Rölativite

Bizler, metafiziksel kavram ve fenomenler karşısında bilinçli ya da bilinçsizce, hemen bilimsel ve akılcı bir kimliğe bürünüp sağduyumuzla çelişmesi yüzünden, bu tür konuların gerçek dışı ya da mümkün olmayan, hayali şeyler olduklarına hükmederiz. Oysa 1900’ lü yılların başında Einstein ile birlikte başlayan modern bilimin verilerine baktığımızda, bunların da sağduyumuzla tamamen çeliştiğini, hatta bu bilgilerin akıl dışı gördüğümüz metafiziksel olayları anlamamıza yardımcı bile olduklarını hayretle müşahede etmekteyiz. Her an bizi şoka sokan bu verilerin başında da Rölativite Teorisi gelmektedir.
Bildiğimiz üzere Newton (klasik) fiziği, her zaman sağduyumuzla uyumlu olarak çalışır. Evrende sabit, mutlak bir nokta (mekân) olduğu gibi, bu sabit noktadan bağımsız bir de evrenin her yerinde eşit bir biçimde işlemekte olan mutlak bir zamanın varlığı söz konusudur (1) . Yani; saatin tik takları evrenin neresinde olursanız olun, aynı şekilde akar. Çekim kuvveti de ışık hızı gibi sabit değil, sonsuz bir hızla hareket etmektedir. Bu nedenle bir cismin konumunu değiştirdiğiniz an, bunun kütle çekim (gravitasyonel) gücü, etkileştiği diğer cisimler üzerinde aynı anda etkisini göstermekteydi. Işığın sonsuz hızda olması dolayısıyla da, biz evrenin şu anki durumunu gözlemlemekteydik. Oysa Einstein bize, bunlar klasik bakış açımızla uyumlu gibi görünse de, gerçekte durumun hiç de böyle olmadığını gösterdi.
Öncelikle evrende durgun hareketsiz bir nokta mevcut değildir. Biz, her ne kadar hareket etmekte ve bu hareketimizi de durgun olarak düşündüğümüz bir şeylere, mesela evlere, ağaçlara, dağlara...göre belirlemiş olsak da, diyelim ki, okyanusta bize yaklaşmakta olan bir başka gemiyi gördüğümüzde, birbirimize göre hareket durumumuzu bir öncekiler gibi rahatlıkla ortaya koyamayacaktık. Çünkü, o bize yaklaştığı gibi, o duruyor, biz ona göre hareket ediyor olabiliriz. Üçüncü bir sabit referans noktası olmadığı ya da motorun çalıştığını veya göstergelerden konum ile hızlarımızı bilemediğimiz müddetçe de bu durum anlaşılamayacaktır.
Durgun olarak düşündüğümüz şeylerse, gerçekte hareketsiz değil, her şey bir diğer şeye göre her an hareket durumundadır. Mesela dünya, içindekilerle birlikte sabit olarak referans aldığımız güneşe göre hareket etmektedir. Güneş ise, galaksi düzleminde hareket ederken, galaksimiz de bağlı olduğu galaksi grubuyla birlikte başka bir sabit referans noktasına göre hareketine devam eder ki, böylece makro kozmosta hareketsiz bir noktanın varlığının olmadığını görürüz. Keza, parçacık boyutlarına indiğimizde de aynı şekilde, durağan hiçbir taneciğin olmadığını görmekteyiz. Elektronlar, atom çekirdeği etrafında dolanırken, çekirdek de olduğu yerde titreşim hareketi yapar. Yine durgun olarak varsaydığımız atom ve moleküller benzer şekillerde, belli frekanslarda titreşerek hareket ederler. Velhasıl, yukarıda da belirttiğimiz gibi, evrende her şey bir diğerine göre izafi biçimde hareket halinde olup sabit, durağan hiçbir şey yoktur. Evrenin bu özelliği ise, Mutlak uzay kavramını ortadan kaldırır.
Işığın boş uzaydaki hızı,(2) tüm gözlemcilerin hareket durumlarından tamamen bağımsız olarak, bütün referans sistemlerine (gözlemcilere) göre aynı ve sabittir. Evrenin neresinde olursanız olun, ışık, kaynağının her türlü hareketinden bağımsız bir biçimde sabit hızla yaklaşık saniyede 300 bin km’lik hızla hareket eder. Bu nedenle, gökyüzüne baktığımızda, yıldızların şu anki konumlarını değil, uzaklıklarına eşdeğer sürelerdeki geçmiş zamanlarındaki hallerini görmekteyiz. Benzer şekilde çekim hızının da ışık hızıyla aynı olması dolayısıyla, diyelim ki güneş şu anda ortadan kalkmış olsa, yaklaşık sekiz dakika sonra bunun etkisini görecektik. Oysa güneş, bu sekiz dakika boyunca kendisinde hiçbir değişiklik olmaksızın görünmeye devam ederdi. Güneşin bu etkisi bize göründükten yaklaşık dört dakika sonra Mars’ta, 152 dakika sonra Uranüs’te, 319 dakika sonra Plüton’da, 4 yıl sonra bize en yakın yıldız olan Alfa Century de, 3,5 milyon yıl sonra da Andromeda galaksisinde görünecekti.
