Zaman Yolculuğunu Araştırma Merkezi © 2005 Cetin BAL - GSM:+90  05366063183 -Turkey / Denizli 

 

  

 Özel Görelilik Kuramı nedir?  

Einstein'in devrim yaratan 1905 yazılarının konuları nelerdir?  Einstein,hangi çalışmasıyla Nobel ödülünü almıştır? Dört boyutlu dünya ne demektir?Uzay ve zaman nasıl kaynaşır?Uzay ve zaman mutlak mıdır,yoksa göreli mi? Zaman "büyük patlama" ile mi başladı,yoksa büyük patlama zaman içinde mi oluştu? Irkçı bilimciler Einstein'i nasıl suçalamışlardır? Einstein "atom bombası"nın yapımına katılmış mıdır? Einstein,ABD Başkanına yazdığı mektuplarda ne dedi?  İkizler paradoksu nedir? Poincare'nin atamadığı adım nedir?Özel görelilik kuramı doğrulanmış mıdır? Feynman,"fizik yasalarında simetri" konusunda,İlya Progogine zaman, Alp Akoğlu da "Zaman Oku", Tekin Dereli "Zaman Makinesi" konusunda bilgiler verecek. Bunları da okumayı unutmayın.

Bizler, günlük yaşamda ışık hızından çok daha düşük hızlarla karşılaşırız.Işığın hızı ise çok yüksek bir hızdır. Işık, saniyede 300 bin kilometre yol alır.Newton mekaniği ya da klasik mekanik denen eski düşünceler,  düşük hızlardaki cisimlerin hareketlerini tanımlamak için kullanılır. Newton mekaniği düşük hızlarda çok iyi sonuç verir;ama hızları ışığın hızına yaklaşan parçacıklara uygulandığında başarısız olur. Örneğin bir elektronun hızını,birkaç milyon voltluk potansiyel farkı kullanarak,ışık hızının yüzde 99'una (0.99c) varan hızlara çıkarabiliriz.Burada sınır ışık hızıdır,elektronu ışık hızından daha fazla hızlandıramayız. Newton mekaniğine göre ise hızın böyle bir sınırı yoktur. Hatta bu mekaniğe göre potansiyel farkı ya da buna karşı gelen enerji 4 katına çıkarılırsa  elektronun hızı,yaklaşık,ışık hızının iki katına yakın bir hız kazanmalıdır.Oysa deneyler,ivmelendirici gerilim ne olursa olsun,elektronun hızının ışık hızından küçük kaldığını gösteriyor.Einstein bilime,çok büyük katkılar yaptı;ama görelilik, onun en büyük ve zekice ortaya koyduğu bir kuramdır. Bu kuramı,1905'te ortaya koyduğunda henüz 26 yaşında bir gençti.Ne büyük bir onur...Özel görelilik kuramı çok sayıda deneyle doğrulanmıştır.İşte size bunları anlatacağım.

Özel görelilik iki temel önermeye dayanır:
1.
Eylemsiz referans sistemlerinin tümünde,fizik yasaları aynıdır.(Fizik yasalarının tümü,birbirine göre sabit hızlarla hareket eden tüm gözlemciler için aynıdır)Hareket, görelidir.Yani düzgün hızla hareket eden bir araçta yapılan deneyin sonuçları,durgun bir laboratuvarda yapılan aynı deneyin sonuçlarıyla özdeş olacaktır.Durgun bir laboratuvarda bir deney yaparsanız ve sabit hızlı bir arabayla geçen bir gözlemci de sizin deneyinizi gözlerse, hem laboratuvar koordinat sistemi,hem de hareketli arabanın kordinat sistemi eylemsiz referans sistemleridir. Buna göre laboratuvarda mekanik yasalarının doğru olduğunu bulursanız,hareketli arabadaki kişinin gözlemleri de sizinkiyle uyuşmalıdır.Bu aynı zamanda,hiçbir mekanik deneyinde,iki referans sistemi arasında herhangi bir fark saptanamayacağı demektir. Yani,uzayda mutlak hareket kavramı anlamsızdır.


