5 Mayıs 2012 Cumartesi
İZAFİYET TEORİSİ (Genel görelilik) bize ne anlatır.
Uzaklık görelidir, zaman görelidir.
Hareket görelidir. Yani trenin hızı duran bir kişiye göre farklı, hareket halindeki bir kişiye göre farklı hissedilir. Işığın hızı evrendeki en yüksek hızdır.
Yüksek hızlarda, hız arttıkça zaman yavaşlar, uzunluklar kısalır.
Işık enerjinin bir biçimidir.
Genel görelilik teoremi, uzay-zamandan oluşan dört boyutlu bir evren modelini anlatır.
Bu dört boyutlu evreni, normal şartlarda düşünmek zordur, anlatımı matematikseldir.
Genel görelilik, aynı zamanda çekim kuramıdır, uzayın eğriliğinden oluşan bir çekim.
Uzay, zamanı da içine alan bir dört boyutludur.
Uzay yoğun kütle tarafından bükülmüş, eğrilmiştir.
Genel görelilik çok büyük ölçeklerdeki uzay-zaman yapısıyla ilgilidir.
Işığın doğrusal yolla yayılmadığını, güneş gibi büyük kütleli yıldızların çevresinden geçerken büküldüğünü ortaya koyar.
Evrenimiz genişliyor; bunu genel görelilik kuramı söylüyor.
Görelilik kuramı, zaman ve uzayın birbiriyle ayrılmaz biçimde bağlı olduğunu belirtir.
Uzay, zaman olmazsa bükülemez. Bu nedenle zamanın bir şekli vardır.
Özel görelilik kuramı, hiç bir fiziksel etkinin ışıktan daha hızlı yayılamayacağını anlatır.
Işık, Dünya'dan Ay’a bir saniye, Güneş’e sekiz dakika, bir galaksiden diğer bir galaksiye milyarlarca yıl da ulaşır.
Işık herhangi bir çekim alanı içinden geçerken düz bir çizgi de gitmez.
Işığın çizebileceği en kısa yol bir eğri, ya da büyük bir çemberdir.
Madde toplanması ne kadar yoğun olursa, bunun sonucu olan uzay-zaman eğrilmesi o kadar büyük olur. Einstein'in evreni sonsuz değildir.
Einstein evreninde doğrular yoktur; yalnız büyük çemberler vardır.
Uzay sonsuz değildir, fakat sınırsızdır. Sanıyorum burada şişen bir balon örneği verilebilir. Balonun dış yüzeyi hep vardır ve sonludur. Ne kadar genişlese de bir sonu vardır fakat genişlediği ortam sınırsızdır.Uzay sanırım burada balon oluyor. Peki uzayın dış yüzeyi, yani genişlediği ortam nedir??
Bu sorunun cevabını bende bilmiyorum. Öğrenince buraya yazarım.
Albert Einstein nasıl düşünüyordu.(İzafiyet teorisini ortaya koyarken)
Buraya kadar olan, yukarıdaki satırlarda, aslında tüm izafiyet teorisini özetledim. Bundan sonraki satırlarda, Albert Einstein'in izafiyet teorisini oluştururken, nasıl düşündüğünü gösteren, düşünce modelini ortaya koyacağım, aşağıdaki satırlar bizim, Albert Einstein'i daha iyi tanımımızı sağlayacaktır. Bu satırlarda İzafiyet Teorisini anlatmayacağım. Sizden ricam, aşağıdaki satırları okurken, roman okur gibi hızlı hızlı okuyup geçmeyin , her cümlenin üzerinde uzun uzun düşünün, yazıya öyle devam edin.
Einstein'in düşünce kalıpları aşağıdaki gibiydi yani bu şekilde düşünerek izafiyet teorisini oluşturdu.
Anlatıyorum,
Fizikte bazı kavramları söyleyip geçemeyiz, bunları sağlam temeller üzerine oturtmak gerekir.
Örnek olarak, "Mesafe" deyip devam edemeyiz bunu sağlam temeller üzerine kurup izah etmemiz gerekir. Ya da "uzayda bir nesnenin konumu" dediğimiz zaman bunu izah etmemiz gerekir.
Mesafe deyince ne anlamalıyız? Mesafe, fiziksel olarak katı bir cismin üstündeki iki işaret tarafından belirlenir. Çok basit gibi ama katı cismi söylemek gerekir, söylemezsek tarif tam olmuyor.
Uzayda herhengi bir nesnenin konumu deyince ne anlamalıyız?Ya da bir olayın görünüşünü tarif etmek ne demek?
Fiziksel olarak anlatılınca şöyle oluyor. O nesnenin ya da olayın çakıştığı katı bir cisim (referans olarak kullanılan cisim), üstündeki noktanın belirlenmesine dayanıyor. Örnek olarak Taksim Meydanı'nın yer belirlemesini incelersem şu sonuca varırız. Yer belirlenmesinin ait olduğu katı cisim dünyadır. Taksim Meydanı, kendisine bir ad verilmiş ve olayın uzayla çakıştığı iyice tariflenmiş bir noktadır.
Şu sonucu elde ettik, uzayda her olayın tarifi, bu olayların kendisine göre tariflendiği katı bir cismin kullanılmasını içerir.
Bunu bir örnekle açıklarsak, Taksim Meydanı'nın üstünde sabit bir bulut dursun, hareketsiz bir bulut. Taksim Meydanı'nın, dünya yüzeyine göre yerini, buluta kadar yükselen ve meydana dik bir direk dikerek belirleyebiliriz. Birimsel ölçme çubuğu ile ölçülen direğin uzunluğu, direğin ayağının konumunun belirlenmesi ile birleşince, bize tam bir yer belirlemesi verir.
Bu örneğe dayanarak, yer belirlemesinin kendisine göre yapılacağı katı cisme öyle bir ek yapıldığını düşünüyoruz ki, konumunu saptamak istediğimiz nesneye bu ek aracılığı ile ulaşılmaktadır.
Nesnenin konumunu belirlerken belirlenmiş referans noktaları yerine bir sayıdan (burada ölçme çubuğu ile ölçülen direğin uzunluğu) yararlanırız.
Mekaniğin amacı, cisimlerin zamanla uzayda konumlarını nasıl değiştirdiklerini tarif etmektir. Yukarıdaki cümle çok anlaşılır aslında ama fizikçiler olaya şöyle bakar. Burada, konum ve uzaydan ne anlaşılacağı açık değil. Bunu Einstein şöyle anlatmış: Düzgün olarak hareket etmekte olan bir tren vagonunun penceresinden durup, yere fırlatmadan bir taş bırakıyorum, sonra hava direncini hesaba katmadan taşın düz bir çizgi çizerek düştüğünü görüyorum. Aşağıda bu hareketi izleyen yaya, taşın parobolik bir eğri çizerek yere düştüğüne dikkat ediyor. Şimdi soruyorum, taşın düşerken geçirdiği konumlar gerçekte bir düz çizgi mi yoksa bir parabol mu oluşturuyor? Daha da ötesi burada uzayda hareket ile ne demek isteniyor.
Sonuç: Vagona sabit bir biçimde yerleştirilen koordinatlar (x,y,z) sistemine göre taş düz bir çizgi, yere (toprağa) sabit bir biçimde yerleştirilen koordinatlar sistemine göre de bir parabol çizmektedir.
"Hareket" deyip geçemeyiz, bunu tarif etmek gerekir. Hareketin tam bir tarifini verebilmek için cismin durumunun zamanla nasıl değiştiğini belirlemeliyiz. Yani yörüngesindeki her nokta için, cismin ne zaman o noktada olduğunun belirlenmesi gerekir.
Fizikte Zaman Fikri Üzerine:
Tren yolumuzun üstünde birbirinden uzak A ve B noktalarına aynı anda yıldırım düşsün. Bu cümle anlamlı mı? Evet anlamlı, diyeceksiniz iki noktaya aynı anda yıldırım düşüyor. Mekanik veya matematikçiler için yukarıdaki cümle hiç de göründüğü kadar kolay değildir.