Demek ki evrende tek bir olay meydana geldiğinde, bu olay farklı uzaklıklarda bulunan gözlemciler tarafından aynı anda değil, ayrı ayrı zamanlarda gerçek olarak gözlemlenmektedir. Ya da farklı mesafelerde bulunan gözlemciler, bir nesnenin o andaki durumunu değil, farklı zamanlardaki hallerini gerçek olarak algılarlar. Dolayısıyla, her birimin gözlemi veya yaşadığı gerçek bir diğerinin gerçeği olmasa bile, hepsi ifadelerinde haklıdırl
Aynı olaya farklı açıdan bakarsak; bir mekânda somut biçimde görülen olaylar, bir başka mekânda soyut olarak geçmiş ya da gelecek şeklinde algılanır. Bu nedenle bir mekânda somut şekilde yaşanılan gerçekler, diğer mekânlarda soyut olarak algılanmaktadır.
Bu yüzden Einstein evrende her şeyin determinist (belli bir plan ve programla meydana geldiğini) olduğunu “ Tanrı zar atmaz” sözüyle dile getirdikten sonra devam ediyor: “Her şey, bizim üzerinde denetim kuramadığımız güçler tarafından belirlenmiştir. Bir sinek için olduğu kadar, bir yıldız için de her şey belirlenmiştir. İnsanoğlu, sebzeler ya da kozmik toz. Biz hepimiz çok uzaklardan çalınan görülmeyen bir kavaldan gelen gizemli ezgiyle dans etmekteyiz”.
Ayrıca, klasik anlamda kullandığımız hızlar toplamı ya da farkı, ışık hızı için söz konusu değildir (ışığın hızı, bir de kaynağının hızı hareket yönüne bağlı olarak toplanıp birbirlerinden çıkartılamaz). Diyelim ki siz, saatte 100 km’lik hızla giden bir trenin üzerinde trenle aynı yönde saatte 40 km’ lik hızla giderseniz, trene göre hızınız 40 km/st iken, yere göre 140 km/st olur. Ya da aynı hızla, ama bu sefer de tren üzerinde zıt yönde giderseniz, yine sizin hızınız trene göre 40 km/st iken yere göre 60 km/st ‘dir. Klasik hızlarda bu böyle olmasına karşın, ışık hızı için geçerli değildir. Siz elinizdeki ışık kaynağıyla birlikte çok hızlı giden bir araçla ışık hızını ölçen bir dedektöre doğru ya da ters yönde hareket etmiş olsanız dedektör, her iki seferde de ışığın hızını aynı ölçer. Bu aynı aracın ışık hızına yakın hızlarda benzer hareketleri sergilemesinde de aynen geçerlidir.
Görüldüğü gibi evrende her şey rölatif, izafi olmasına karşın, Mutlak olan, sadece ışık hızıdır. Bu yüzden rölativite kavramı evrendeki tüm olayların bu mutlak sabit hıza göre ölçümlenmesi sonucu ortaya çıkmış bir gerçektir. Rölativite teorisi de iki başlık altında incelenir. Özel rölativite teorisi, genel rölativite teorisi olarak. Bunlardan özel rölativite teorisi; birbirlerine göre sabit hızla hareket eden bütün referans sitemlerine (gözlemcilere) göre fizik (doğa) yasaları aynıdır der. Genel rölativite teorisi ise; birbirlerine göre sabit olmayan hızlarda yani, giderek hızlanan ya da yavaşlayarak hareket eden bütün referans sistemlerine (gözlemcilere) göre doğa yasalarının aynı olduğunu söyler. Ancak, evrenin her bir noktasında doğa yasalarının aynı olmasına karşılık, olaylar görecelidir (izafidir). Bu yüzden bir olay, o olaya bakan bir veya birden çok gözlemciye aynı gözükmeyebilir (farklı görülür) ki, yukarıda buna değinmiştik.
Bu nedenle; hareket halindeki cisimlerin klasik fizikteki gibi sabit olan referans sistemlerine göre boyutları (en,boy, yükseklik...), kütlesi ve zamanı da cisimlerin hızları oranında sabit kalmamaktadır. Çünkü, duran gözlemci, hareketli cismin hızı arttıkça kütlesinin arttığını, hareket doğrultusundaki uzunluğunun kısaldığını(boyutların küçüldüğünü), zamanın ise genişlediğini gözlemlemektedir. Tam ışık hızında ise, cismin boyu (boyutları) sıfıra inerken, kütlesi sonsuza ulaşmaktadır. Zaman ise, tamamen durur ki, cismin boyutları ve kütlesinin bir an için değişmediğini varsayarsak, bu durumda cismin hareketsiz kalıp donduğunu görürdük.
Buna karşılık, hareket halinde olan cismin veya aracın içindekiler, tam ışık hızına ulaşıncaya kadar hiçbir anormallikle karşılaşmazlar. Onlara göre aracın içindeki tüm nesnelerin boyut, kütle ve zamanı, araca bindikleri ilk durumdaki gibi normaldir. Bunun nedeni, kendileriyle birlikte içinde bulundukları sistemin de eşit, orantılı biçimde değişime uğramasıdır (yani araç ve içindeki tüm atom ve moleküller, paralel biçimde küçülmekte, kütleleri artmakta, zamanları da yavaş akmaktadır). Ancak, bu da aracın penceresinden dışarı bakmamaları şartına bağlıdır. Bakacak olurlarsa, hepsi şoka girerler. Çünkü, dışarıda duran gözlemcinin (dolayısıyla, evrendeki tüm nesnelerin) uzunluğunun (boyutlarının) arttığını, kütlesinin hafiflediğini (azaldığını), zamanın ise aracın hızına bağlı olarak hızlandığını (duran adamın saatinin delice döndüğünü) dolayısıyla, olayların hızlı geliştiğini ve tam ışık hızının da boyunun ve zamanının (boyutlarının) sonsuz, kütlesinin de sıfır olduğunu görür. Bu açıdan bakıldığında da, tam ışık hızında mekân ve zaman kalkmış olur. Oysa, dışarıdaki gözlemci açısından, kendisinde ve çevresindeki uzayda hiçbir değişiklik söz konusu değildir.