2. Işığın hızı,evrendeki en yüksek ve mutlak hızdır.Işığın hızı, eylemsiz tüm gözlemcileri için bunların hareketlerinden bağımsız olarak aynı kalır.Işık hızının diğer hızlarla önemli çelişkisi Galile toplama yasasına uymamasıdır.Havanın durgun olduğu bir referans sisteminde sesin havadaki hızı 330 m/s'dir. Bununla birlikte,ses kaynağına göre hareket eden bir referans sisteminde sesin hızı ölçüldüğünde,sesin hızı bu değerden daha büyük ya da daha küçüktür.Bu durum ışık için geçersiz olmaktadır.Galile toplama yasası mı yanlış? Yoksa ışığın özel bir durumumu var? Michelson-Morley deneyi işte bu sorunun yanıtını gösterdi.Aslında bu deney,Einstein'in görelilik üzerine çalışmasını yayımlamadan önce,1887'de yapıldı.Ancak Einstein'in bu deneyin ayrıntılarından haberdar olduğu açık değildir. Buna karşın deneyin sonucu,Einstein'in kuramı çerçevesinde hemen anlaşılabilir.Çünkü kurama göre,gözlemcinin ya da kaynağın hareketinin ışık hızı üzerine bir etkisi yoktur.Özel görelilik kuramı, uzay ve zaman konusundaki sağ duyuya dayanan düşüncelerimizi değiştirdi.Bir bilim dalını kökten etkileyecek bir fikriniz olsa, bunu unutur muydunuz? Einstein, unutup yıllar sonra  hatırlamışa benziyor. Einstein'dan geriye kalanların altını üstüne getiren araştırmacılar, ünlü fizfizikçinin, kütleçekimsel mercek etkisini genel göreliliği tamamlayışından 3, söz konusu bulguyu yayınlayışından 24 yıl önce akıl ettiğini orortaya çıkardılar. Einstein'ın küçük bir not defterini yeniden inceleyen Max Planck Enstitüsü araştırmacıları, Einstein'ın 1910'dan 1940'a kadar kullandığı bu defterde, sonraları 1936'da tamamlayıp yayınladığı denklemlerini, ufak tefek farklarla çoçok önceden not ettiğini farkettiler. Araştırmacılar, aradaki döneme ait belgelerden yola çıkarak, Einstein'ın bu bubuluşundaki yaklaşımını unutup, yıllar sonra yeniden ortaya koyduğunu ileri sürüyorlar. Kütleçekimsel mercek etkisi, ancak 1979'da gözlemlenebilmişti.

"Hareket Görelidir "Ne demektir?

Bu kuramın iki önermesini tanımıştık. Bu önermeler, bizi yeni bir düşünme düzeyine sıçramaya zorlar. A ve B gibi iki kayıktayız. A kayığı, bir çupra sürüsünü oltasına düşürmüş ve denizin o noktasında durağan. B kayığı ise çupra arayışı için sabit bir hızla ilerliyor. Ortalık sisle kaplı. Kayıklardaki gözlemciler kimin hareket halinde olduğunu bilemiyor.  Sessiz ve sarsıntısız bir trendeki yolcu pencereden baktığında kendisinin değil, çevresindeki uzayın hareket etiğini sanır.

Hareketi nasıl gözleriz?

 Bir referans (başvuru) sistemi olmaksızın hareket kavramının anlamı yoktur. Her durumda hangi sisteme göre hareketi belirtmek istediğimizi belirlemeliyiz.

Başvuru sistemi, bir yol, yeryüzeyi, Güneş, galaksimizin merkezi olabilir. Bermuda' da ve Avusturalya' da Perth' e düşürülen taşlardan her ikisi de "aşağıya " düşmekte, ama   bu iki taş, yerin merkezine göre tam olarak zıt yönde hareket etmektedir. Bu durumda referans sistemi neresidir? Yerin merkezi mi; yoksa yerin yüzeyi midir? Aslında referans sistemleri, eşderecede doğrudur ya da vardır. Sorun, sizin amacınız için hangisini daha uygun olduğunu saptamaktır. Eğer tüm uzayı doldunran bir eter olsaydı, tüm hareketleri ona dayandırırdık ve böylece Bermuda ve Perth sakinleri şaşkınlıktan kurtulmuş olurdu. Böyle bir eterin yokluğu evrensel bir referans sistemi olmadığını anlatır. Çankü ışık (veya daha genel olarak elektromanyetik dalagalar) boş uzayda bilgi aktarabilecek tek araçtır. Bütün hareket, yalnızca kendisini gözleyen kişiye ve araca göre vardır. Evrende yalıtılmış olsak, hareket halinde olup olmadığımızı belirleyemeyiz, çünkü referans sistemi olmaksızın hareket kavramının bilimsel  anlamı yoktur.

Einstein ' in 1905' te geliştirdiği özel görelilik kuramı, birbirlerine göre sabit hızlarla hareket eden sistemlerin ( eylemsizlik referans sistemleri)  sorunlarına eğilmektedir.

 Şimdi düşünelim ki iki kayık yan yana geliyor ve tam bu anda yıldırım çakıyor. Özel göreliğin ikinci önermesine göre yıldırım ışıkları, düzgün olarak tüm doğrultulara yayılıyor. Birinci önermeye göre  her iki kayıktaki gözlemci, kendisinin merkezde olduğu, genişleyen bir ışık küresi bulmalıdırı.; hatta alevin parladığı noktaya göre, bunladan birisi konumunu değiştiriyor olsa bile kayıklardan başka bir neferanns sistemini sis yok etttiğiniden gözlemciler kimin değişikliğie uğradığını farkedemez ve böylece, her ikisi için de ışık hızı aynı olduğundan her ikisi de özdeş olayı görmelidir.

