İZAFİYET TEORİSİ...(albert einstein)..

GEÇMİŞE YOLCULUK VAR !

Einstein izafiyet teorisini ortaya attığından bu yana, fizikçiler dünya üzerinde dört boyut bulunduğunu kabül ediyorlar.O zamana kadar bilinen ve kabül gören üç boyut olan uzunluk, yükseklik ve genişliğe ek olan diğer fiziksel boyut ise zaman olarak biliniyor.Matematiksel olarak da kabül gören 4'üncü boyut, diğer üç boyuta eşit değer taşıyor.Ancak insanlar dünya üzerinde üç boyutta, her yönde hareket edebiliyorlar yani, yukarı ve aşağı, sola ve sağa, ileri ve geri. Ancak zamanda sadece ileri doğru hareket edebiliyorlar, zamanda geriye doğru hareket hiçbir zaman gerçekleşmiyor.Fakat fizik kanunlarında, zamanın geriye doğru hareket edemeyeceğini söyleyen bir kural mevcut değil.Zaten Einstein'in bu konuda ispatladığı hareket denklemi de zaman geriye döndürüldüğünde gayet iyi çalışıyor.Ancak henüz hiç kimse zamanda geriye seyahat etmeyi başaramadı.
Zamanın iki yönlü ya da tek yölü bir yolculuk olup olmadığı konusu, Aziz Agustin'in ''zaman geçici bir şey midir, yoksa her zaman mevcut olmuş mudur'' sorusunu ortaya atmasından bu yana 1500 yıldır insanların kafasını kurcalamayı sürdürüyor.Bundan tam 100 yıl önce H.G.Wells, The Time Machine/ Zaman Makinası adlı romanında bu konunun fizikçilere araştırılmasını önermişti.Mekanda (gerçekte mekan-zaman) istenen yönde yolculuk yapılabildiğine göre, acaba ''zaman içinde de istenen yönde seyahat edilebilir mi'' proplemi teorik fizikçilerin zihinlerini kurcalıyor.
Aşağıda ''Geleceğe Dönüş'' (Back to the future) filminden bazı sahneler görülmektedir ..




İzafiyet Teorisi nedir?

Tam Türkçesi ''Görecelik Teorisi'' olan izafiyet teorisi üç bölüme ayrılır.Bir bölümü çeşitli hızlardaki araölar veya maddelerde geçen zamanın, uzay-zaman içinde değişik konumlarda bulunan gözlemcilere göre ''göreceli'' olduğunu varsayan bir teoridir.Ünlü fizikçi Einstein, sonlu ve eğrisel olduğunu düşündüğü evrenin dört boyutlu olduğunu, dördüncü boyutun zaman olduğunu ileri sürmüştü.Mesela ışık hızına yakın bir süratle giden bir uzay gemisini, dünyada ikizi bulunan birinin kullandığını varsayalım.10 yıllık bir seyahate çıkıp dünyaya geri döndüğünde, uzay gemisini kullanan ikiz, dünyada kendisini bekleyen ikizinden daha genç olarak dünyaya ayak basacaktır.Uzay gemisini kullanan ikiz ışık hızına yakın bir süratle hareket ettiği için, onun saatiyle on yıl , dünyadaki kardeşinin saatiyle 15-20 yıl olabilecektir.