Burada dikkât edilmesi gereken birkaç husus vardır. Bunlardan ilki; cismin kütlesinin artması demek, o cismin parçacıklarının yani atom ya da molekül sayılarının artması değil, bu taneciklerin direkt kütlelerinin artması demektir. İkinci olarak; cisimler üzerindeki bu tür değişiklikler ancak ışık hızına yakın hızlarda kendini gösterirken, düşük hızlarda boyut, kütle ve zaman değişimleri ihmal edilebilecek kadar küçük olduğundan, bu nesneler klasik fizik yasalarınca davranış sergilerler.
Bu duruma küçük bir örnek verirsek; ışık hızının % 98’ i kadar bir hızla giden bir aracın boyu beş kat kısalırken, kütlesi beş kat artar. Aynı şekilde, duran gözlemciye göre zamanı da beş kat genişler. Diyelim ki, hareketli adam iki yıl yaşlanırken, duran gözlemci 10 yıl yaşlanır. Hızlandırıcılarda yapılan deneylerde de parçacıkların ışık hızına yaklaşmaları oranında kütlelerinin onlarca, yüzlerce, binlerce kat arttığı, zamanlarının ise yavaş akmaya başladığı gözlemlenmiştir. Bunlardan ışık hızının %99’ una ulaştırılan elektronların kütleleri 7 kat artarken, ışık hızının % 95’ ine hızlandırılan Hidrojen çekirdeklerinin (protonların) ise yaklaşık 3 kat arttığı görülmüştür. Bunun gibi evrendeki tüm cisim ve tanecikler en fazla ışık hızına yüzde, binde, on binde,...vb oranlarla yaklaşabilirler. Çünkü tam ışık hızında kütle sonsuz olacağından bu hız ve üzerine çıkılamaz. Ancak, bu durumda bizim evren için geçerli olduğunu unutmamamız gerekir. Fotonların bu hızda olmalarının sebebi, kütlesiz ve her an ışık hızında hareket etmeleridir. (3) Ayrıca denklem grafikleri de asimtotiktir. Bunun anlamı; ışık hızına çok yakın değerlerdeki çok çok küçük farklılıkların cisimlerin boy, kütle ve zaman parametrelerinde çok büyük oranlarda oynamalara, değişimlere neden olmasıdır.
Cisimlerin hızı yükseldikçe zamanlarının yavaşladığını ünlü fizikçi Paul Langevin de şöyle ifade etmektedir: “Bir taşıtın, içindeki insanlarla birlikte yeryüzünden ışık hızının yirmi binde bir hızla ayrıldığını düşünün. Bu taşıt ve içindeki insan, taşıt içindeki kendi zamanı ile tam bir yıl dünyadan uzaklaşıyor. Bir senenin sonunda ise çark ediyor ve dünyaya geri gelmeye başlıyor ve sonuçta dünyaya geri döndüğü zaman, kendi öz zamanına göre iki sene geçmiş iken, dünyanın tam iki yüz yıl yaşlanmış olduğunu, dünya üzerinde üç neslin değişmiş bulunduğunu görüyor.”
Burada önemli bir nokta da; taşıttaki insanın bu hareketiyle yaşamına devam ettiğini düşünsek bile, kendi zamanına göre ömrü neyse yine onu yaşamasıdır. 60 ise, 60 yıl, 70 ise, 70 yıl.
Eğer uzay boşluğunda ışık hızına yakın bir hızda “birbirlerine göre” yan yana ya da karşılıklı sabit hızla hareket eden iki özdeş taşıtı göz önüne almış olsak, birbirlerinin boylarını, kütlelerini ve zamanlarını ölçtüklerinde her ikisi de karşı taşıtın boyunun daha kısa, kütlesinin daha fazla ve zamanlarının da daha yavaş aktığını ölçümlerler. Biri diğerini bu şekillerde ölçümlemesine karşılık, kendilerinde en ufak bir anormallik görmezler. Çünkü, birinci taşıta göre ikinci taşıt hareketli, kendisi durmakta, ikinci taşıta göre ise, kendisi durmakta birinci taşıt hareket etmektedir. Burada hemen şöyle bir soru sorulabilir: Buradaki durum bir önceki anlatımla bir çelişki oluşturmuyor mu?. Yani burada taşıtlar birbirlerinin uzunluğunu, kütle ve zaman değişimlerini aynı, benzer biçimde ölçümlerken, bir önceki örnekte ise farklı biçimlerde ölçümlemekteydiler. Dolayısıyla, bunu Lengevin’ in örneğine uygularsak; yerde duran kişiye göre, hareket halindeki taşıt daha genç kalırken, taşıttaki insana göre de aslında taşıt duruyor, yeryüzü hareket ediyor görünmeli ve bunun sonucunda da dünyadaki gözlemcinin genç kalması gerekir ki bu da bir paradoks oluşturmuyor mu?.