 Göreli olaylar, günlük deneyimlerden farklıdır.

 Açık bir günde A ve B kayıkları denizdedir. Bunladan biri, kayıkla yanyana gelince suya bir taş atar. Taşın yaratığı dalgalar nasıl görünür? Her iki gözlemci, farklı dairesel yörüngeler yayıldığını gözler. Yalnızca dalgacık örneklerinin merkezinde olup olmadığını gözetleyerek herbir gözlemci, kendisinin suya göre hareket edip etmediğini söyleyebilir.Su, bir referans sistemidir ve kayıkla su üstünde hareket eden bir gözlemci, farklı yönlerdeki  dalgacık hızlarını, kendisisine göre birbirlerinden farklı olarak ölçer.; oysa kayık üzerindeki duran bir gözlemcinin ölçtüğü dalgacık hızları her yönde aynıdır. Şu noktayı anımsamak çok önemlidir. Sudaki dalagalar ve hareketler ile uzaydaki hareket ve dalglar çok farklıdır. Uzay, kendi içinde bir referans sistemi değlidir; su, kendi içinde bir referans sistemidir. Sudaki dalga hızları, gözlemcinin hareketi ile değişir; ışığın uzyadaki dalga hızları ise gözlemcinin hareketi ile değişmez. Örneğimizdeki iki kayıkta bulunan gözlemcilerin, özdeş halde yayılan ışık küreleri algılamaları gerçeğinin tek açıklama yolu, her gözlemcinin koordinat sisteminin, öbürünün bakış açısından, birbirlerine göre harekettten etkilenmiş olmasıdır.

Bunlardan birinciyi, yani hareketin göreliğini hele bir düşünelim. Dünya' nın kendi ekseni etrafında ve Güneş çevresinde döndüğünü artık hepimiz biliyoruz. Biz insanlar, Dünya denen müthiş bir hareketlinin, diyelim ki bir trenin yolcularıyız. Ama Dünya,  bize hep duruyor gibi geliyor. Neden? Çünkü trenimiz ve biz, aynı hızda ve aynı yönde hareket etmekteyiz. Şimdi bir tren istasyonu ve onun önünden geçen tren modelini düşleyelim. Bu bir düş değil, belki de yolculuklarınızdan anımsayacağınız bir gözlemin öyküsüdür. Biri istasyonda bekleyen istasyon şefi, diğeri de trendeki bir yolcu olan iki kişinin hareketi nasıl kavrayacaklarına bakalım. İstasyon şefi için hareket eden şey  hep trendir. Trendeki yolcu ise kendisinin durağan olduğunu, istasyonun ve tüm diğer dünya yüzeyinin kendi yanından geçip gittiğini düşünebilir. Bir biçimli hareket, yalnızca göreceli  olarak belirtilebilir; mutlak bir hareketli olduğunuzu öne süremezsiniz; ancak bir başka nesneye göre hareket etmekte olduğunuzu söyleyebilirsiniz. Siz, sandalyenizde otururken aslında Dünya ile birlikte hareket halindesiniz. Ama Dünya ile hız farkınız sıfır olduğu için bunu farketmiyorsunuz. Siz, arabanızla şu kadar hızla otobanda seyrederken, bu hızınız sandalyesinde oturan komşunuza göredir. Sanıyorum hareketin görecelliği konusunda anlaşıyoruz. Şimdi daha geniş uzaylara açılmak için yine istasyon şefimize ve trendeki yolcumuza dönelim; epeydir yerlerinde tembel tembel oturuyorlardı. Onlara ölçme görevi vereceğiz. Şefe bir ölçü çubuğu ve  bir saat; trendeki yolcuya da bir ölçü çubuğu ve bir saat veriyoruz. İkisine de yolcunun bulunduğu pencerenin yatay uzunluğunu ölçme ödevini veriyoruz. Yolcunun işi kolay. Yerinden kalkacak ve pencerenin uzunluğunu ölçecek. Şefinki biraz daha zor. Tren geliyor,  ama istasyonda durmadan geçiyor, ışıkları açacak, yolcuların istemleriyle uğraşacak ve bu arada hareket halindeki trenin pencere boyutunu ölçecek. Sanıyorum pencere boyutu değişmediğine göre, şef ve yolcunun aynı uzunlukları ölçeceğini düşünüyorsunuz. Ama Einstein, size yanıldığınızı gösterecektir. Şefin pencereyi görmesi için, pencerenin ön ve arka nokalarındaki ışık, şefin gözünü ulaşmalıdır. Ancak öndeki ışık daha kısa sürede, arkadaki ışık daha uzun sürede ona ulaşır. Bu da aynı bir uzunluğun farklı hızlardaki gözlemcilerce farklı ölçüldüğünü gösterir. "Hareket Halindeki Cisimlerin Elektrodinamiği " başlıklı makalesi, özel göreliliğin ana düşüncelerini içeriyordu. Einstein, önce esir (eter) kuramını bir kenara itti. Sonra, içinde göreli hareketle mutlak hareketin ayırt edilebeleceği sabit bir uzayın bulunmadığını ileri sürdü Başka bir anlatımla, evrende durduğuna emin olabilaeceğimiz hiçbir şey olmadığını gösterdi. Duran bir trende otururken, yandan başka bir tren geçse, bunu gören herkes bunun farkına varır. Ama sarsıntıları yok eder ve duran ile yanından geçen yolculara sorarsak, hangi trenin hareket halinde olduğunu söylemek güçleşir.

