandığı yer olarak düşünürsek, balona uyguladığımız kuvvet dıştan da olamayacağına göre *mesafe sabit kalacaktır.
Peki, bu nasıl bir kuvvet olacaktır ki, toplam kuvvet kendinden büyük bir kuvveti oluşturabilsin.
Bu şu soru ile alakalıdır aslında; Allah kendinden büyük bir taşı kaldırabilir mi? Kâinatın tamamını vahdet-ül vücut ile açıklamaya çalışan akımlar bu soruya yanıt verememişlerdir ve veremeyeceklerdir yanıt olarak verilen her bir kuramın bir karşılığı vardır.
Algıladığımız evrenin bir bütün olduğunu ve sırf bu nedenle bile,bir *idare ve kuvvet ile tanzim edildiğini anlayabiliriz.
...
"çünkü bu evrendeki mümkün en büyük uzaklıkların bile herhangi bir zaman süresi geçmeden anında aşılması anlamına geliyordu ki;
bu da apaçık bir saçmalıktı. "
...
Bu anlatım ise baktığınız yere göre değişir.
Zira Toplam kuvveti kontrol eden muazzam bir gücü varsayarsanız bu saçmalık olmayacaktır.
Zaten asıl mesele o gücün var olup olmadığıdır. Ama o gücün varlığının dışında, evrenin içinden bir gücün o güce asla erişemeyeceği bir gerçektir. İşte buna da sınır denir.
Allah cc. çevir bak yüzünü semaya, yorgun olarak geri dönecektir diyerek bu sınırı anlatmıştır.
Pekte iyi olmadığım bir konuda eski bilgilerimden kaynaklı bir yanıt oldu. Her konuya maydanoz olmak gibi bir âdetim yoktur ama bir arkadaş peki sonuç diye mesaj atmış. Yazıların havada kalmasını sevmem. Bu nedenle yazayım dedim. Bilgilerin yanlışlığı konusunda her türlü yapıcı ve düzeyli eleştiriye açığım. *
İlk eleştiriyi de ben yapayım;
Dalbil; sen kendini Einstein mı sanıyorsun *:oops: *:x
Selamlar
ED.
arkadaşlar kimse umursamadıgı için devamını yazmamıştım...
demekki merak edenler ve ilgilenenler varmış...
öyleyse devamını zevkle yazacagım.fakat yarın çünkü bugün biraz yorgunum.
ilgilenen dostlara saygılar...
devam.......
eger durum böyle idiyse michelson deneyinin bu zamana kadar anlaşılmayan sonucunun açıklamasıda avucumuzun içinde demekti. 8O
daha dogrusu bu deneyin sonucunu acıklamaya bile gerek yoktu. sadece ışık hızının evrendeki başka herangi birşeyin aşamayacagı bu en üst hız oldugu kabul etmek yeterliydi.o zaman bu hıza başka bir hızın neden eklenemeyecegi de anlaşılmış oluyordu. :D
michelson deneyi einsteinin vardıgı sonuca göre ışık da dahil hiçbir şeyin saniyede 300,000 km. hızla hareket eden ışıktan daha hızlı olmayacagı ilkesinin benimsenmesiyle açıklanabilirdi.
son yüzyılarda yaptıgımız doga araştırmaları boyunca gerçekligin sandıgımızdan farklı olduguna kendimizi hep alıştırmak zorunda kaldık...
şimşek ve gökgürültüsünün öfkeli tanrılarca degil görülmyen ve tasarlanamayan elektromanyetik alanlarca meydana getirildigini ögrandik..
kendimizi bu düşünceye alıştırdıgımız gibi bu buluştan yararlanmasınıda bildik.dünyanın yuvarlak oldugu saptamamızdan evrenin sonu olduguna ilişkin umulmadık saptamamıza kadar birçok örnek verebiliriz...
bu olayların hiçbirinde bu neden böyledir sorusuyla uzun süre oyalanmadık. ışık hızı hızı konusundada farklı davranmamamız gerekir.hiç kimse ışık hızının neden yüksek hız olduguna karar veremez.
einstein bile... :D
öyle oldugu için öyledir.michelson deneyi bunu kanıtlamaktadır...
sonuçları tasarlama alışkanlımlarımıza ve düşüncelerimize ne kadar ters düşerse düşsün bize bu olguyu kabul etmek kalıyor...
hatta durum mantıgımızla çelişse bile. çünkü hem mantıgımız hemde tasarlama ve düşünce gücümüz insana özgüdür.
ışık hızı ve onun kendine özgü yanları ise evrenin özellikleridir.bu her iki yanın illede birbirine karşılık gelmeleri ve uyumlanabilmeleri gerekmez...
burada bu kuramı enine boyuna anlatacak degilim. kafamızda canlandırmamıza müsait olmadıgı için ancak karmaşık matemetik formülleriyle açıklkanabilecek bir kuramdır bu..
yalnıca tek örnek üzerinde hiç degilse asitleştirilmiş biçimde ışık hızının en yüksek hız olmasının ne gibi belirleyici sonuçlar dogurdugunu *göstermeye çalışacagım...
yine evrende ilişkiler kurmaya yada belirli gözlemler yapmaya yarayacak ışıktan daha hızlı olacaklar yoksa örnegin eşzamanlılık kavramının nasıl ve niçin de anlamını yitirdigini de söyleyecegim...
işin aslına bakacak olursak bizim gökbilimciler gerçekten gökyüzünde hayatetelri gözlemleyip durmaktalar....
tam anlamıyla düşünecek olursak bunların aletleriyle inceledkleri yada görüntüledikleri gökcisimleri gerçekte birer yanılsamadır...
çünkü ışık hızının sınırlılıgından ötürü sözgelimi bize 10 ışık yılı uzaktaki bir yıldızı ancak on yıl önceki haliyle görürüz.gerçi bu gökbilimin pratigi açısından önemsiz bir olaydır.
ama biraz düşünecek olursak gerek bu gerekse bütün öteki yıldızları hiçbir zaman ve hiçbir yöntem aracılıgıyla gözlemledikleri anda nasıllarsa öyle göremeyecegimizi bilmek çok önemlidir.
şimdi diyelimki bir raslantı sonucu bizim gezegenimizde ve bize 10 ışık yılı uzaklıktaki bu varsayımsal gezegende aynı anda bir volkan patlaması oluyor...
bu aynı anda sözü gerçekte ne anlama gelebilir...
ne bizim nede söz konusu yıldızdaki varsayımsal bir gözlemcinin volkan patlamalarını aynı anda algılaması mümkündür...
patlamanın görüntüsünün aradaki uzaklıgı aşabilmesi için on yıla gerek vardır...ve ışık hızı mümkün *en büyük hız oldugundan bize ve öteki yıldızdaki gözlemciye püskürme konusunda on yıldan daha önce başka bir yoldan herhangi bir bilgi ulaştırmak olanaksızdır...
Işık hızı ile ilgili başka sitelerde de yazdığım bir yazı.
--
Işığın belirli bir hızda geçtiği gerçeği,ilk önce astronomik gözlemlerle saptanmıştır.Jüpiter’in çevresindeki aylar,bazen Jüpiter tarafından tutulur,bu tutulmanın ne zaman olacağının hesabı kolaydır.Jüpiter’in dünyaya olağandışı yakın bulunduğu zaman ,aylarından birinin tutulması halinde,tutulmanın beklenilenden bir kaç dakika önce gözlemlendiği görülmüştür;ve Jüpiter’in dünyadan olağandışı uzak olduğu hallerde de,tutulmanın beklenilenden birkaç dakika sonra gözlemlendiği saptanmıştır.Bu sapmaların,ışığın belirli bir hıza sahip olduğunun varsayılmasıyla hesaplanabileceği görülmüştür,öyle ki,Jüpiter’deki gözlemlediğimiz andaki olay,gerçekte kısa bir süre önce (Jüpiter uzakta ise daha uzun bir süre önce) meydana gelmektedir.Güneş sisteminin öteki bölgelerinde de aynı gerçekler nedeniyle,ışık hızının aynı olduğu görülmüştür.Bu nedenle,ışığın boşlukta,her zaman belirli,sabit,saniyede yaklaşık 300,000 km kadar bir hızla yol aldığı kabul edilmiştir.Işığın dalgalardan oluştuğu kabul edildiğinde,bu hız esir içinde yayılan dalgaların hızıydı;en azından bu olayın esir içinde olduğu kabul ediliyordu.Ama şimdi,dalga sözcüğü kalmakta devam etmesine karşın,esir bulanık bir şey haline geldi.Radyo dalgaları(ışık dalgalarına benzer ama biraz daha uzundur)ve x-ışınları (ışık dalgalarına benzer ama biraz daha kısadır) aynı hızdadırlar.Yerçekimi yayılmasının da,bugün aynı hızda olduğu genel olarak kabul edilmektedir.(rölativite kuramının bulunmasından önce,yerçekiminin ani olarak yayıldığı düşünülüyordu,ama şimdi bu görüş geçerliliğini yitirmiştir.
Şimdiye kadar her şey iyi gidiyordu.Ama daha sağlıklı ölçülerin yapılması olanağı ortaya çıkınca,zorluklar birikmeye başladı.Dalgaların esir içinde olduğu kabul ediliyordu ve bu nedenle dalgaların hızları esire göre rölatif olması gerekiyordu.Şimdi,esirin(eğer varsa) uzay cisimlerinin hareketlerine karşı herhangi bir direnç göstermediği açık olduğuna göre,esirin uzay cisimlerinin hareketini paylaşmadığını düşünmek doğal görünmektedir.Eğer dünya,geminin suyu önünde itmesi gibi,önündeki esiri itmek zorunda olsaydı,tıpkı suyun gemiye yaptığı gibi,esirin bir direnç göstereceği düşünülebilirdi.Onun için genel görüş,esirin herhangi bir zorluk çekmeden cisimlerin içlerinden geçebileceği şeklindeydi,tıpkı havanın kalburdan geçmesi,hatta daha da fazlası gibi.Eğer durum böyle ise,o zaman dünyanın kendi yörüngesinde esire göre bir hızı olmalıdır.Eğer,yörüngesinin herhangi bir noktasında,esirle tamamen birlikte hareket edecek olursa,öteki noktalarda esirin içinde daha çabuk hareket edecektir.Eğer rüzgarlı bir günde,dairesel bir yolculuğa çıktıysanız,hangi rüzgar eserse essin,yolunuzun bir bölümünde rüzgara karşı yürümek zorundasınız;bu durumda da aynı ilke vardır.Bundan ortaya çıkan şudur,altı aylık bir aralıkla seçilen iki günde,dünya,yörüngesinde hareket ederken,en az bu günlerin birinde ,tam ters yönde bir esir rüzgarına karşı hareket etmek zorunda kalacaktır.
Şimdi eğer bir esir rüzgarı var ise,açıktır ki,yeryüzünde bulunan bir gözlemciye rölatif olarak,ışık sinyalleri rüzgarla birlikte giderlerken,çaprazlanmasına gittiklerinden daha çabuk,çaprazlamasına gittiklerinde ise ,ona karşı gideceklerinden daha çabuk yol alacaklardır.Michelson ve Morley in ünlü denemelerinde ortaya çıkarmak istedikleri şey,işte budur.Bunlar,aralarında dik açı olacak şekilde iki yöne ışık sinyalleri gönderdiler,gönderilen sinyallerin her biri,iki aynada yansıtılarak ilk gönderilen yere tekrar dönmeleri sağlandı.Şimdi bir kimse,ister deneyle,ister birazcık aritmetikle kanıtlayabilir ki,bir nehirde,verilen bir uzaklığı nehre yukarı kürek çekerek gidip gelmek için gereken zaman,aynı uzaklığı çarprazlama gidip gelmek için gereken zamandan daha uzundur.Bu nedenle,eğer bir esir rüzgarı varsa,esir içindeki dalgalardan oluşan bu iki ışık sinyallerinden biri,ötekinden daha az ortalama süratle aynaya gidip geri dönecektir.Michelson ve Morley bu deneyi gerçekleştirdiler,deneyi değişik konumlarda tekrarladılar,daha sonra bir daha tekrarladılar.Kullandıkları aygıtlar,eğer böyle bir fark var idiyse,umdukları sürat farkını,hatta daha da ufak bir farkı saptayabilecek kadar sağlıklı idi,ama en ufak bir ayrıntı bile gözlenememişti.Sonuç,herkes için olduğu kadar,kendileri içinde şaşırtıcıydı.Ama çok dikkatli tekrarlar,herhangi bir kuşkuya olanak vermiyordu.Birinci deney,uzun süre önce,1881 yılında yapılmıştı ve 1887 de,daha da geliştirilmiş olarak yine tekrarlandı.Ama sonucun doğru bir açıklamasının yapılabilmesi için aradan uzun yıllar geçti.
Bazı nedenlerle dünyanın çevresindeki esiri,hareketi ile birlikte götürdüğü kanısı olanak dışı olarak görülmüştür.Bunun sonucu olarak fizikçilerin ilk önce çok keyfi varsayımlarla kurtulma yolunu aradıkları bir mantık çıkmazının doğduğu görüldü.Bunların en önemlisi,Lorentz tarafından geliştirilen,Fitzgeralt büzülmesi olarak bilinen varsayımdır.
Bu varsayıma göre,bir cisim hareket halinde ise,hızına bağlı olarak,hareketi doğrultusunda belirli bir oranda kısalır.Kısalma miktarı,tamda Michelson - Morley deneyindeki olumsuz sonucu izah edecek kadardı.Nehirdeki yukarı ve aşağı doğru yapılan yolculuğun yine nehrin çaprazlamasına yapılan yolculuktan gerçekten daha kısa olması gerekliydi,tıpkı daha yavaş ışık dalgalarının orayı aynı zamanda geçmesini olanaklı kılacak kadar kısa olması gibi.Elbette,bu kısalma,ölçümle hiçbir zaman açığa çıkarılamazdı,çünkü ölçü çubuklarımız da aynı şekilde etkilenecekti.Dünyanın hareket çizgisine yerleştirilen bir ölçüm cetveli,dünyanın hareketine dik açı ile yerleştirilen aynı ölçüm cetvelinden daha kısa olacaktı.
Daha sonraları Einstein rölativite kuramını buldu,görüldü ki,varsayım,belli bir anlamda doğrudur,ama sadece belli bir anlamda.Yani varsayılan kısalma,fiziksel bir gerçeklik değildir,ama,bir kez doğru görüş açısı bulunduktan sonra,aşağı yukarı benimsemeye zorladığımız,belli ölçü alışkanlıklarının sonucudur.
Bununla ilgili olarak,ilişkin varsayımlar bir yana,Michelson Morley deneyi gösterdi ki,dünyaya rölatif olarak,ışığın hızı her doğrultuda aynıdır ve güneş etrafında dönüşüyle dünyanın hareket doğrultusu sürekli değişmesine karşın,yılın her anında bu gerçek değişmemektedir.Ayrıca bu durum,sadece dünyanın bir özelliği olmakla kalmamakta,bütün cisimler için geçerli olmaktadır,eğer bir ışık sinyali ,bir cisimden dışarıya gönderilirse,bu cisim nasıl hareket ediyor olursa olsun,dalgalar dışarıya yayılırken cisim hep merkezde bulunacaktır.En azından cisimle birlikte hareket eden gözlemciler bu şekilde görecektir.Yapılan deneylerin yalın ve doğal anlamı buydu ve Einstein,buna uygun bir kuram bulmayı başardı.Ama ilk başta ,bu yalın ve doğal anlamı benimsemek,mantıksal olarak olanak dışı görünüyordu.
Birkaç örnekleme,gerçeklerin nedenli garip olduklarını açıklığa kavuşturmaya yetecektir.Bir silahtan atılan mermi,sesten daha çabuk hareket eder:kendisine ateş edilen kimse,önce pırıltıyı görür,sonra,merminin geçişini görür ve en sonunda sesini duyar.Açıkça görüleceği gibi,eğer merminin üzerine bilimsel nitelikte bir gözlemci yerleştirebilseydiniz,merminin sesini bu gözlemci hiç duymayacak ve ses ona yetişmeden önce,parçalanıp ölecekti.Ama eğer,ses ışığın aynısı olan ilkelerle hareket etmiş olsaydı,gözlemcimiz sanki yerinde duruyormuş gibi erşeyi duyacaktı.Bu durumda, eğer yankıları yansıtabilecek nitelikte bir perde,mermiye iliştirilmiş ve onunla birlikte gitmiş olsaydı,diyelim merminin yüz metre önünde,gözlemcimiz,sanki kendisi ve mermi duruyormuş gibi ,aynı zaman aralığından sonra,perdeden yansıyan yankıyı duyacaktı.Elbette bu,uygulanması olanak dışı bir deneydir,ama uygulanabilecek nitelikteki başka deneyler bu farkı gösterecektir.
Tren yolu boyunca,uzakta bir yerden gelen yankının alınabileceği bir yer,yol üzerinde bulunabilir(diyelim ki tren yolunun tünele girdiği bir yer) ve tren giderken,yolun kenarında bulunan bir kimse,silahını ateşlemiş olsun.Eğer tren yankıya doğru gidiyorsa,yolcular yankıyı,yol üstünde duran adamdan daha erken duyacaklardır;eğer tren ters yöne gidiyorsa,yolcular daha sonra duyacaklardır.Ama bunlar Michelson Morley deneyinin tam olarak öngördüğü koşullar değildir.Deneydeki aynalar yansıtıcıya karşılıktır,aynalar dünya ile birlikte hareket etmektedir,o yüzden yansıtıcının da trenle birlikte hareket etmesi gerekir.
Tutalım ki,ateş,trenin en arka vagonundaki bekçi kulübesinden edilmiş olsun ve yankı lokomotifte bulunan bir perdeden yansıyarak gelsin.Lokomotif ile son vagon arasındaki uzaklığın sesin saniyede alabileceği yol kadar(bir milin beşte biri kadar) ve trenin hızının,sesin hızının on iki de biri(saate altmış mil)kadar olduğunu varsayacağız.Bu durumda trende bulunan kimseler tarafından gerçekleştirilecek bir deney var.Eğer tren duruyorsa,bekçi yankıyı iki saniyede duyacaktır.Eğer tren hareket halindeyse,bekçi,iki artı 2/143 saniyede duyacaktır.Aradaki bu farktan,bekçi,eğer sesin hızını biliyorsa,yolun kenarını göremeyecek kadar sisli bir gece bile olsa,trenin hızını hesaplayabilir.Ama eğer ses,ışığın özelliklerini taşımış olsaydı,tren nasıl bir süratle gidiyor olursa olsun,yankıyı iki saniyede duyacaktı.
Değişik başka örnekler görenek ve sağduyu açısından ışığın hızı konusundaki gerçeklerin ne denli olağan dışı olduğunu göstermeye yardımcı olacaktır.Herkes bilir ki,yürüyen bir merdivende basamakları tırmanarak,olduğu yerde durmaktan daha tez yukarı çıkılır.Ama eğer merdiven ışık hızıyla hareket ediyorsa,ister yukarı doğru basamaklarda yürüyün,isterseniz olduğunuz yerde kalın,yukarıya hep aynı sürede ulaşırsınız.Yine eğer saatte dört mil hızla bir yolda yürüyorsanız ve saatte kırk mil yapan bir araba aynı yönde sizi geçiyorsa,bir saat sonra sizinle araba arasındaki uzaklık 36 mil olacaktır.Ama eğer araba,ters yönden,size karşı gelmiş ise,bir saat sonra aranızdaki uzaklık 44 mil olur.Şimdi arabayı ışık hızıyla gidiyor kabul edecek olursak,arabanın size karşı gelmesi,yada sizi arkadan gelip geçmesinde bir fark olmayacaktır;er iki halde de,bir saniye sonra,sizden 186000 mil uzaklıkta olacaktır.Geçen o bir saniye içinde,daha az süratle gelip sizi geçen,yada sizi karşılayan başka bir arabadan da 186000 mil ötede olacaktır.Bu olanaksız gibi gözükmektedir.Yolun bir çok farklı noktalarından,araba nasıl aynı uzaklıkta olabilir??
Başka örnek;Durgun bir gölün yüzeyine dokunan bir sinek,daireler halinde,dışa doğru genişleyen titreşimlere yol açar.Dairenin herhangi bir anındaki merkezi,gölün sinek tarafından dokunulan noktasıdır.Eğer sinek,gölün yüzeyinde o yana bu yana hareket etmiş olsa,bu durumda,titreşimlerin merkezinde kalmaz.Ama eğer bu titreşimler,ışık dalgaları ve sinek de, becerikli bir fizikçi olsa,nasıl hareket ederse etsin,hep titreşimlerin merkezinde kaldığını görecektir.Bu sırada gölün kıyısında oturan tecrübeli bir fizikçi,basit titreşimde olduğu gibi,sineğin merkez olmadığına,ama sineğin göle dokunduğu noktanın merkez olduğuna inanacaktır.Ve eğer bir başka sinek,aynı yerde ve aynı anda suyun yüzeyine dokunmuş olsaydı,kendisini birinci sinekten ne ölçüde ayırmış olursa olsun,o da kendisini titreşimlerin merkezinde kaldığını görecekti.Bu Michelson-Morley deneyinin tam benzeridir.Göl,esire karşılıktır;sinek,dünyaya karşılıktır;sineğin dokunması ve göl Michelson-Morley beylerin göndermiş olduğu ışık sinyallerinin karşılığıdır;titreşimlerde ışık dalgalarının karşılığıdır.
Böylesi bir durum ilk bakışta oldukça olanaksız görünmektedir.1881 yılında yapılmış olmasına karşın,Michelson-Morley deneyinin 1905 yılına kadar doğru olarak yorumlanmamış olmasına şaşmamak gerek.Şimdiye dek tam olarak ne söylediğimize bir göz atalım.Yolda yürüyen ve araba tarafından geçilen adamı ele alalım.Tutalım ki yolun aynı noktasında ,kimi yürüyen kimi arabada bulunan bir insan topluluğu var ,yine tutalım ki,bu insanların bir kısmı bir yöne,bir kısmı öteki yöne,değişik süratle gidiyorlar.Eğer bu anda,bu insanların bulundukları yerden bir ışık parıltısı gönderilmiş olsa,herkesin kendi saatine göre bir saniye sonra,yolcuların hepsi aynı yerde olmasalar bile ,ışık dalgaları,her birinden 186000 mil uzakta olacaktır.Sizin saatinizle bir saniye sonra,sizden 186000 mil ötede olacaktır,ışığın gönderildiği zaman sizinle karşılaşmış olan ve ama sizinle ters doğrultuda hareket eden kimsenin saatiyle bir saniye sonra,ondan da 186000 mil ötede olacaktır.Nasıl olabilir bu??
Bu tür olguların ancak bir tek açıklama yolu vardır,bu da,saatlerin hareketle etkilendiklerini kabul etmektir.Eğer iki olay arasında bir saatlik bir sürenin geçtiğini söylerseniz,eğer bu öneriniz ideal doğruluktaki kronometrelere ve en ideal dikkat gösterilerek yapılan ölçümlere dayanıyorsa,size göre rölatif olarak hareket eden,aynı dakiklikteki bir başka kişi,bu sürenin bir saatten fazla yada eksik olduğunu söyleyebilir.Birinin yanlış ötekinin doğru olduğunu ileri süremezsiniz.
Işık hızı ile ilgili daha başka ilginç şeyler vardır.Bunlardan biri şudur ki,uygulanan kuvvet ne denli büyük olursa olsun ve bu kuvvet ne kadar süreyle etkilerse etkilesin,hiçbir maddi cisim ışığın hızına erişemez.Bir örnekleme bunu aydınlatmaya yardımcı olabilir.Sergilerde,daire Halide sürekli dönen bir platform dizisi görülebilir.Dışta bulunan birinin hızı saatte 4 mildir.,ondan sonraki birinciden saatte 4 mil daha hızlı döner ve bu böyle sürer.Çok büyük bir hıza erişinceye dek,bir platformdan ötekine atlayabilirsiniz.Şimdi,eğer birinci platform saatte 4 mil yapıyor ve ikincisi de birincisine göre saatte 4 mil yapıyorsa,o halde ikincisi yere göre saatte 8 mil yapıyor diye düşünebilirsiniz.Bu bir hatadır;biraz daha az yapar,ama öylesine azdır ki,bu farkı en dikkatli ölçümler bile ortaya koyamaz. Sabahleyin aygıt çalışmaya başlayacağı sırada,ellerinde ideal doğrulukta kronometreleriyle birbiri ardında dizili duran 3 kişi düşüneceğim,biri yerde,ikincisi birinci platform üzerinde,üçüncüsü ise ikinci platformda bulunsunlar.Birinci platform yere göre saatte 4 mil süratle hareket ediyor.Saatte 4 mil dakikada 352 ayak eder.Yerdeki adam kendi saatiyle bir dakika sonra ,hareket halindeki birinci platform üzerinde duran adamın bulunduğu yerin tam karşısını,yer üzerinde işaretliyor.Yerdeki adam birinci platformdaki adamın karşısına düşen yerdeki işaret edilen nokta ile kendisi arasındaki uzaklığı ölçüyor ve 352 ayak olduğunu görüyor.Birinci platformdaki adam kendi saatiyle bir dakika sonra ,ikinci platformdaki adamın bulunduğu noktayı,kendi platformu üzerinde işaretliyor.Birinci platformdaki adam,ikinci platformda bulunan adamın karşısındaki nokta ile,kendisi arasındaki uzaklığı ölçüyor ve yine 352 ayak olduğunu görüyor.Problem;yerdeki adama göre ikinci platformda bulunan adam,bir dakikada ne kadar yol almış olacaktır.Yani,eğer yerdeki adam,kendi saatiyle bir dakika sonra,ikinci platformdaki adamın karşısına düşen noktayı kaydetmiş ise,yerdeki adam ile ikinci platformdaki adam arasındaki uzaklık ne kadardır? 352x2=704 ayaktır diye düşüneceğiz.Ama gerçekte fark edilmeyecek kadar az da olsa ,biraz daha az olacaktır.Farklılık her iki saatinde sahibi yönünden çok dakik olmaları gerçeğine karşın,saatlerin tam zamanı göstermemelerinden ileri gelmektedir.Eğer,böylesine her biri bir öncekine göre saatte 4 mil sürat ile hareket eden platformlardan uzun bir dizi elimizde olsaydı,en sondakinin yere rölatif olarak ışık hızına erişen bir hıza ,bunlardan milyonlarcası bile olsa,ulaşması olanağı olmayacaktır.Küçük hızlar için çok küçük olan bu fark,hız arttıkça büyü ve ışık hızını ,erişilmez bir limit haline getirir.
Buda uzay-zaman ilişkisi hakkında yine başka sitelerde yazdığım bir yazı
---
Tutalım ki siz,bir olayın nerede ve ne zaman olduğunu(örneğin bir hava aracındaki patlamayı)söylemek istiyorsunuz,burada 4 niceliği,enlemi,boylamı,yerden yüksekliği ve zamanı belirtmek zorunda kalacaksınız.Geleneksel anlayışa göre,bunlardan ilk üçü,uzaydaki konumu verirken,dördüncüsü zaman içerisindeki konumunu verir.Uzay içindeki konumu veren üç nicelik,çok çeşitli yollarla saptanabilir.Örneğin ekvatordan geçen düzlemi,Greenwich den geçen boylam düzlemini ve 90. boylamın düzlemini alabilir ve uçağın bu düzlemlerden ayrı ayrı uzaklıklarını söyleyebilirsiniz;bu üç uzaklık Descartes e dayanılarak "kartezyen koordinatları" adını verdikleri şey olacaktır.Birbirine dik açılı herhangi üç düzlemi alabilirsiniz,yine bu durumda kartezyen koordinatlarınız vardır;yada uçaktan inen dikin ayağı ile Londra arasındaki uzaklığı,bu uzaklığın yönünü ve uçağın yerden yüksekliğini de alabilirsiniz.Uzaydaki konumu saptamak için böylesine sayısız yollar vardır,bunların hepside aynı ölçüde geçerlidir;birinden birinin seçimi sadece kullanılışlılığına bağlıdır.
İnsanlar uzayın 3 boyutlu olduğunu söylediklerinde sadece şunu demek istiyorlardı:Uzayda bir noktanın konumunun belirlenmesi için üç nicelik gereklidir,ama bu niceliklerin seçim yöntemi bütünüyle isteğe bağlıdır.
Zamanla ilgili olarak,sorunun oldukça farklı olduğu düşünülüyordu.Zamanın saptanmasındaki keyfi olan ögeler,sadece birim ve saptamanın başladığı zaman noktası idi.Bir kimse,Greenwich zamanına,yada İstanbul zamanına,yada Ağrı zamanına göre düşünebilirdi;bu, hareket noktası konusunda bir farklılık getiriyordu.Zamanı bir kimse,saniyelerle,dakikalarla,saatlerle,günlerle,y ada yıllarla saptayabilirdi,bu,birimde olan bir farklılıktı.Bunların her ikisi de açık ve önemsiz şeylerdir.Uzayda konumun saptanması yöntemiyle ilgili olarak seçme özgürlüğünü verebilecek hiçbir şey yoktu.Ve özellikle uzayda konumun saptanma yöntemi ve zamanda konumun saptanma yönteminin tümüyle birbirlerinden bağımsız olarak uygulanacağı düşünülürdü.Bu nedenlerle insanlar,zaman ve uzay birbirinden iyice ayrı oldukları gözüyle bakıyorlardı.
