FİZİK

Özel Görelik ve Genel Görelik

1905 yılında İsviçre'de patent dairesinde çalışan bir memurdan beklenmedik bir fikir geldi ve hiç kimse bu fikrin dünyayı değiştireceğini bilmiyordu

Einstein bu teoride ışık hızı gibi yüksek meydan gelen değişimleri ortaya koymuştur. Bu teoride iki temel ilke vardır: İlk ilkeye göre iki hareketli cisim varsa bunlar kimin durduğunu veya kimin hareketli olduğunu anlayamazlar. Bu bir gezegen olsa bile. Hangi deneyi yapsalar da hangisinin hareketli olduğunu anlayamazlar. Örneğin siz bir rokettesiniz arkadaşınızda bir başka rokette arkadaşınızın ileri doğru gittiğini gördüğünüzde siz mi geriye hareket ediyorsunuz yoksa arkadaşınız mı ileri hareket ediyor bilemezsiniz. İlk ilkeyle ilgili bir başka sonuç ise zamanın farklı gözlemciler için farklı olmasıdır.Ama kendisi için zamanın yavaşladığını hareket eden cisim anlayamaz, onu gözlemleyen kişi anlar. Bu zaman farkları ışık hızı gibi yüksek hızlarda meydana gelir. Bunu bir sonraki bölümde inceleyeceğiz. aynı zamanda iki roket var ve bunlardan biri yüksek hızda hareket ediyor.bu hızlı hareket eden roket diğer rokete göre hareket yönünde kısalır. Yani farklı gözlemciler uzunlukları farklı algılar. İşte buna görelilik ilkesi denir.

Görelilik sonucu oluşan bazı sonuçlar:

Diyelim ki siz trendesiniz ve arkadaşınız trenin karşısında oturmaktadır.siz trenin penceresinden , arkadaşınızın tam karşısındayken, bir taşı aşağıya atıyorsunuz. Taş sizce nasıl düşerdi? Trende olan size göre normal bir şekilde bir doğru şeklinde aşağıya düşerken arkadaşınıza göre taş parabol şeklinde düşer.Siz ve arkadaşınız bu sefer farklı uzay gemilerinde olduğunuzu farz edelim. Siz ve arkadaşınız birbirinize eşdeğer toplar atıyorsunuz.toplar birbirlerine çarpıp geri dönerler. Peki neden? Çünkü arkadaşınızla sizin zamanınız aynı ilerlemez. arkadaşınıza göre sizin zamanınız daha yavaştır. fakat siz bunu hissetmezsiniz. Arkadaşınıza göre siz topu daha yavaş atmaktasınız.(zaman farkından dolayı) Bu yüzden arkadaşınıza göre sizin uzay geminizdeki ,top da dahil olmak üzere, her şeyin kütlesi daha fazladır.aksi takdirde sizin topunuz arkadaşınızın topunu sektirip geri döndürecek momentuma sahip olmazdı.İŞTE BU E=MC2 ' nin MANASI BUDUR. Çünkü bir cismin kütlesi arttıkça enerjisi de artar. Bir cisim ışık hızını asla geçemez. Çünkü cisim ışık hızına yaklaştıkça enerjisi o kadar artar ki daha hızlı hareket etmesi için kütlesinin sonsuz miktarda olması gerekmektedir.Evrendeki hiçbir olay ışık hızında daha hızlı gerçekleşmez ve hiçbir tepki ışık hızında daha hızlı gerçekleşmez. örneğin dünyanın yörüngesi değişirse ay da bundan etkileneceğinden onda da bir değişim olur.fakat dünyadaki değişim ile aydaki değişim aynı anda olmaz. Aralarında ışığın alacağı yol kadar zaman geçmesi gerekmektedir.Newton bu olayda değişimlerin aynı anda gerçekleşeceğini belirtmiştir ve kütle çekim kanunu yorumlamıştır fakat bu kanun aslında görelilik ilkeleri uyarınca yanlıştır.Enerji kütleye dönüşebiliyor.Çünkü normalde fotonların kütlesi yoktur.Ama hareket halindeyken kazandığı kinetik enerji ona kütle kazandırır.Böylece ışık yerçekiminden etkilenir.Ve ışık Güneş gibi büyük cisimlerin yanından geçerken eğilir,karadeliğe düşer.

Örneğin Ahmet ve Mehmet olarak ikizimiz olsun.Ahmet bir uzay aracına binsin ve ışık hızına yakın bir hızda ilerlesin.Mehmet ise Dünya'da kardeşini beklesin.Ahmet geri geldiğinde Ahmet, ikiz kardeşi Mehmet'e göre daha az yaşlanmış olacak.Eğer Ahmet'in aracının hızı artarsa Mehmet daha çok yaşlanacaktır.

6- Bu seferde ivmelenen bir rokette olduğumuzu düşünelim. Biz ve roketteki diğer cisimler ivmelenme yönünün tersine hareket ederiz. Bu yüzden bir rokette mi yoksa bir gezegende olduğumuzu anlayamayız çünkü ivmelenen roket gezegendeki kütle çekim etkisine benzer bir kuvvet uygular.Yani dünyada yapacağımız deneyler ile yerçekimi ivmesi ile ivmelenen rokette yapacağımız deneyler aynı sonuçları vereceğinde bu deneyler ivmelenen rokette deneyebiliriz.

Bir ışık demetinin rokette açılan bir delikte girdiğini düşünelim. Işık demeti girdiği delikten daha altta bir noktaya düşer. Işık ivmelenen roketin etkisinden bir miktar aşağıya düşer.İvmelenen roketteki etkiyle kütle çekim kuvvetinin etkisi aynı olduğundan ışığın bu eğilmesi kütle çekim kuvveti etkisinde de olur.Yani ışık çekim kuvveti etkisinde bükülür. Bu bükülme dünyadaki çekim kuvvetinde az olduğundan biz bunu görmemekteyiz.Ama kütlesi fazla gök cisimlerinin yanında ışık geçerken ölçülebilir düzeyde bükülür.Örneğin bir ışık kaynağından gelen ışık dünyaya ulaşırken yüksek çekim kuvveti uygulayan cisimlerin yanından geçerken bükülmeye uğrar.Bu yüzden gözlemci ışık kaynağını yerini gerçekte olduğundan farklı algılar veya iki tane olarak görür. Buna kütle çekimsel merceklenme denir.

Zamanda ışık gibi kütle çekimi kuvveti etkisinde bükülür. Böylece uzay- zaman yapısı oluşur. Uzay ve zaman birbirinden ayrılamaz ve ayrı düşünülemez. Çünkü bir mekan olmadan zamandan, zaman olmadan mekandan söz edemeyiz. Bu yüzden kütlesi olan her cisim uzay zamanı büker. Uzay zamanı bükülür, döner, birleşir yani hareket edebilir. Yani kütle çekimi zamanı büker. Kütle çekim kuvveti arttıkça zaman yavaşlar.Eğer iki katlı bir ev yapsaydık ve ışığın dalga boyu ikinci katta yarıya düştüğünü varsayarsak zamanın da aynı oranda(1/2 oranında) yavaşladığını görürdü.

Einstein uzay zamanın bu bükülmesini kullanarak yerçekimini açıklamıştır. Karadelikler gibi çekim kuvveti fazla olan gök cisimler de uzay zamanı büktüğünden onlara yaklaştığımızda zaman büyük oranda yavaşlar hatta karadeliklerde zaman ufku bölümünde zaman hiç akmaz.