Işık Hızının En Yüksek Hız olması Ne Demektir?

Işık hızının sabitliği neleri düşündürür?

Her gözlemci ölçülerini kendi referans sistemine  göre yapar. Bu referans sistemi nedir? Kendi evi, laboratuvarı, gezegeni ya da galaksisi olabilir.

Uzaydaki her şey birbirine göre değişik hızlardadır. İnsanın evrendeki yerini veya hareketini belirleme amacıyla kullanabileceği esir ya da başka bir işaret yoktur. Herkes için ortak olan tek sonuç, içinde bulunduğumuz hareket haline bağlı olmaksızın, ışık hızını ölçtüğü zaman, her yerde aynı sonucu bulacağıdır.

Einstein' in düşüncelerinin ilginç sonuçları vardır. Bir uzay platformunun Dünya yörüngesine yerleştirildiğini ve bir bilim adamının cetvel ve saatle ışık hızını ölçmekle burada bulunduğunu düşünelim. Bu bilim adamının saat ve cetvel dışında bu iki aletten başkasına gereksinim duymaması hayret vericidir. Bunun nedeni,   hızın herhangi bir şeyin verilen bir zaman içinde alacağı yolun ölçüsü oluşudur. Platformdaki bilim adamı, ölçülerini dikkatle yapar ve ışığın, tıpkı Dünya üzerinde olduğu gibi, saniyede 300.000 km lik bir hızla hareket ettiğini saptar.

Yine aynı ölçüyü yapmak üzere Dünya’dan ikinci bir heyet gönderilir. Fakat bu seferki bilim adamı nisbeten yavaş hareket eden bir uzay istasyonunun sağladığı kolaylığa sahip değildir. Ölçülerini, dünyada iken karşılaştırdıkları vakit uzay istasyonundakilerin aynı oldukları saptanan cetvel ve saati kullanarak hızla hareket eden roketli bir uzay gemisinden yapması istenir. Uzay gemisi, istasyonun yanından hızla geçerken içindeki bilim adamı ölçmelerini yapar ve bu sırada uzay istasyonundaki bilgin de onu teleskopla gözetler. İstasyondaki bilgin, uzay gemisinin, ordaki meslektaşının ve onun kullandığı cetvelin hareket yönünde kısladıklarına dikkat eder. Fakat, uzay gemisinden verilen ışık hızıyla ilgili rapor onu şaşırtır. Meslektaşının raporuna göre, ışığın uzay gemisinde ölçülen hızı da 300.000 kilometredir. Bu nasıl olabilir? Ölçüyü kısalmış cetvelle yaptığına göre sonucun farklı olması gerekirdi. Bunun kaçınılmaz yanıtı, hızın hebanıda kullanılan diğer büyüklüğün de değişmiş olmasıdır. Yani zaman akışı “yavaşlamış”tır.

     Onun çıkış noktası, ışık hızının evrensel bir sabit olduğuydu. Bunu, kendisi değil,  Michelson ve Morley daha önce kanıtlamıştır. Maxwell, bu konuda adımlar atmıştır.