Rölativite kuramı bunu değiştirdi.Şimdi,zaman içinde konumun saptanmasının farklı birçok yolları vardır,ki bu yollar,sadece birim ve başlangıç noktalarına göre farklılıklaşmakla kalmaz.Gerçekten de görmüş olduğumuz gibi,bir saptamada bir olay bir başkası ile zamandaş ise,başka birinde ondan önce gelir,bir üçüncüsünde,onu izler.Öte yandan uzay ve zaman saptaması,artık birbirinden bağımsız değildir.Eğer siz uzayda konum saptaması yöntemini değiştiriyorsanız,aynı şekilde iki olay arasındaki zaman aralığını da değiştirebilirsiniz.Eğer zaman saptanım yöntemini değiştiriyorsanız,uzayda iki olay arasındaki uzaklığı da değiştirebilirsiniz.Böylece,uzay ve zaman,uzayın 3 boyutunda olduğu gibi birbirinden bağımsız değillerdir.Bizim bir olayın konumunu saptamada,gene 4 niceliğe gereksinimimiz vardır,ama,dördün birini,önce olduğu gibi,öteki üçünden tamamıyla bağımsız olarak ayıramayız.
Zaman ve uzay arasında artık herhangi bir ayırım yoktur demek,tam olarak doğru değildir.Zamansal ve uzaysal aralıklar vardır.Artık evrenin herhangi bir yerine,karmaşıklık yaratmadan uygulanabilecek olan evrensel bir zaman yoktur;evrende sadece çabuk hareket içinde olmayan iki cisim için yaklaşık olarak uyuşan,ama iki cismin birbirlerine rölatif olarak durgun olmalarının dışında,hiçbir zaman tam bir uyuşum içinde olmayan,çeşitli cisimlerin,öz zamanları vardır.
Bu yeni durumla,dünyanın görüntüsü şöyle olması gerekir:Tutalım ki bana bir E olayı olmaktadır, ve aynı zamanda benden bir ışık parıltısı bütün yönlere doğru gitmektedir.Herhangi bir cisme,ışık parıltısının ulaşmasından sonra olan herhangi bir olay,zaman saptaması sistemi ne olursa olsun,kesinlikle E olayından sonradır.E olayının bana görünmesinden önce görebildiğim herhangi bir yerde ki herhangi bir olay,zaman saptaması hangi sistem içinde olursa olsun,kesin bir şekilde E olayından öncedir.Ama ,bu zaman içinde olan herhangi bir olayın E den önce yada sonra mı olduğu kesinlikle belirgin değildir.Sorunu açıklığa kavuşturmak için;düşünelim ki,ben,sirüste bulunan bir kimseyi gözlemleyebiliyordum,o da beni gözlemleyebiliyordu.Onun yaptığı herhangi bir şeyi,E olayı bana görünmeden önce görüyorsam,olay,kesin bir şekilde E den öncedir.Onun E olayını gördükten sonra yapmış olduğu herhangi bir şey,kesin bir şekilde Eden sonradır.Ama onun,E olayını görmeden önce yapmış olduğu herhangi bir şeyi,eğer ben E olayı olduktan sonra görüyorsam,E den önce mi yada sonra mı olduğu kesin değildir.Sirüsten ışık yere birçok yılda ulaşacağına göre ,bu,sirüsteki yılların iki katı bir dönem verir;bu yıllar,kesinlikle,E den önce yada sonra olmadığından,bu döneme,E ile çağdaş denebilir.
Dr. A. A. Robb, Zaman ve Uzay Kuramı yapıtında,felsefi olarak temel nitelikte olabilecek ya da olamayacak,bir görüş ileri sürmüştür,ama açıklamakta olduğumuz durumun anlaşılmasına belirli ölçüde yardımcı olmaktadır.Ona göre,bir olay,ötekini şu yada bu yolda etkileyebiliyor ise,o olayın ötekinden kesin olarak önce olduğu söylenebilir.Bu etkiler,bir merkezden değişen çabuklukta yayılır.Gazeteler saatte ortalama yirmi mil(daha uzak yerler için daha da fazla) dolayında bir hızla,İstanbul’dan etkilerini yayarlar.Bir kimsenin gazeteyi okumasından ötürü yaptığı bir şeyin,gazetenin baskısının yapılmasından sonra olduğu açıktır.Ses daha çabuk yol alır;ana yollar boyunca bir seri hoparlör yerleştirme ve birinden ötekine bağıran gazeteler yapma olanağı vardır.Ama telgraf daha çabuktur,telsiz telgraf,ondan daha hızlı gideceği düşünülemeyen ışık hızı ile yol alır.Bu durumda,bir kimse telsizden aldığı haber sonunda yapmış olduğu bir şeyi,haber gönderildikten sonra yapmıştır;buradaki anlam,zaman ölçümüyle ilgili alışkanlıklardan oldukça bağımsızdır.Ama haber daha yoldayken yaptığı herhangi bir şey,haberin gönderilmesiyle etkilenmez ve haberi gönderdikten kısa bir süre geçmeden,göndericiyi etkileyemez,yani eğer iki cisim,birbirinden epeyce ayrılmış iseler,belli bir zaman aralığı geçmeden,bir ötekini etkileyemez;bu zaman geçmeden önce olan hiçbir şey,uzaktaki cisme etki edemez.Örneğin,güneşte önemli bir olay olduğunu düşünelim.Yeryüzünde,güneşteki bu önemli olayın etkileyeceği,yada etkileneceği bir olayın olmayacağı 16 dakikalık bir dönem vardır.Bu durum,yeryüzündeki bu 16 dakikalık döneme,güneşteki olaydan ne önce,ne de sonra olduğu gözüyle bakmamamız için önemli bir neden yaratmaktadır.
Özel rölativite kuramının paradoksları,sadece bu bakış açısına alışık olmayışımızdan gelen paradokslardır ve öyle davranmaya hakkımız olmadığı halde,şeyleri olduğu gibi kabullenme huyumuzdan gelmektedir.Bu,özellikle,uzunlukların ölçümünde doğrudur.Günlük yaşantımızda,uzunlukları ölçerken,ölçüm cetveline yada öteki bazı ölçüm yollarına başvururuz.Ölçüm cetveli uygulandığı anda,ölçülecek olan cisme göre,cetvel durağan haldedir.Bunun sonucunda,ölçümle elde ettiğimiz uzunluk “ öz “ uzunluktur,yani cismin hareketini c isimle birlikte paylaşan gözlemci tarafından kararlaştırılan uzunluktur.Biz,günlük yaşantıda,sürekli hareket içinde olan bir cismi ölçme sorunu ile hiçte uğraşmak zorunda değiliz.Ve eğer uğraşmak zorunda olsaydık bile,yeryüzünde görülebilir cisimlerin hızları,yeryüzüne göre öylesine küçüktür ki,rölativite kuramının konusu olan düzensizlikler görünmeyecektir. Ama astronomide,yada atomik yapı araştırmalarında,bu yolla çözümleyemeyeceğimiz sorunlarla yüz yüzeyiz.Joshua olmadığımıza göre,güneşi ölçerken onu sabit tutamayız;eğer onun boyutlarını hesaplamak istiyorsak,bunu,bize göre rölatif olarak hareket halinde iken yapmak zorundayız.Aynı şekilde,eğer bir elektronun boyutlarını hesaplamak istiyorsanız,bunu,onun hızlı hareketi içinde yapmak zorundasınız,çünkü bir an bile olsa durgun halde durmaz.Rölativite kuramının ilgilendiği sorunlar bu çeşit sorunlardır
biraz düşünecek olursak
sadece bu durum bile eşzamanlı (aynı anda ) kavramını işe yaramaz ve aslında bomboş bir kavram yapıp çıkmaktadır.
elbette aradaki bilinen uzaklıga dayanarak her iki gezegen üzerinde de on yıl önce aynı anda bir volkan patlaması olup 8O *olmadıgını denetlemek mümkündür.ama ilke olarak bu olayı dogrudan yaşamak ya da gözlemlemek hiç bir zaman mümkün degildir...
böyle bir olanak ancak bir raslantı sonucu her iki gezegenin tam ortasındaki üçüncü bir varsayımsal gezegende bulunan üçüncü bir gözlemci açısından vardır.bu gözlemci gerçektende her iki volkanın aynı anda patladıklarnı görebilir.
ama oda tam ortada buluundugundan patlamaların aynı zamana rasladıgını görse bile bunu ancak gerçek patlamadan beş yıl sonra algılayabilecektir... 8O
hiç degilse sınırlı ve şartlı bu eş zamanlılıkla yetinmeden önce işin içine çok karmaşık bir durmun daha girdigini bilmemiz gerekir. diyelim ki üçüncü gözlemcinin bulundugu ortadaki gezegenin üzeriinden çok hızlı bir uzay gemisi geçmektedir.gezegenin üzerinden çok hızlı bir uzay gemisi geçmektedir.gezegenin üzerindeki gözlemcinin beş yıl sonra her iki patlamayı aynı anda gördügü sırada bu uzay gemiside tam ortadaki gezegenin üzerinden geçiyor olsun.
yani uzay gemisinin pilotuda tam bu anda yeryüzü ile on ışık yılı uzaklıktaki yıldızın tam ortasında bulunsun. pilot neredeyse ışık hızıyla yeryüzüne geri dönmektedir.ve o anda bu iki patlamayı gözlemler. peki ne görür acaba?
uzay uçusu yapan adam da ortadaki gezegenin üzerindeki arkadaşı gibi olayları aynı yerden görmekle birlikte her iki volkan patlamasını hiçbir şekilde aynı anda görmez. yeryüzündeki volkana dogru korkunç bir hızla yaklaşırken yeryüzündeki volkandan gelen ışıklar aynı hızla kendisinden uzaklaştıgı yıldızdan gelen ışılardan çok daha önce ona ulaşacaklardır.
şimdi kargaşa iyice içinden çıkılmaz duruma geliyor. kim haklı!!!
yeryüzü ile öteki yıldız arasında duran gezegenin üzerindeki gözlemcimi yoksa ışık hızına yakın uçan pilotmu?
ilki volkan patlamalarının aynı anda gerçaklaştigi, gördügü patlamaların eş zamanlı oldugu iddaasında direnirken, ikincisi gerektiginde fotograflar aracılıgıyla yeryüzündeki patlamanın öteki
nden belirgin biçimde önce oldugunu kanıtlamayta hazırdır. hangisi haklıdır bunların hangi ifade gerçek durumu yansıtmaktadır...
Algıladığımız evrenin bir bütün olduğunu ve sırf bu nedenle bile,bir *idare ve kuvvet ile tanzim edildiğini anlayabiliriz *
* * *Sayın dalbil
* * * izin verirseniz bir düzeltme yapmak istiyorum. Tek kuvvet degil dört kuvvet. Kütle çekim kuvveti, manyetik kuvvet, zayıf kuvvet ve güçlü kuvvet. Evren bu dört kuvvet üzerine kurulu. Evet evreni idare eden kuvvetler bunlar.
* * * *saygılarımla
InVitatio
25-08-2007, 02:09
Sevgili Dilaver
bu senin saydigin kuvvetlerin mutlak hakimi Allah....
Müslüman bundan baska birsey söyleyebilir mi ?
evet sizlerce dünya kendi basina basi bos dönüyor !
Allah inanci olanlar icin ise dönmüyor !
Döndürlüyor.....
sevgili invitatio
* * üç kuvvetin birleşme teorisi var ama kütle çekim kuvveti arada sırıtıyor. Kütle çekim kuvveti ile diger üç kuvvet başlangıç tekilliginde bir araya getirilse o zaman belki Allah' ı bulacagız *:lol: ama şimdilik zor görünüyor. Bu yüzden de big bang e göre büyük patlamadan önce ne vardı sorusuna cevap verilemiyor.
* * İşte din ile bilim arasında fark burada yatıyor. Evet başlangıçta bu kuvvetlerin bir arada olması gerekiyor teorik olarak. Ama bunun bir türlü teorisi yapılamıyor. Mutlaka bir şeyler açıklanamıyor, çelişiyor, cevapsız ya da anlamsız kalıyor. Bilim ise vazgeçmiyor. Halbuki ne kadar kolay degil mi " Her şeyi yaratan Allah " deyip işin içinden sıyrılmak.
* * *saygılarımla
InVitatio
25-08-2007, 02:29
sevgili abim,
isin icinden siyirlmak degil....müslüman mantiga göre, zaten bilim Allahin yarattigini ve sebep oldugunu bulmaktan ileri gidemiyor......Allah'i bulmamiza gerek yok ki....o *zaten var, bilim onun var ettikleri ile ugrasiyor.....sizler bilim adamini Allah'in yaratiklarini, sebep olduklarini, *yani "var olan" birseyi "buldu" diye yere göge sigdiramazken ben her bulusta buna sebep olani ; yani Allah'a, sükür ediyorum....
yani müslümanim diyenin baska bir durusu olabilirmi ?
dolfen son derece yararlı aktarımlar yapıyordu, ben bu aktarımların arasına ilahi teklik kavramının sokulmasına karşı çıkmıştım, ama anlıyorum ki bu başlıga müdahale etmekle konunun gene çıkmaza çekilmesine sebep olabilirim. Bu yüzden dolfeni dinlemek üzere kenera çekiliyorum.
* * saygılarımla
Bu kitabi yaklasik 5 sene önce okumustum rölativite yi görünce atladim hemen...
Doganin Zamani
Bu çalışmada zaman, madde, doğa ve evrene yönelik genelleşmiş, geçerlileşmiş olanlarından başka sorular ve yanıtlar vardır. Bu konularda şimdiye dek öne sürülmüş ve kabul görmüş düşüncelerin temel dayanağı, şimdiye dek öne sürülmüş düşüncelerin temel dayanağı, nesne yanıyla (fizyolojik) sorunun çözümünde hiçbir zaman hesaba katılmamış olan duyumlar-algılar öznelerin, bu sağ veya 'saf' duyuşlarıdır. Sağduyuda kalma, sorunun içinde kendi konumu ve etkileşimini görmem, gerçeğin bütünlüğünü bozmaktadır. Sağduyu için ortak olan, her türlü düşünceden de öncelikli olarak, duyumda, algıda, görünür olanda sınırlı bir türdeşlik bilincidir. Türdeşlerin burada birleşmesi doğaldır. Ancak duyum-algı, gerçeği bulmada son sözü söyleyemez. Özne, kendi içerikleriyle sınırlı duyum-algıda kaldığı ve düşünce zincirleri olan önermeleri bu içeriklerle birebir örtüşecek şekilde dizdiği sürece, kendi duyum-algı-düşünme sürecini izlemiyor demektir. Bir yandan da düşünme, etrafında yasa, düzen, ilke aramaktadır. Sanki özne, bir nesne olarak bu yasanın, düzenin içinde değilmiş gibi, böyle kopuk bir arama, elbette duyum-algılayıcıya yasayı, düzeni, zorunlu olanı değil, raslantıyı, zorunsuzu, düzensizi verecektir ki, zaman madde ve evren üzerine 20.yüzyıl düşünmesinin vardığı yer budur. Bu yüzyılın sonunda sağ ve saf duyu, ortak bir güvensizlik içindedir. Ortak bir güvensizlik gösterir ki, sağduyu, düşüncelerin doğru veya yanlışlığının son sınanma yeri değildir. Kesinsizlikten emin olunsa, sorun azalabilirdi. Ancak bir 'ilke' olarak kesinsizlik, bilemem, emin değilim, hiç emin olamam anlamındadır. Sağduyu, nesnel bir kesinsizliğin kesinliğini de ortaya koyamıyor. Öznenin nesne yanını da (duyu fizyolojisi) görünür-evren bütünü içine yerleştiren bu çalışma sonucunda, fizikte geçerli temel önermelerle taban tabana zıt sonuçlara ulaşılmış; hareketli ışık kaynağı için ışığın sabit hızda olmadığı, ışığın hızının kaynağın hareketine bağımlı olduğu, mutlak olmadığı, evrenin büyük patlamayla meydana gelmediği gibi düşüncelere de varılmıştır. Yanısıra bu çalışma, aynı zamanda bazı temel felsefi sorulara yanıtlar da getirmiştir.