Hayır oluşturmaz. Çünkü rölativite teorisinin özel ve genel olarak iki şekilde incelendiğini belirtmiştik. Bunlardan özel rölativite teorisi; eylemsizlik sistemlerinde yani birbirlerine göre duran ya da sabit hızla hareket eden sistemlerde (ki ivmesiz hareketlerde), genel rölativite teorisi de eylemli yani ivmeli sistemlerde geçerliydi. Bu nedenle ikizler örneğini eğer eylemsizlik sisteminde incelemiş olsaydık, birbirlerini, kendisi duruyor diğeri hareket ediyor şeklinde göreceğinden benzer biçimli değişimler meydana gelecekti. Oysa Lengevin örneğinde eylemsizlik sistemi değil, eylemli sistemin varlığı söz konusudur. Çünkü araç önce hızlanmak, belli bir süre gittikten sonra geri dönmek ve en sonunda da durmak için ivmeli hareket yaptığından, artık her iki gözlemci için eylemsizlik sistemlerine özgü var olan simetri bozulmuş, dünyadakinin durağan, uzay aracındakinin ise hareketli olduğu kesinleşmiş, anlaşılmış olur. Böylece paradoks da ortadan kalkar. Tekrar özetlersek; birbirlerindeki değişimleri benzer nitelikli görme olayı ivmesiz sistemlerde yani sadece, hızlarında hiçbir değişiklik yapmadıkları sürece geçerli olmaktadır.
Buna değindikten sonra yine ikizler örneğine dönüp bu sefer de “taşıtımız ışık hızına yakın bir hız yerine, tam ışık hızıyla mesela, beş yıl boyunca uzayda dolaşıp geri dönerse sonuç ne olurdu?” diye soralım. (Ancak, bu esnada konunun daha iyi anlaşılması için, kütle artışını göz ardı edip sadece boyut ve zaman değişikliğini göz önüne alarak düşünelim). Cevap gayet basit: Çünkü, taşıttaki adam hiç yaşlanmazken yeryüzünde beş yıl geçmiş olur. “Peki, bu daha önce değindiğimiz benzeri örnekle çelişki oluşturmuyor mu?” diye sorulursa buna cevap olarak da şöyle deriz: Taşıtın tam ışık hızıyla hareket etmesi sonucunda, aracın zamanı tamamen durur. Dışarıdan bakan gözlemci, ışığın klasik boyutlardaki hareketi nedeniyle ışık haline dönüşen bu aracın saniyede 300 bin km’ lik sınırlı hızla, beş yıl boyunca uzayda hareket ettiğini,dolayısıyla bu süre sonunda yeryüzüne geri döndüğünde onun hiç yaşlanmadığını, kendisinin ve dünyanın ise, beş yıl yaşlandığını görür. Buna karşın, araçtaki insan da, ışık hızında hareket ettiğinden dünyanın ve evrenin tüm tarihinin tükendiğini görür, dolayısıyla zaman ve mekân onun için de ortadan kalkar. Yani, dışarıdaki gözlemci onu bir ışık halesi olarak görüp adamın boyutları ve zamanı ortadan kalkarken (çünkü fotonlar birer boyutsuz noktacıktırlar)hareket halindeki insan da, adamın evrenle birlikte yok olduğunu, zamanın ve mekânın ortadan kalktığını görür.(Bununla birlikte, taşıttaki adam tam ışık hızında iken beş yıl boyunca hepliğini yaşayarak, gitmesiyle dönmesi bir olur). Ancak, aracın yeryüzüne geri dönmesi yine taşıtın ivmeli bir biçimde yavaşlayıp durmasına neden olacağından bu durum, taşıtın tekrar ışık halinden madde durumundaki üç boyutlu uzay zaman sınırları içerisine girmesine, dolayısıyla zamanının sonsuzdan tekrar geri gitmesine yol açar. Ancak geldiği zaman, dünyadan ayrıldığı beş yıl sonrasıdır. Aynı olayı kara-deliklerde de görebiliriz. Bu sefer, taşıtımızı kara-deliğin olay ufkuna gönderip beş yıl orada kaldıktan sonra tekrar yanımıza getirebilseydik, durumun yine aynı olduğunu görürdük.

Gerçi kütle artışını göz önüne almış olsak bile, yine değişen bir şey olmaz. Çünkü, ışık hızına doğru hareket eden cismin boyutları küçülürken kütlesi artmaktaydı. Boyutların küçülmesi ise, işin içine kuantum fiziğindeki belirsizlik ilkesini de katacaktır. Bir cismin tam ışık hızında sonsuz kütle ve sıfır boyutta bulunması, belirsizlik ilkesince yasaklandığından cisim uzay-zamanı terk ettiği noktada sonsuz kütle bir anda sonsuz enerjiye dönüşür ki, cismi burada insan olarak ele aldığımızda, bu insan sonsuzlukta hepliğini yaşayacaktır. Artık o, hep olmuştur. Onun için çokluk, parça-bütün ve her türlü dualitelerle, baş-son, gelme-gitme...vb kavramların tamamı düşer. Yine ayrıldığı uzay-zamana döndüğü taktirde, bir önce de değindiğimiz gibi, zaman sonsuzdan geri döner, kütle azalır, boyutlar ise eski şeklini alır. Ancak, bu sefer bilinci et beden boyutuyla kayıtlı değildir. Çünkü onun Bilinci artık Evrensel Bilinçtir. Bunu bir adım daha ileri götürürsek, yaşadığımız boyutta hepliğini yaşamaya başlayan bilinç, sonsuz uzay-zamanlara bürünerek ortaya çıkan varlıkların kendisi olur kesintisiz bir biçimde. Zaten Kâinatın Efendisi Hz. Muhammed (sav) Efendimiz demiyor muydu: “ Zerre külün aynısıdır” diye.