Esir Kuramını Kurtarma Çabaları

Michelson-Morley Deneyi, esir kuramına indirilmiş önemli bir darbeydi. Ama 1893 yılında Dublin' deki Trinity Kollejinde görevli Fitzgerald , yeni bir öneriyle esir kuramını kurtarmayı denedi. Bundan ayrı olarak bir başka görüşü de Leiden Üniversitesinden H.A. Lorentz ortaya attı. Fitzgerald ve Lorentz' e göre, esir içinde hareket eden cisim hareket yönünde kısalıyordu. Bu kısalmanın miktarı, cismin hızının ışık hızına yakınlığına bağlıydı. "Lorentz- Fitzgerald kısalması" denen bu değişme, basit bir matematik formülle açıklanmıştı. Buna göre, Dünya' nın Güneş çevresindeki hareketi Michelson-Morley  aletinde 200 milyonda bir oranında kısalmaya neden oluyordu. Ne kadar küçük olursa olsun bu değişme, deneyin neden başarısız olduğunu açıklamaya yeterdi. Aletteki kısalma, aletin gerçek fiziksel büzülmesi, esirden geçerken yavaşlayan ışık demetinin hızındaki herhangi bir azalmayı örtecek düzeydeydi. Lorentz ve Fitzgerald, o an için doğru sonuç veren bir matematiksel hipotez ortaya attılar; ama bunun başarılı bir açıklamasını yapamadılar. Yine de katı maddenin hareketten dolayı kısalması  herkesin dikkatini çekti.Hareket nasıl olur da bir cismin kısalmasına neden olabilirdi?

1905  DEVRİMİ

Einstein,1905 yılında henüz 26 yaşındaydı. Birden ve harika  bir sona ulaştı...1905' te Einstein Almanya’nın  ünlü fizik dergisi 'Annalen der Physik  ' te   art arda yayımladığı üç çalışması olağanüstü bir yankı uyandırdı; bu yazılar, insanoğlunun evrene bakışını kökten değiştirdi.

Einstein "atomun varlığı"nı Yeniden Kanıtlıyor: Polenlerin Sıvı İçindeki Dansı

Atomların  Önemi

Jean Perrin,1908'de,Einstein’in polen taneciklerinin hareketiyle ilgili niceliksel kestirimlerini doğrulayan bazı önemli deneyler yaptı. Bu deneyler, aynı zamanda Einstein’in tümüyle kurama dayanan hesaplarının ne denli incelikli yapıldığını da gösterdi. İşte o zaman başta kimyacı Ostwald  bile "atomcu" oldu.  Ancak katı pozitivisti Ernst Mach, doğrudan deneye dayanmıyor diyerek atomun varlığını kabul etmedi;ölümüne dek “bozulmaz şüpheciliğini” korudu. Bugün fizikçiler, patent inceleyicisi Einstein’in yazısını atomların varlığı konusunda ilk ikna edici test olarak kabul etmektedirler. Yalnız başına o tek yazı onun bilimsel saygınlığını sağlardı.

Atomları göremeyiz ve onlara dokunamayız; onlar dünyamızın farkına varılabilen bir kısmı değildir. Yine de fiziğin büyük kısmı atomların varlığına dayanır. Kuantum elektrodinamiğinin mucitlerinden biri olan Richard Feynman (1965 Nobel), bir defasında, bir tufanda geleceğe iletilmesi gereken bir cümle dışında tüm bilimsel bilgi tahrip edilseydi bu cümlenin ‘.. doğada her şey, birbirinden biraz uzak olduklarında birbirini çeken, fakat, birbiri içine sıkıştırıldıklarında birbirini iten, aralıksız bir hareket içinde dolaşan atomlardan yapılmıştır ” şeklindeki cümle olması gerektiğini yazmıştı.

Einstein’in uğraştığı sorun, atomların varlığının nasıl kanıtlanabileceği sorunu idi. Atomlar görülemeyecek kadar küçük iken bu iş nasıl yapılabilirdi? Uçan tenis toplarıyla dolu odanın içine bir basket topu koyduğunuzu düşünüelim. Büyük basket topu her taraftan tenis toplarının saldırısına uğrar ve rastgele hareket etmeye başlar. Tenis toplarının bombardımanının rastgeleliğini varsayarak, basketbol topunun hareketleri belirlenebilir. Baste topu, kendine carpan toplar nedeniyle sıçrar ve ortalıkta zıplar.