Algıladığımız evrenin bir bütün olduğunu ve sırf bu nedenle bile,bir *idare ve kuvvet ile tanzim edildiğini anlayabiliriz *
* * *Sayın dalbil
* * * izin verirseniz bir düzeltme yapmak istiyorum. Tek kuvvet degil dört kuvvet. Kütle çekim kuvveti, manyetik kuvvet, zayıf kuvvet ve güçlü kuvvet. Evren bu dört kuvvet üzerine kurulu. Evet evreni idare eden kuvvetler bunlar.
* * * *saygılarımla
sevgili dilaver,
Bence evrenin 4 kuvvet üzerinde kurulu olduğu fikriniz sadece bir varsayım olabilir.Çünkü evrenin iç dinamikleri hakkında tam bilgiye sahip değiliz.Hatta kaç boyutlu olduğu hakkında da bilgimiz yok.Bu yüzden de 4 kuvvet sınırlaması biraz olmamış değil mi? :D
Görelilik kuramı o kaar geniş bir konudur ki,burada bu konu hakkında bir iki cümle kuramı mutlaka eksik bırakacaktır.
Kendi görüşlerime de paralel olan bir çalışmayı Bilim ve Teknik dergisinden alıntı yaparak aktarıyorum.
Yazı baya uzun ama soru işareti bırakmayacak kadar içerikli :D
---
Albert Einstein için 1905 çok verimli bir yıldı. Bu yıl yayımladığı çok sayıda bilimsel makalesinin içinde özellikle üç tanesi birçok biliminsanı tarafından devrimsel olarak nitelendiriliyor. Bir yıl içinde üç farklı devrim gerçekleştirmek herkesin harcı değil. Bu anlamda Einstein ancak Newton’la karşılaştırılabilir: Newton, 1665-6 yıllarındaki birkaç ay içinde ışığın farklı renklerde bileşenleri olduğunu bulmuş, temel matematik yöntemlerini geliştirmiş ve evrensel kütleçekim yasası nı bulmuştu. Bu nedenle, Birleşmiş Milletler dahil birçok uluslararası fizik derneği, Einstein’ın eşine az rastlanır mucize yılının (Latince annus mirabilis) yüzüncü yılı anısına 2005’in “Dünya Fizik Yılı” olarak kutlanmasına karar verdi.
Einstein’ın bu yıl yayımladığı devrimsel nitelikteki makalelerinden biri “Brown hareketi” olarak adlandırılan, küçük mikroskobik cisimlerin hiç bitmeyen hareketini konu alıyor. Bu makalede atomların varlığının bu tip hareketlere neden olduğu kanıtlanarak, hem atom kuramı için sağlam bir kanı t öneriliyor, hem de fiziksel sistemlerde meydana gelen küçük rasgele oynamaların bu sistemlerin incelenmesinde kullanılabileceği gösteriliyordu. ikinci makalesindeyse, ışığın sürekli bir yapısının olmayıp, bölünemez tanecikler halinde olduğunu öne sürerek, beş yıl önce Max Planck’ın çekinerek öne sürdüğü hipotezi cesurca savunuyor ve kuantum fiziğinin temellerini sağlamlaştırıyordu.
Bu makalede analiz edilen bir olay, “fotoelektrik etki” denilen, ışık kullanılarak bir cisimden elektronların koparılması olayı oldukça önemli. Çünkü Einstein’a 1921 yılında Nobel ödülü verildiğinde bunun “kuramsal fiziğe katkılarından, özellikle fotoelektrik olayını açıklamasından dolayı” olduğu belirtiliyor. Ama biz bugün burada üçüncü makalesinde yer alan “görelilik kuramı”yla ilgileneceğiz.
http://img247.imageshack.us/img247/5452/ozelgorelilikclipimage0mp6.gif
Görelilik Makalesi
Albert Einstein’ın 1905 yılında yayımladığı devrimsel nitelikte üç makalesinden sonuncusu, Einstein’ın adıyla özdeşleşmiş olan görelilik kuramına aittir. Bu makaleyi yazmasının asıl amacı, o sıralar büyük bir problem haline gelen ışık hızının sabitliği sorununu çözmektir. Ama sonuçta, yer ve zaman kavramlarımızı baştan aşağı değiştiren ve doğanın işleyişine dair önemli ipuçları veren bir kuram çıkmıştır ortaya. Birkaç yıl sonra Einstein, geliştirdi- ği bu kuramın çok daha genel bir başka kuramın özel bir hali olduğunu fark eder. Bu nedenle 1905’te geliştirdiği kurama “özel görelilik” adı verilir. Ancak 1916 yılında tamamlayacağı diğer kuram da “genel görelilik” adıyla anılacaktı r. Deneylerle desteklenen her iki kuram bugün, evrenbilim ve parçacık fiziği çalışmalarında vazgeçilmez araçlar olarak kullanılıyor. Her ne kadar bu kuramlar biliminsanları için vazgeçilmez bir öneme sahip olsa da, her gün tanık olduğumuz, yakın çevremizde cereyan eden olaylarda etkileri küçük olduğu için bunların günlük hayatımıza uygulanması pek bulunmamakta. Buna karşın söz konusu kuramları n getirdiği yeni kavramlar doğayı algılayış biçimimizi tamamen değiştirecek nitelikte. Bu yazıda sadece özel görelilik kuramından ve bunun ortaya çıkardığı yeni kavramlardan bahsedeceğiz.
Işık Hızının Sabitliği Sorunu:
işe önce, Einstein’ın çözmeye çalıştığı sorunu anlatmakla başlayalım. 20. yüzyılın başına kadar yapılan birçok deney, ışığın boşluktaki hızının değerinin bir sabit olduğunu gösteriyordu. Simgesi c olan bu hız kabaca saniyede 300,000 km kadar. Birçok biliminsanı için bu değerin her yön için aynı olması beklenmedik bir sonuçtu. Bunun nedeni, üzerinde yaşadığımız Dünya’nın hem kendi çevresinde, hem de Güneş çevresinde dönmesi, dolayısıyla sürekli hareket halinde olması. Bu nedenle ışığın bazı yönlerde farklı hızla yayılması bekleniyordu
http://img465.imageshack.us/img465/6397/ozelgorelilikclipimage0pn5.gif
Örneğin, eğer saatte 100 km hızla giden bir otomobili, saatte 90 km hızla takip edersek, otomobilin bize göre daha yavaş, saatte 10 km hızla gittiğini görürüz. Ne yazık ki aynı işlem ışık için uygulanamıyordu. Gerçi Dünya’nın hızı (Güneş çevresinde saniyede 30 km kadar) ışığın hızına göre oldukça düşük kalıyor ama; Dünya ne kadar yavaş olursa olsun, aynı yönde ilerleyen ışığın biraz daha yavaş yayıldığını görmemiz gerekirdi. Bu deneylerden en ünlüsü Michelson-Morley deneyi. Bu denli küçük hız değişimlerini ölçebilecek hassaslıkta olmasına karşın, bu deneyde en küçük bir fark bile ölçülememişti. Bir anlamda, bütün deneyler Dünya’nın hareket etmediğini, yerinde durduğunu söylüyordu (Dünya ve Güneş sistemi konusunda edindiğimiz sağlam bilgilerin tam tersini).
Görelilik ilkesi:
Bu son yorum, yani aslında hareket etmesine karşın Dünya’nın duruyormuş gibi görünmesi, biliminsanlarına pek yabancı değil. Birkaç yüzyıl önce Galileo’nun öne sürdüğü görelilik ilkesi, Dünya’nın hareketinin bizim yaşamımız üzerine neden etkisi olmadığını açıklıyor. Ama ilke bundan çok daha genel. Sabit hızla hareket eden bir araçta bulunduğunuzu ve araç içinde birtakım karmaşık hareket deneyleri yaptığınızı düşünün. Doğal olarak araç içindeki cisimlerin yerlerini ve hızlarını belirlemek için aracı referans alırsınız. Yani araçta sabit bir nokta seçerek cisimlerin buradan uzaklığını bulur, uzaklıkların birim zamanda ne kadar değiştiğine bakarak da hızlarını belirlersiniz. Araç referans alınarak elde edilen bu değerlerin “araca göre” olduğunu söylüyoruz. Görelilik ilkesi, araca göre belirlenen bütün değerlerin evrensel hareket yasalarını sağladığını söylüyor. Bir başka deyişle aracın hızı hiçbir şekilde işin içine girmiyor. Araç hangi hızla gidiyor olursa olsun, yasalar aynı biçimde uygulanabiliyor.
http://img143.imageshack.us/img143/9736/ozelgorelilikclipimage0jc9.gif
Örnek olarak, Galileo’nun yaptığı söylenen bir deneyi, Piza kulesinden bir taşın serbest bırakılması deneyini düşünelim. Birçok kişi bu deneyi analiz ederken, Dünya’nın hareket ettiğini göz önüne almaz. Dolayısıyla taş, bırakı ldığı noktanın tam altına düşecektir. Eğer deney, Dünya’nın hareketi hesaba katılarak analiz edilirse bu defa karşımıza bambaşka bir görüntü çıkar. Piza kulesi ve yer büyük bir hızla hareket etmektedir.
Eğer sadece Dünya’nı n Güneş çevresindeki hızını dikkate alırsak bu hız, saniyede 30 km kadar ve ses hızından 100 kat daha büyük, bugünkü standartlarımızın bile çok üstünde. Bununla beraber, kuledeki Galileo ve henüz elinde tuttuğu taş da aynı hızla aynı yönde hareket etmektedir. Galileo elini açıp taşı serbest bıraktığı anda taşın hızı değişmeyeceği için bu, taşın kulenin gittiği yöne doğ- ru saniyede 30 km hızla fırladığı anlamı na geliyor. Doğal olarak taş, ilk bırakıldığı yerden çok daha uzakta bir yere düşecektir. Buna karşın, aynı süre içinde kule de bir miktar hareket etmiştir.
Eğer taşın hareketini inceler ve kuleye göre nereye düşeceğini saptarsak, ilginç bir şekilde yukarıdakiyle aynı sonucu buluruz: Kuleye göre bırakıldığı noktanın tam altı. Bu örnekte, aynı olayı iki farklı bakış açısıyla incelesek bile aynı sonucu elde ediyoruz. Birincisinde taşın hareketi yer referans alınarak inceleniyor. ikincisinde de Güneş referans alınarak. Her iki bakış açısında taşın hareketi çok farklı görünüyor. Birinde taş doğrudan aşağıya düşüyor, diğerinde de çok hızlı bir şekilde fırlatılıyor. Seçtiğiniz referans noktasına göre değişen hız, konum gibi büyüklüklere “göreli büyüklük” diyoruz. Bu kadar büyük farka rağmen, her iki bakış açısının taşın nereye düştüğü konusunda aynı sonucu vermesi bize, bu iki farklı bakış açısının eşit şekilde geçerli olduğunu söylüyor. Fiziksel olarak birini diğerine tercih etmemiz için hiçbir neden yok.
Galileo ve Einstein bu ilkeyi daha farklı ve ilginç bir şekilde ifade ediyorlar: “Sabit hızla hareket eden bir araçtaki gözlemci, pencereden dışarıya bakmadan, yalnızca aracın içindeki olayları inceleyerek aracın hızını belirleyemez.” Eğer bu gözlemci, olayları aracın hızını kullanmadan ifade ediyorsa, o halde bu olayların üreteceği bütün olası sonuçlar bu hızdan bağımsız olacaktır.
Biz de Dünya’nın bir hızı olduğunu ancak Dünya’dan dışarıya baktığımızda anlayabiliyoruz. Güneş’i gördüğümüz için Dünya’nın Güneş’e göre saniyede 30 km hızla gittiğini söyleyebiliyoruz. Benzer şekilde Samanyolu’na baktığımız zaman da Güneş’in Dünya ve diğer gezegenlerle beraber bu gökadanı n merkezi çevresinde kabaca saniyede 250 km hızla yol aldığını söyleyebiliyoruz. Ama bu kadar uzağa bakmaz, sadece Dünya üzerindeki olaylarla ilgilenirsek o zaman bu hızların ne olduğunun veya ne kadar büyük olduğunun hiçbir önemi yok! 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. 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.
Einstein’ın Makalesi
Bu problemin Einstein’ı uzun süre meşgul ettiğini ve isviçre Patent Ofisinde çalıştığı sıralarda yakın arkadaşı Michele Besso ile tartıştığını biliyoruz. Çözümü 1905 yılı ilkbaharında buldu. 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.
Doğal olarak, bu tip devrimsel iddiaları ortaya atmadan önce bunları sağlam temellere oturtmaya ihtiyaç var. Einstein, bulduğu sonuçları yayımladığı makalede, bütün iddiaların sadece iki temel varsayımdan hareket edilerek elde edilebileceğini gösteriyor. Bunlar: (1) Görelilik ilkesi sabit hızla hareket eden bütün gözlemciler için geçerlidir ve (2) ışığın hızı bütün gözlemcilere göre c’dir. Tüm kuramın böylesine basit iki iddiaya dayandırılması kuramın artılarından biri. Bu nedenle eğer bu iddialara itirazınız yoksa, o zaman özel görelilik kuramına da olamaz.
Einstein, birbirlerine göre sabit hızla hareket eden iki gözlemci düşünüyor. Bu gözlemcilerden birisi, belli bir olayın nerede ve ne zaman olduğunu saptamış olsun. Bu durumda bir matematiksel dönüşümle aynı olayın diğer gözlemciye göre yer ve zamanı bunlar cinsinden elde ediliyor. Bu dönüşümün en önemli özelliği zamanın göreli olması. Örneğin iki olay arasında geçen zamanı her iki gözlemci daha farklı buluyor. Bu, Newton’un öne sürdüğü “mutlak zaman” kavramının yıkılması demek. Yani her yerde aynı işleyen, herkes için aynı bir zamandan söz edemiyoruz. Zamandan bahsederken, bunun hangi gözlemcinin saatine göre olduğunu söylemek zorundayız. Mutlak zaman diye bir şeyin olmaması dışında görelilik kuramı, zamanı n olayların gerçekleştiği yerlere de bağlı olduğunu söylüyor. Örneğin, masanızda duran bir mumu belli bir anda yaktınız (A olayı).