14 Mart 1879 tarihinde, Almanya'nın Ulm kentinde, baba Hermann ile anne Pauline'nin bir çocukları oldu. Albert Einstein adı ile bilim dünyasının bir devi olacak olan bu çocuk, küçüklüğünde yakınlarını hayal kırıklığına uğratmıştı. 3 yaşında zar zor konuşabilen Einstein, öğrenim hayatında
öğretmenleri ile hiç anlaşamadı, okulu ve öğretilenleri aptalca bulduğu için sonunda okulu bırakmak zorunda kaldı. Babasının işi nedeni ile İtalya'ya gitmesi sonucu, İtalya'ya giden ve Alman vatandaşlığından ayrılan Einstein 15 yaşından 21 yaşına kadar vatansız yaşadı, daha sonra İsviçre vatandaşı olan Einstein Zürih politeknik enstitüsünü bitirdi ve Bern de bir patent dairesinde 3. sınıf bir memur iken Bilim Dünyasını sarsan makalelerini yayımladı.

Einstein esprileri ve neşeli kahkahası ile tanınan, bir aydın, bir hümanistti. Alçakgönüllü ve kibirsizdi, gösterişten hoşlanmazdı. 1933 yılında Princeton ileri araştırmalar enstitüsünde göreve başladığında 55 yaşında idi. 1955 yılında ölümüne kadar burada bileşik alan teorisi kuramı için çalıştı. Einstein, Faraday, Maxwell, Newton hayranı idi. Ama kendisi 20. yüzyılın tartışmasız en büğüğü, kimine göre ise bilim tarihinin en büyüğü idi. Bilim dünyasını derinden etkileyen iki dev vardır; biri 1500 yıl bilim dünyasının lideri olan Aristo, ikincisi tüm çağların en büyük bilim adamı
unvanının çoğu zaman kendisine verildiği Newton'dur. Newton Astronomi, optik, mekanik, matematik gibi pek çok alanda çalışmış ve bunların hepsinde bilim dünyasını derinden etkiliyen
başarılar sağlamıştır. Newton klasik mekaniğin 3 temel kuramını ortaya koymuştur.
Bunlar Eylemsizlik ilkesi, Kuvvet ve ivme kavramı ile etki tepki prensibidir. 20. Yüzyıla gelene kadar kütlenin değişmezliği, mutlak uzay, mutlak zaman kavramı, hızların toplamı kuramı temel bir değişmez sanılmakta idi. 'Bir ışık ışınına binsem dünya bana nasıl görünürdü' sorusuna cevap
arayan Einstein 1905 yılında Bern'de patent dairesi memuru iken Annalen der physik dergisinde 3 makale yayımladı. Brown hareketleri ile ilgili olan birinci makale de Einstein o zamana kadar
bir cevap bulunamayan olayı izah ediyordu.1850'lerde İskoç botanikçisi Robert Brown, mikroskopla polenleri incelerken, polen taneciklerinin su içinde gelişigüzel haraket ettiklerini gördü ve olayın nedeni yıllarca açıklanamadı. Einstein bu olayın su moleküllerinin çarpışmaları sonucu olduğunu gösterdi.
İkinci makalede Einstein Fotoelektrik etki olayını inceliyordu ve Quantum teorisine katkıda bulunuyordu, daha sonra bu çalışması ile 1921 yılında Nobel ödülünü kazandı. 3. makale 'Hareket eden cisimlerin elektrodinamiği' adını taşıyordu ve o zamana kadar hiç kimsenin düşünmediği kavramları tartışıyordu, bu nedenden dolayı bu makalede hiç referans yoktu.
1910'lu yıllarda Einstein'ın ortaya koyduğu kavramların anlaşılması oldukça güçtü, newtonun klasik mekanik öğretilerinin yanılabildiği henüz gösterilmemişti ve Einstein’ın iddialarını kavramak zordu. Ünlü İngiliz Astronom Prof. Sir Arthur Eddington'a , "Üstat rölativite teorisini
anlayan 3 kişiden biri sizsiniz" denildiğinde, Eddington bir süre düşünür. Nedeni sorulduğunda ise , "üçüncünün kim olduğunu düşünüyorum" dediği rivayet olunur. Einstein'ın özel röativite teorisi. Birbirine göre sabit hızda (ivmesiz) hareket eden sistemlerdeki olayları açıklar. Bu sistemlerdeki iki olayın birbirine göre durumlarını inceler. İki koordinat sistemi düşünelim:
Birincisi hareketsiz bir koordinat sistemi olsun ki buna Galile koordinat sistemi adı verilir.
İkincisi sabit hızla hareket eden bir koordinat sistemi olsun buna da Loretz koordinat sistemi adı verilir. Galile koordinat sisteminde Newton yasaları geçerlidir. Lorentz koordinat sisteminde de aynı yasalar geçerlidir ama Galile koordinat sisteminde bulunan bir gözlemci için, Loretz koordinat sistemindeki bir fiziksel olay aynı yasalarla açıklanamaz. Bu iki koordinat sistemi rölatif olarak birbirine göre hareketli olduğu için burada ki gözlemciler farklı fizik yasaları kullanmak durumundadırlar. Bu iki koordinat sistemindeki dönüşümler Lorentz tarafından ortaya konulmuştur.
Hendrik Antoon Lorentz (1853-1928) Hollandalı bir fizikçidir. Özel Rölativiteye göre zaman, hareket, kütle, uzunluk rölatiftir.
