Özel Görelilik Kuramı

[bluemoon24]

Ondokuzuncu yüzyılın sonlarında ışığın elektromagnetik

dalgalardan oluştuğu ve bu dalgaları uzak mesafelere taşıyan gözle görülemez,

seyrek, esnek ve ağırlıksız bir ortamın (esir) var olduğu kabul ediliyordu. Eğer

dünya böyle bir ortamda saniyede otuz km.lik bir hızla hareket ediyorsa zıt

yönde bir esir rüzgarının oluşması ve ayrıca bu esir rüzgarıyla birlikte hareket

eden ışığın bu rüzgara karşı hareket eden ışığa göre daha büyük bir hıza sahip

olması gerekiyordu. Oysa ki 1887 yılında Albert Michelson ile Edward Morley,

yaptıkları deneylerle ışık hangi yönde hareket ederse etsin, ışık hızının

değişmediğini saptadılar. O halde, acaba esir diye bir şey yok

muydu?Esirin varolduğuna inanan bazı bilim adamları, Michelson ve

Morley'in ulaştıkları sonucu yapay olarak etkisiz kılmaya çalıştılar. Örneğin,

George Fitzgerald, dünyanın esir içinde hareket ederken hareket doğrultusunda

büzüldüğünü ve bu büzüme ile ışığın hızında ortaya çıkacak olan farkın yok

olduğunu ileri sürdü. Ne var ki, esirin varlığını savunmak için geliştirilen bu

ve buna benzer açıklamalar bilim adamlarını tatmin etmiyordu.İşte

belirsizliğin sürdüğü böyle bir atmosferde, Einstein cesurca esir kavramının bir

işe yaramadığını ve fizikten atılması gerektiğini vurguladıktan sonra özel

görelilik kuramının iki temel ilkesini ortaya koydu:1 - Bir deney yalnız

göreli hareketi saptayabilir. Başka bir deyişle hiçbir deney mutlak durağanlığı

veya düzenli hareketi saptayamaz. (Örneğin, bu ilkeye göre esirin varlığını

saptamak olanaksızdır.)2 - Işık, kaynağına bağlı olmaksızın, boşlukta

sabit bir hızla hareket eder.Einstein, bu iki temel ilkeyi, bazı düşünce

deneyimlerini ve matematiği kullanarak Newton fiziğinin ana kavramlarını

kökünden değiştirdi. Newton'a göre zaman mutlaktır yani evrensel olarak

farklılık göstermez ve geçmişten geleceğe doğru düzenli bir biçimde akar.

Sağduyuya uygun olan bu evrensel zaman anlayışına göre eşzamanlılık da

evrenseldir.Mutlak zaman kavramına karşı çıkan Einstein'a göre zaman

kavramını içeren önermeler eşzamanlı olaylar hakkında ortaya konan önermelerdir

ve eşzamanlılık iki olayın aynı anda gerçekleşmesi anlamına gelmektedir.