Bundan tam bir saniye sonra mumun söndüğünü varsayalım (B olayı). Mumun söndü- ğü anda masadan 10 metre ötede bir saksı kırılsın (C olayı). Size göre A ve B olayları arasındaki süre ile A ve C arasında geçen süre aynıdır (1 saniye). Fakat size göre hareket eden bir başka gözlemci A-B süresi ile A-C süresinin farklı olduğunu görecektir. Kısacası zaman, göreli olmasının dışında, ayrılmaz biçimde olayların konumlarına bağlı. Birçok kişinin uzay ve zamandan beraber bahsetmesinin temel nedeni bu. Ne yazık ki bu ayrıca, görelilik dönüşümü formüllerini kullanmayı bilmeyen birinin bu kuramı anlamakta zorluklarla karşılaşacağı anlamına da geliyor.
Görelilik Kuramının Garip Sonuçları
http://img149.imageshack.us/img149/3433/ozelgorelilikclipimage0sl6.gif
şimdi kısaca görelilik kuramının bize oldukça garip gelen birkaç öngörüsünden bahsedelim. Bunlardan birincisi yukarıda da bahsettiğimiz “zamanın genleşmesi”. Bize göre sabit hızla ilerleyen bir aracın içindeki bütün saatler bizimkilerden daha yavaş işler. Bu ancak aracın hızı ışık hızına çok yakınsa belirgin hale gelen bir etki. Örneğin, ses hızının iki kat üstünde uçan bir jet uçağındaki saatler, uçak böylece bir yıl uçtuktan sonra bile ancak saniyenin on binde biri kadar geri kalıyor. Fakat eğer bu uçak 0,9c hızına erişebilseydi, o zaman uçaktaki saatler yaklaşık iki kat daha yavaş çalışacaktı. Zaman genleşmesinin parçacık fiziğinde önemli bir uygulama alanı var. Nötron veya muon gibi karasız parçacıklar bir süre sonra kendiliğinden bozunarak başka parçacıklara dönüşürler. Bir bakıma parçacığın içinde bulunan bir doğal “saat”, parçacığın ortalama ne kadar süre içinde bölünmesi gerektiğini belirler.
Eğer parçacık bir şekilde hızlandırılır ve hızı ışık hızına çok yaklaştırılırsa bu “iç saatin” bizim saatimize göre daha yavaş çalışmasından dolayı parçacıkların çok daha geç bozundukları görülür. Zaman genleşmesine benzeyen bir başka etki de, hareket eden cisimlerin hareket doğrultusundaki boylarının kısalması. Böyle bir etkinin varlığı, aslında Einstein’dan birkaç yıl önce, Hollandalı fizikçi Hendrik Lorentz ve ondan bağımsız çalışan irlandalı fizikçi George Fitzgerald tarafından ortaya atılmıştı. Bu nedenle bu etkiye “Lorentz-Fitzgerald büzülmesi” adı veriliyor. Hareket eden bir aracı n boyunun kısalması da tıpkı zaman genleşmesi gibi göreli bir etki. Hareketli araçtaki gözlemciler böyle bir kısalmayı fark edemiyorlar çünkü o yöndeki her şey, metre çubukları dahil, kısalmış durumda. Lorentz-Fitzgerald büzülmesinde dikkat edilmesi gereken önemli bir nokta bu etkinin görüntüde değil gerçekten olması.
Dolayısıyla bir göz yanılmasından bahsetmiyoruz burada. Işık sonlu bir hızla yayıldığı için, hareket eden bir cisme baktığımızda veya fotoğrafını çektiğimizde, cismin boyunu gerçekte olduğundan çok farklı görürüz. Göz yanılgıları, cismin bize yaklaşıyor veya bizden uzaklaşıyor olmasına bağlı olarak değişir. Örneğin, bizden uzaklaşan bir cismin fotoğrafı çekildiğinde büzülmüş boyundan bile daha kısa olduğu görülür. Buna karşın bize yaklaşan bir cismin fotoğrafı çekildiğindeyse, normal boyundan bile daha uzun olduğu görülür. Gözlemcinin bu tip göz yanılmalarının farkında olduğunu, ışığın kendisine ulaşma süresini hesaba katıp cisimlerin gerçek boyunu hesaplayabildiğini düşünüyoruz. işte cismin bu gerçek boyu, durağan halinde sahip olduğu normal boyundan daha kısadır.
E=mc2
http://img404.imageshack.us/img404/6320/ozelgorelilikclipimage0hj8.gif
Einstein en ünlü denklemini o yılın eylül ayında yayımladığı bir başka makalede ortaya atıyor. Burada, bir cismin ışık yayınlayarak enerji kaybettiği bir düşünce deneyi üzerinde yoğunlaşıyor. Daha sonra da, görelilik kuramının tutarlı olması için cismin kütlesinin bir miktar azalması gerektiğini gösteriyor. Kütle ve enerjinin eşdeğerliliği ilkesi bu şekilde doğuyor.
Etki, görelilik kuramının öngördüğü diğer etkiler gibi gündelik hayatımızda karşılaştığımız şeylere göre oldukça küçük. Örneğin, bir ton suyu sıfır dereceden kaynama noktasına kadar ısıttığımızı düşünelim. Isıtma sırasında suya büyük miktarda enerji aktarırız.
Dolayısıyla verdiğimiz enerjinin kütle karşılığı suyun kütlesine eklenir. Böyle bir durumda suyun kütlesinin bir tondan gramın milyonda 4’ü kadar daha fazla olduğunu bulursunuz. Bu kadar küçük bir farkı doğal olarak hissetmemiz olanaksız. Denklemin en önemli uygulama alanı şüphesiz, çekirdek ve parçacık fiziği. Çekirdek dönüşümlerinde ortaya yüksek enerjili fotonlar çıkarak çekirdekten ayrılır. Bu da geride kalan çekirdeğin kütlesinin ayrılan enerjinin eşdeğeri kadar küçülmesi demek. Aradaki kütle farkı, toplam kütleye oranla pek küçük olmadığı için, bu tip dönüşümlerde ortaya çıkan enerji olağanüstü derecede büyüktür.
Işık hızının Aşılamazlığı
Görelilik kuramının en önemli sonuçlarından birisi de ışığın boşluktaki hızının hiçbir şekilde aşılamayacağını söylemesi. Bu nedenle, en yakın yıldızları bir gün ziyaret etme planlarımız büyük engellerle karşılaşıyor. Çünkü bu yıldızlardan bize en yakını 4 ışık yılı uzaklıkta, yani ışığın 4 yılda alabileceği mesafe kadar. Dolayısıyla, bunlara ulaşmak için bugün yola çıksak, 4 yıldan önce amacımıza ulaşamayacağımız kesin. En az bir 4 yıl daha dönüş yolculuğunu eklerseniz, kaşiflerin neler bulduğunu öğrenmemiz için en az 8 yıl geçmesi gerekir.
Bu en iyimser tahmin, çünkü bir uzay gemisini ışık hızına yakı n hızlara ulaştırmak bile çok zor, bugünkü teknolojinin ötesinde bir şey. insanoğlu kendisinin sınırlanmasından pek hoşlanmadığı için, birçok kişi aslında böyle bir sınırın olmadığını, dolayısıyla bir gün aşılabileceğini düşünüyor. Üstelik, bugüne kadar bir şeylerin ışıktan daha hızlı gittiği birçok fiziksel olay öne sürülmüş ve bunların çoğu deneysel olarak da saptanmış. Ama hepsinde de, detaylı bir analiz sonunda görelilik kuramına aykırı herhangi bir şey bulunamamış.
Burada amacımız bu deneyleri inceleyerek, hangi anlamda kurama aykırı olmadığını anlatmak değil. Amacımız sadece, kuramın bu ünlü sonucunun nasıl elde edildiğini açıklamak. Mantık yürütmelerden bir tanesi şöyle: Duran bir cismi iterek hızlandırmak ve böylece ışık hızını geçmek istediğimizi düşünelim. Cismi iterken ona bir miktar enerji aktarırız. Sadece hareketinden dolayı cismin sahip olduğu bu enerjiye biz “kinetik enerji” diyoruz. Einstein’ın ünlü enerjinin kütleye özdeşliği bağlantısı (E=mc2) uyarınca bu kinetik enerji aynı zamanda kütle işlevi görecektir. Yani cismi iterek, toplam kütlesinin artmasına neden oluyoruz. Bu gerçek bir etki. Eğer tartabilseydik, cismin daha ağır olduğunu görebilirdik.
Fakat, kütle artması etkisini cismi iten kişi hisseder. Daha kütleli olduğu için, cisim artık daha zor hızlanacaktı r. Böylece hızını aynı miktar artırmak için cisme daha fazla enerji aktarmamı z gerekir. Bu da kütlesinin daha da fazla artmasına neden olacaktır. Bu şekilde devam ettiğimizde, cisim ışık hızına yakın hızlara yaklaştığında kütlesi inanılmaz boyutlara ulaşır. Özellikle cisim, tam olarak ışık hızına erişirse sonsuz kütlesi yani sonsuz enerjisi olması gerekir. Görebildiğimiz evrende bile ancak sonlu miktarda enerji olduğu için, cisme bu enerjiyi verebilmek dolayısıyla ışık hızına erişmek imkansızdır. Dolayısıyla bütün cisimler ışıktan yavaş hareket etmeli. Cisimlerin ışık hızında veya daha hızlı gitme olasılıkları yok.
Bu mantık yürütme Einstein’ın 1905 makalesinde de yer alıyor. Ama ne yazık ki bu, olası bütün senaryoları saf dışı bırakmıyor. Örneğin yukarıda cismin aşamalı olarak hızlandırıldığını varsaydık. Böylece ışık hızının üstüne çıkabilmek için öncelikle ışık hızına erişmek gerekiyor. Ama belki ileride geliştirilecek bir yöntemle bir cisme, ara hızlar vermeden, doğrudan ışık üstü hızlar vermek mümkün olabilir. Veya, değişik fizik kuramlarında sıklıkla karşılaşılan (ama henüz deneysel olarak gözlemlenmemiş) takyonlar gibi, bazı parçacıklar sadece ışık hızı üstü hızlarla yol alıyor olabilirler. Bu tip diğer olası senaryoları da saf dışı bırakmak için Einstein başka bir mantık yürütme kullanıyor: Nedensellik ilkesi.
Nedensellik ilkesi
Biri diğerinin olmasına yol açan iki olay düşünelim. Bunlardan “neden” olarak adlandırdığımız bir tanesinin oluşması, kaçınılmaz olarak “sonuç” olarak adlandırdığımız diğerinin de gerçekleşmesine yol açıyor. Eğer neden gerçekleşmezse, sonuç da gerçekleşmiyor. Bu tip olayların birbirine “neden-sonuç ilişkisiyle bağlı” olduğunu söylüyoruz. Nedensellik ilkesinin söylediği oldukça basit: Zaman açısından neden, sonuçtan önce meydana gelir. (Bu ilkenin, felsefede kullanılan nedensellik ilkesinden daha farklı bir anlamı olduğunu belirtelim. Aynı ad, farklı ilkeler.) Nedensellik ilkesi, aslında kültürümüzün bir parçası. Suç ve ceza, çalışma ve başarı, etki ve tepki gibi, insanın çevresiyle etkileşmesinde önemli yeri olan kavramlarda bu kuralı tartışmasız kabul ediyoruz. Birisinin daha sonra işleyeceği bir suç yüzünden hapse atıldığı nı duymayız. Veya daha sonra başaracağı bir şey için ödüllendirildiğini. Gol olduktan sonra şut çeken futbolcu da görülmemiştir, dersi geçtikten sonra çalışan öğrenci de!..
Nedensellik ilkesi, geçmiş ve geleceğe bakışımızdaki farklılıkla yakından ilgili. Geçmişi iyi biliriz ama geleceği asla. Gelecek için planlar yaparız fakat geçmişi değiştiremeyiz. Bu nedenle bugün yapacağımız bir şeyin, sadece gelecekte bir şeyleri değiştireceği, geçmişi kesinlikle değiştiremeyeceği düşüncesi hepimizde doğal olarak var. Nedensellik ilkesine aykırı bir neden- sonuç ilişkisi çok sayıda çelişkili duruma yol açabiliyor. Örneğin, bugün gerçekleştirilen bir N olayının, bir önceki gün bir S olayının oluşmasına neden olduğunu düşünelim. Eğer ben dün S olayının gerçekleştiğini biliyorsam, bugün N’nin gerçekleşmesini engellemeyi seçebilirim. O halde S de gerçekleşmez. Ama S gerçekleşmişti.
Bazı biliminsanları (ve birçok bilim kurgu yazarı) nedensellik ilkesinin doğru olmayabileceğini, bu tip çelişkilerin de bir şekilde engellendiği doğal mekanizmalar olduğunu düşünse de tahmin edebileceğiniz gibi henüz ortada somut bir şey yok (birkaç ilginç film dışında). Nedensellik ilkesi gördüğünüz gibi oldukça basit. Ama zamanın gözlemciden gözlemciye değiştiğini söyleyen görelilik kuramıyla beraber kullanıldığında büyük bir önem kazanıyor. Nedensellik ilkesi, değil ışıktan hızlı yolculuk etmek, bundan daha zayıf bir eylemin, “ışıktan hızlı mesaj göndermenin” bile imkansız olduğunu söylüyor. Bir arkadaşınıza bir mesaj gönderdiğinizi varsayalım. Bu durumda “mesajı gönderme” olayını neden ve “mesajı alma” eylemini de sonuç olarak düşünebiliriz (eğer göndermezsek, mesaj da alınamaz). Veya, isterseniz mesajınızda arkadaşınızdan ne yapmasını istediğinizi belirtebilirsiniz. Bu durumda arkadaşınızın yaptığı eylem sonuç olacaktı r. Görelilik kuramındaki yer-zaman dönüşümleri bize şunu söylüyor:
Eğer mesajınızı gerçekten ışıktan hızlı gönderiyorsanız, o zaman size göre hareket eden bazı gözlemciler sonucun nedenden önce oluştuğunu görürler. Yani bunlara göre önce arkadaşınız mesajı almış, sonra da siz aynı mesajı göndermişsiniz. Böyle bir şey nedensellik ilkesine aykırı, çünkü bütün gözlemcilere göre neden sonuçtan önce oluşmalı. Ama gerçek bir çelişki yaratmak için biraz daha uğraşmak gerekiyor. Eğer arkadaşınız, yukarıda bahsedilen hareket eden araçtaysa bu defa ilginç bir şey olur. Size göre arkadaşınız mesajı daha sonra almıştır ama arkadaşınıza göre mesaj eline siz daha göndermeden ulaşmıştır. Bu durumda arkadaşınız aynı ışıktan hızlı posta servisini kullanarak mesajı size geri gönderebilir.
Eğer biraz daha hızlı bir servis kullanırsa, bu defa mesaj elinize siz onu göndermeden önce ulaşacaktır! Kısacası bu geçmişe mesaj göndermek demek, dolayı sıyla da nedensellik ilkesinin ihlali. Dolayısıyla, eğer nedensellik ilkesi geçerliyse, ışıktan hızlı mesaj göndermek olanaksız. Bu aynı zamanda ışıktan hızlı uzay gemileri yapmamızı da engelliyor (gemiye bir postacı binebilir). Buradan çıkaracağımız bir başka sonuç da birbirinden yeterince uzak iki farklı yerde kısa bir zaman aralığıyla oluşan iki olayın arasında neden-sonuç ilişkisinin olmaması.