Bunları açıklayalım:
Bir nehir üzerinde bir köprünün ortasında durduğunuzu ve altan akmakta olan suya gözlerinizi ayırmadan baktığınızı düşünün, kısa bir süre sonra suyun durduğunu ve kendinizi hareket halinde sanırsınız. Aynı olayın benzerini, bir metro istasyonunda da yaşarsınız, yandaki vagonun hareketini, kendi vagonunuz hareket etmiş gibi algılarsınız. Boş bir uzayda bir uzay gemisi ile saatte 10.000 km hızla uçtuğunuzu düşünelim. Burada akla gelen ilk şey neye göre sorusu olacaktır. Bir hareketin tanımı için mutlaka bir referans noktası göstermek gerekir. Uzayda hareketsiz bir nokta olmadığı için, durağan bir noktaya göre hareket tanımlanamaz ancak referans noktasına göre rölatif bir hareket tanımlanabilir. Diyelim ki dünyaya göre hareketimizi tanımlıyoruz. Bu arada bir başka uzay gemisi de yine dünyaya göre saatte 20.000 km hızla hareket hareket etsin. Bu uzay gemisi sizin yanınızdan geçtiğinde neler düşünülebilirsiniz.
1-) Saatte 10.000 km hızla bir uzay gemisinin, sizin duran uzay geminizin yanından geçtiği söylenebilir.
2-) Diğer uzay gemisinin durduğu ve sizin uzay geminizin 10.000 km/h hızla geriye doğru gittiği iddia edilebilir.
3-) Bir başka referans noktası varsa; her iki uzay gemisinin de hareketli olduğu ve diğer uzay gemisinin sizinkinden daha hızlı olduğu gözlemlenebilir.
Bir demiryolu üzerinde hareket eden tren ve trenin içinde hareket eden bir yolcu düşünelim. Klasik mekanik kurallarına göre hareket halindeki kişinin yere göre hızı
V = V1 + V2'dir.
Halbuki bu sonuç düşük hızlar için doğru gibi görünse de hızlar ışık hızına yaklaştığında sonuçlar oldukça yanlış değerler verir. Doğru formülasyon Lorentz dönüşüm denklemleri ile verilmiştir ve
V1 + V 2
V = -------------------- dir.
1+ { ( V1 X V2 ) / C2 }
Özel rölativite bize evrende ışık hızının sabit olduğunu ve C değerinin hiçbir zaman aşılamayacağını söyler. Yani; bir elma ağacının altında yatmakta olan bir kişi, ışık hızının yarısı
hızda hareket eden bir tren içinde, yine ışık hızının yarısı hızda hareket etmekte olan bir sahsı gördüğünde sahsın, elma ağacı altındaki kişiye göre hızı C olamaz. Ancak ışık hızının beşte dördü kadar olur. Yine buradan; ışık hızında giden bir trenden, ışık hızında atılan bir taşın Elma ağacı altında yatan kişiye göre hızı, 2C olamaz yalnız C olur. Yine Elma ağacı altında yadan kişiye dönelim, tabii bu kestane ağacı da olabilir ve bunun teori ile hiçbir ilgisi yoktur. Bu kişi bir uzay pilotu olsun ve her zaman uçtuğu 100 metre boyundaki uzay gemisinin önünden geçtiğini fakat boyunun 60 metre kadar olduğunu görsün. Böyle bir şey olabilir mi? Yoksa bu yeni yapılan daha küçük başka bir model mi ?
Hayır farklı iki koordinat sisteminde iseniz bu olay normaldir. Fitzgerald büzülmesi denen olay işte budur. Siz o uzay gemisini 100 metre boyunda göremezsiniz çünkü hızı ışık hızının beşte dördü kadardır. Burada kullanılacak formül:
L = L0 V 1 - {V2/ C2}
Buradan görülür ki hız ışık hızına çıktığında roketin boyu yoktur !…
Peki bu roket dönüp yavaşlayıp tekrar yere indiğinde ne olur?
Birşey olmaz eski tas eski hamam olur roketin boyu yine 100 metredir. Yani esas olan hız arttığında göreli olarak bizim cisimlerin boyunu kısa görmemizdir. Yoksa fiziki olarak böyle birşey yoktur.
Okul yıllarında Kütle denildiğinde bir cismin ihtiva ettiği madde miktarı diye tanımlar, kütle ile ağırlığı da sıkça karıştırırdık. Bu tanım bir doğru ama yetersiz bir tanım ve pratikte de pek fazla anlam ifade etmiyor. Uzayda bir platform düşünelim. Burada küçük bir uzay gemisi var ve
çalışmıyor. Kaptan pilot bey - şuna bir omuz atın da çalıştıralım diyor ve itiyorsunuz, yavaşça haraket ediyor. Fakat şu kenarda duran uzay motosikletini çok daha kolay yerinden hareket ettirip hızlandırabiliyorsunuz. Büyük gemi harekete karşı daha çok direnç gösterdi; çünkü kütlesi büyük. 'Bir cismin hızlanmaya veya yavaşlamaya gösterdiği direnç o cismin kütlesidir'.
Ağırlık ise bir kütleçekim alanında cisme ( bir kütleye ) uygulanan çekim kuvvetidir. Bir kütleyi hızlandırmak üzere bir kuvvet uygulamak gerekir. Değişmeyen bir kuvvetin uygulanması ile cisim sabit bir ivme kazanır, yani belli bir zamanda, zamanın karesi ile orantılı yol kateder ve birim
zamanda belli bir miktar hızlanır (a = dv/dt veya dx/ dt2)'dir. Bir kütleyi hızlandırmak için harcanan kuvvet sabit olduğunda, çok uzun bir zaman sonra hızın sonsuza kadar artabileceği bir klasik mekanik kuralıdır.
Ama gerçekte bu olabilir mi?
