Özel Görelilik Teorisi

Özel Görelilik Teorisi denilince akıllara Albert Einstein gelmektedir (Albert Einstein tarafından 1905 yılında yazılmış On the Electrodynamics of Moving makalesinde de bu teorinin detaylarını okuyabilirsiniz). Ancak bu teori bilinenin aksine bundan 300 yıl önce Galileo Galilei tarafından ortaya atılmıştır.

özel görelilik teorisi
Einstein’ın makalesi

Galilei, Görelilik Kuramı’nda mutlak bir referans noktası olmadığını belirtmiştir.. Örneğin K ve L adında iki kişiyi düşünelim. K’nın, v hızıyla sola gittiğini hayal edelim.  L , K’nin v hızıyla sola gittiğini; K ise L’nin v hızıyla sağa gittiğini söylerse her ikisi de doğruyu söylemiş olur. Çünkü mutlak bir referans noktası olmadığı için sabit referans sistemleri arasında geçiş yapılabilmektedir. ( Sabit referans sistemi ivmeli hareket etmeyen yani hızını değiştirmeyen sistemdir.) Galileo Dönüşümleri’nde ivmeli hareket eden gözlemci, referans sistemi olarak kabul edilmemektedir. 

Şöyle düşünelim:

 Bir arabanın içindesiniz ve bu araba ivmeli hareket etmemekte. Camda bir perde var. Herhangi bir yere takılmamakta ve düz hareket etmektedir. Bu arabanın içindeki herhangi birisi bu arabanın hareket edip etmediğini anlayamaz. İstediği her türlü deneyi yapabilir. Ancak dışarıya bakmadığı sürece bu arabanın hareket halinde olup olmadığını bilemez. Perdeyi aralayıp dışarıya bakarsa dünyanın hareket ettiğini söyleyebilir. Çünkü daha önce belirttiğim sabit referans sistemleri arasında geçiş yapılabilir.

Ancak bunu ivmeyle hareket eden bir araba için söyleyemezsiniz. 

Şöyle düşünelim: 

İçinde bulunduğunuz araba eğer ivmelenirse bunu hissedersiniz. Çünkü ivme arabanın içinde bulunan yolcunun hissedebileceği bir büyüklüktür. Bu durumda içinde bulunduğu arabanın hareket edip etmediğini bilebilirsiniz. Bundan dolayı arabanın içinde bulunan noktayı sabit referans sistemi olarak alamazsınız. 

MAXWELL-GALİLEO-EINSTEIN

Galileo Dönüşümleri, Newton Yasaları ile uyumludur. Ancak bunu Maxwell Denklemleri için söyleyemeyiz. 

Yüklü bir cisim  düşünelim. Cisim yüklü olduğu için elektrik alan yayar. Bu cismi size K adında birisi atsın ve cisim sabit bir hızla hareket etsin. Yüklü cisimler sabit hızla gittiklerinde manyetik alan oluştururlar. Cismin size göre olan hızını baz alarak yaydığı manyetik alan hesaplanabilir. Ancak K kişisinin referans sisteminde manyetik alanı hesaplarsak farklı bir sonuç elde ederiz.

Maxwell Denklemlei

Maxwell Denklemleri ile Galileo Dönüşümleri arasındaki diğer bir uyuşmazlık ise elektromanyetik dalgaların hızıdır. Maxwell denklemleri elektromanyetik dalgaların ışık hızında yayıldığını belirtir. Fakat hangi referans sistemini ele alacağımız bir soru işareti olarak kalır. Bu nedenle dönemin bilim insanları uzayın ‘ether’ adında bir maddeyle dolu olduğunu ve ışığın bu madde içerisinde yayıldığını söyler. Referans sistemi ise ether maddesine göre alınmaktadır. Bu sebeple Michelson-Morley deneyi tasarlanmıştır. Bu deneyde Dünya’nın döndüğü tarafa doğru bir ışık demeti diğer tarafa da bir ışın demeti yollanmıştır. Dünya’nın döndüğü tarafa gönderilen ışığın hızının diğer tarafa gönderilen ışığın hızından fazla olması beklenmektedir. Fakat sonuç her iki ışının aynı hızda olduğunu göstermektedir. Yani ışığın hızı ışık kaynağından bağımsızdır. 

Bazı bilim insanları etherin Dünya ile birlikte hareket ettiğini ve bu nedenle etherin hızının sabit kaldığını düşünmüştür. Lorentz, ışık hızına yakın olan cisimlerin kısaldığını öne sürerek cevap vermeye çalışmıştır. Ancak verdiği cevaplar yetersizdir. 

Tartışmaların arttığı bu dönemde Albert Einstein, On The Electrodynamics of Moving Bodies adlı makalesi ile bu sorunun çözümü için sadece iki postulat üzerinden denklemlerini ortaya atmıştır:

  • Fizik yasaları her sabit referans sisteminde aynıdır. 
  • Işık hızı her sabit referans sistemi için aynıdır.

Bu iki postulata göre denklemlerini oluşturmuştur. Einstein, zaman ve uzayın değişmez olmadığını ve her farklı referans sistemi için aynı olacağını söylemiştir. 

özel görelilik teorisi

Özel Görelilik Teorisi Neleri Açıklığa Kavuşturdu?

  • Uzay-zaman bir bütündür. Her cisim uzay-zamanda ışık hızında hareket eder. Bu sebeple, uzayda hareket eden cisim, zamanda daha yavaş hareket eder.
  • K, L ‘ye göre sabit bir hızda gidiyorsa L’ye göre K için zaman daha  yavaş geçiyordur. Ve K de L için aynı şeyi düşünür.
  • K için aynı anda gerçekleşen iki olay L için aynı anda olmayabilir. Yani eş zamanlılık görecelidir.
  • Belli bir gözlemciye göre sabit hızda giden cismin gittiği yön doğrultusunda boyu kısalır.
  • Kütleli cisimleri ışık hızına geçmesi için sonsuz momentum gerektiğinden kütleli bir cisim ışık hızına geçemez. Kütlesi olmayan cisimler ise ışık hızında olmak zorundadır.
  • Ünlü formül: E= mc2 (E- enerji, m-kütle, c- ışık hızı)

YAZAR: Mizgin DEMİR

EDİTÖR: Melisa ACAR

KAYNAKÇA*

KAYNAKÇA**

KAYNAKÇA***

Bir diğer yazımıza buradan ulaşabilirsiniz.

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak.

İletişime Geç

Bizimle iletişime geçin!