Örneğin, belli bir anda Güneş’te bir patlama olduğunu düşünelim. Normalde bu patlamadan kaynaklanan ışık bize 8,3 dakika sonra ulaşır, dolayısıyla ancak bu süre sonunda patlamanın gerçekleştiğini anlayabiliriz. Patlama olduktan bir dakika sonra birden başımızın ağrımaya başladığını varsayalım. Baş ağrımızın nedeni Güneş’teki patlama olabilir mi? Cevap hayır. Güneş ve Dünya’ya göre oldukça yüksek hızlarda ve uygun bir yönde seyahat eden bir gözlemci, başımızın patlamadan önce ağrımaya başladığını söyleyecektir. Bütün olası gözlemcilerin göz önüne alınması, bu tipten olayların neden-sonuç ilişkisiyle bağlı olamayacağını söylüyor bize. Eğer Güneş patlaması baş ağrısına yol açıyorsa bu, patlamadan 8.3 dakikadan sonraki bir zamanda olacaktır. Dolayısıyla komşu yıldızlarla telepati kurmak bile yasak. Kursak bile telepatik cevabı en erken 8 yıl sonra alabiliriz.
GENEL GÖRELİLİK
Albert Einstein, özel görelilik kuramının temellerini 1905’te yayımladığı bir makaleyle atmıştı.
Kuram iki yüzyılı aşkın bir süredir kullanılan Newton’un hareket yasalarını değiştirmekle kalmıyor bunun yanında birçok kavramsal yenilik getiriyordu. Bunlardan biri zamanın mutlak olmadığı, gözlemciden gözlemciye değiştiğiydi. Buna ek olarak zaman, ayrıca olayların oldukları yerlere de bağımlı çıkıyor, böylece uzay ve zamanı bir bütün olarak değerlendirme ihtiyacı ortaya çıkıyordu. Çıkan bir başka önemli sonuç da yüzyılın en ünlü formülü olan E=mc2, yani enerjinin aynı zamanda bir kütlesi olması gerektiğiydi. Bu nedenle hareket eden cisimlerin sahip oldukları kinetik enerjiden dolayı kütleleri artıyordu.
Einstein tüm kuramı iki temel üzerine oturtmuştu. Bunlardan birincisi, ışığın boşluktaki hızının evrensel bir sabit olduğuydu. Yapılan bütün deneyler, bu değer hareket eden gözlemciler tarafından ölçülse bile aynı sonucun bulunduğunu gösteriyordu. Einstein’ın dayandığı diğer temel de “görelilik ilkesi” dediğimiz, sabit hızla hareket eden araçlar içindeki gözlemcilerin, çevrelerindeki olayları sanki araç duruyormuş gibi inceleyebileceklerini, bu durumda bile bütün doğa yasalarının aynı şekilde geçerli olduğunu söylüyordu.
Sadece bu iki varsayım, özel görelilikte elde edilen tüm sonuçları üretebilecek güce sahipti. Fakat, dayandığı temeller nedeniyle, kuram sadece sabit hızlarla hareket eden gözlemcilerin olayları nasıl gördüğünü belirleyebiliyordu.
Ama bu sınırlama yakında kalkacaktı. Einstein, 1907 yılında özel görelilik kuramı hakkında bir bilimsel dergiye yazdığı makalede, yeni bir düşüncesi olduğunu, dayandığı “görelilik ilkesinin” çok daha genel bir başka ilkenin sadece özel bir hali olduğunu belirtiyor. Bu düşüncenin belirmesini “hayatımın en mutlu anı” sözleriyle nitelendiriyor.
Einstein. “Denklik ilkesi” olarak adlandırdığımız bu yeni ilke de çok sayıda yeni sonucu üretebilecek potansiyele sahip. 1905 yılında temelleri atılan kurama “özel görelilik”, denklik ilkesinden yola çıkarak oluşturulan ve tüm matematiksel detaylarla ancak 1915-16 yıllarında tamamlanacak yeni kurama da “genel görelilik” adı veriliyor. Genel görelilik bu defa Newton’un bir diğer yasasını, evrensel kütleçekim yasasını değiştiriyor. Fakat, sadece değiştirmekle kalmayıp, tüm kütleçekim olgusunu çok daha sağlam geometrik temellere oturtuyor. Bu yazıda, bu konulara fazla girmeden, sadece denklik ilkesini ve bu ilkeden elde edilebilecek sonuçlardan bazılarını aktaracağız.
Eylemsizlik ve Çekim Kütleleri:
Einstein’ın bahsettiği denklik ilkesi aslında çok da yeni değil; düşüncenin temelleri hareket yasalarının doğduğu zamanlara, Galileo ve Newton’a kadar
uzanıyor. Tüm konu, cisimlerin “kütle” olarak adlandırdığımız özelliğinin iki farklı doğa yasasında işin içine girmesinden kaynaklanıyor. Cisimlerin
miktarını veren ve gramla/kilogramla ölçtüğümüz büyüklüğe kütle deniyor. Bu kavramı günlük dilde, bakkalda ve pazarda “ağırlık” olarak adlandırıyoruz.
Her ne kadar günlük dilde böyle kullanılsa da, bilimsel dilde ağırlık kelimesi (aşağıda belirteceğimiz gibi) daha farklı bir anlamda kullanılıyor. Kütlenin belirdiği yasalardan birincisi Newton’un evrensel kütleçekim yasası.
Bu yasaya göre iki cisim birbirlerini kütleleriyle orantılı, aralarındaki uzaklığın da karesiyle ters orantılı bir kuvvetle çeker. Söz konusu cisimlerden biri Dünya gibi çok büyük bir gök cismiyse, bu kuvveti ağırlık olarak adlandırıyoruz. Yani yeryüzündeki bir cismin ağırlığı, Dünya’nın o cisme uyguladığı çekme kuvvetiyle aynı. Bu aynı zamanda o cismi kaldırmak için uygulamamız gereken kuvvete eşit. Ağırlık, cismin bulunduğu yere bağlı olarak değişebilir (Ay’daki ağırlıklar yeryüzüne göre altıda bir oranında daha azdır; uzayda ağırlık sıfırdır); ama kütle, cisimlerin değişmez bir özelliğidir.
Kütle burada karşımıza cisimlerin ne kadar büyük bir kütleçekim kuvveti uygulayabileceğini belirten bir nicelik olarak karşımıza çıkıyor. Bu nedenle bu kütleye “çekim kütlesi” diyoruz. Dolayısıyla kütleçekim yasası cisimlerin ağırlığının kütleleriyle orantılı olduğunu söylüyor. “Bir çekiç bir tüyden daha ağırdır” örneğinde olduğu gibi.
Kütlenin belirdiği diğer yasaysa Newton’un hareket yasalarından ikincisi. Bir cisme kuvvet uygulayarak cismi hızlandırır, yavaşlatır veya hız yönünü değiştirebilirsiniz. Birim zamanda meydana gelen hızdaki değişime ivme deniyor. ikinci yasa ivmenin, kuvvetin kütleye bölünmesiyle elde edileceğini söylüyor. Burada da kütle, karşımıza bir cismin hızını değiştirmeye direnci (eylemsizlik) olarak çıkıyor.
Kütle ne kadar büyükse, cismi harekete geçirmek için o kadar zorlanırsınız. Bu nedenle, bu yasada geçen kütleye de “eylemsizlik kütlesi” diyoruz. Bir masada duran tüy ve çekice aynı kuvveti uygularsanız, çekiç daha az tepki verecektir.
Galileo ve Newton, hem çekim hem de eylemsizlik kütlelerinin aynı olduğunu fark etmişler ama bunun anlamını çözmeleri o zaman mümkün olmadığından olsa gerek, bunu doğadaki ilginç tesadüflerden biri olarak yorulmamışlardı. ilk defa Einstein, çok daha derinlerde yatan bu anlamı fark ediyor.
Kütlenin belirdiği diğer yasaysa Newton’un hareket yasalarından ikincisi. Bir cisme kuvvet uygulayarak cismi hızlandırır, yavaşlatır veya hız yönünü değiştirebilirsiniz. Birim zamanda meydana gelen hızdaki değişime ivme deniyor. ikinci yasa ivmenin, kuvvetin kütleye bölünmesiyle elde edileceğini söylüyor. Burada da kütle, karşımıza bir cismin hızını değiştirmeye direnci (eylemsizlik) olarak çıkıyor.
http://img119.imageshack.us/img119/2338/genelgorelilikroketuzayjy0.jpg
Gözlemci, Dünya’da mı yoksa dış uzayda yol alan sabit ivmeli bir rokette mi olduğunu anlayamaz.
Kütle ne kadar büyükse, cismi harekete geçirmek için o kadar zorlanırsınız. Bu nedenle, bu yasada geçen kütleye de “eylemsizlik kütlesi” diyoruz. Bir masada duran tüy ve çekice aynı kuvveti uygularsanız, çekiç daha az tepki verecektir.
Galileo ve Newton, hem çekim hem de eylemsizlik kütlelerinin aynı olduğunu fark etmişler ama bunun anlamını çözmeleri o zaman mümkün olmadığından olsa gerek, bunu doğadaki ilginç tesadüflerden biri olarak yorulmamışlardı.
http://img19.imageshack.us/img19/7746/genelgorelilikuzayasansny5.jpg
Galileo ve Newton, hem çekim hem de eylemsizlik kütlelerinin aynı olduğunu fark etmişler ama bunun anlamını çözmeleri o zaman mümkün olmadığından olsa gerek, bunu doğadaki ilginç tesadüflerden biri olarak yorulmamışlardı. ilk defa Einstein, çok daha derinlerde yatan bu anlamı fark ediyor.
Kütle eşitliğinin sonucu Eğer bütün cisimlerin eylemsizlik ve çekim kütleleri eşitse, o zaman bütün cisimler, şekilleri ve kimyasal yapıları ne olursa olsun yeryüzünde aynı şekilde düşerler. Örneğin, bir çekiç ve tüyü bırakarak düşüşlerini izlediğimizi varsayalım. Dünya, bu iki cisme kütleleriyle orantılı bir kuvvet uyguluyor, yani tüye daha az, çekice de daha fazla (çekiç tüyden daha ağır). Buna karşılık bunların ivmesi, ağırlık kuvvetlerinin kütlelerine bölünmesiyle elde ediliyor. O halde her iki cismin ivmesi aynı olmalı. Dolayısıyla bunları aynı anda bırakırsanız, her ikisi de aynı anda yere ulaşır.
Böyle bir şeyin yeryüzünde gözlenememesinin nedeni, havanın düşen cisimlere uyguladığı sürtünme kuvveti. Sürtünme, tüyü çekiçten daha fazla etkilediği için, tüyün yere daha geç ulaştığını görüyoruz. Ama Galileo, yaptığı analizlerle sürtünmenin farkına varmış ve eğer bu olmasaydı bütün cisimlerin aynı ivmeyle düşeceğini söylemişti. Nitekim, Ay’a yapılan Apollo uçuşlarından birinde, öğrencilere gösteri maksadıyla bu deney gerçekleştiriliyor.
http://vesuvius. jsc. nasa.gov/er/seh/feather.html adresinde bu deneyin filmini görebilirsiniz. Böylece Galileo’nun savını kanıtlamak için Ay’a gitmekten de kurtulmuş olursunuz. Ama, yeryüzünde yüksek vakumlu ortamlarda da aynı deney rahatlıkla yapılabilir. Çekiç ve tüy deneyinde dikkat edilmesi
gereken önemli bir nokta, düşüş boyunca bu iki cisim arasındaki uzaklığın sabit kalması.
Olayın anlamını daha iyi kavramak için, bir asansörün içinde bir gözlemci ve birçok cisim bulunduğunu, asansörün ipinin koparak içindekilerle beraber düşmeye başladığını düşünelim. Asansör dahil her şey aynı ivmeyle düştüğü için, gözlemci içerideki bütün cisimlerin asansöre göre bulundukları yerde sabit durduklarını görecektir. Buna ek olarak, eğer cisimlerden birine bir ilk hız verilmişse, bu defa cisim aynı hızını koruyarak hareketine devam edecektir. Kısacası, gözlemcinin sadece asansörü referans alarak ve dışarıdaki Dünya’yı düşünmeden yaptığı gözlemler, sanki asansör dış uzaydaymış izlenimini uyandıracaktır. (Dünya, Güneş gibi bütün büyük gökcisimlerinden uzaktaki yerlere bu yazıda dış uzay diyeceğiz.)
http://img241.imageshack.us/img241/4140/genelgorelilikuzaysaatgx1.jpg
Burada da istasyon Dünya’ya oldukça yakın olduğu için Dünya’nın çekim kuvveti hala var ve oldukça güçlü.
Ama istasyon, tıpkı yukarıdaki asansör gibi, sadece Dünya’nın çekim kuvveti altında hareket ettiği için, içinde yaşananlar da yukarıda tarif ettiğimizle aynı.
Asansör ve uzay istasyonu gibi sanki dış uzaydaymış izlenimini veren ortamlara biz “ağırlıksız ortam” diyoruz, çünkü burada cisimlerin birbirine kısa çarpışmalar hariç yaslanmadığı için ağırlık da hissedilmez; geleneksel tartılar hiçbir işe yaramaz
Kısacası, eğer bütün cisimlerin eylemsizlik ve çekim kütleleri eşitse, o zaman asansördeki gözlemci sadece cisimlerin hareketine bakarak düşen bir asansörde mi, yoksa dış uzayda mı olduğunu anlayamaz. Einstein bundan bir adım daha ileri giderek gözlemcinin başka türden deneyler yapsa bile farkı anlayamayacağını iddia ediyor. Yani, bugüne kadar yapılmış veya gelecekte yapılabilecek bütün olası deneyler, düşen asansörde de dış uzayda da aynı sonucu verir. Einstein’ın kullandığı denklik ilkesi bu. Bu ifade aslında tam olarak doğru değil. Sorun da Dünya’nın yuvarlak olması.
Çekim kuvveti Dünya’nın merkezine doğru yöneldiği için bir noktadaki çekim ivmesiyle biraz ötedeki ivme birbirlerinden az da olsa farklı. Bu farklılıklar serbest düşen bir cismin üzerine gel git kuvvetleri dediğimiz bir takım kuvvetler uygulanmasına neden oluyor. Gel git kuvvetleri cismi düşey doğrultu boyunca gererek, yatay düzlem boyunca sıkıştırıyor. Denizlerdeki gel git hareketi de Ay’ın çekimi altında hareket eden Dünya’ya etkiyen bu kuvvetler nedeniyle oluşuyor. Bunlar her ne kadar küçük olsa da, asansördeki gözlemci bu kuvvetleri ölçerek düşen bir asansörde olduğunu anlayabilir. Einstein bu sorunun üstesinden gelmek için, ilkenin yerel olarak algılanması ve asansörün boyutlarının yeteri kadar küçük seçilmesi gerektiğini belirtiyor. Dolayısıyla bu etki görmezden geliniyor; çünkü sorun Dünya’nın yuvarlaklığından kaynaklanıyor, kütle çekimin doğasından değil.
http://img338.imageshack.us/img338/4926/genelgorelilikfotonagirin1.jpg
ivmelenen Roket ile Yerçekimi
Aynı ilke farklı bir şekilde de ifade edilebilir. Dış uzayda sabit bir ivmeyle hızlanan bir roket düşünün. Böyle bir roketin içinde bir cismi serbest bırakırsanız, cisim bundan sonraki hareketini sabit hızla sürdürecektir. Fakat roket gittikçe hızlanmakta olduğundan, cisim rokete göre daha geriye gidecek ve en sonunda tabana çarpacaktır. Eğer bu tip hareketler roket referans alınarak incelenirse, o zaman serbest bırakılan bütün cisimlerin, (şekilleri ve kimyasal yapıları ne olursa olsun) aynı ivmeyle hızlanarak tabana çarptığı görülür.
