Rölativite

[Jaqen]

Michelson-Morley deneyi ile ortaya çıkan ''göreceli hız'' olayını biraz daha genişletmek için iki durum karşılaştırılabilir : Birinci durumda , 70 km ile giden bir tren ve bu trenin içinde 3 km ile trenin ilerlediği yöne doğru yürüyen bir A kişisi var.Dışarıda ki durgun B kişisine göre A kişisi 73 km'lik bir hızla ilerliyor gibi görünür.İkinci durumda ise tren durgun ama A kişisi yine aynı yöne , aynı hızla yürüyor.Dışarıdaki B kişisi de ters yöne doğru 70 km ile koşuyor ( biraz yorulucak... ).Bu durumda da B , A'yı 73 km'lik bir hızla ilerliyor gibi görür.Sonuç olarak ; iki referans sistemi birbirine göre sabit hızla hareket ediyorken meydana gelen bir olay , her iki sistemdeki gözlemciler tarafından eşit özellikte ölçülür.A , B'ye göre 73 km ile uzaklaşırken , B de aynı hızla A'dan uzaklaşıyor gibi görünür.

Michelson-Morley deneyi , ''hızların toplanması'' kavramını doğru olarak saptayamamıştı.Dolayısı ile biri durgun diğeri ise ışık kaynağına doğru hareket eden iki gözlemcinin ölçeceği ışık hızının aynı , c , olacağını da teyit edemedi.

Einstein ise ışık hızının sabitliği ile rölativite teorisini yanyana getirerek birleştirdi. Zaman ve mekan hakkındaki sezgisel fikir ve kabullenişlerimizin yanlış olduğunu göstererek , yeniden etraflıca düşünülmesini sağladı.Einstein'in bu teorisinin sonuçları olarak ; zamanda , uzunlukta ve kütlede kayma olmalıydı.Yani , eş iki saat durgun olduklarında aynı ancak birbirlerine göreceli hareket içindeyken farklı zaman ölçecekti.Eşit uzunluktaki iki çubuk göreceli hareket içindeyken farklı uzunluklarda ölçülecekti.Yine göreceli hareket halindeki bir cismin kütlesi,durgun olduğu zamankinden farklı ölçülecekti.

Zaman ve mekan kavramları , 4-boyutlu bir sistem içinde birbirine yakından bağlıdır. 3-boyutlu uzay , karşılıklı ilişki halinde olduğu ''zaman-boyutu'' ile genişlemiştir.Bu teorinin önemli iki sonucu vardır ; birincisi enerji ve kütlenin eşit olduğunu , yani bibirine dönüştürülebilir olduğunu söylemesidir.Bu yüzden nükleer fizikte çoğu kez , maddenin kütlesel miktarı belirtilmek istenirken enerjisel miktarı kullanılır , eV yada keV gibi.İkinci önemli sonuç ise ışık hızına getirilen sınırlamadır.

Daha önce söylendiği gibi fizik iki ayrı şekilde ele alınır ; klasik fizik ve modern fizik.Bunları rölativistik yada non-rölativistik olarak ta adlandırabiliriz.Rölativistik fizikte ışık hızı ile kıyaslanabilecek derecede yüksek hızlarda hareket eden cisimlerin hareketi ele alınır.Diğerinde ise , yani newton mekaniğinde , makroskopik cisimlerin hareketi ele alınır.Ve bu iki dünyanın yasaları birbirinden farkıdır.Modern fizikte F=ma direk olarak kullanılamaz çünkü bu noktada m , yani kütle de değişkendir.Bunun dışında , bu iki hız birbirinden keskin bir çizgi ile ayrılmaz. Bazen 0,85c gibi bir hız kendisini rölativistik olarak gösterebilirken , bundan daha büyük olan 0,86c rölativistik olmayabilir.Burada son olarak , hiçbir cismin ışık yada daha yüksek hızlarda var olamayacağını söylemek gerekir.

Enerji ile kütle arasındaki bağıntı E=mc2' dir.Işık hızı çok büyük olduğu için , kütlenin eş değeri olan enerji de dolayısı ile çok büyük olacaktır.Bu durum nükleer reaksiyonlarda ( reaktör ve nükleer silahlarda olduğu gibi ) ve yıldızlarda kendisini açıkça göstermektedir.

Einstein'in 1905'teki ilk teorisi özel-rölativite olarak bilinir.Bu teori , birbirine göre sabit hızlarla hareket eden referans sistemleri içindir.Einstein 1915'te teorisini genelleştirerek genel-rölativiteyi formüle etti.Genel-rölativite teorisi ise birbirlerine göre ivmeli hareketi olan referans sistemleri içindir.Genel-rölativite , gravitasyonun , zaman-mekanın bir geometrisi olduğunu ve ışığın büyük kütleli ( yıldız ) cisimlerin yakınından geçerken bükülmesi gerektiğini öngörüyordu.Bu bükülme ilk olarak ta 1919'da gözlemlendi.Genel rölativite , özel rölativiteden daha az biliniyor olsa da aslında evrenin yapısı ve evrimi konularında çok derin öneme sahiptir.