Fotoelektrik Olayın Kuantum Kuramıyla Açıklanması

   İkinci bomba, aslında kuantum kuramıyla ilgiliydi. Fotoelektrik olayın incelendiği bu yazı, kuantum kuramının bir savunmasıydı.Aslında diyoruz, çünkü Einstein kuantum kuramının kurucularından olduğu halde giderek ilerlemenin gerisinde kalma talihsizliğini yaşayacaktı. Makalesinin adı: Işığın Oluşumu ve Dönüşümü Üzerine Bir Görüş 'tü. Einstein bu makalesinde fotoelektrik olayı çözümlüyordu .Bu çözümlemede Planck'ın kuantum önermesini kullandı. 1900 yılında Alman fizikçi Max Planck, enerjinin sürekli olmadığını, paket paket alındığını ve verildiğini ileri sürmüştü. Ayrıca atomlar arasındak enerji alışverişinin ışığın frekansıyla  doğru orantılı olarak ve kuantum denen enerji paketleri biçiminde gerçekleştiğini deney sonuçlarına dayanarak söylüyordu. Fotoelektrik olayda üzerine ışık düşen bazı metaller , elektron yayar. Einstein işte bu olayı, ışığın fotonlar (kuantumlar) halinde yayılmasıyla açıkladı. Planck, ışık kaynaklarının kuantlaşmış enerji değişimi yaptıklarını varsaymıştı. Einstein bir adım ileri giderek, ışığın kendisinin kuantlaşmış olduğunu-ışık foton denen parçacıklardan oluşmuştu- varsaymıştır. Fotoelektrik etkiyi tanımlayacak bir denklem türetti. Planck dahil  fizikçilerin çoğu,ışığın doğayı  bir süreklilik olarak gören görüşe uygun olarak,dalga biçimli bir olay olduğunu düşünüyorlardı. Bu devrimci fikir, o zaman yerleşik olan ışığın dalga teorisine karşı bir çıkıştı-bu durum, fizikçilerin onu reddetmeleri için yeterli nedendi. Diğer fizikçiler Einstein’in önerisini, yalnızca foton için pek doğrudan bir kanıt sayılamayacak olan fotoelektrik etkiyi açıkladığı için reddettiler. Fakat Einstein ışık konusunda dalga-parçacık ikili yapı kavramına sıkı sarıldı ve ışığın bu görünüşte çelişkili özelliklerini uzlaştırmaya çalıştı; ama başaramadı.

Einstein,1905 yılının üç yazısından yalnız fotoelektrik olay konusundaki yazısı için”gerçekten devrimci” diye söz eder ve gerçekten de öyleydi. Işığın kuantlı olduğunu söyledi. 1915 yılına dek onun bu devrimci fikri deneysel olarak kontrol edilemediği gerekçesiyle pek ilgi görmedi.Örneğin,1912'de bile Planck, Berlin Üniversitesi’nde  verdiği derslerde hala Einstein’in ışık hakkındaki ‘keşifsel görüş açısına” saldırıyordu. Bunu yapan sadece o değildi. Bilim adamlarının çoğu bilimin, mantığa sağduyuya meydan okuyabileceğini kabillenemiyordu. 1913 yılında Prusya Bilim Akademisi üyeliğine önerilirken  "Einstein' in   modern fizikte katkıda bulunmamış olduğu bir sorun yoktur denilebilir" tümcesinin ardından ışık kuantumu önermesi "spekülasyon" olarak nitelendiriliyordu.

Elektron yükünün ölçülmesini sağlayan Amerikalı deneyci R. Milikan , Einstein’in foto elektrik olayla ilgili  denklemeni test etmek için yıllarca uğraştı ve 1915 yılında: "Einstein denkleminin görünürdeki tam başarısına rağmen, sembolik ifadesi olmak üzere tasarlandığı fiziksel teori o kadar tutarsız bir şey ki, kanımca, Einstein kendisi artık onu savunmayacaktır " demişti. Einstein onu savundu. Ancak foto elektrik denklemi deneysel olarak doğrulandıktan sonra bile, diğer fizikçilerin ışığın bir parçacıklı (kuantlı) olduğu görüşüne karşı direnmeleri sürdü. ‘Gerçekten devrimci’ foton fikrinin, ışık parçacığının, kabul edilmesinden önce yeni deneysel doğrulamaların yapılması gerekiyordu.

   Uzay ve Zaman Kavramları

 Üçüncü yazı, sonradan özel görelilik kuramı adı verilen uzay ve zaman kavramları üzerineydi.  Üüçüncü   makalenin adı Hareketli Cisimlerin Elektrodinamiği  idi. Bu makale elektromanyetik olguları açıklayan Maxwell yasalarına yeni bir bakış açısı getiriyordu. 19. yüzyıl sonlarında ışığın elektromanyetik bir dalga özelliği gösterdiği ve uzaydaki hızının da saniyede 300 000 km(186.000 mil) olduğu anlaşılmıştı. Filozofların ve bilimcilerin çağlar boyu kafa yorduğu bu iki kavram, 1905 yılındaki yazıyla bambaşka bir  öz ve biçim  kazandı. 1910 yılında Max Planck , onun bu yazısıyla ilgili olarak " Doğru olduğu kanıtlanırsa, kanımca Einstein, yirminci yüzyılın Kopernik' i olarak değerlendirilecektir " demişti.  İÖ Demokrit, atomlar ve boş uzay var diyordu. Zenon, hareketi yadsıyordu. Bazıları uzayı her şeyin içinde yüzdüğü peltemsi bir ortam "eter" olarak tasarlıyordu. Zaman da bir nehir gibi geçmişten geleceğe akan metronom tik taklarıydı. Peki ama uzay neydi; zaman neydi? Bunların birbiriyle ilişkisi var mıydı? Einstein bunu çok basit söylemişti: Uzay, bir ölçü çubuğuyla ölçtüğümüz şey; zaman da bir saat ile ölçtüğümüz şeydir. Bu pek basit sunuş, çok boyutlu bir düşüncenin simgeleriydi aslında. Bu tanımlarla silahlanmış olarak Einstein, birbirine göre değişmeyen bir hızla hareket eden iki gözlemci arasında uzay ve zamanın ölçümlerinin nasıl değiştiğini sordu. Bir gözlemcinin ölçüm çubuğu ve saati ile bir trende hareket ettiğini, diğerinin de çubuğu ve saati ile istasyonun platformunda olduğunu varsayalım. Trendeki kişi, vagonun kenarında pencerenin boyunu ölçer. Aynı şekilde platformdaki kişi, yanından geçerken aynı pencerenin boyunu ölçer, iki gözlemcinin ölçümler birbirine göre nasıldır? Basitçe, bu ölçümlerin sonucunun aynı olması gerektiğini düşünürüz- eninde sonunda ölçülen aynı penceredir. Fakat Einstein’in ölçü sürecini dikkatli şekilde analiz ederek gösterdiği gibi, bu yanlıştır.

