izafiyet teorisi nedir, izafiyet teorisinin açıklaması

'Sorun Cevaplayalım' forumunda EyLüL tarafından 13 Ekim 2012 tarihinde açılan konu


  1. İzafiyet teorisi nedir?

    Esas olarak zaman ve uzayla meşgul olan ve onlara daha genel bir bakışla, fiziksel olayları açıklayan bir teori. Albert Einstein tarafından ortaya konan bu teori, Kuantum teorisi gibi yirminci yüzyılda fizikte önemli bir değişiklik meydana getirmiştirizafiyet teorisiDünyanın 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.

    Özel izafiyet teorisi

    1905 yılında Einstein şimdi "Özel İzafiyet Teorisi" diye isimlendirilen teoriyi ortaya koydu. Bu sanki birbirine zıt düşen iki kabule dayanmaktaydı: 1) İzafiyet prensibi olarak bilinen düzgün hareketin izafi olması; 2) Düzgün harekette ışığın hızı her doğrultuda aynı olması.

    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.

    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 tuhaf 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.

    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.

    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 (izafi) ve ivme mutlaktı? Bunların yanında Newton’un kanunları yeni uzay ve zaman kavramıyla uyuşmamaktaydı. Bazı 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.