ZAMAN MAKİNASI

Ahlak bilimciler bu durumu hilekarlık olarak nitelendiriyorlar.Onlara göre eğer mevcut doğa gerçekten zamanın geri gitmesine izin veriyorsa, bunu gerçekleştirmenin de bir yolu olmalıdır diyorlar. Son günlerde Princeton Üniversitesinden bir fizikçi, kuramsal olarak zamanda geri yolculuk yapmanın mümkün olduğunu ortaya çıkardı.
Fizikçi Richart Gott'un bu teorisi, son derece saygın bir fizik dergisi olan Physical Review Letters'da yer aldı.Bu teori, Einstein'ın İzafiyet Teorisi'nden yola çıkarak hayali bir zama makinası yaratıyor ve şunu öne sürüyor: ''Zaman ve uzay her ikiside çok geniş kütlelerle karşılaşınca veya ışık hızı civarında bir süratle hareket edince kırılıyorlar.''
Bu öneriyi ortaya atan ilk kişi Gott değil.1988 yılında, California Üniversitesinde çalışmalarını sürdüren teknoloji fizikçisi Kip Thorne ve iki çalışma arkadaşı da kendi teorik zaman makinalarını ortaya çıkarmışlardı ve bu çalışma da aynı derginin eski sayılarından birinde yayınlanmıştı.
Caltech adı verilen bu zaman makinası, fizikçiler tarfından karadeliklerin çekirdeğinde bulunduğu kabül edilen, kurtdelikleri içinde hareket etmeyi mümkün kılıyor. Karadeliğin çekirdeğindeki yoğunluk ve çekimin altında uzay, bir tünel meydana getirecek şekilde eğriliyor.Bu tünel dünyanın herhangi bir yerinde rastlanacak olan atom parçacığından bile daha dar olarak teşekkül ediyor.Tünelin bir ucundan giren herhangi bir cisim, diğer uçtan derhal dışarı çıkıyor, hatta bazı özel durumlarda geçmişe de hareket ediyor.Bu zaman makinesinin kullanılmasının ne derece mümküm olduğunu görmek oldukça zor.Zaman makinesinin, içinde insan karadelikteki ezici basınçtan etkilenmemeli ve tek bir atomdan bile daha dar olan ucundan dışarı çıkabilecek şekilde kendini küçültmeli. Daha da fazlası kurtdeliği, patlamaya meyilli olduğu durumlarda, hemen arkasından bir ikincisi meydana gelmeli vebir açıdan bu tüneli açık tutmayı sağlamalıdır.
Bu konuda Gott'un fikirleri de şöyle: '' Thorne'un bu makinesi fazla akıllıca bir şekilde düşünülmemiş. Ancak bu fikir benim de yola çıkarak başka türlü bir zaman makinesi ortaya çıkarmamı sağladı.Gott'un zaman makinesi Thorne'nunkinden daha basit. Karadelikler ve kurtdeliklerine yer vermiyor.Sadece ışık hızında hareket eden bir uzay gemisi ve uzaydaki kozmik hatlara yer veren bir teori.Aynen kurtdelikleri gibi kozmik hatların evrende varolsa da olmasa da, sadece teorik düşünceler açısından varlıkları kabül ediliyor.

SABİT SICAKLIK

Büyük patlamadan kısa süre sonra ortaya çıkan ve erken evren dönemindeki enerji sahalarını tarif eden teorilere göre, fizikçiler doğru koşullar altında çok uzun, çok ince hatlar halindeki saf enerji hatlarının soğuyacakları yerde ısılarını sabit tuttuklarına inanıyorlar.Bu enerji hatları son derece ince olmasına rağmen bir o kadar da yoğunlar.
Öylesine yoğunlar ki her santimetre karesinde binlerce trilyon ton kütle bulunuyor.Bu büyük kütle enerji hattının etrafındaki alanın bükülmesini sağlıyor.Böylece uzay bükülmüş bir mercek haline geliyor.Aynı ışı kaynağından, örneğin bir yıldızdan yola çıkan iki ışın, tamamen değişik iki yoldan hareket edebilirler.Enerji hattının iki ayrı yüzünden hareket eden ışınlar, hareketlerini aynı yerde noktalarlar.Bu teorinin odak noktası şuradan kaynaklanıyor, iki ışının izlediği yolların uzunluğu, ışık kaynağının pozisyonuna göre birbirinden farklı olabilir.Işığın her zaman aynı hızla hareket ettiği de ispatlanmış olduğundan, bu iki ışından bir tanesinin hedefine ulaşmasının daha uzun sürdüğü anlaşılır.


