Einstein ve Özel Görelilik Kuramı 0 303

Einstein ve Özel Görelilik Kuramı 0 304

İzafiyet teorisi esas olarak zaman ve uzayla ilgilenen ve onlara daha genel bir bakışla, fiziksel olayları açıklayan bir teoridir. Albert Einstein tarafından ortaya konan bu teori, Kuantum teorisi gibi yirminci yüzyılda fizikte önemli bir değişiklik meydana getirmiştir.

Batıda ilk zamanlar kabul edilen, dünyanın sabit ve kainatın merkezi oluşu fikri daha sonra terk edildiğinde neyin sabit olduğu sorusu ile karşılaşılmıştı. Newton kendi ifade ettiği hareket kanunlarından, hareketsiz olmanın özel bir anlamı olmadığını ortaya koymuştur.

İzafiyet teorisine 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 sahibinin aynı iddiada bulunmasından farklı değildir. Her ikisinin de “hareketsiz” olma iddiası doğru değildir.

Özel izafiyet teorisi

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

İzafiyet prensibi olarak bilinen düzgün hareketin izafi olması
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 çok küçüktür. Ancak, ışık hızına (300.000 km/saniye) yakın hızlarda bu etkiler oldukça büyüktür.

Einstein’a göre düzgün hareketin uzay-zaman ölçümü, daha önce bağımsız olarak Lorentz tarafından çıkarılan bir dönüşümle ilgilidir. Lorentz dönüşümünü, Einstein’ın iki postülatından bağımsız olarak ortaya koymuştur. Lorentz dönüşümünde, uzay ve zaman birbirine bağlanmıştır. 1907’de Einstein’ın matematik hocası H. Minkowski, Lorentz dönüşümünün matematik formuna sahip olduğunu göstermiştir. Bu ise, Einstein’ın 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.

Newton’un 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. Minkowski’ye göre dört boyutlu uzay tamamen üç boyutlu uzayda olduğu gibidir, zaman bir farklılık meydana getirmez.

Genel izafiyet teorisi

Düzgün hareket eden bir kimse, harekette olduğunu kendi aracında yapacağı deneylerle belirleyemez. Ancak, harekette ivme varsa, bu hareket eden tarafından hissedilir. Bu sonuçlar, 1907’den itibaren Einstein’ın dikkatini çekmişti: Neden sadece düzgün hareket relatif (izafî) ve ivme mutlaktı? Bunların yanında Newton’un 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 Newton’unki 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.

Einstein’a 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.

1917’de Einstein, teorisini bütün evrene tatbik etti ve böylece çok değişik bir yaklaşım elde edilmiş oldu. 1918 de 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. Dirac’ın elektronun izafi Kuvantum teorisi ve Kuvantum elektrodinamik’tir. Bu, fizikte önemli pratik sonuçların elde edilmesine sebeb olmuştur. Ancak, bütün bilimsel ve felsefî önemine rağmen, genel teori bilimsel ana çalışmaların dışında kaldı. Sebebi de, uzayın eğriliğinden dolayı ortaya çıkan tesirlerin çok küçük olmasıdır. Genel teorinin ana tatbikat alanı astronomi olmuştur. Çekirdek fiziği de teorinin uygulandığı alanlardan biridir. (derleme)

Previous ArticleNext Article

Bir cevap yazın

Apple Markası Otomobil Üretimi Çalışmalarına Devam Etmek İstiyor 0 393

Her ne kadar resmi olarak açıklanmasa da Apple’ın bir süredir kendi otomobilini üretmek için çalışmalar yaptığını biliyoruz. Peki bu çalışmalar ne durumda ve ileride bir Apple Car görebilecek miyiz?

Gelen son bilgilere göre Project Titan adıyla da bildiğimiz Apple’ın araba projesi tamamen sonlandırılmış değil. Şirketin otomotiv ekibine otomatik pilot özelliğinin uygulanabilirliğini kanıtlamaları üzere 2017 yılının sonuna kadar zaman tanıdığı söyleniyor.

Ekibinden gelecek raporlar doğrultusunda nihai kararını verecek olan şirketin kendi arabasını oluşturmayı şimdilik düşünmediği, ancak gelecekte yine kendi arabasını geliştirmeye dönebileceği ya da otomotiv sektöründeki bir iş ortağı ile yola devam edebileceği de bilgiler arasında yer alıyor.

Yaklaşık bin kişilik bir ekibin, gerçek dünya ortamında projenin otonom programları, görüntüleme sensörleri ve simülatörler için testleri yürüttüğü de söylentiler arasında. Hem de bu ekipte sürekli yeni bir bakış açısı sağlanması için değişiklikler yapıldığı da ifade ediliyor.

Ertelemelerin ve şirket içi çekişmelerin Apple’ın araba projesi için büyük sıkıntı oluşturduğu söyleniyor. Süreçte ekibin başında yer alan Steve Zadesky’nin istifa etmesi, donanım mühendisi Dan Riccio’nun görevi üstlenmesi ve son olarak Bob Mansfield’in göreve geldikten sonra projenin seyrini değiştirerek Tesla’ya rakip olmak yerine oto pilot platformu oluşturmaya odaklanmak istemesi sanıyoruz ki çekişmeler ve fikir ayrılıkları konusunda fikir sahibi olmanızı sağlayacaktır. Bakalım 2020 yılı için planlandığı söylenilen Apple tasarımı arabanın kaderi ne olacak?

Almanya’dan Tesla’ya “Autopilot” Uyarısı 0 291

Alman hükümeti, Tesla‘nın reklamlarındaki “Autopilot” teriminin kullanıcılardaki olumsuz etkileri sebebiyle kullanmaktan vazgeçmesini istedi. Tesla’dan isteğe cevap gecikmedi.

Reuters’ın haberine göre Almanya’daki yönetim birimleri Tesla’nın reklamlarında “Autopilot” terimini kullanıcılar üzerinde yola ve çevreye karşı gerektiği kadar dikkatli olmamalarına sebep olduğu için kullanmamalarını istedi.

Alman gazetesi Bild am Sonntag‘ın haberine göre Alman Ulaştırma Bakanı Alexander Dobrindt’in geçtiğimiz Cuma günü Tesla’ya gönderdiği mektupta “yanıltıcı” kelimesine vurgu yaparak “yanlış anlamaya mahal vermemek ve yanlış kullanıcı beklentilerini engellemek için” reklamlarda ve “Autopilot” teriminin kullanılmaktan vazgeçilmesini istediğiklerini belirtti.

Federal  Motorlu Taşıtlar Dairesi’nin daha öncesinde Tesla’ya hatırlattığı üzere bu özellik sadece “yardımcı” olması gerektiği ve “yüksek otonom araçların sürücünün sabit dikkati olmadan kontrol edilmemesi gerektiği” tekrarlanmış oldu.
 
Tesla sözcüsünün Reuters‘a söylediğine göre sürücülere her zaman dikkatli olmaları gerektiği tavsiye ettiklerini ve Autopilot’un salt manuel sürüşe ek güvenlik katmanı olarak değerlendirilmesi gerektiği belirtiliyor.

© Donanımhaber

Popüler Başlıklar

%d blogcu bunu beğendi: