Bütün Makaleleri Göster | Harf İndeksi

Einstein’in özel röativite teorisi. Birbirine göre sabit hizda (ivmesiz) hareket eden sistemlerdeki olaylari açiklar. Bu sistemlerdeki iki olayin birbirine göre durumlarini inceler.
Iki koordinat sistemi düsünelim:
Birincisi hareketsiz bir koordinat sistemi olsun ki buna Galile koordinat sistemi adi verilir. Ikincisi sabit hizla hareket eden bir koordinat sistemi olsun buna da Loretz koordinat sistemi adi verilir.
Galile koordinat sisteminde Newton yasalari geçerlidir. Lorentz koordinat sisteminde de ayni yasalar geçerlidir ama Galile koordinat sisteminde bulunan bir gözlemci için, Loretz koordinat sistemindeki bir fiziksel olay ayni yasalarla açiklanamaz. Bu iki koordinat sistemi rölatif olarak birbirine göre hareketli oldugu için burada ki gözlemciler farkli fizik yasalari kullanmak durumundadirlar. Bu iki koordinat sistemindeki dönüsümler
Lorentz tarafindan ortaya konulmustur.

Hendrik Antoon Lorentz (1853-1928) Hollandali bir fizikçidir.Özel Relativiteye göre zaman, hareket, kütle, uzunluk rölatiftir.Bunlari açiklayalim: Bir nehir üzerinde bir köprünün ortasinda durdugunuzu ve altan akmakta olan suya gözlerinizi ayirmadan baktiginizi düsünün, kisa bir süre sonra suyun durdugunu ve kendinizi hareket halinde sanirsiniz. Ayni olayin benzerini, bir metro istasyonunda da yasarsiniz, yandaki
vagonun hareketini, kendi vagonunuz hareket etmis gibi algilarsiniz. Bos bir uzayda bir uzay gemisi ile saatte 10.000 km hizla uçtugunuzu düsünelim. Burada akla gelen ilk sey neye göre sorusu olacaktir. Bir hareketin tanimi için mutlaka bir referans noktasi göstermek gerekir. Uzayda hareketsiz bir nokta olmadigi için, duragan bir noktaya göre hareket tanimlanamaz ancak referans noktasina göre rölatif bir hareket tanimlanabilir.
Diyelim ki dünyaya göre hareketimizi tanimliyoruz. Bu arada bir baska uzay gemisi de yine dünyaya göre saatte 20.000 km hizla hareket hareket etsin. Bu uzay gemisi sizin yaninizdan geçtiginde neler düsünülebilirsiniz.
1-) Saatte 10.000 km hizla bir uzay gemisinin, sizin duran uzay geminizin
yanindan geçtigi söylenebilir.
2-) Diger uzay gemisinin durdugu ve sizin uzay geminizin 10.000 km/h
hizla geriye dogru gittigi iddia edilebilir.
3-) Bir baska referans noktasi varsa; her iki uzay gemisinin de hareketli
oldugu ve diger uzay gemisinin sizinkinden daha hizli oldugu gözlemlenebilir.

