[bluemoon24]

Genel Görelilik Kuramı

Nasıl Geliştirildi?Genel Görelilik Kuramı'nı bir tek kişinin yaratmış

olduğuna inanmak zordur. Kuram, uzay, zaman, enerji, madde ve geometriyi muazzam

bir ufku ve anlamı olan uyumlu bir bütün halinde birleştirmektedir.

Einstein, Zürih'te iken ve Berlin'deki ilk yıllarında, fizikte

pozitivizmin büyük savunucusu olan filozof fizikçi Ernst Mach'ın entellektüel

etkisi altında kalmıştı. Mach, kuramsal fizikçilerin, fizikte deneysel

işlemlerle kesin, doğrudan bir anlam kazandırılamayan herhangi bir fikir

kullanmamaları gerektiğini düşünüyordu. Deneysel dünyayla ilgisi olmayan

fikirler, fiziksel kuram için yüzeysel olarak değerlendiriliyordu. Mach'ın

yöntemi yeni fiziğin gelişiminde önder bir kuvvet oldu. Einstein, bu

yöntemin ustasıydı. Einstein'ın uzay ve zaman tanımlarını hatırlayın: uzay bir

ölçü çubuğu ile ölçtüğümüz şeydir. Ölçme işine doğrudan başvuran bu tanımlar,

uzay ve zaman kavramlarının yüzyıllardır taşımış oldukları tüm aşırı felsefi

bagajı kesip attılar. Pozitivist, yalnızca, ölçme gibi doğrudan işlemler yoluyla

bildiğimiz şeylerden söz etmekte ısrar eder. Fiziksel gerçeklik, kafalarımızdaki

fantezilerle değil, fiili deneysel işlemlerle tanımlanır.Ancak Einstein,

Berlin'e yerleştikten sonra, katı pozitivist tutumdan uzaklaştı ve bu durum,

kısmen, iş arkadaşı Planck'ın ikna edici tezlerinin sonucunda oldu. Aynı zamanda

Einstein'in Genel Görelilik Kuramı konusundaki başarısı ve ona ulaşmak için

kullanmış olduğu düşünce yöntemi, onu katı pozitivist yöntemin sınırlılıkları

konusunda ikna etti. Einstein bir pozitivist olarak kalmış olsaydı,

genel Görelilik Kuramı'nı keşfetmiş olup olmayacağı şüphelidir. Einstein daha

sonra, kendisinin Berlin'de patent ofisinde çalıştığı günlerden arkadaşı olan

filozof Maurice Solovine'e yazdığı bir mektupta, kendi yöntemini anlattı. Bu

yöntem Einstein'ın önerme yöntemi olarak isimlendirilebilir.Genişleyen

Evren'in GözlenmesiEinstein, genel Görelilik Kuramı'nı, Evren'in

bütününe uyguladı. Sonlu ve sınırsız bir Evren modeli kurdu ve bunun

matematiksel yapısını geliştirdi. Amerikalı astronom Edwin Powell Hubble

(1889-1953), 1920'li yıllarda Evren'in yaşı, oluşumu ve dağılımı konusunda

çalışmaları başlatan bilim adamı. Hubble, 1929'da yaptığı gözlemlerle

uzak gökadalarının ışığının kırmızıya kaydığını, buradan kalkarak da bunların

Dünya'dan uzaklaştığını ortaya koydu. Evren genişliyordu. Oysa Einstein'in

evreni durağandı. Kuram, büyük kütlelerin yakınından geçen ışık

ışınlarının kütleçekim alanının etkisiyle eğileceğini, bu nedenle de uzak bir

yıldızın ışığının Güneş'in kenarından geçerken yapacağı sapmanın

hesaplanabileceğini öngörüyordu. Birinci Dünya Savaşı ve kötü hava koşulları,

ilk gözlemin yapılmasını engelledi. Kuram'ın ilk genel kanıtları iki İngiliz

bilim adamından geldi: 29 Mayıs 1919'da Güney Afrika'da (Gine Körfezi'ndeki bir

adada) ve Brezilya'da gözlenen Güneş tutulmaları sırasında elde

edildi.Sonuçlar tam Genel Görelilik Kuramı'nı kanıtlayacakken, iki ayrı

yerin sonuçları birbirine ters düşüyordu. Daha sonraları da gözlemler ve

deneyler, onu doğrulamaya devam etti. 1922'de Güney Afrika ve Brezilya'dan

alınan verilerin farklı souçlar vermesi üzerine Lick Gözlemevi'nin yöneticisi

William W. Campbell, bir sonraki tutulmayı izlemek için Avustralya'ya gitti.

Tutulma, yaklaşık beş dakika izlenebildiği için Naif yıldızlarda

kaydedilebilecek; böylece Güneş'e yakın gözlenebilir yıldızların sayısı

artacaktı diye açıklama yapıyor Osterbrook ve gözlem yapanlar 'etkiyi ölçmek

için daha iyi bir şans'elde edecekler diyor. 12 Nisan 1923'te,

Campbell, yıldızların görüntülerinin yerleşimleri iki durum için, yani tutulma

ve gerçek gece durumundaki yıldızların farklılık gösterdiğini keşfetti.

Einstein'in tahminleriyle karşılaştırıldığında Güneş kenarındaki yıldız ışıkları

1.75 saniyelik bir açıyla saptırılıyor olması, verilen Görelilik Kuramı'na

yaklaşabildiğinin bir kanıtıdır diyordu.Garip ama, Campbell, kendisini

göreli bir Evren'de bulmak istemiyordu. Tanrım umarım doğru değildir diyordu.

Einstein, tabii ki, göreliliği Evren'in normu olarak görüyordu. Doğrusu Kuram'ın

doğruluğu kanıtlandığında Ama ben zaten Kuram'ın doğru olduğunu biliyordum

diyecekti öğrencisi Schneider'a. Schneider, Einstein'eğer tutulmalar,

Kuram'ı doğrulamasaydı ne olurdu diye sorduğunda Einstein O zaman Tanrı'dan

özür dileyerek, Kuram doğru derdim diyordu.

Genel Görelilik ve Evren

ModelleriRoger Penrose: Sizlere Einstein'in kütleçekim kuramının temel

yapıtaşlarını hatırlatmak istiyorum. Temel yapıtaşlarından birisi Galilei'nin

Eşdeğerlik İlkesi adıyla bilinir. Galilei Piza Kulesi'nin tepesinden biri büyük

biri küçük iki taş bırakıyor. Bu deneyi gerçekten gerçekleştirmiş olsa da olmasa

da, kendisi, hava direncinin yarattığı etkiyi görmezden gelmek koşuluyla, her

iki taşın da yere aynı anda çarpması gerektiğini gayet iyi anlamıştı.

Eğer bu taşlar beraberce aşağı doğru düşerlerken bir tanesinin üstüne

oturup diğerini seyretme imkanınız olsaydı, onu önünüzde, havada asılı bir halde

dururken görecektiniz. Uzay seyahatlerinin yapıldığı günümüzde buna benzer

durumlara fazlasıyla alışığız. Einstein'in Kuramı, bize yerçekimin

ortadan kalktığını değil, yerçekimi kuvvetinin ortadan kalktığını söylemektedir.

Geriye bir tek şey kalıyor, o da kütle çekiminin yarattığı gelgit

etkisi.Bu etkiye gel git etkisi denmesinin çok makul bir nedeni vardır.

Eğer Yerküre'yi Ay'la, parçacıklardan oluşan küre biçimindeki kabuğu da,

okyanusların kapladığı Yerküre ile değiştirecek olursanız, o zaman, Ay'ın

okyanusların yüzeyi üzerinde Yerküre'nin parçacıklardan oluşan küresel kabuğa

uyguladığı etkiye benzer bir kütleçekim etkisi yarattığını görüyoruz.