Einstein bu soruda şöyle düşünmüş, kendi ağzından anlatıyorum.
Gerçekte bu olayın olup olmadığını keşfetme olanağına sahip oluncaya kadar böyle bir kavram fizikçi için yoktur. Bu nedenle her iki yıldırımında aynı anda düşüp düşmediğini karar verecek bir yöntem getiren aynı anda lık tarifine ihtiyaç vardır.
Böyle bir kavram olmadığı sürece kendi kendimi kandırdığımı düşüneceğim. Einstein diyor ki, her iki yıldırımın aynı anda düşmesi ne demek? Bir süre düşünüyor ve bir öneri getiriyor (aynı anda lığı ölçmek için). Öneri şu, rayların üstünde, bu iki A ve B noktalarını birleştiren çizgi ölçülmeli.
Bu AB uzaklığının orta noktası bulunmalı (M noktası olsun).
Bu orta nokta M ye, bir gözlemci otursun. Bu gözlemciye A ve B noktalarını aynı anda görebileceği bir düzenek sağlansın (Örneğin 90 derece açıyla iki ayna) sağlanmalı. Eğer gözlemci aynı anda yıldırımların düştüğünü görürse bunlar aynı anda dır.
Einstein devam ediyor anlatmaya.
Bu öneriyi çok beğendim ama soruna çözülmüş gözüyle bakamıyorum. Sorun şurada, Işığın A dan M ye geliş hızıyla, B den M ye geliş hızının aynı olduğunu bilmiyorum. Çünkü burada ışık hakkında hiçbir varsayımda bulunulmuyor. (Yani, eğer ışık bu noktalardan, orta M noktasına aynı hızla geliyorsa sorun yok, gözlemci aynı anda bu noktaları gördüğü için, aynı anda yıldırım düşüp düşmediğini ölçecek ama ışık A noktasından daha hızlı geliyorsa, B noktasından daha yavaş geliyorsa ne olacak. A noktasındaki yıldrım düşmesini daha çabuk görecek.)
Bu sorunu çözmek için Einstein şunu öneriyor.
Bunun için aynı yapıdaki saatlerin, A B ve C noktalarına konulduğunu, bunların ibrelerinin, aynı zamanda aynı olacak biçimde ayarlandıklarını farz edelim. Bu koşullar altında bir olayın zamanının, olayın hemen yanındaki(uzayda), bu saatlerden birinin üstünde okunan işareti (yelkovanla akrebin durumu) olduğunu anlıyoruz Bu şekilde gözlenebilen olaya bir zaman değeri verilebilir.
Böylece fizikte zaman tarifine varmış olduk.
İkinci Blog yazım için daha önce, Albert Einstein'in İzafiyet Teorisi (Görelilik kuramı), zamanın dördüncü boyut olması ne demek, zaman bükülebilir mi? Ayrıca şimdiki gençlere (Bilgisayar Mühendislerine) çok ilginç gelecek, üniversite bitirme tezimi anlatacağımı yazmıştım .
İlk ve son defa böyle teknik bir yazı yazacağımı , bundan sonraki tüm yazılarımın hayatın içinden olacağını belirtmiştim. Bitirme tezim hariç diğerlerini yukarıda anlattım.
Üniversite bitirme tezim: Maliyet Muhasebesinin Bilgisayara Uyarlanması konusuydu.(Bu konu Üniversitenin seçtiği bitirme tezi konularından sadece bir tanesiydi, ben bunu seçtim, yani bu başlığı kendim oluşturmadım.) İsterseniz bunun ile ilgili resim ve detayları Üçüncü blog yazımda anlatayım.Çünkü bu da uzun sürebilir.
Bu yazıyı yazma amacım, Üniversite bitirme tezimin herkes tarafından öğrenilmesi değil, şimdiki genç Bilgisayar Mühendisi arkadaşlarıma ilginç gelecek, o zamanki teknolojileri anlatmaktır.
Bülent Baykal
Kaydol:
Kayıt Yorumları (Atom)
Hiç yorum yok:
Yorum Gönder