Bir demiryolu üzerinde hareket eden tren ve trenin içinde hareket eden bir yolcu düsünelim. Klasik mekanik kurallarina göre hareket halindeki kisinin yere göre hizi
V = V1 + V2′dir.
Halbuki bu sonuç düsük hizlar için dogru gibi görünse de hizlar isik hizina yaklastiginda sonuçlar oldukça yanlis degerler verir. Dogru formülasyon Lorentz dönüsüm denklemleri ile verilmistir ve
V1 + V 2
V = —————————– dir.
1+ { ( V1 X V2 ) / C2 }
Özel relativite bize evrende isik hizinin sabit oldugunu ve C degerinin hiçbir zaman asilamayacagini söyler. Yani; bir elma agacinin altinda yatmakta olan bir kisi, isik hizinin yarisi hizda hareket eden bir tren içinde, yine isik hizinin yarisi hizda hareket etmekte olan bir sahsi gördügünde sahsin, elma agaci altindaki kisiye göre hizi C olamaz. Ancak isik hizinin beste dördü kadar olur. Yine buradan; isik hizinda giden bir trenden, isik hizinda atilan bir tasin Elma agaci altinda yatan kisiye göre hizi, 2C olamaz yalniz C olur.
Yine Elma agaci altinda yadan kisiye dönelim, tabii bu kestane agaci da
olabilir ve bunun teori ile hiçbir ilgisi yoktur. Bu kisi bir uzay pilotu olsun ve her zaman uçtugu 100 metre boyundaki uzay gemisinin önünden geçtigini fakat boyunun 60 metre kadar oldugunu görsün. Böyle bir sey olabilir mi? Yoksa bu yeni yapilan daha küçük baska bir model mi ? Hayir farkli iki koordinat sisteminde iseniz bu olay normaldir.
Fitzgerald büzülmesi denen olay iste budur. Siz o uzay gemisini 100 metre boyunda göremezsiniz çünkü hizi isik hizinin beste dördü kadardir. Burada kullanilacak formül:
L = L0 V 1 - {V2/ C2}
Buradan görülür ki hiz isik hizina çiktiginda roketin boyu yoktur ! Peki bu roket dönüp yavaslayip tekrar yere indiginde ne olur? Birsey olmaz eski tas eski hamam olur roketin boyu yine 100 metredir. Yani esas olan hiz arttiginda göreli olarak bizim cisimlerin boyunu kisa görmemizdir. Yoksa fiziki olarak böyle birsey yoktur. Kütle denildiginde bir cismin ihtiva ettigi madde miktari diye tanimlar, kütle ile agirligi da sikça karistiriz. Bu tanim bir dogru ama yetersiz bir tanim ve pratikte de pek fazla anlam ifade etmiyor.
Uzayda bir platform düsünelim. Burada küçük bir uzay gemisi var ve çalismiyor. Kaptan pilot bey - suna bir omuz atin da çalistiralim diyor ve itiyorsunuz, yavasça haraket ediyor. Fakat su kenarda duran uzay motosikletini çok daha kolay yerinden hareket ettirip hizlandirabiliyorsunuz. Büyük gemi harekete karsi daha çok direnç gösterdi; çünkü kütlesi büyük. ‘Bir cismin hizlanmaya veya yavaslamaya gösterdigi direnç o cismin kütlesidir’. Agirlik ise bir kütleçekim alaninda cisme ( bir kütleye ) uygulanan çekim
kuvvetidir. Bir kütleyi hizlandirmak üzere bir kuvvet uygulamak gerekir. Degismeyen bir kuvvetin uygulanmasi ile cisim sabit bir ivme kazanir, yani belli bir zamanda, zamanin karesi ile orantili yol kateder ve birim zamanda belli bir miktar hizlanir (a = dv/dt veya dx/ dt2)’dir. Bir kütleyi hizlandirmak için harcanan kuvvet sabit oldugunda, çok uzun bir
zaman sonra hizin sonsuza kadar artabilecegi bir klasik mekanik kuralidir.
Ama gerçekte bu olabilir mi? Hayir tabii ki olamaz. Relativite bize bunun olamayacagini göstermektedir. Çünkü relativite bize hizin arttirilmasi durumunda kütlenin de artacagini
söyler, yani biz iyice hizlanmis bir cismi, biraz daha hizlandirmak için önceki kadar degil çok daha fazla kuvvet harcariz ve sonunda isik hizina geldigimizde sonsuz kütle ve sonsuz kuvvet gerekir, bu da olanaksizdir. Isik hizinin 4/5′i kadar hizda bir cismin kütlesi nerede ise iki kez artar, yani biz bu cisme ayni oranda hiz kazandirmak için iki misli kuvvet harcariz. Isik hizinin % 90′ina gelindiginde kütle artisi nerede ise 5 mislidir.
Bu nedenle relativite bizim evrenimiz için isik hizinin sinir oldugunu söyler.
Kütle artisi su formülle bulunur:
M 0
M = —————————-
V 1-{ v2 / c2 }
Zaman nedir?
Klasik mekanikteki mutlak zaman kavrami artik yoktur, zaman artik rölatif bir kavram, zaman hizla bagintili bir olgudur. Klasik ikizler paradoksunu hepimiz biliriz. Bunun daha ilerisi bile olabilir. Simdi meshur uzay üssümüzde bir galaksiler arasi roket olsun. Apronda da bir genç pilot ve on yasindaki oglu. Pilot 30 ogul 10 yasinda diyelim. Roketler atasleniyor ve uzay gemisi uzun yolculuguna basliyor. Yolculuk nereye ? Yukarida bahsettigimiz Capellaya Capella arabaci takimyildizinda sifirinci kadirden,
yani gözle görülebilen bir yildizdir. Uzay gemisi yol aladursun, endiseli es ve yaninda çocuk, her gece karanlik gökyüzünde, Capella yönünde, sanki uzay gemisini
göreceklermis gibi bakmaktadirlar. Yillar böyle geçer, gider Bir gün mutlu bir haber yayilir. Genç pilot Capella’dan gelmektedir ve yarin dünyaya inecektir. Nihayet beklenen an gelir, gemi alana iner, pilot çosku ile karsilanir. Esi ve oglunu sorar Es artik yoktur. Aradan geçen 45 yil içinde ölmüstür. Oglunu sorar, karsida duran saçlari dökük orta yasli birini gösterirler, 55 yasindaki ogul, yolculadigi sirada 30 yasinda olan babasini tanimaz; çünkü baba ancak 35 yaslarinda görülmektedir. Baba isik hizinin % 99′u kadar bir hizla yol almistir ve dünyada 45 yil süren bir zamani 5.6 yil olarak yasamistir.
Bunlar gerçek midir? Evet Isik hizina yakin hizlarda organizmanin yaslanmasi, kalp atislari ve saatin tiktaklari hepsi yavaslar. Zaman artik hizla ilskin bir kavramdir. Zaman yavaslamistir, organizma daha geç yaslanmaktadir, Isik hizinda ise zaman durur. Isik hizinda yol alan bir roketiniz varsa yaslanma problemini halletmis olursunuz. Tüm bunlar bizim evrenimizin sinirlarini olusturur. Evreni olusturan güç bize bu kadarini yeterli görmüstür. Insanoglu bu sinirlari asabilir mi? Kimbilir belki bir gün, ama oldukça uzak bir gün.