İşte Gott'un zaman makinesini ortaya çıkaran değişiklik de bu.Işık hızının yüzde 99,9999'u hızıyla giden ve iki yoldan kısasını seçen bir uzay gemisi hayal edin.Kuramsal olarak uzay gemisi ışın enerji hattının uzak noktasına, uzun yolu seçen ışınla aynı zamanda varacaktır.Gerçekte, gemi ışıktan daha hızlı uçuyor.Böylece kabül edilen izafiyet kanunlarınca zamanda geriye doğru hareket ediyor demektir.Karışık sebeblere göre, uzay gemisi enerji kaynağının etrafında tam bir tur yapmalıdır; bunu tek bir hat değil, birbirini neredeyse ışık hızıyla geçen iki enerji hattı gerçekleştirilebilir.Her bir hatta gelişte yeniden enerji yüklenmektedir.İşte üzerinde çalışılması gereken esas konu da budur.Gott çalışmaları konusunda şunu söylüyor: ''İzafiyet Teorisine diğer fizikçilerden ve astrofizikçilerden çok fazla ilgim var.''
Bunu sebebi fizikçilerin gerçekten zamanda geriye doğru yapılacak bir geziye inanmamaları değil.Bu seyahat gerçekleştiği taktirde fiziğin esas kurallarından bazılarını tehdit edecektir.Bir etkinin bir sonuçtan önce gelmesi neyi ifade eder? Eğer bilim kurgu gibi düşünülürse, zamanda seyahat eden bir insan geçmiş zamanlara dönerek, kendi büyükannesini daha erken yaşta öldürebilir.Böyle bir mevhum şimdilik mana ifade etmiyor, ancak Gott ve Thorne'nin teorileri doğrulanırsa bunun bir manası olmalıdır.Gott bu konuda şöyle söylüyor: ''Bir noktada fizik mekanizma oluşturmalıdır.Bu sayede bazı şeylerin yasak olduğunu veya onlarla yaşamayı öğretmelidir.'' Elimizdeki iki örnek, bu paradoksu daha fazla görmezlikten gelemeyeceğimizi ortaya koyuyor.
alıntı

Alm. Relativitätstheorie (f), Fr. Théorie (f) de la Relativité, İng. Theory of Relativity. Esas olarak zaman ve uzayla meşgul olan ve onlara daha genel bir bakışla, fiziksel olayları açıklayan bir teori. Albert Einstein tarafından ortaya konan bu teori, Kuvantum teorisi gibi yirminci yüzyılda fizikte önemli bir değişiklik meydana getirmiştir.


İzafiyet teorisi ile ilgili olarak İslâm dünyâsında ilk olarak araştırma yapan El-Kindîdir (801-866). Ona göre zaman, mekan ve hareket birbirinden bağımsız değildir.Hepsi birbirine bağlı izâfî şeylerdir. El-Kindî şöyle der: “Zaman ancak hareketle, cisim hareketle, hareket cisimle vardır. O halde aslâ cisim, hareket ve zamandan biri diğerinden önce değildir.


Batıda ise ilk zamanlar kabul edilen, dünyânın sâbit ve kâinatın merkezi oluşu fikri daha sonra terk edildiğinde neyin sâbit olduğu sorusu ile karşılaşılmıştı. Newton kendi ifâde ettiği hareket kânunlarından, hareketsiz olmanın özel bir anlamı olmadığını ortaya koymuştur. İzafiyet prensibine göre, tam hareketsiz olma diye bir şeyin herhangi bir anlamı yoktur ve düzgün hareketler hep birbirlerine göre izafî (bağlı bulunduğu şey ile değişen) olarak belirirler. Uzayın derinliklerinde tasavvur edilen bir uzay aracındaki kimsenin herhangi bir hareket tesiri hissetmediğinden “hareketsiz” olduğunu iddiâ etmesi, onun yanından geçen motoru durdurulmuş ve düzgün bir hızla hareket eden uzay aracının sâhibinin aynı iddiâda bulunmasından farklı değildir. Her ikisinin de “hareketsiz” olma iddiâsı doğru değildir.

