Özel görelilik

Özel görelilik (izafiyet) teorisi Einstein'ın 1905'de sunduğu "Hareketli cisimlerin elektrodinamiği üzerine" adlı 2.ci makalesinde açıklanmış ve ardından 5. makalesi "Bir cismin atıllığı enerji içeriği ile bağlantılı olabilir mi?" başlıklı makalesiyle pekiştirilmiştir. (atıllık = harekete karşı direnç)

Özel görelilik

Özel görelilik (izafiyet) teorisi Einstein'ın 1905'de sunduğu "Hareketli cisimlerin elektrodinamiği üzerine" adlı 2.ci makalesinde açıklanmış ve ardından 5. makalesi "Bir cismin atıllığı enerji içeriği ile bağlantılı olabilir mi?" başlıklı makalesiyle pekiştirilmiştir. (atıllık = harekete karşı direnç)

Düzgün-doğrusal hareketli cisimlerin elektrodinamiğinde Einsten şunları keşfetmişti:

   * Bizler 3 uzay ve 1 zaman boyutunun meydana getirdiği, 4 boyutlu uzay-zaman evreninde yaşıyoruz.
   * Zaman boyutu ve akışı, hareketli cisimlerin hızına bağlıdır.
   * Kütle, hareketli cisimlerin hızına bağlıdır.
   * Cismin hareket doğrultusundaki boyu, cismin hızına bağlıdır.
   * 4 boyutlu evrende "ayni anda olma" kavramı da mutlak değildir, görelidir, yani aynı andalık gözlemciden gözlemciye değişir.
   * Farklı hızda hareket eden cisimlerin uzay-zaman referansları birbirinden farklıdır.




Özel görelilik teorisinin gücü ve sağlamlığının en önemli nedeni sadece 2 kabullenim (postulate) üzerine inşa edilmiş olmasıdır. Bu kabullenimler:

   * Fizik yasaları evrenin her karesinde ayni işler.
   * Işığın hızı, gözlemci ve hareket yönünden bağımsız olarak her zaman sabittir.


Teorinin temel aldığı bu iki hipotezden biri çürütülemediği sürece teori doğruluğunu koruyacaktır.



Özel görelilik, kendi zamanı için inanılması güç pek çok öngörülerde bulunmuştur, bunlardan en önemlileri:

   * Cisimler hızlandıkça zaman cisim için daha yavaş akmaya başlayacaktır, ışık hızına ulaşıldığında zaman durmalıdır.
   * Cisimler hızlandıkça kinetik enerjilerinin bir kısmı kütleye dönuşür, durağan kütleye sahip cisimler hiç bir zaman ışık hızına erişemeyeceklerdir.
   * Cisimler hızlandıkça hareket doğrultusundaki boyları kısalmaya uğrayacaktır.




Özel görelilik, mantığımıza ve sağ duyumuza aykırı bir evren tanımladığından bilimciler 100 yılı aşkın bir süredir bunun doğruluğunu gözleri ile görmek ve bir açık bulmak umudu ile deneyler yapıp durmaktadırlar. Bu öngörülerin pek çoğu 1905'dan günümüze dek defalarca denenmiş ve doğru çıkmıştır:

   * İçlerinde çok hassas atom saatleri taşıyan uçaklar değişik yönlere doğru değişik hızlarla hareket ettirilmiş ve saatlerin teorinin hesaplarına yeterince uygun olarak yavaşladığı/hızlandığı gözlenmiştir. http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/relativ/airtim.html
   * Zamandaki yavaşlamanın sadece saatte meydana gelmediğini, gerçekte yaşandığının kanıtı ilk olarak nötrino ve mü-mezon deneylerinde ortaya çıkmıştır. Güneşten dünyamıza gelen nötrino ve müonların ışık hızına çok yaklaştıkları (%99.4) için ömürlerinin (yaşam sürelerinin) Dünya'da üretilen durağan olanlara göre çok daha uzun olduğu görülmektedir. http://www.egglescliffe.org.uk/physics/relativity/sans/srwrkans.html
   * Parçacık hızlandırıcılarındaki hızlandırma deneylerinde bugüne kadar kütlesi olan hiç bir cisim, atom veya elektron ışık hızına çıkarılamamıştır. Hızlandırmak için ne kadar enerji verilirse verilsin bir noktadan sonra cismi hızlandırmak yerine kütleye dönüştüğü ve artan kütlenin cismin hızlanmasına engel olduğu görülmüş.




Görecelik (veya görelilik) ilk olarak Galileo Galilei'nin hızlarla ilgili düşüncesinde ortaya çıkmıştır. Galilei'ye göre sabit hızla giden bir gözlemci veya sabit duran gözlemci aynı fiziksel yasaları kullanmalıdır. Örneğin sabit hızla giden bir gemide yukarı doğru bir taş atarsanız aynı yere düşecektir - sabit durduğunuzda olduğu gibi. Bu anlayış Newton fiziğinde formülasyona dökülmüştür. Sabit hızla giden bir cisim veya sabit duran bir cisim için geçerli olan Newton denklemlerinin şekli aynıdır. Burada şunu belirtmekte fayda var. Sabit hızla giden bir cisim gözlemciye göre tanımlanmaktadır. Eğer bir cisimle beraber aynı sabit hızla gidiyorsanız sizin için cisim hareketsiz görünecektir. Fakat dışarıdan bakan bir gözlemci için cisim hareketli kabul edilir. Görecelik kelimesi burada ortaya çıkmaktadır. Bizim gözlemlediğimiz hızlar mutlak değildir. Ancak gözlemciye göre tanımlanmaktadır. Ama gözlemlenen olay için geçerli olan yasaların şekli aynıdır.

Maxwell denklemleri incelendiğinde bunların Galilei'nin düşüncesine uymadığı gözlenmektedir. Sabit hızla giden bir cisim ve sabit bir cisim için Maxwell denklemlerinin şekli farklıdır. Bu zıtlık Albert Einstein'ın özel göreceliği ortaya koymasındaki temel düşüncedir. Einstein zamanı da gözlemciye bağlı kılarak, Maxwell denklemlerinin şeklinin gözlemcilere bağlı olmamasını sağlayacak denklemleri ortaya koymuştur.

İlgili konuları ara

Yanıtlar