Bir çekiç ve tüy aynı anda serbest bırakılırsa, bunlar tabana aynı anda ulaşır. Ayrıca cisimlerin tabana dayandığını, bir tartı üzerine yerleştirilen cisimlerin tartının ibresini harekete geçirdiğ ini, dolayısıyla tartının bir “ağırlık” ölçtüğünü ve bunun cismin kütlesiyle orantılı olduğunu da söyleyebiliriz. Kısacası, yeryüzünde yerçekimi nedeniyle karşılaştığımız olayların hepsi burada da geçerli. Dolayısıyla denklik ilkesini şu şekilde de ifade edebiliriz: Roketteki bir gözlemci ne yaparsa yapsın, dış uzayda sabit ivmeyle hızlanan bir rokette mi yoksa bir gezegen üzerinde mi olduğunu anlayamaz. Eğer kütleçekim kuvvetinin değişik olaylarda olası etkilerini anlamak istiyorsak, bu ilke yardımıyla o olayın ivmelenen rokette nasıl gelişeceğini belirlememiz yeterli. Bu tip örneklere geçmeden önce özel göreliliğin varsayımlarının hala geçerli olduğunu hatırlatalım. Örneğin, belli bir deneyi başlattığımız anda roketin hızının ne olduğu önemli değil. Rahatlıkla roketin ilk anda duruyor olduğunu varsayabiliriz. ‹şte elde edebileceğiniz ilk sonuçlardan biri: Işığın boşluktaki hızı, ışık büyük bir gökcisminin yakınından geçiyor olsa bile aynı evrensel sabite eşittir.
Yeryüzünde Işık da Düşer mi?
Yeryüzünde serbest bırakılan her cisim düşer. Peki ya ışık? Işığın hızı sabit olduğu için, hızında bir değişim bekleyemeyiz. Ancak, yolundan sapmasını, bir doğru boyunca ilerleme yerine bir eğri çizmesini bekleyebiliriz. Örnek olarak, yatay doğrultuda bir ışık ışının üretildiğini varsayalım. Bundan sonra ne olacağını belirlemek için hemen ivmeli rokette ne olacağına bakalım.
Roketin ilk anda duruyor olduğunu ve bu anda odanın duvarlarının birinden yatay yönde bir ışık ışınının girdiğini düşünelim. Işık karşı duvara ulaştığında, ivmeli roket yukarıya doğru bir miktar yol almış olacaktır. Bu nedenle ışık daha alt düzeyde bir noktaya çarpar. O halde cevap evet, ışık, kütleçekim etkisi altında yolundan sapar.
Işık o kadar hızlı yol alıyor ki, Dünya’nı n çekim etkisi altında yolundan sapması fark edilemeyecek kadar küçük. Sapma ancak Güneş gibi büyük kütleli gök cisimleri için ölçülebilir değerlere ulaşıyor. Güneş için bile, sapma açısı bir derecenin 2000’de biri kadar. Fakat yine de ölçülebilir.
Bir grup bilimadamı, Einstein’ın bu öngörüsünü sınamak ve diğer yıldızlardan gelen ışığın Güneş’in yakınından geçerken ne kadar saptığını ölçmek için 1919 yılındaki güneş tutulması nı bir fırsat olarak kullandılar. Yapılan ölçümler, kabaca da olsa, Einstein’ı n öngörüsünü destekliyordu. işte Einstein’ı bir anda dünya çapında popüler ününe kavuşturan şey bu sonucun açıklanması oldu. Bugün yapılan modern ölçümlerde sapmayı belirlemek için Güneş tutulmasını beklemeye gerek yok. Yüksek çözünürlüklü radyo antenleri, kuasarlardan gelen radyo dalgalarının görelilik kuramına uygun şekilde Güneş’in yakınından geçerken saptığını tespit edebiliyor. Işığın sapması “kütleçekimsel mercek” olgusunda da karşımıza çıkıyor.
Uzak gökcisimlerinden yayılan ışık büyük gökada gruplarının yakınından geçerken aynı türden sapmaya uğruyor. Bazı durumlardaysa gökada grupları tıpkı bir mercek gibi görev yapıp aynı kaynaktan ayrılan iki farklı ışık demetinin yolunun Dünya’da kesişmesine
neden oluyor. Böyle bir durumda da kaynağın görüntüsü gökyüzünde iki farklı noktada beliriyor. Bu tip örnekler, görelilik kuramını sınamakta kullanılamıyor; ama bu galaksi gruplarının toplam kütlelerinin belirlenmesine yardımcı oluyor. Örneğin, galaksilerin kütlesinin çoğunun karanlık madde tarafından oluşturulduğu bu yöntemle anlaşılıyor.
Kütleçekimsel Kızıla Kayma
Yatay yönde yol alan ışığın yerçekimi etkisiyle yolundan saptığını biliyoruz. Peki ya yere dik, düşey yönde yol alan ışığa ne olur? Normal bir cisim yukarı fırlatıldığında yavaşlar. Ama, yukarıda da belirttiğimiz gibi, ışığın yavaşlaması söz konusu değil. Fakat yine de ışığın yerçekiminin varlığından etkilenmesi gerekmez mi?
Nasıl etkilendiğini görmek için hemen ivmeli rokete geri dönelim. Roketin zemininden belli bir frekansta (yani belli bir renkte) ışık salındığını varsayalım. Yine roketin en başta duruyor olduğunu düşüneceğiz. Işık tavana ulaştığında roket yukarı doğru bir miktar hızlanmış olacaktır. Bu da Doppler etkisi dediğimiz bir etkinin işin içine girdiğini gösterir. Doppler etkisi, hareket halindeki cisimlerce üretilen veya algılanan dalgaların frekansının değişebileceğini söylüyor. Örneğin, otoyol kenarında durursanız size doğru gelen araçların seslerini (ses de bir dalga türüdür) daha tiz, sizden uzaklaşanlarınkini de daha kalın duyarsınız. Deneyimizde, ışık tavana ulaştığında rokete göre frekansının azalmış olması, yani renginin kızıla kaymış olması gerekir. Dolayısıyla yerçekimine ters olarak yukarı yönde ilerleyen ışığın rengi kızıla kaymalı. Bu etkiye “kütleçekimsel kızıla kayma” deniyor. Deneyi tersten yaparsak, yani ışığı yukarıdan aşağıya gönderirsek, bu defa ışığın frekansının artması yani renginin maviye kayması gerekir.
Işığın renginde meydana gelen bu değişiklik doğal olarak Dünya üzerinde oldukça düşük. Buna karşın, genel görelilik kuramının bu öngörüsü deneysel olarak sınanabilmiş. 1960 başlarında Harvard Üniversitesi’ndeki bazı fizikçiler, 20 metre yükseklik boyunca hareket eden ışığın oldukça küçük bir oranda (katrilyonda bir) kızıla kaymaya uğradığını ve bunun kuramla uyumlu olduğunu belirlediler.
Kızıla kayma olgusunu kuantum kuramıyla açıklamak da mümkün. Bu kurama göre ışık foton denilen çok küçük birimlerden oluşmuştur ve her bir fotonun, ışığın frekansıyla doğru orantılı belli bir enerjisi vardır. Yukarıya doğru yol alan fotonlar, normal cisimlerin aksine, yavaşlayamıyor (ışığın hızı sabit olduğu için), ama tıpkı onlar gibi enerjileri azalıyor. Bu nedenle de yukarıya doğru çıkan fotonların frekanslarının da azalması gerekir. Bu da rengin kızıla kayması demek. Bu yöntemle bulunan kızıla kayma miktarı, denklik ilkesiyle bulunanla aynı değeri veriyor.
Işığın Ağırlığı Var mı?
Kütlesi belli bir kutuya tek bir foton hapsedelim ve kutuyu bir tartı üzerine yerleştirelim. Tartı sadece kutunun ağırlığını mı ölçer, yoksa buna fotonun ağırlığı da eklenir mi? Buna cevap vermek için kutunun zemin ve tavanına aynalar yerleştirildiğini, ışığın bunlara çarparak sürekli bir biçimde aşağıdan yukarıya gidip, geri geldiğini varsayalım.
http://img490.imageshack.us/img490/9412/genelgorelilikuzayyerkuax6.jpg
Işık bir aynaya çarpıp yansıdığında, aynaya bir itme verir. itme miktarı da ışığın frekansıyla doğru orantılıdır. Yani mavi ışık fotonları, kırmızı ışık fotonlarından daha fazla itme aktarır. Kutudaki ışık, zemindeki aynaya çarptığında kutu aşağıya doğru itilir. Buna karşın tavandaki aynaya çarptığında da kutu yukarı doğru itilir. Kızıla kayma nedeniyle, yukarıya doğru itme, aşağıya doğru olandan daha küçük. Her iki itme beraber düşünüldüğünde, aradaki fark kadar itmenin kutuyu aşağıya doğru bastırdığını buluruz. Bu da kutunun tartıya kendi ağırlığından biraz daha fazla baskı yapması demek. Dolayısıyla tartının ibresi biraz daha büyük bir ağırlık gösterecektir. Bu fazla ağırlık hesaplandığında bunun, fotonun enerjisinden E=mc2 bağlantısı uyarınca hesaplanan kütle eşdeğerinin ağırlığı kadar olduğu görülüyor.
Kısacası, evet fotonun ağırlığı var. Kutudaki ışık en başta yatay yönde gönderilse bile yolundan saparak önünde sonunda kutunun tabanına çarpar ve fazladan ağırlık yine hissedilir. Tüm bu olanlar birleştirildiğinde şunu görüyoruz. Sadece enerji (ve itme) taşıdığını düşündüğümüz ışık da sanki bir kütlesi varmışçasına maddeye benzer bir davranış gösteriyor. Yerçekimi tarafından yolundan saptırılıyor ve tartı tarafından ağırlığı ölçülebiliyor. Buna ek olarak, etki-tepki ilkesi uyarınca, ışığın da Dünya’yı çektiğini söyleyebiliriz. Aynı sonuç, ışık dışındaki bütün diğer enerji formları için de geçerli. Hareket eden bir cismin hareketinden dolayı sahip olduğu kinetik enerji, ısıtılan suyun aldığı ısı enerjisi ve düşünebildiğiniz diğer tüm enerji türleri...
Özel göreliliğe göre bunların hepsinin bir eylemsizlik kütlesi var. Genel göreliliğe göreyse bu aynı zamanda çekim kütlesi görevi görüyor. Dolayısıyla hepsinin bir ağırlığı var ve gerçek kütleler gibi kütleçekim kuvveti uygulayabiliyor. Bu, Newton’un kütleçekim yasasına getirilen ilk düzeltme: Sadece kütle değil, enerji de çekme kuvveti uygular!
Zamanın Göreliliği:
Kütleçekimsel kızıla kayma, bir apartmanın üst katlarındaki saatlerin alt kattakilerine oranla daha hızlı işlediğini de söylüyor. Nasıl olduğunu anlatmak için biraz abartılı bir örnek vereceğiz. Müteahhitlerimizin çok büyük kütleli bir gökcisminde iki katlı bir ev yapmayı becerdiğini varsayalım. Buradaki çekim etkisi o kadar büyük olsun ki, alt katta üretilen ışık üst kata ulaştığında frekansı tam yarıya düşüyor olsun.
Alt katta da frekansı 2 Hertz olan ışık üretelim, yani, bir saniyede ışık dalgasının iki tepesi gönderilsin (bunun görülebilir ışık olmadığı açık, ama deney için bu o kadar önemli değil). Işık üst kata ulaştığında frekansı 1 Hertz olacak. Yani, altta saniyede iki tepe üretiyoruz ama üst katta saniyede bir tepe sayılıyor.
Bu nasıl olur? Nasıl olduğunu daha açık görmek için ışığın tam olarak bir dakika boyunca üretildiğini sonra da kaynağın kapatıldığını düşünelim. Bu durumda, alt kattan toplam 120 tepe üretilmiş demektir. Hiçbir tepe yolda kaybolamayacağı na göre, üst katta da ışığın tam 120 tepesi sayılacaktır. Bu durumda saniyede bir tepe hesabından üst katta geçen süre 2 dakika olmalı.
http://img382.imageshack.us/img382/3473/genelgorelilikduzlemtopof5.jpg
Dolayısıyla, alt katta 1 dakika geçtiğinde, üst katta tam 2 dakika süre geçiyor olmalı. Kısacası, üst kattaki saatler iki kat daha hızlı çalışıyor. Geçen ay belirttiğimiz gibi, burada saatlerin hangi türde oldukları (fiziksel, kimyasal, biyolojik) hiç önemli değil.
Bütün olası saat türleri geçen zamanı n aynı oranda farklı olduğunu gösterecektir. Örneğin, eğer ikiz kardeşler doğduklarında bu iki kata yerleşmişler ve buralardan hiç ayrılmamışlarsa, alttaki ikiz 30 yaşına ulaştığında üstteki kardeşi 60’ıncı yaşını kutluyor olacak. Üsttekinin çabuk yaşlandığı için üzülmenize gerek yok, çünkü zamanın hızlı aktığını fark etmemiş ve yaşadığı 60 yılın her saniyesini hak ettiği şekilde yaşamış olacaktır. Eğer işlerinizi yaparken yeterli zamanınızın olmamasından şikayet ediyorsanız, o zaman bir apartmanın en üst katına taşınmanın size diğerlerinden biraz daha zaman kazandıracağı açık gibi görünüyor. Ama çabuk heveslenmeyin, çünkü Dünya üzerinde bu şekilde kazanabileceğiniz zaman fark edemeyeceğiniz kadar küçük. Örneğin, 10 metre yüksekte yaşıyorsanız, yerdekilere göre 1 yılda kazanacağınız zaman saniyenin 30 milyonda biri kadar.
Yeni bir Kütleçekim Kuramı:
Yukarıdaki örnekler sadece denklik ilkesinden hareket ederek elde edebileceğimiz sonuçlardan bazıları. Bundan sonrası için görelilik kuramının bir hayli karmaşık matematiksel formüllerini kullanmak gerekiyor. Burada bu kuramı kabaca ifade etmekle yetineceğiz. Bu sonuçlardan birisi de kütleçekim etkisi altında zaman gibi uzayın da değişiklik geçirmesi. Örneğin, Dünya’nı n toplam yüzey alanının yarıçapından hesaplanana göre biraz daha küçük olması gerekiyor. Kütle uzayda düzgün dağılmadığı için uzayda ve zamanda meydana gelen bu tip değişiklikler de düzgün dağılmış değil. Burada hem uzayın, hem de zamanın karmaşık bir geometrisi olduğu ortaya çıkıyor.