Ay'a yakın konumda bulunan deniz yüzeyi, Ay'a doğru çekilirken,

Yerküre'nin arka yüzünde kalan denizler adeta uzağa doğru itilirler. Deniz

yüzeyinin Yerküre'nin her iki tarafında bel vermesinden ve denizde her gün iki

kez oluan yükselmeden bu etki sorumludur.Einstein'in Genel Görelilik

Kuramı'nı keşfinin öyküsü, kıssadan hisse önemli bir ders içermektedir. Bir

bütün halinde ilk formülleştirildiği tarih 1915'tir. Herhangi bir gözlemsel

ihtiyaç sonucunda değil, birtakım estetik geometrik ve fiziksel kaygıların

güdüsüyle geliştirilmişti. Temel yapıtaşlarını, farklı kütlelere sahip taş

parçalarının aşağı bırakılması nedeniyle örneklenen Galilei'nin Eşdeğerlik

İlkesi ve uzay-zaman eğriliğini tanımlamada doğal bir yol olan Öklit-dışı

geometrilerin kendine esas aldığı fikirler oluşturmaktaydı. 1915'lerde yapılan

gözlemsel çalışmaların bu konuyla pek bir ilgisi yoktu.Genel Göreliliğin

Öngörüleri ve Test EdilmeleriGenel Görelilik, son biçimi ile

formülleştirildiğinde, Kuram'ın kilit noktasında gözleme dayalı üç adet sınamaya

yer verdiği görüldü. Birincisi: Merkür Gezegeni'nin yörüngesinin günberi

noktası yer değiştirmekte ve diğer gezegenlerin etkileri hesaba katılsa dahi,

Newtoncu kütleçekim etkileşimleri ile açıklanamayan bir dönüş hareketi

yapmaktadır. Genel Görelilik, bu kaymayı olağanüstü bir şekilde öngörmekte ve

açıklamaktadır.İkincisi: Işık ışınlarının izledikleri yollar, Güneş'e

yaklaştıkça Güneş'e doğru eğrilir (bükülür). Bu da 1919'daki Güneş tutulmasını

gözlemlemek amacıyla Arthur Eddington'un başkanlığında gerçekleştirilen ünlü

yolculuğun gerçekleştirilme sebebidir. Eddington, yaptığı gözlemler sonunda

Einstein'in öngörüsünü destekleyen sonuçlar elde etmiştir.Üçüncüsü:

Kuram, bir kütle çekim etkisi altında saatlerin daha yavaş işleyeceğini

öngörmekteydi. Yani yere yakın konumda bulunan bir saat, bir kulenin tepesinde

bulunan bir saate göre daha yavaş çalışmalıydı. Bu etkinin de deneysel olarak

ölçümü yapılmıştır. Oysa bütün bunlar, o kadar da etkiliyici testler/sınamalar

sayılmaz. Çünkü söz konusu bu etkiler her zaman hem çok küçüktür, hem de aynı

sonuçlar pekala başka kuramlar tarafından da öngörülebilirdi.Şimdilerde

ise durum artık dramatik ölçüde değişmiştir. Yaptıkları son derece olağanüstü

bir dizi gözlemden dolayı Hulse ve Taylor 1993 yılında Nobel Ödülü'nü

aldılar.Bir de Genel Görelilik'e özgü olan ve Newtoncu kütleçekim

kuramında hiç mi hiç bulunmayan bir başka özellik vardır. Buna göre, birbiri

etrafında dönme hareketi yapan cisimler, kütleçekim dalgaları halında enerji

yayar. Bunlar ışık dalgalarını andırsalar da, aslında elektromanyetik alan

içinde değil, uzay-zaman içinde oluşan dalgalanmalardır. Bu dalgalar,

sistemden sürekli olarak enerji çeker. Enerjinin çekilme hızı, Einstein'in

kuramına başvurularak kesin olarak hesaplanabilir. İkili nötron yıldızı

sistemindeki enerji kaybının bu yolla hesaplanan hızı, yapılan gözlemlerle

tastamam uyuşuyor. Bu durum, son yirmi yılı aşkın süredir yapılan gözlemlerce,

bu nötron yıldızlarının yörünge periyotlarında ortaya çıkan hızlanmaya ilişkin

ölçüm sonuçlarında görülmektedir. Sözkonusu sinyallere ilişkin zamanlama

öyle şaşmaz bir doğrulukla saptanmaktadır ki, son yirmli yılı aşkın bir süre

boyunca kuramın bilinen doğruluk derecesinin on üzeri ondörtte bir dolaylarında

olduğu ortaya çıkmaktadır. Bu, Genel Görelilik'i bilim tarihi boyunca en duyarlı

biçimde sınanan kuram olma konumuna getirmektedir.Bu öyküde kıssadan

hisse bir ders var. Einstein'ı, ömrünün sekiz yılını ya da belki daha fazlasını

harcayarak Genel Kuramı geliştirmeye motive eden etkenler, gözlem ve deney

sonuçları değildi. İnsanlar zaman zaman şu sözleri dile

getirmektedirler:Aslında, fizikçiler elde ettikleri deney sonuçları

çerçevesinde biçimsel bir düzen arayışı içerisine girerler ve birgün gelir bu

sonuçlarla uyuşabilecek zarafette bir kurama ulaşırlar. Bu, fizik ile

matematiğin birbirleriyle neden bu kadar iyi geçindiklerini açıklamaya yeterli

olsa gerek. Oysa sözünü ettiğimiz durumda işler hiç de bu şekilde

yürümedi. Kuram, özgün biçimiyle hiçcbir motive edici gözlem bulgusuna

dayanmadan geliştirildi ve ortaya matematiksel açıdan çok zarif ve fiziksel

açıdan da son derece iyi motiflenmiş bir kuram çıktı. Buradaki ana fikir şudur:

matematiksel yapı zaten Doğa'nın kendisinde mevcuttur ve kuram asılnda uzayda

ait olduğu yerde durmaktadır; bu, herhangi birinin Doğa'ya zorla dayattığı bir

şey değildir. Bu, bu bölümde esas alınan ana noktalardan bir tanesidir.

Einstein, zaten yerli yerinde duran bir şeyi açık seçik hale getirmiş oldu.

Üstelik, keşfettiği fizik öylesine bir fizik değil, Doğa'da en temelden sahip

olduğumuz bir şey:uzayın ve zamanın doğası.Genel Görelilik'te, fizik

dünyasının sergilediği davranışların temelerini gerçekten de olağanüstü kesin

derecede kesin bir biçimde belirleyen bir yapıyla karşı karşıya bulunmaktayız.

Gerçi Doğa'nın ne yönde davrandığına dikkat etmenin önemi açıkça ortada ise de,

dünyamızın sözü edilen temel özellikleri çoğunlukla bu yolla keşfedilmemektedir.

Yalnız bu aşamada bütün diğer nedenler açısından cazip görünen,

gelgelelim gerçeklerle uyuşmayan kuramlar yumurtlamamaya dikkat edilmelidir.

Oysa burada elemizde, gerçeklerle fevkalede şaşmaz bir biçimde uyuşan bir kuram

bulunmaktadır. Kuram'ın içerdiği doğruluk derecesi, Newtoncu Kuram'ın

erişebildiği basamak sayısının iki katıdır. Bir başka deyişle, Newtoncu

Kuram'ın duyarlılığı on milyonda birlik bir doğruluk derecesinde iken, Genel

Göelilik için bu oranın on üzeri ondörtte bir olduğu bilinmektedir. Bir kuramdan

ötekine sağlanan iyileşme, Newton'un kendi kuramının içerdiği doğruluk

derecesinde 17. yy'dan bugüne dek geçen zaman içinde görülen artış

mertebesindedir. Newton, kendi kuramının binde birlik bir duyarlılıkla doğru

olduğunu bilmekteydi; şimdi ise bu duyarlılığın on milyonda bir olduğu

bilinmektedir.



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