Önceki yazımda Einstein göreliliği iki temel önerme üzerine oturtur demiştik.Bunlardan birini (Evrendeki en yüksek ve mutlak hız ışık hızıdır.) E=mc² prensibiyle kabaca açıklamıştık.Gelelim Genel Göreliliği ilgilendiren diğer temel önermeye, hareketin göreli olması...
Özel görelilik teorisi -ivmesiz- ışık hızına yakın sistemlerde geçerlidir. Genel görelilik teorisi ise ivmenin ve güçlü kütle çekim (gravitasyonel) kuvvetinin var olduğu sistemlerle ilgilenir.Genel görelilik, Newton’un evrensel
kütle çekim yasasını değiştirir. Bildiğimiz gibi Newton, kütle çekimini şu formülle açıklar:
Einstein ise Newton’un evrensel kütle çekim yasasını daha geometrik temellere dayandırarak ile açıklamıştır
. Einstein'a göre kütle, 4 boyutlu uzay-zaman’ı büker ve aslında Newton’un bahsettiği çekim kuvvet bir kuvvet değil uzay-zamanın bükülmesinin bir etkisidir.Gezegenler de bu bükülmüş uzay-zaman nedeniyle yörüngelere girerler.
. Einstein'a göre kütle, 4 boyutlu uzay-zaman’ı büker ve aslında Newton’un bahsettiği çekim kuvvet bir kuvvet değil uzay-zamanın bükülmesinin bir etkisidir.Gezegenler de bu bükülmüş uzay-zaman nedeniyle yörüngelere girerler.
Bu uzay zaman bükülmesini daha basite indirgeyerek açıklayalım.Düz,iki boyutlu levha şeklinde elastik bir yaprak düşünelim. Bu yaprağa bir kütle koyduğumuzda, kütle etkisiyle aşağıya doğru bir eğrilme (bükülme) yaşar. Böyle kauçuk bir yaprakta kütle hareket ettikçe bulunduğu zemini büker. Güneş, gezegenler ve yıldızlar da bu şekilde uzay-zaman bükülmesi yaratır.
Işığın Ağırlığı Var Mıdır?
Kütlesi belli bir kutuya tek bir foton hapsedelim ve kutuyu oldukça hassas bir tartı üzerine yerleştirelim. Kutunun zemin ve tavanının aynalarla kaplandığını ve fotonun bu aynalara çarparak sürekli kutu içinde gezdiğini varsayalım.Işık bir aynaya çarpıp yansıdığında, aynaya bir itme verir. foton frekansıyla doğru orantılıdır. Kutudaki foton, zemindeki aynaya çarptığında kutuya aşağıya doğru bir itme uygular. Tavandaki aynaya çarptığında ise yukarı doğru bir itme uygular. Net itme düşünülünce, fotonun kutuyu aşağıya doğru ittiğini buluruz. Bu da tartıya kutunun ağırlığı dışında bir baskı iletilmesi demektir.Yani ağırlığı vardır.
Sadece enerji (ve itme) taşıdığı düşünülen fotonda sanki bir kütleye sahipmiş gibi davranır. Yer çekimi tarafından yolundan saptırılır,yeteri kadar hassas tartı ile ağırlığı ölçülebilir...Işık kütle çekimi ile saptırılabildiği gibi aslında ışıkta Dünyaya bir çekim uygular. Bu sadece ışık için değil diğer enerji formları içinde geçerlidir.Özel görelilik, bunlarının hepsinin eylemsizlik kütlesi olduğunu söylese de Genel Göreliliğe göre bu aynı zamanda çekim kütlesi görevi görür. Bu, Newton’un kütle çekim yasasına düzeltme getirilmesi gerekir. Sadece kütle değil, enerji de çekme kuvveti uygular.
Denklik İlkesi
Genel görelilik, denklik ilkesi üzerinde temellenir. Newton'un İkinci Kanunu'na göre bir cismin ivmesi uygulanan kuvvetle doğru orantılı, sahip olduğu kütleyle ters orantılı olmalıdır. Bu kütleye cismin hızındaki değişime direnen eylemsizlik kütlesi denir. Kütle aynı zamanda Newton'un Kütle Çekim Kanunu'na da bağlıdır. İki cisim arasında oluşan gravitasyonel kuvvet cisimlerin kütleleriyle orantılıdır. Bu kütleye de gravitasyonel kütle denir. Newton eylemsizlik kütlesi ile gravitasyonel kütlenin aynı şeyler olduğunu varsaymıştır. Denklik ilkesine göre de bu ikisi denktir.
Eylemsizlik kuvveti ivmelenen bir referans sisteminde açık olarak hissedilen bir kuvvettir. Bir araba hızlandığında yolcular koltuğa doğru itildiğini hisseder. Gerçek bir kuvvet tarafından itilmemesine rağmen referans sistemleri ivmelenmekte olduğundan dolayı koltuğa doğru iten bir eylemsizlik kuvveti hissederler.
Kısaca denklik ilkesi, eylemsizlik kuvvetiyle gravitasyonel kuvvetin birbirinden ayrı tutulmasının imkansız olduğunu belirtir.Denklik ilkesini kullanarak Einstein, ışığın gravitasyonel kuvvetten etkilendiğini gösterir.
Uzay Zaman Bükülmesinin Işığa Etkisi
Uzay zaman bükülmesi ışığa şöyle etki eder: Genel Görelilik Kuramı ışığın, yıldız gibi büyük kütleli cisimlerin yakınından geçerken, uzay zamandaki bükülmeden dolayı eğri bir yol izlemesi gerektiğini söyler. Bunu test etmek için Eddington 1919’daki tam Güneş tutulması sırasında Güneşin yanında görünen yıldızların fotoğrafını çekti. Daha sonra bu fotoğrafı yine aynı yıldızların gece çekilmiş bir fotoğrafıyla karşılaştırdı. Sonuç olarak yıldızların Güneş tutulması sırasında konumlarının daha farklı göründüğünü ortaya koydu. Yani uzay-zaman gerçekten de bükülüyordur.
Tam Güneş tutulması sırasında baktığımız yıldız A noktasında görünüyor çünkü yıldızdan gelen ışık Güneş’in büktüğü eğri uzay-zamandan geçerek geliyor. Aynı yıldıza gece yani Güneş yokken bakıldığında ise B konumunda olduğu gözlemleniyor. Bunun nedeni ise gece Güneş olmadığı için ışığın geldiği yöndeki uzay-zamanın düz olmasıdır.
Genel görelilik teorisi şimdiye kadar yapılan bütün deneysel testleri büyük bir tutarlılıkla geçmiştir. Bilime bu büyük katkıyı sağlayan Einstein'ı saygıyla anıyoruz...
Bir yazımın daha sonuna geldiim. Umarım biraz da olsa açıklayabilmişimdir. Oldukça kısa tutmaya çalıştım. Hatta şöyle söyleyeyim ben sizde biraz merak uyandırmak istedim Görelilik Kuramına karşı. Eğer uyandıysa o merak, durmayın araştırın, okuyun. Kaynakçaya hangi sitelerden yararlandığımı yazdım. Haydi durmayın! :)
KAYNAKÇA
Hiç yorum yok:
Yorum Gönder
Fikir, öneri ve sorularınızı yorum olarak bırakabilirsiniz :)