Örneğin, Mavi Tren Ankara Garına saat yedide gelecektir demek saatimin

akrebinin yedi üzerine gelmesiyle Mavi Trenin Ankara Gar'ına girmesi olayının

aynı anda gerçekleşmesi yani bu iki olayın zamandaş olması

demektir.Ancak Einstein'a göre zaman, daha doğrusu eşzamanlılık, mutlak

ve everensel değildir, çünkü bir gözlemci için eşzamanlı olan bir olay

genellikle başka bir gözlemci için eşzamanlı değildir. Einstein'ın bu sonuca

nasıl ulaştığını anlayabilmek için şu düşünce deneyini gözden

geçirebiliriz:Bir trenin (devingen sistem) orta noktasında iki ışık

ışınını ters yönlere aynı anda gönderelim. Tren içindeki gözlemci için ışığın

hızı (c) sabit olduğundan onun sistemde bu iki ışık ışını ters yöndeki duvarlara

aynı zamanda ulaşır; gene bu gözlemci için bu iki olay (ışık ışınlarının ters

yönlerdeki iki duvara çarpması) zamandaş olacaktır. Peki, trenin dışındaki

gözlemci ne diyecektir?Onun için de kendi sisteminde ışığın hızı

sabittir; ancak trene baktığında duvarlardan birinin ışıktan uzaklaştığını,

diğerinin ışığa doğru ilerlediğini görür. Böylece ona göre, ışık ışını kendisine

yaklaşan duvara daha erken, kendisinden uzaklaşan duvar ise daha sonra

çarpacaktır. Bundan çıkan kaçınılmaz sonuç şudur: Bir sistemdeki gözlemci için

zamandaş olan iki olay, bu sisteme göresel düzgün devinen ikinci bir sistemdeki

gözlemci içinse zamandaş değildir.Acaba bu iki gözlemciden hangisi

haklıdır? Einstein'a veya birinci temel ilkeye göre iki gözlemci de haklıdır.

Eğer zaman kavramı göreli ise, fiziğin diğer temel kavramları da göreli olmak

zorundadır. Örneğin, bir cismin uzunluğunu belirlemek için iki farklı gözlemci

farklı zamanlarda ölçümler yapacaklarından (çünkü eşzamanlılık onlar için aynı

değildir.) farklı değerler saptayacaklardır.Özel görelilik kuramındaki

olaylar ile Mach'ın algıları (elementleri) arasında bir fark yoktur. Örneğin,

saatin akrebinin hareketiyle Mavi Trenin Ankara Garına girmesi aynı anda

algılanan olaylardır. Aynı şekilde düşünce deneyimindeki gözlemcilerin

gözlemleri de algılardan ibarettir. İşte Einstein'ın kuramında zaman ve uzay

kavramaları ölçülebilen ve algılanabilen yani insanlara göre anlam kazanan

kavramlar dönüştürüldükleri için Machçılığın Einstein üzerinde önemli bir rol

oynadığını iddia edebiliriz.Nitekim Einstein bile Mach'ın etkisinde

kaldığını arkadaşlarına yazdığı mektuplarda açıkça belirtti. Hatta bizzat Mach'a

yolladığı mektuplarda onun bir öğrencisi ve izleyicisi olduğunu açıkça itiraf

etti. Bununla birlikte Mach hiçbir zaman özel görelilik kuramını tam olarak

desteklemedi.Einstein, zamanın ve uzayın göreli kavramlar olduğunu

deneyler yaparak göstermiş değildir, çünkü onun özel görelilik kuramına ilişkin

olarak sözünü ettiği deneyler zihninde yaptığı deneylerdir. Ayrıca bu kuramın

temel direkleri olan iki ilke tamamen usun ürünleri olduklarından onları

deneyimsel yöntemle doğrulama ya da yanlışlama olanağı yoktur.Özel

görelilik kuramının bir sonucu da madde ile enerjinin eşdegerliğini ve

birbirlerine dönüşebilirliğini gösteren E = mc2 nin formülüdür. Bu formülde E

enerjiyi, m cismin kütlesini ve c de ışığın hızını temsil etmektedir. Bu formül,

çok küçük bir madde parçasının çok büyük miktarlarda enerji içerdiğini ortaya

koydu ve böylece nükleer çağa girilmiş oldu.



Siyaset, Bilim Ve Tarih Bilinci (Doğan Özlem )The Benefits Of TreesEnerji TasarrufuAlternatif Ucuz Enerji KaynaklarıErozyonun Tanımı Ve ÇeşitleriDünyamızın HareketleriDoğalgazDeve KuşlarıTeknolojik CellatlarımızKüresel IsınmaÇimento İşkolu Ve SorunlarıAtmosferin Başlıca Gaz KirleticileriNükleer EnerjiYapay KristallerHyrogen Fuel  The Fuel Of FutureKentiçi Ulaşımı Ve Çevre SorunlarıPrcı HakkındaÇevre Kirliliği Ve SonuçlarıSivil SavunmaUluslararası Hukuk Ve Çevre