İzafİyet Teorİsİ

İzafİyet Teorİsİ

Bir atomdan yaklaşık 100.000 kez daha küçük olan ve atomun merkezinde
bulunan zerreye atom çekirdeği denir. Çekirdek, kütlesiyle, hatta ondan
daha önemlisi çekirdek yükü ile, meydana getirdiği atomun bütün
özelliklerini belirler. Günlük yaşamımızı biçimlendiren atomlar
birbirleriyle etkileşerek kimyasal maddeleri meydana getiriyor olsalar
bile , çekirdeğin çok sağlam olması sebebiyle atomlar değiştirilemezmiş
gibi görünürler. Bir çekirdek çok sağlam olmasına karşın yine de
parçalanabilir. Atomlar yüksek hızlarla birbiriyle çarpıştıkları zaman,
iki çekirdek birbirine çarpabilir, daha sonra ya parçalara ayrılabilir
ya da birleşip yeni bir çekirdek meydana getirebilirler. Aynı zamanda
çekirdek altı parçacıklar meydana çıkar. Yirminci yüzyılın birinci
yarısının yeni fiziği bu parçacıkların sırlarıyla dolu
Bu parçacıkların birbirine uyguladığı ve atom çekirdeğini bir arada
tutan kuvvetler öylesine güçlü ki, bu parçacıkların çekirdek içinde ve
dışında hızları 300.000 km/sn olan ışık hızına yaklaşır. Bu hızlar
hesaba katıldığında, on dokuzuncu yüzyıl fizik yasalarının ikinci kez
değiştirilmesi yani Einstein’ın özel görelilik teorisini dikkate
almamız gerekir.
Bu teori de Einstein’ın 1905’te yayımladığı bir teorinin sonucuydu.
Einstein’ın başlangıç noktası şuydu : Dış uzayda laboratuarda yapılan
bir deney, laboratuarın ne kadar hızlı ve hangi yöne hareket ettiğine
bağlı olmayan bir sonuç verir. Bu laboratuarda ışık hızını ölçmeye
çalışırsanız bu hızın laboratuarın hızına ve hareket yönüne bağlı
olmadığını görürüsünüz. Acayip bir şey! Diyelim bir uzay gemisinin hızı
50.000 km/sn. Uzay gemisinde ışığın hızının bir yönde 350.000 km/sn’ye
hıza çıkacağını, öbür yönde ise 250.000 km/ sn’ye düşmesini
bekleyebilirsiniz. Dik yönlerde ise normal 3000.000km/sn’den biraz
farklı olmasını tahmin edebilirsiniz.
Böyle bir deneyin yapılabilmesi için hassas saatlere ve çubuk metrelere
ihtiyaç vardır.Bunun da ötesinde, değişik saatlerin birbirlerine göre
ayarlanması gerekir. Saatler ve çubuk metrelerin laboratuarın hızından
pekala etkileneceğini, Hollandalı Hendrik Antoon Lorentz ( 1853-1928
)ile ondan bağımsız olarak ve birkaç yıl daha önce ( 1889’da )
İrlandalı George Francis Fitzgerald tarafından öne sürülmüştü.
Hollanda’dahi bir çok kimse Lorenz’i başka bir özelliğiyle tanır.
Hollanda’da Zuyderzee’de, bir barj inşaatını değerlendirmek amacıyla
kurulmuş olan bir komiteye başkanlık ediyordu.Kuzey Denizi’ni
Zuyderzee’den ayırmak için 32 kilometrelik bir önleme barajının
yapılması gerekiyordu. Gelgit hareketlerinden dolayı su akımlarını
hesaplanması zorunluluğu ortay çıkmıştı. O zamanlar bilgisayarların
olmadığı düşünülecek olursa, Lorentz’in hesaplamaların nedenli hassas
olduğu anlaşılır.
Lorentz, hareketli saat ve çubuk metrelerin kendi hareketlerinden
etkileneceklerini düşünmüştü. Bu etkilerin bir sonucu olarak hareket ve
hareketsizliğin göreli kavramlar olduğunu tam olarak anlayan kişi
Einstein oldu. Işık hızının ölçülebildiği öyle mutlak durgun yada
mutlak gözlem çerçevesi diye bir şey yoktur.Kaynakwh:
Göreli olması gereken başka şeylerde çıktı. Bu teoride kütle ( m
kütlesi Newton’un F=m.a yasasında tarif edildiği gibidir. Çağdaş fizik
hocaları kütleyi hızdan ayrı düşünmeye yeğler.) enerji de hıza
bağlıdır.Aynı şey elektrik alan ve manyetik alan şiddetleri içinde
geçerlidir. Einstein bir maddenin kütlesinin onun içerdiği enerjiyle
orantılı olduğunu keşfetti. Bir parçacığın “ durgun enerjisi”
parçacığın durgun kütlesiyle orantılıdır.