Zamanın mutlak değil göreli olduğunu artık biliyoruz. Bir olayın bir uzay noktasından başka bir uzay noktasına yayılmasının hızı sonsuz olarak ivmelendirilemez, yani yayılmanın hızı ışık hızı değerini aşamaz.

Hiçbir hızın ışık hızını aşamayacağını anlatan doğrulama bir doğa yasasıdur. Bir kere daha yinelemeli: Yalnızca limit hız, yani ışık hızı farklı laboratuvarlar için aynı değere sahiptir. Bu gerçek bize çok önemli bir teknik sorunu da önümüze koyuyor: Işık hızı, erişilebilecek en yüksek hızdır.

Einstein devrim yaratan makalesinde iki nokta arasnda yol alan ışığın hızının nasıl belirleneceği sorunundan yola çıktı. Bu amaca yönelik olarak iki temel önerme geliştirdi:

1. Mekanik denklemlerin geçerli olduğu her başvuru sisteminde, elektrodinamik ve optik için aynı yasalar geçerliydi.

2. Işığın hızı, kendini yayan cismin hareketinden bağımsızdı ve boşlukta her zaman aynı hızla yayılıyordu.

Bu ilkelere göre, birbirine göre hareket halinde olan iki gözlemci, hızları sabitse, iki ayrı yerde gerçekleşen iki olay arasında geçen süreyi aynı biçimde değerlendiremez. Gözlemcilerden biri, bu iki olayı aynı anda yani eş zamanlı olarak görürken, öteki olayları belirli bir zaman aralığıyla,yani ardışık olarak görür. Eşzamanların göreliliği denilen bu olgunun nedeni, olayların gerçekleştiğine ilişkin en hızlı belirti olan ışığın hızının, her iki gözlemci için de aynı ve sonlu olmasıdır.

 Platformda ölçüm çubuğu ile duran kişi, pencerenin kendi önünden geçtiğini ‘görmelidir’. Bir başka deyişle, hareket eden pencerenin uzunluğu konusunda bilgi getiren ışık, platformda duran kişiye iletilmiş olmalıdır, aksi akdirde, ölçümü mümkün değildir. İki ölçümün kıyaslanması konusuna ışığın özellikleri girmiştir ve bu nedenle, ilk olarak ışığın ne yaptığını incelemeliyiz.

Einstein’dan önce de bilim adamları, ışığın hızının sonlu fakat çok hızlı, saniyede 180 000 mile kadar olduğunu biliyorlardı. Fakat Einstein, ışığın hızı konusunda özel bir şey olduğunu- ışığın hızının mutlak bir değişmez olduğunu düşünüyordu. Ne kadar hızlı hareket ederseniz edin, ışığın hızı her zaman aynıdır. Bir ışık ışınını hiçbir zaman yakalayamazsınız. Bu gerçeğin ne kadar tuhaf olduğun anlamak için, bir silahtan yüksek bir hızla bir kurşun çıktığını varsayalım.   Kurşunun hızı mutlak bir değişmez değildir, öyle ki, kurşunun ardından bir roketle yola çıkarsak ona yetişebiliriz ve kurşuna yetiştiğimizde kurşun hareketsiz görünebilir. Kurşunun hızının hiç bir mutlak anlamı yoktur, çünkü onun hızı hep bizim hızımıza göre bir hızdır. Fakat ışığın durumunda durum böyle değildir; onun hızı mutlak bir hızdır-her zaman aynı, bizim hızımızdan tamamen bağımsız. Bu, ışığın hızını başka herhangi bir şeyin hızından niteliksel olarak farklı yapan tuhaf özelliğidir.