Özel izâfiyet teorisi:

1905 yılında Einstein şimdi “Özel İzafiyet Teorisi” diye isimlendirilen teoriyi ortaya koydu. Bu sanki birbirine zıt düşen iki kabule dayanmaktaydı:


1) İzafiyet prensibi olarak bilinen düzgün hareketin izafi olması;

2) Düzgün harekette ışığın hızı her doğrultuda aynı olması.


Bu her iki postülat Michelson-Morley tarafından yapılan ve diğer deneylerle de gözlenmiştir. Buna göre ışık kaynağına yaklaşan veya ondan uzaklaşan için ışık hızları, her ne kadar kaynağa doğru koşan daha büyük bir ışık hızı beklerse de, aynıdır. Buna göre ışığa yetişmek için hareket eden bir kimseden, ışık kendi sâbit hızı ile kaçacaktır. Sonuç olarak hiçbir cisim ışıktan hızlı hareket edemez.

Bu kabullerden hareket eden Einstein, ilk önce iki olayın aynı zamanda meydana gelme kavramını ele almıştır. Bunu açıklamak için uzayın derinliklerindeki bir uzay gemisinde tam ortada durup her iki uca aynı zamanda ulaşacak bir ışık gönderelim. Uzay gemisi ile aynı yönde hareket eden bir başka uzay gemisinde bulunan kimse, bunun böyle olmadığını iddia edecektir. Çünkü ona göre uzay aracının ön kısmına ışık daha çabuk erişecektir. Bunun sonucunda farklı yerlerde aynı zamanda olma, mutlak değil tamamen gözlemciye göre izafîdir. Buna bağlı olarak mesafenin de izafî (bağıl= rölatif) bir büyüklük olduğu sonucuna varılır.Zaman ve uzaya giren izafiyet kavramı, bunlardan türetilen hız ve ivmeyi de değiştirecektir. Buradan devamla kuvvet, enerji, iş ve kütle tariflerini de buna göre değiştirmek gerekir.İzafiyet teorisinin acâib görülen sonuçları vardır. Bunlardan biri, hareket eden cisimlerde sathın yavaşlamasıdır. Hareket eden cisimler, etmeyenlere daha ağır gelecektir. Burada meşhur E= mc2 formülü elde edilir ki, bu, enerjinin kütle ile ışık hızının karesinin çarpımına eşit olduğunu bildirir.Düşük hızlarda (20.000 km/saat bir düşük hız sayılmaktadır.) izafiyetin tesirleri fevkalade çok küçüktür. Ancak, ışık hızına (300.000 km/saniye) yakın hızlarda bu etkiler fevkalâde büyüktür.

Einsteina göre düzgün hareketin uzay-zaman ölçümü, daha önce bağımsız olarak Lorentz tarafından çıkarılan bir dönüşümle ilgilidir. Lorentz dönüşümünü, Einsteinın iki postülatından bağımsız olarak ortaya koymuştur. Lorentz dönüşümünde, uzay ve zaman birbirine bağlanmıştır.

1907de Einsteinın matematik hocası H. Minkowski, Lorentz dönüşümünün matematik formuna sâhib olduğunu göstermiştir. Bu ise, Einsteinın teorisinin dört boyutlu “uzay-zaman” cinsinden ifade edilebileceğini açığa çıkarmıştır. Gerçekte, zamanın dördüncü boyut olarak alınması oldukça eskidir. Çünkü bir hareketin belirtilmesinde uzay koordinatları yanında zamanın da verilmesi gerekir. Newtonun teorisine göre zaman bütün gözlemcilere göre mutlak bir büyüklüktür. Bunun sonucu dört boyutlu kavramı bir üç boyutlu uzay ve bir boyutlu zaman parçasına ayırmak mümkündür. Minkowskiye göre dört boyutlu uzay tamamen üç boyutlu uzayda olduğu gibidir, zaman bir farklılık meydana getirmez.