Örneğin, iki nokta arasındaki en kısa yol, civarda bulunan kütlelerin varlığından dolayı bir doğru değil; aksine bir eğri. Uzay ve zaman birbirinden ayrılmaz bir bütün olduğundan, bu geometriyi tam olarak tanımlayabilmek için ikisine beraber bakmak ve bunların oluşturduğu dört boyutlu uzay-zamanı incelemek gerekiyor.
Denklik ilkesinin kütleçekim olgusu açısından öneminin vurgulandığı 1907 yılından itibaren Einstein ve diğer birçok bilim insanı uzay-zamanın geometrisini elde etmek için çalışmaya başladı. Birçok hatalı başlangıçtan sonra Einstein, 1915 yılında bu kuramın en son biçimini elde etmeyi başardı ve oldukça karmaşık olan kuramı 1916 yılında daha rahat anlaşılabilir terimlerle açıklayan bir makale yayımladı. Bu denklemler, kütle ile beraber enerjinin, bulunduğu bölgedeki uzayzamanı eğdiği, bu eğilmenin de o bölgeyle sınırlı kalmayıp zayıflayarak daha uzaklara yayıldığını gösteriyor.
Buna ek olarak, hareket eden herhangi bir cisim veya ışık uzay-zamanın eğrildiği yerlerden geçerken mümkün olan en kısa yolu izlemeye çalışıyor. Doğal olarak da izledikleri yol bir eğri. Bu da, bunların eğriliği yaratan gökcismi tarafından çekildiği izlenimini uyandırıyor. işte genel görelilik kütleçekim olgusunu bu şekilde açıklıyor. Dolayısıyla çekim alanında bulunan şeyin bir madde mi, ışık mı veya doğasını henüz bilmediğimiz başka bir enerji türü mü olduğunun hiçbir önemi yok. Hepsi uzay-zamanın eğriliğinden etkilenip yollarından sapacaktır.
Zamanı işin içine katmasa da, gergin bir çarşaf içine bırakılan bir cisim bu olaya çok iyi bir benzetme. Cisim çarşafı gererek aşağıya doğru çökmesine neden oluyor ve normalde düz olan çarşafa bir eğrilik veriyor. Eğer çarşafa iki cisim konursa, bu defa her ikisi de çarşafın şeklini değiştirir. Bu eğrilik ayrıca cisimlerin birbirlerine yaklaşmasına ve sonunda çarpışmasına neden olur. Dikkat edilirse burada cisimler birbirlerine doğrudan bir kuvvet uygulamıyor. Her ikisi aslında sadece çarşafla etkileşiyor ama sonuçta sanki birbirlerine çekici bir kuvvet uyguluyormuş gibi davranıyorlar.
Eğer biz çarşafın var olduğunu göremezsek, bu cisimler arasında bir kütleçekim kuvveti olduğunu sanabiliriz. Kütle ve enerji de aslında sadece uzay-zamanla etkileşiyor; iki kütle veya enerji arasındaki etkileşme de bu ortam sayesinde gerçekleşiyor. Bu da sanki kütleçekim kuvveti diye bir şey varmış gibi bir izlenim uyandırıyor. Genel görelilik, Newton’un kütleçekim kuramındaki iki kavramsal zorluğu ortadan kaldırıyor. Bunlardan birisi kuvvetin birbirlerine değmeyen çok uzaktaki cisimlere etkiyebiliyor olması (halbuki biz dokunmadan kuvvet uygulayamıyoruz). Newton’dan sonra bu uzun süre bir problem olarak görülmüş, ama kimse doyurucu bir açıklama getirememişti. Aynı sorun elektrik ve manyetik kuvvetler için de söz konusu. Ama bu James Clerk Maxwell’in geliştirdiği elektromanyetizma kuramı tarafından rahatlıkla açıklanabiliyor. Buna göre bir yük veya mıknatıs, çevresinde bir elektrik ve/veya manyetik alanlar yaratır
Bu alanlar yayılarak uzak bölgelere erişir ve diğer yük ve mıknatıslarla etkileşir. Böylece, elektromanyetik alanlar aracılığıyla, birbirinden uzak yük ve mıknatıslar etkileşebilir. Kütleçekimde de artık benzer bir açıklamaya sahibiz. Madde ve enerji, uzay-zamanı eğer ve bu eğrilikten etkilenir. Dolayısıyla uzay zamanın geometrik yapısı, kütleçekim olarak algıladığımız kuvvete aracılık ediyor. Newton’un yasasında karşılaşılan bir diğer sorun da zaman faktörünü içermemesi.
Buna göre birbirlerinden ne kadar uzakta olurlarsa olsunlar, uygulanan kuvvet anında diğerine iletilir. Yani, eğer cisimlerden birinde meydana gelen bir değişim, kuvveti de etkiliyorsa, kuvvetteki değişim diğeri tarafından anında hissedilecektir. Bir etkinin sonsuz hızla iletilmesi anlamına geldiği için böyle bir şey özel göreliliğe göre olanaksı z. Genel görelilik kuramı bu sorunu da çözüyor. Örnek olarak, imkansı z bir olayı, Güneş’in bir anda ortadan kaybolduğunu varsayalım
http://img409.imageshack.us/img409/5416/genelgoreliliksarmal3vv9.jpg
Güneş’in daha önce eğmiş olduğu uzay-zaman şimdi düzleşmeye başlayacak, ama bu düzleşme sonsuz hızla yayılmayacaktır. Kuram bu yayılmanın ışık hızında gerçekleştiğini söylüyor. Dolayısıyla Dünya, Güneş’in kayboluşundan sonraki ilk 8,3 dakika içinde normal yörüngesinde dolanmaya devam edecek ve sanki Güneş hala oradaymış gibi davranacaktır. Ancak 8,3 dakika dolduktan sonra Dünya kayboluştan etkilenecek ve bundan sonra uzayda sabit hızla hareket etmeye başlayacaktır
http://img150.imageshack.us/img150/9229/genelgoreliliksarmal2qh3.jpg
Buna ek olarak Newton’un yasası, kuvvetin uzaklığın karesinin tersiyle doğru orantılı olduğunu söylüyor. Genel görelilikten çıkan bir diğer sonuç da bunun sadece yaklaşık olarak doğru olduğu. Özellikle kütleler büyükse ve birbirlerine yakınsa, ters kareden sapmalar önem kazanmaya başlıyor.
Bunun etkilerini Güneş’e en yakın gezegen olan Merkür’de görmek mümkün. Eğer ters kare yasası kesin olarak doğru olsaydı, gezegenlerin elips şeklinde bir yörünge izlemeleri gerekirdi. Bu da gezegenin bir tur sonra tekrar aynı noktaya geri gelmesi demek. Buna karşın, eğer ters kareden sapmalar varsa bu defa gezegen bir turunu tamamladıktan sonra biraz daha ötedeki bir başka yere geliyor.
Bu da, eğer sapma küçükse eliptik yörüngenin zamanla döndüğü izlenimini veriyor. Merkür’ün yörüngesinin bu şekilde döndüğü, görelilik kuramı geliştirilmeden çok daha önce fark edilmiş ve bunun için değişik açıklamalar aranmıştı. Einstein sorunun ters kare yasasındaki düzeltmeden kaynaklandığını gösterdi.
Kütleçekim Dalgaları
Genel görelilik kuramının öngörülerinden biri de kütleçekim dalgalarının varlığı. Uzayda sabit duran tek bir gök cismi uzay-zamanı belli bir şekilde eğer. Ama eğer birden fazla gökcismi var ve bunlar ivmeli hareket yapıyorsa, bu defa uzayzamanın eğriliğinin zamanla değişmesi ve bu değişimlerin de dalgalar şeklinde uzaklara yayılması gerekir. 1974-83 yılları arasında birbiri etrafında dönen bir atarca ile normal bir yıldızı inceleyen Russell Hulse ve Joseph Taylor, çiftin dönme periyodunun zamanla uzadığını fark ettiler. Daha sonra bunun nedeninin çiftin yoğun olarak kütleçekim dalgaları yayınlaması ve böylece enerji kaybetmesi olduğunu gösterdiler. Bu da çiftin hareketinin yavaşlamasına neden oluyordu. Görelilik kuramının diğerlerinden çok farklı bu öngörüsünü dolaylı bir yoldan da olsa destekleyen çalışmalarından dolayı Hulse ve Taylor’a 1993 yılında Nobel ödülü verildi. Bugün bir çok araştırmacı, bu dalgaları doğrudan gözlemlemek için çalışmalar yapıyor ama henüz herhangi bir somut sonuç yok.
Genel göreliliğin öngörüleri şüphesiz sadece bunlarla sınırlı değil. Çekimlerinden ne ışığın, ne de bilginin kaçamadığı kara delikleri çoğunuz biliyorsunuz. Buna, kütle çekimin manyetizmaya benzeyen türdeki kuvvetleri de eklenebilir. Örneğin, kendi etraflarında dönen iki cismin diğerinin eksenini döndürmeye çalışması gibi. Ama genel göreliliğin en önemli yönü kozmoloji (evrenbilim) için bir temel oluşturması. Bir bütün olarak evren hakkında sorular sorduğumuzda (neler içerir, nasıl doğdu, gelecekte ne olacak), genel görelilik tüm cevabı içermese de, verilen cevabın önemli bir kısmını oluşturuyor.
ikizler Paradoksu
Hem özel hem de genel görelilik kuramında zamanın göreli olduğunu, yani değişik yerlerdeki saatlerin farklı hızlarla çalıştığını biliyoruz. Genel görelilikte karşılaştığımız, üst kattaki saatlerin daha hızlı çalışıyor olması herhangi bir çelişkili duruma yol açmıyor, çünkü bütün gözlemciler hangisinin daha hızlı olduğu konusunda görüş birliği içinde. Aynı şey, özel görelilikte karşılaştığımız hareketli araçlardaki saatler için söz konusu değil.
Örnek olarak ikiz kardeşlerden birinin bir rokete binip sabit bir hızla Dünya’dan uzaklaştığı- nı, diğer kardeşinse Dünya’da kaldığını varsayalım. Özel göreliliğe göre hareket eden araçlardaki saatler daha yavaş işliyordu
Bu nedenle Dünya’dakine göre roketteki kardeşi daha genç olmalı. Buna karşın hareket göreli bir olgu. Roketteki ikiz, kendisinin yerinde durduğunu, buna karşın Dünya’nı n hızla uzaklaştığını görecektir. Yani asıl hareket eden Dünya’dır. Bu nedenle kendisi, Dünya’daki kardeşinden daha hızlı yaşlanacaktır.
Her iki kardeş kendisinin yaşlı ve diğerinin daha genç olduğunu iddia ettiği için burada gerçekten bir çelişki varmış gibi görünüyor. Ama gerçek bir çelişki üretmek için birbirinden oldukça uzakta olan bu iki kardeşi tekrar bir araya getirmek gerekiyor.
Dolayısıyla, roketteki ikizin belli bir aşamada yavaşlayıp durduğunu, sonra Dünya’ya doğru tekrar hızlandığını ve en sonunda da Dünya’ya inip kardeşiyle karşılaştığını düşüneceğiz. Bu karşılaşma anında da hangisinin haklı olduğu anlaşılabilir.
Paradoksun Çözümü Dünya’daki ikiz haklı: Buluştuklarında Dünya’da kalan daha yaşlı, roketteki ikizse daha genç olacaktır. Burada dikkat edilmesi gereken nokta Dünya’daki ikizin sürekli yerinde durarak hareket durumunu değiştirmemesi. Bu nedenle ikiz kardeşi hakkında yaptığı gözlemler için bir hata bulmak olanaksız. Buna karşın roketteki ikiz için aynı şeyi söyleyemeyiz. Gerçi yolculuğunun ilk ve son yarısında ikiz sabit hızla yol aldığından kendisinin durduğunu düşünebilir, ama yolculuğunun tam ortasında geri dönerken ivmeli bir hareket yapıyor. Dolayısıyla roketinin ivmeli hareketi süresince neler olabileceğini de hesaba katmalı ve ona göre bir sonuca ulaşmalı. Bu da ancak genel göreliliğin kullanılmasıyla mümkün. Roketin bu ivmeli hareketi boyunca, ikizin sanki yerçekimi altındaymış gibi hissedeceğini biliyoruz. Üstelik roket Dünya’ya doğru ivmelendi- ği için, ikizin hissettiği yerçekimi ivmesi buna ters yönde.
Dolayısıyla ikiz, Dünya’daki kardeşinin çok yukarılarda bir yerde olduğunu görecek. Genel görelilik kuramına göre bu durumda Dünya’daki kardeşin daha hızlı yaşlanması gerekir. Özetle, roketteki ikize göre durum şöyle: Yolculuğun sabit hızlı ilk yarısında kendisi daha hızlı yaşlanıyor; ivmeli hareket süresince de kardeşi. Sabit hızlı dönüş yolculuğunda yine kendisi daha hızlı yaşlanıyor.
Yolculuk bitip, iki kardeş buluştuklarında hangisinin daha yaşlı olduğunu anlamak için bu etkilerin hesaplanıp toplanması gerekiyor. Genel görelilik kuramı kullanıldığında, ivmeli hareket boyunca oluşan etkinin daha ağır bastığı ve gerçekten de Dünya’daki kardeşin daha yaşlı olduğu bulunuyor. Yani, ortada bir çelişki yok. Her iki kardeş de kimin daha yaşlı olduğu konusunda görüş birliği içinde.
Kaynak: Bilim Teknik
ChildInTime1 katkılarından dolayı teşekkür ederim.. bu arada
takip eden arkadaşlara da teşekkür eder katkılarını beklerim...
kaldıgım yerden devam...
özellikle dilaver abime duyrulur...
einstein hz. süleynam gibi yanıtlar soruyu:
her ikiside...
bunlardan birine ayrıcalık tanımak dolayısıyla onun konumunubiricik dogru yer olarak almak olanagı yoktur.
böyle bir karara varabilmemiz için elimizde başvurabilecek herhengibir ölçüt veya *dayanak bulunmamaktadır...
buradan çıkarılması biricik sonuç: gerçekten en azından çok büyük hızların ve uzaklıkkların öz konusu olması halinde eş zamanlılıgın olmadıgıdır...
iki olayın aynı zamanda olup olmadıgına verilecek yanıtın özelligi gözlemcinin hareket edip etmedigine ve hangi hızla hareket etiigine baglıdır...
öyleyse zamana lişkin her açıklama zamanı her belirleme çabası bu mekanın koşullarınıda göz önünde bulundurmak zorundadır.
başka deyişle zaman ile mekan ilişki içindedir...
relavite kuramı adıda buradan gelir.zaman ile mekan birbirine karşılıklı olarak bagımlıdırlar.aralarında göreli bir ilinti bulunmamakatadır.