Hayır tabii ki olamaz. Rölativite bize bunun olamayacağını göstermektedir. Çünkü rölativite bize hızın arttırılması durumunda kütlenin de artacağını söyler, yani biz iyice hızlanmış bir cismi, biraz daha hızlandırmak için önceki kadar değil çok daha fazla kuvvet harcarız ve sonunda ışık hızına
geldiğimizde sonsuz kütle ve sonsuz kuvvet gerekir, bu da olanaksızdır. Işık hızının 4/5'i kadar hızda bir cismin kütlesi nerede ise iki kez artar, yani biz bu cisme aynı oranda hız kazandırmak için iki misli kuvvet harcarız. Işık hızının % 90'ına gelindiğinde kütle artışı nerede ise 5 mislidir.
Bu nedenle rölativite bizim evrenimiz için ışık hızının sınır olduğunu söyler.
Kütle artışı şu formülle bulunur:

M 0
M = ---------------------
V 1-{ v2 / c2 }

Başımızı kaldırıp gökyüzüne baktığımız da şimdi ile geçmişi aynı anda görürüz. Einstein'ın yaşadığı yılların ışığını daha yeni aldığımız Capella, Antrak derneğinin kuruluşu yıllarının ışığını algıladığımız Sirius ve diğerleri, yanyana duran farklı zamanlar…
Zaman nedir?…
Klasik mekanikteki mutlak zaman kavramı artık yoktur, zaman artık rölatif bir kavram, zaman hızla bağıntılı bir olgudur. Klasik ikizler paradoksunu hepimiz biliriz. Bunun daha ilerisi bile olabilir. Şimdi meşhur uzay üssümüzde bir galaksiler arası roket olsun. Apronda da bir genç pilot ve on yaşındaki oğlu. Pilot 30 oğul 10 yaşında diyelim. Roketler ataşleniyor ve uzay gemisi uzun yolculuğuna başlıyor.
Yolculuk nereye ?…
Yukarıda bahsettiğimiz Capellaya …
Capella arabacı takımyıldızında sıfırıncı kadirden, yani gözle görülebilen bir yıldızdır. Uzay gemisi yol aladursun, endişeli eş ve yanında çocuk, her gece karanlık gökyüzünde, Capella yönünde, sanki uzay gemisini göreceklermiş gibi bakmaktadırlar. Yıllar böyle geçer, gider…
Bir gün mutlu bir haber yayılır. Genç pilot Capella'dan gelmektedir ve yarın dünyaya inecektir.
Nihayet beklenen an gelir, gemi alana iner, pilot çoşku ile karşılanır.
Eşi ve oğlunu sorar…
Eş artık yoktur. Aradan geçen 45 yıl içinde ölmüştür. Oğlunu sorar, karşıda duran saçları dökük orta yaşlı birini gösterirler, 55 yaşındaki oğul, yolculadığı sırada 30 yaşında olan babasını tanımaz; çünkü baba ancak 35 yaşlarında görülmektedir. Baba ışık hızının % 99'u kadar bir hızla yol almıştır ve dünyada 45 yıl süren bir zamanı 5.6 yıl olarak yaşamıştır. Bunlar gerçek midir?… Evet Işık hızına yakın hızlarda organizmanın yaşlanması, kalp atışları ve saatin tiktakları hepsi yavaşlar. Zaman artık hızla ilşkin bir kavramdır. Zaman yavaşlamıştır, organizma daha geç
yaşlanmaktadır, Işık hızında ise zaman durur. Işık hızında yol alan bir roketiniz varsa yaşlanma problemini halletmiş olursunuz. Tüm bunlar bizim evrenimizin sınırlarını oluşturur. Evreni oluşturan güç bize bu kadarını yeterli görmüştür.
İnsanoğlu bu sınırları aşabilir mi?
Kimbilir belki bir gün, ama oldukça uzak bir gün…
Konu burada bitmiyor, bir de genel rölativite var, genel rölativite ivmeli sistemleri konu alır. Meşhur asansör deneyi ile insanoğlunun bu evren içindeki olayarı algılamakta ne denli aciz kaldığını gösterir sanki … Tüm bunların sonucu olarak meşhur E = MC2 denklemi veya ışığın çekim alanında sapması vs. Gibi sonuçlar çıkar, hatta evren modelleri, Evrendeki madde miktarı, kayıp madde vs. vs. artık fizik ve astrofizik birbiri içine girer .
Benden bu kadar …
Daha fazla meraklı olanlara aşağıda bir kitap listesi veriyorum.
Okuyup daha fazla bilgi edinebilirsiniz.


Konu ile ilgili Kitaplar:
Bu konuda daha fazla okumak isteyen arkadaşlara konu ile ilgili olarak
bulabilecekleri bir kitap listesi veriyorum.
1-) Einstein: Jeremy Bernstein, Yazko Bilim
2-) Evren ve Einstein: Lincoln Barrett ,Varlık Yayınları
3-) Özel ve Genel Görelilik Kuramı: Einstein, İdea Yayın
4-) Uzay, Zaman: Maxwell, Einstein, Schrödinger, Born, İdea Yayın
5-) Evren ve Dönüşümleri: Roland Omnes, Onur Yayınları
6-) Fiziğin Evrimi: A. Einstein, L. İnfeld, Onur Yayınları
7-) Görelilik Kuramı: Max Born, Evrim Yayınları
8 -) Bilimin Öncüleri: Cemal Yıldırım, Tübitak
9-) Bilim Tarihi: Cemal Yıldırım, Remzi Kitabevi
10-) Albert Einstein: Leopold İnfeld, Onur Yayınları
11-) Rölativitenin Alfabesi: Bertrand Russell, Onur Yayınları
12-) Rölativite ve Kozmoloji: William Kaufmann, Onur Yayınları
13-) İzafiyet Teorisi: Albert Einstein, Özgün Yayınları
14-)Herkes için Görelilik: James A. Coleman, V Yayınları
15-)Tanrıya Koşan Fizik: Saadettin Merdin, Timaş Yayınları 16-)Bilim ve Teknik: Sayı 94,137,138,152,167

Dünyanın herhangi bir yerinde bulunan bir kişi ile eşzamanlı olarak aynı hareketi yapmak istiyorum.Örneğin ben İstanbul’da elimi kaldırdığım anda Sidney’de bulunan başka birisinin de elini kaldırmasını istiyorum,yani aynı anda ikimiz de aynı hareketi yapacağız.Her ikimizin önünde birer kamera ve monitör olursa bu eylemi yapmak mümkündür.Elbette görüntü iletiminde teknik bir engel olmamasını varsayıyorum.