Genel izâfiyet teorisi: Düzgün hareket eden bir kimse, harekette olduğunu kendi aracında yapacağı deneylerle belirleyemez. Ancak, harekette ivme varsa, bu hareket eden tarafından hissedilir. Bu sonuçlar, 1907den îtibâren Einsteinın dikkatini çekmişti: Neden sâdece düzgün hareket relatif (izafî) ve ivme mutlaktı? Bunların yanında Newtonun kanunları yeni uzay ve zaman kavramıyla uyuşmamaktaydı. Bâzı fizikçiler alışıla gelen yolu deneyerek bu uyuşumu sağlamaya çalıştılar. Einstein ise, kütle çekiminin ivme ile birleştirilmesi gerektiği kanaatindeydi.Galileo, Pisa kulesinde yaptığı deneyde, hafif ve ağır cisimlerin aynı ivme ile düştüğünü göstermiştir. Einstein bu deneyin önemini kavramış ve bunu genel izafiyet teorisinin temeli yapmıştır.Uzayın derinliklerinde iken sürücü, ağırlıksız olduğunu hisseder. Ancak araç ivme ile harekete başlarken, içindeki ağırlık hissini fark eder. Etraftaki bütün yüzey cisimler bu halde harekete ters yönde düşerler. Einstein, bu olayın uzay aracının üniform kütle çekiminde bulunurken de ortaya çıkabileceğini fark etmişti. Bunun sonucu olarak “eşdeğerlik” prensibini ortaya koymuştur. Buna göre düzgün ivme ile düzgün kütle çekimi hiçbir vasıta ile ayırt edilemez. İçinde bulunan bir kimse, uzay aracına yandan gelen ışığın, aracın arka tarafına doğru eğildiğini görecektir. Ayrıca zaman, ivme ve kütle çekimi ile değişecektir.Einstein, izafiyet prensibini düzgün hareketten tüm harekete genişletmiştir.

Newton, Güneş etrafındaki gezegenlerin hareketini, koyduğu hareket kanunlarına dayanarak açıklamıştır. Burada Newton, kütle çekimi kuvvetine ihtiyaç duymuştu. Einstein ise gezegenlerin yörüngelerini, Güneşin kütle çekimi sonucu eğriliğe sahip olan dört boyutlu uzay-zaman koordinat takımında en kısa yol prensibinden hareketle elde etmiştir. Bu şekilde elde edilen yörüngeler Newtonunki ile hemen hemen aynı idi. Ancak Merkür gezegeninde Einstein eliptik yörüngenin büyük ekseninin yüzyılda 43 saniye döneceğini vermişti. Gerçekte de bu çok eskiden gözlenmiş, fakat açıklanamamıştı.Einsteina göre ışık, uzayın eğrilikli olmasından dolayı kütle çekimi tarafından saptırılmaktadır. Ayrıca Güneşteki atomlar, yeryüzündekine nazaran daha yavaş titreşmektedir ki, bu olay kızıla kayma olarak isimlendirilmiştir. Bütün bu sonuçlar gözlenmiştir.1917de Einstein, teorisini bütün evrene tatbik etti ve böylece çok değişik bir yaklaşım elde edilmiş oldu.

1918de Hermann Weyl, kütle çekimini, dört boyutlu uzayın bir esası olduğu fikrinden, elektromagnetik kuvvetlere bir geometrik yorum getirmeye çalıştı. Bu çalışma ile nükleer kütle çekimi ve magnetik kuvvetleri birleştirecek bir teori aranması araştırmaları başladı.Özel izafiyet teorisinin başarılarından biri de P. A.M. Diracın elektronun izafi Kuvantum teorisi ve Kuvantum elektrodinamiktir. Bu, fizikte önemli pratik sonuçların elde edilmesine sebeb olmuştur.

Alıntı :ansiklopedi.bibilgi.com