Özel ve Genel Görelilik Kuramı
David Hume’un önermelerini (sentetik/ analitik) okurken dogmatik uykusundan (dogmatic slumber) irkilen İ. Kant, Hume’un sentetik ve analitik önermelerini önsel (apriori) ve sonsal (aposteriori) önermelerle birleştirerek ampirik ve ussal (rasyonel) ‘Alman İdealizmi’ni oluşturdu. İ. Kant’ın savunduğu gibi, evren hakkındaki bilgilerimizin yanlızca deney yolu ile mümkün olmadığını, örneğin zaman ve mekan sezgisinin zihnimizde önsel (apriori) olduğunu en iyi şekilde A. Einstein’in olağanüstü sezgisinde gözlüyoruz. A.Einstein’ın Newton yasasında yaptığı değişiklikler insanlık tarihinin en en şık ve zarif sezgiciliğine örnek gösterilebilir. Zaten, A. Einstein kendinden önceki bilimsel bulguları, örneğin, Newton kütleçekim yasası, Maxwell’in elektromagnetik dalgasının ışık hızında gitmesi, Lorentz’in referans dönüşümleri vb. gibi yasaları biraraya getirip bütüncül resmi çizebilmesi de bu yeteneğini göstermektedir.
A. Einstein ‘Özel Görelilik’ kuramı (1905) ile Newton’un statik uzay ve zamanının ışık hızı ile sabitler ve hem zaman hem mekan görecelidir. Özel kuram, hızın değişmediği (ivmesiz) sistemler için geçerlidir. Havaalanı yada AVM’lerde kullanılan ‘yürüyen merdivenler’le görecelik kavramı çok basite indirgenebilir. Hızı 3 km/s olan bir yürüme merdiveni düşünün. Kenarda gözlem yapan birisi için yürüme merdiveninde sabit duran bir kişinin hızı 3 km/s’dir. Merdivendeki kişi 5 km/s hızla yürümeye başlarsa, kenardaki gözlemci için hız 8 km/s olur. Kime göre? Kenardaki gözlemciye göre. Merdivende yürüyen kişi ise kendi hızını 8 km/s olarak değil 5 km/s olarak gözler. Buraya kadar pasif Newton uzay ve zamanı. Ama nesneler ışık hızına yaklaşıldıkça, Einstein’ın aktif uzay-zaman kavramına geliriz ve sağduyumuzun algılamakda zorluk çekeceği garip olaylar başlar. Hızla giden nesne için zaman ve uzunluk kenardaki gözlemciye göre kısalmaya başlar (t’= δ.t; l’= δ.l olur. 0 < δ <1). Işık hızı 300.000 km/sn ile sabit referans olduğundan zaman ve mekan değil zaman-mekan bütünü bu sabite uyarlanır. Ancak, özel görelilik kuramı değişken hızı olan (ivmelenen) sistemler için geçerli değildir.
Peki, A. Einstein genel görelilik kuramına, yani hızın değiştiği (ivmeli) sisteme nasıl geçer? Popüler ikizler paradoksun’da ikizlerden birinin uzay yolculuğu dönüşünde kardeşinin çok yaşlandığını gördüğü bilinir. Ancak, dünyadaki ikiz, aslında uzay seyahatindeki kardeşinin durağan ama galaksinin etrafında çok hızlı döndüğünü ve yaşlanmanın uzay yolculuğuna çıkan ikizi için doğru olduğu paradoks’unu öne sürebilir. Dünyadaki ikiz ile uzaydaki kardeşi yer değiştirse fizik denklemleri açısından fark yoktur, aynı sonuç elde edilir, zira fizik yasaları her tür referans için simetriktir. Oysa, uzaylı ikizin ışık hızına doğru yükselmesi için hızının değişmesi (ivmelenmesi) simetrinin kırılması demektir. A. Einstein’ın genel görelilik kuramı için simetri kırılmasının çözümü, yani ivmeli hareketi özel görelilik kuramı ile birleştirmesi gerekti. Nitekim, Newton yasalarını *Benzerlik (equivalence) Prensibi ve doğrusal hareketi **‘geodezik’ kavramı ile değiştirerek bilim tarihinin en güzel, en zarif akıl yürütmesini sergileyerek genel görelilik kuramını başarmıştır.
*A.Einstein önce, Newton’un iki yasasının (F=g(mM)/d2 ve F= m.a) ‘Einstein odası düşünsel deneyim’i ile farklı olmadıklarını, her iki yasanın aynı şey olduğunu düşündü. Gerçekten kütleçekim diğer doğa güçleri gibi olmayıp serbest düşüş halinde hissedilmez. Newton’un kütleçekim yasası yerine uzay-zaman bütününün kütle ile eğrildiğini ve bu eğriliğin kütleçekim’e sebep olduğunu gösterdi. Kütlelerin sebep olduğu bu eğrilik çekimi (uzay bükülmesi) 1919 da A. Eddington tarafından gözlendiğiı gibi ışık (foton) dahil tüm maddeler için geçerlidir.
**Düzlem (Öklid) geometrisinde doğru olan ve Newton’un iki nokta arasında en kısa mesafenin bir doğru olduğu gerçeğinin, Einstein uzayında (Riemann Geometrisi) doğru olmadığını ve uzay geometrisinde eğimli de olsa herhangi bir nesne zaman içinde en kısa mesafe olan ‘Geodezik’ boyunca ilerleyeceğini düşündü. Üç adet ‘Geodezik’ (time/space/null) ve Minkowski’nin katkısıyla ışık konisini oluşturdu.
Newton’a göre herhangi bir nesneye kuvvet etki etmedikçe aynı doğrultuda yol alır. Einstein, Newton’un bu ifadesini herhangi bir nesneye kütle çekim (gravity) dışında bir kuvvet etki etmedikçe ‘Timeline veya Null Geodezik’ doğrultusunda yol alır şeklinde değiştirdi.
Ateşan Aybars (18 Mayıs 2012)
Hiç yorum yok:
Yorum Gönder