*
Bir operatör İstanbul’da iken diyelim ki Londra’da yapılan bir ameliyatı izleyebilir ve gerektiği anda uyarıda bulunabilir.Günümüzün teknolojik olanakları ile üç boyutlu görüntü iletimi de eli kulağında sayılır.Bu yöntemle belki de bir futbol maçının belli bir merkezden yönetilmesi bile söz konusu olabilir.
*
Bütün bunlar ışığın hızı ile ilgili olaylardır.Öyle ki Ay’da bulunan birisi ile aynı hareketi aynı anda yapabiliriz.Zira ışığın bir saniye içinde katettiği mesafe, Ay ile Yerküre arasında aynı olayın aynı anda izlenmesini mümkün kılar.
Şimdi iki gözlemci arasındaki uzaklığı 5 ışık saniyesi kadar arttıralım.Ben dünyada iken başka bir gözlemci Ay’ın bir hayli ötelerinde 5 ışık saniyesi uzaklıkta bir uyduda olsun.Aynı anda aynı hareketi yapmamızın bir yolu şu olabilir:Daha önce anlaşırız.Ben ona bir sinyal yollarım.Tam 5 saniye sonra elimi kaldırırım.O da sinyal kendisine ulaştığı anda elini kaldırır.Böylece aynı hareketi aynı anda yapmış oluruz.
*
Ancak uzaklık arttıkça bir ameliyata müdahalede bulunmak veya bir futbol maçını yönetmek olanaksız hale gelir.Hele aradaki mesafe iyice artarsa aynı anda yapılan aynı hareket yapma olayı iyice zorlaşır.Gene de 10 ışık yılı (saniye,dakika,saat değil,yıl) ötedeki bir gezegene bir sinyal gönderirim.Tam 10 yıl sonra yapacağımız çok hassas hesaplarla her ikimiz de aynı anda elimizi kaldırabiliriz.Ama aramızdaki uzaklık 100 ışık yılına ulaşınca bu olay artık olanaksızdır.Öyle ya..şimdi göndereceğim sinyal o gezegene vardığında benim kimbilir kaçıncı ölüm yıldönümüm olacak.

Rölativite: Göreli hareket ,uzay ve zaman teorisi üç yüz senelik mutlak zaman fikrini yıkmış, klasik newton fiziğinin bütün temellerini alt üst etmiştir. Kuantum fizikçilerinin çalışmaları zaman sorununun paranormal olaylardaki bilinmezliğini keşfedecektir.

Günümüzde dünyanın en etkin parapsikoloji laboratuarı A.B.D North Carolina, Durham’daki “Foundation For Research on the Nature Of Man” İnsan Doğasını Araştırma Vakfı’na bağlı olarak çalışan parapsikoloji laboratuarıdır. Bu laboratuarın kuruluşuyla ilgili ilk hareket 1927 yılında Harvard Üniversitesi’nden Prof. William Mc Dougall’ın bu amaçla Duke Üniversitesi’ne gelmesiyle başlar.

1935 yılında merkezin adı resmi olarak ‘Parapsikoloji Laboratuarı’ ilan edilir. Ve ilk direktörlüğünü ünlü parapsikolog J.B.Rhine yapar. Bu laboratuarın ilk yayın organı, ‘Extra Sensory Perception"’dı. 1927 ile 1934 yılları arasında yapılan tüm çalışmalar özetle bu dergide yayınlandı. 1937 yılında ise Mcdougal’ın editörlüğünde, “Journal of Parapsychlogy” adlı dergi yayın hayatına başladı. Laboratuar faaliyetlerini 28 yıl boyunca Duke Üniversitesi nin bir birimi olarak sürdürdü. Bu faaliyet 1965 yılındaysa parapsikolojinin kurucusu olarak kabul edilen ünlü parapsikolog J.B.Rhine’ın üniversiteden emekli oluşuyla FRNM organizasyonuna dönüştü.

J.B.Rhine deneysel parapsikoloji ağırlıklı çalışma ve araştırmalarını bu laboratuarda sürdürdü. Kuruluşundan bu güne kadar, günümüzde şarlatanlık olarak kabul edilen, bir yandan da gerçekten şarlatanların eline düşmüş olan, beş duyunun dışına taşan yetenekler ve bu yeteneklerle doğmuş olan insanlar, en ciddi bilimsel araştırmalarda ele alındı ve sonuçlar raporlarla tespit edildi. Psi yeteneğinin farklı tiplerinin ölçümüyle ilgili tüm yöntemler bu laboratuarda geliştirildi ve dünyaya yayıldı. Günümüzde de üniversitelerde ders olarak okutulmakta, mezunlar vermekte ve kürsüleri kurularak; bu konuya gereken önem verilmektedir.