görelilik

fizikte, ölçümlerin ve fizik yasalarının, birbirlerine göre farklı hareket durumlarında bulunan gözlemciler bakımından değişebilirliğine ilişkin kavram. Klasik fizikte, evrenin her yerindeki bütün gözlemcilerin, hareketli olsunlar olmasınlar, özdeş uzay ve zaman ölçümleri yapacakları kabul edilir; hız ve uzaklık gibi nicelikler, birbirlerine göre düzgün hareket eden referans sistemlerinin birinden öbürüne Galilei dönüşümleri adı verilen işlemlerle taşınabilir. Buna karşılık, görelilik kuramına göre, gözlemcilerin ölçümlerinde buldukları sonuçlar, göreli hareketlerine bağlıdır.

Fizikte görelilik kuramlarından birincisi, Albert Einstein’ın 1905’te geliştirdiği özel görelilik kuramıdır. İkincisi ise, gene Ein- stein’m 1916’da öne sürdüğü genel görelilik kuramıdır. Özel görelilik kuramı, elektriksel ve magnetik olayları ve bunların uzay ve zaman içinde yayılmalarını inceler. Genel görelilik kuramı ise kütleçekimi sorununu konu edinmiştir. Her iki kuram da günlük yaşamda yararlanılan uzay ve zaman yaklaşımından çok farklı yaklaşımlar üzerine kurulmuştur. Göreli uzay ve zaman kavramları, atomdan evrene kadar bütün fiziksel olayların çağdaş yorumlarının ayrılmaz bir parçası olmuştur.

Genel görelilik (izafiyet) teorisi

ivmeli hareket ve kütleçekimi açıklamasını özel göreliliğe birleştiren, genelleyen teoridir. 1916'da Einstein tarafından ortaya konmuştur. Genel görelilikten önce, Newton'un kütleçekim teorisi geçerliydi. Newton'un formülleri (yatay atış, dikey atış vb) bugun de hassaslık gerektirmeyen uygulamalarda geçerlidir. Fakat aya roket göndermek gibi hassas işlerde Einstein formülleri kullanılmaktadır.

Genel görelilik ile Einstein şunları keşfetmiştir:

• Yerçekimi (kütleçekimi) ivmeli hareketten ayırd edilemez (Eşitlik ilkesi)
• Kütle, içinde bulunduğumuz uzay-zaman'ı eğip bükmektedir.
• Yerçekimi bir kuvvet değildir, uzay-zaman'ın geometrik eğriliğinden ortaya çıkar.

Genel görelilik, kendi zamanı için inanılması güç pek çok öngörülerde bulunmuştur; bunlardan en önemlileri:

• Eğer kütle uzay-zamanı geometrik olarak eğiyorsa, Güneşin çok yakınından geçip gelen uzak yıldızların ışıkları eğrilmiş olmalıdır. Bu eğrilik güneş çektiği için dış bükey değil de uzay-zamanın eğriliğine uygun iç bükey olmalıdır.
• Çok çok yoğun kütleler uzay-zamanı öylesine bükebilir ki, uzay-zaman kendi üstüne katlanır ve içine çöker, böylesine yoğun bir kütle görülemez çünkü ışık dahi bu uzay-zaman eğriliğinden, çökmesinden kurtulamaz.
• Kütle uzay-zamanı eğiyorsa bu eğilmeden zaman da nasibini almalıdır. Eğilmiş zaman yavaş akmalıdır.
• Hareketli büyük kütleler etraflarındaki bir kısım uzay-zamanı da sürükleyebiliyor olmalıdır.
• Kütle uzay-zamanı eğiyorsa, kütle yakınındaki eğrilikten ilerleyen ışık, uzağındaki düzgün uzay-zamanda ilerleyenden daha uzun yol almalıdır.
• Yüksek kütleli oluşumların ani hareketleri uzay-zamanda ani değişimlere, eğrilik dalgaları oluşmasına neden olabilir.

Bu ön görülerin hemen hepsi 1916'dan günümüze dek gözlenebilmiş, defalarca denenmiş ve doğru çıkmıştır:

• 1919'da ilk kez İngiliz bilimciler güneş yakınından gelen ışığın eğri çizdiğini gözlemlediler. Daha sonraları yapılan bütün gözlemler eğriliğin GG'nin hesapladığı ile oldukça yakın olduğunu gösterdi.
• Evrende hiç ışık vermeyen ve etrafındaki her şeyi içine çekecek kadar yoğun kütle gösteren oluşumların varlığı tespit edildi. Karadelik adı verildi.

• Kütle yakınında ve uzağında çok hassas atom saatleri ile yapılan deneylerin hepsi kütle yakınında zamanın GG'nin hesaplarına uygun olarak yavaşladığını gösterdi.
• Geçen yıl açıklandığı üzere çok hassas giroskoplarla donatılmış LEGOS1 ve LEGOS2 uydularının 11 yıl süren ölçümleri dünyanın etrafındaki uzay-zamanı sürüklediğini ortaya koydu.
• Güneşin ardına geçen Viking uzay araçlarından dünyaya gönderilen sinyallerin olması gerekenden daha uzun sürede dünyaya ulaştığı, yani uzay-zamanın güneş tarafından eğilmesinden etkilendikleri ortaya çıktı.
• 1993'te Hulse ve Taylor, ikiz yıldızların spiral hareketinden uzay-zaman eğrilik dalgalarının oluşumunu gözleyerek nobel kazandılar.

Yerçekiminin (kütleçekimi) bir kuvvet olmadığı, uzay-zaman geometrisinden kaynaklandığı kolaylıkla gösterilebilir:

• Yerçekimi ile serbest düşmekte olan bir cismin sürekli ivmeleniyor olması için üzerinde düşüş yönünde daimi bir kuvvetin etki etmesi gerekir. Oysaki yerçekiminde serbest düşmeye bırakılmış bir cisme etkiyen hiçbir kuvvet yoktur.
• Kütle, uzayı olduğu kadar zamanı da bükmektedir. Zamanın bükülmesi kütlenin merkezinde geleceği işaret eder şekildedir. Etkiyen hiçbir kuvvet olmadığı için, cisim kendi geleceğine doğru ilerlemektedir (düşmektedir).