E = m . c2
Burada E parçacığın enerjisi, m kütlesi ve c evrensel sabit olan ışık hızıdır.
Bu denklem ışığın hızının çok büyük olması sebebiyle her parçacığın çok
fazla enerjisi olduğunu söylüyor. İşte bu yüzden Görelilik ilkesi fizik
açısından çok önemli oldu. Her şey ve herkes için görelilik ilkesi
geçerliyse, o zaman teori kendi içinde uyumludur. Yüksek hızlarla
giderken sadece saatler yavaşlamaz, aynı zamanda canlı veya cansız
bütün süreçler ışık hızına yakalaştığında teorinin ön gördüğü şekilde
davranır. İnsan kalbi biyolojik bir saattir, dolayısıyla ışık hızına
yakın bir hızdan hareket eden bir uzay gemisinde Dünya’dakine göre daha
yavaş çalışacaktır. Bu garip durum Einstein tarafından ortaya koyulan
ve “ikizler paradoksu” olarak bilinen olaya yol açar. Bu paradoksa göre
tek yumurta ikizlerinden Dünya’da kalanı ile ışık hızına yakın bir
hızda seyahat edeni farklı hızda yaşlanır. İkizlerden uzay aracında
olanı, yani aracın motorunun ivmesini hissedeni, diğerinden genç kalır.
Diğerinin Dünya’nın çekim alanını hissetmesi olayı genel görelilik
ilkesi kapsamında ele alınmalıdır. Bununla birlikte ikizlerden hiçbiri
içinde bulunduğu laboratuarın mutlak hızını hesaplayamaz.
Einstein’ın özel görelilik teorisine göre uzay ve zamanı algılama
biçimimiz, nerede bulunduğumuza ve nasıl hareket ettiğimize bağlıdır.
Hızlı bir trende bulunan bir kişi saatlerini ayarlamış ve trenin
uzunluğunu ölçmüş olabilir, ancak dışarıdaki bir gözlemci için, ağaçlar
arsındaki uzaklıklar değişmediği halde, terenin uzunluğu biraz
kısalmakta ve saatler aynı zamanı göstermemektedir.
Einstein bu yüzden kütle çekim yasalarının da görelilik ilkesine
uydurulması gerektiğini çok hızlı bir şekilde algıladı. Kütle çekim
kuvvetinin küçük cisimler üzerinde önemli bir etkisi yoktur. Atom altı
parçacıklar söz konusu olduğunda kütle çekimi son derece zayıftır. Bu
nedenle bizim konumuzda kütle çekiminin pek rolü olmayacaktır. Bununla
birlikte, Einstein’ın karşılaştığı problem son derece küçük parçacıklar
arsındaki diğer kuvvetleri anlamak bakımından da önem kazanacaktır. Bu
yüzden onu 10 yıl uğraştıktan sonra bulduğu çözümü açıklayalım.Kaynakwh:
Görelilik ilkesini kütle çekim ilkesine uygulamak için ilkenin şu
şekilde genişletilmesi gerekirdi. Laboratuarınızın mutlak hızının
hesaplanmasının imkansız olmasının yanı sıra, küte çekim kuvvetlerinin
etkisi sonucunda bu hızda meydana gelecek değişmeleri ayırt etmekte
imkansız olmalıdır.
Einstein yer çekiminin uzay ve zamana yaptığı etkinin, bir miktar
ıslaklığın düz bir kağıt parçasında üzerindeki aynı olacağı sonucuna
vardı: Kütle çekimi uzay zamanı eğer. Ortaya çıkan eğriler ve kıvrımlar
düzleştirilemez. Eğri uzayların matematiği günümüzde biliniyor. Ancak,
Einstein zamanında böyle soyut ve hayali matematiksel kavramları fizik
yaslarını formüle etmek için uygulamaya kalkmak tamamen yeni bir şeydi.
O yüzden Einstein’ın bu konuları öğrenmesi yıllar aldı. Yetmiş beş yıl
sonra, günümüzde matematikçiler ileri matematikle flört etmeye iyice
alıştılar. Yalnız bu gün bile problem sadece soyut matematikle uğraşmak
değil; çoğu zaman en zor olanı, doğru matematiksel denklemleri ve
formülleri bulmaktır. Bir kere denklemleri bulursak onun karışık
kısımlarını ayıklar ve bilgisayar kullanarak problemi çözebiliriz. Ama
denklemler nerede?
Einstein’ın kütle çekimi teorisine genel görelilik teorisi denir.