Özel Görelilik Kuramı

Özel Görelilik Kuramı Nedir , Özel Görelilik Kuramı Hakkında Bilgiler

Einstein’in Görelilik kuramı kuvvet, hareket ve çekim yasalarına ilişkin eski görüşlere yeni bir çerçeve sağlamıştır. Bu kuramın her iki bölümüne de kısa bir göz atarak tüm fizik dünyasının ana fikirlerini nasıl değiştirdiğini görelim:
özel Görelilik Kuramını oluştururken Einstein, uzaya ilişkin iki temel varsayımı ileri sürdü. Bunların ilkini anlamak için yine akarsudaki gemi ile kıyıda durup onun hareketini gözleyen çocuğu ele alalım. Bunu yaparken de onun gemiden başka hiç bir şeyi görmediğini varsayalım. Çocuk, geminin kendisinden ne kadar uzakta olduğunu ölçebilir ve hareket yönünü duyarlı bir biçimde kestirebilirse, geminin hareketine ve fiziksel özelliklerine ilişkin hesaplamalar yapabilir.
Şimdi de, bir jet uçağı içinde uçmakta olan diğer bir çocuğu düşünelim; o da yalnız kendisinin ve geminin varlığının farkındadır. Ne akıntı
yönünü ne de öteki çocuğu görmemekte ve uçağın hızına ilişkin bir fikre sahip bulunmamaktadır. Ancak, gemiden olan uzaklığını, onun hızını ve diğer durumlarıyla ilgili hesapları yapabilmektedir. Her iki çocuk için de durum şudur: İkisi de aynı kuvvet ve hareket yasalarını kullanıp geminin hareketleri ve fiziksel özelliklerine ilişkin sorulara farklı yanıtlar bulacaklardır. Her ikisi de ölçme işinde farkında bile olmadan kendi durum ve hareketlerini göz önüne almışlardır. Kendi durum ve hareketleri görüşlerini etkilemiştir. Fizikte bu durumu tanımlamak gerekirse, her ikisinin görüş açısı durumlarına ilişkin bir “Başvuru Sistemi”ne göre belirlenmiştir. Bu durumda ilk varsayım “Değişik başvuru sistemlerinde aynı kuvvet ve hareket yasaları geçerlidir.”, şeklinde ortaya çıkar: Göz önünde tutacağımız ikinci varsayım; ışığın saniyede yaklaşık 300.000 kilometre olan hızının her iki başvuru sisteminde de aynı olduğudur. Başka deyişle, ayrı ayrı yerlerdeki iki çocuğun gemiye ve akarsuya uzaklıkları ne olursa olsun, ışık hızının değişmeyeceğidir.
Bu varsayımları kullanarak, Einstein küçük bir kum tanesinden bir gezegen ya da yıldıza kadar herhangi bir cismin hareket ve hızını aynı yasalarla betimleyen matematik denklemlerini geliştirdi. Dünya üzerindeki cisimlerin hızlarını New- torı yasalarıyla ölçümleyen bilim adamlarının bulduğu sonuçlarla Einstein’in bulmuş olduğu sonuçlar hemen hemen aynıydı. Bu da, Newton yasalarının neden bu denli yararlı olduğunu ve uzun süre ayakta kaldığını açıklıyordu. Oysa, ışık hızına yaklaşan hızlarda denklemler pek ufak sonuçlar vermeye başladılar. Bu denklemler sayesinde, düşünülmesi bile güç pek çok olayın önceden görülebilmesi mümkün oluyordu. Görelilik Kuramının açıklandığı yıllarda ve hatta günümüzde bile ne denli yenilikçi olduğunun anlaşılması için kuramın matematik yönünün bilinmesi zorunlu değildir.

FİZİKSEL NİTELİKLERDE DEĞİŞMELER

Özel Görelilik Kuramına göre cisimler ışık hızına yakın bir hızla hareket ettiklerinde, mekaniğin üç temel niceliği olan uzunluk, kütle ve zamanda şaşırtıcı değişiklikler ortaya çıkar. Uzunluklar azalır, kütle büyür ve zamanın geçişi yavaşlar.
Bir cismin hızı ışık hızına yaklaştığında, uzunluğu hareket yönüne doğru küçülür. Ama, uzunluğa göre dik açılarda olan cismin genişlik ve derinliği küçülmez. Cismin hızı hemen hemen ışık hızına yaklaştığında, hareket yönünde boyu hiç kalmayacaktır. Laboratuvarlarda yapılan pek çok deney bu küçülmeyi kanıtlamıştır. Kütlede oluşan değişiklikler üzerine ilk deneyler 1909 yılında A. Bucherer adlı fizikçi tarafından yapılmıştır. Bu bilim adamı, cisimdeki radyoaktif özden yayınlanan ve hızla hareket eden beta taneciklerinin, özel kuramda öngörüldüğü şekilde arttığını saptamıştır. Zaman geçişinin ağırlaşması ise, 1920’lerin ilk yıllarında Amerikalı bilim adamı Herbert Ives (1882 – 1953) tarafından bir uygulamayla açıklanmıştır.
Zamanın ağırlaşması dünyada gelişmekte olan uzay araştırmalarında önemli bir karışıklığa neden olmaktadır, örneğin, normal hızda çalışan saat uzayda daha ağır çalışacaktır. Daha da ilginci, ışık hızına yakın hızla yol alacak bir uzay gemisindeki uzay adamı geride dünyada bıraktığı kişiler kadar hızla yaşanmayacaktır.
özel Görelilik Kuramının diğer bir sonucu madde ve enerjinin ışık hızından daha hızlı hareket edemeyeceğidir. Bunun nedeni, cismin ışık hızına yakın hareketinde kütlesinin büyümesidir. Kütle sonsuz derecede büyük olacaktır. Cismi daha hızlı götürebilecek sonsuz bir güç elde olmadığından hızı, ışık hızına yaklaşınca bu hızda kalacaktır.
özel Görelilik Kuramının son ve önemli sonucu, ünlü formül E= mc2 ile gösterilen denklemdir. Bu denklemde E enerji’yi, nı kütleyi ve c de ışık hızını belirtmektedir. Denklemin temel fikri enerji ve kütlenin aynı fiziksel cismin iki ayrı şekli olduğu ve bunun için de birbirine dönüştürülebilirle niteliğidir. Bu formül sayesinde nükleer enerjinin kullanılması olanaklaşmıştır, örneğin, uranyum gibi madenlerden yüksek enerji elde edilebilmiş, atom bombası ve nükleer santrallar yapılabilmiştir. Zamanla kütle – enerji dönüşümü de denetim altına alınmıştır. Böylece, atom bombasında dönüşüm çok hızlı iken enerji saritrallarında denetimle daha yavaş geliştirilebilmektedir.

 

 

Genel Görelilik Kuramı için alttaki linke tıklayınız.

Genel Görelilik Kuramı

Yorum yazın