Işığın hızının mutlak değişmezliği varsayımı, özel görecelik kuramının ikinci önermesi idi. Einstein’in ilk önermesi, mutlak tek biçimli hareketi belirlemenin olanaksız olduğu idi. Tek biçimli hareket değişmeyen bir yönde, değişmeyen bir hızla ilerler-esas olarak kayar. Einstein’in önermesine göre kaymaktaysanız, hızınızı bir başka şeyin hızınına göre kıyaslamadığınız sürece, kaymakta olup olmadığınızı belirleyemezsiniz. Biri trende, diğeri platformada olan iki gözlemci bu önermeyi resimlemektedir. Pltaformdaki kişi için, hareket eden şey, trendir. Ama trendeki kişi de aynı şekilde, kendisinin durağan olduğunu ve platformun ve tüm dünyanın onun yanından geçerek hareket ettiğini varsayabilir. Tek biçimli hareket yalnızca göreli bir şeydir-ancak, ir başka şeye göre hareket etmekte olduğunuzu söyleyebilirsiniz.

Bu iki önerden,(ışığın hızının değişmezliği ve hareketin göreli oluşundan) özel görelilik kuramınının tüm mantıksal yapısı çıkmıştır.Ancak, bir fizikçi ve Einstein’in arkadaşı olan Paul Ehrenfest ’in vurguladığı gibi, bu ilk iki önermenin birbiri ile çelişmediğini belirten, kendiliğinden ortaya çıkan bir üçüncü önerme vardır. Yüzeysel olarak, bu iki önerme çelişiyor görünür. Bir önerme tüm tek biçimli hareketlerin birbiriyle göreli olduğunu söyler. Diğer önerme, mutlak olan ışığın hareketi hariç olmak üzere diye ekler. Özel görelilik kuramına göre, dünyanın tüm iyi bilinmeyen özelliklerinin kökeninde, tüm maddi nesnelerin hareketleri arasındaki görelilik ve ışığın hızının mutlak oluşunun karşılıklı ilişkisi yatmaktadır.

Einstein, bu önermeleri kullanarak,  bir gözlemci tarafından yapılan uzay ve zaman ölçümleri ile ona göre tek biçimli hareketle ilerleyen bir diğer gözlemci tarafından yapılan aynı ölçümler arasındaki ilişkiyi gösteren yasaları matematiksel olarak çıkardı. Einstein, platformdaki kişinin, hareket eden trendeki pencerenin boyunu, trendeki  kişinin ölçümüne göre daha kısa bulacağını gösterdi. Hayali trenin hızı arttıkça,  hız ışık hızına yaklaşırken, pencerenin boyu, platformdaki kişi tarafından gittikçe daha kısa olarak ölçülecektir. Tanıdığımız dünyamızda, gerçek trenler gibi, nesnelerin çoğunun hızı, ışık hızına kıyasla çok küçük olduğu için, ancak ışık hızına yakın hızlarda görülen bu tür dramatik kısalmaları hiç bir zaman görmeyiz.

      Zamanın Göreliliği

     Ey  zaman, bilmez misin   ettiğin kötülükleri

     Sana düşer azapların, tövbeliren beteri

     Alçakları besler, yoksulları ezer durursun

     Ya bunak bir ihtiyarsın, ya da eşeğin biri

                                                Ömer Hayyam ( " Batıda iyi bilinen tek Doğulu şair Ömer Hayyam, İranlı bir ast                                                                               ronomi bilginiydi " J. Bronowski, Bilim Felsefesi, s:171)

Ömer Hayyam,yalnızca büyük bir ozan değil,12.yy'ın büyük matematikçi ve astronomlarından biridir.Ayrıntılı bilgi edinmek için İslam Topraklarında Bilim dosyasına ya da Biyografiler dosyasına girin.

“Macellan seferine katılanlar daha sonra Katolik Kilisesi tarafından suçlandılar. Neden mi? Macellan seferine katılanların tuttuğu takvim, evlerinde oturan yurttaşlarınkine göre bir gün kısaydı. Bu, onların katolik bayram (yortu) günlerini yanlış günlerde kutladıklarını gösteriyordu ve kilise, nizamlarını bozanlarla şiddetle uğraşıyordu. Peki kim doğruyu söylüyordu? Dünya dönüyor; eğer Macellan ve ekibi, yerküreyi batıdan doğyu doğru yani Güneş' i izleyerek dolanmışlarsa yolcular sanki Yer' i bir gün geri çevirmiş olacaklardı. Doğuya doğru yelken açanlar ise bir gün kazanmış olacaklardı. Bugün, bu, Pasifik Okyanusunu kutuptan kutuba geçen UluslarasıTarih Çizgisi ile açıklanmaktadır. Onu geçen herhangi bir kimse ya bir gün sıçrayarak yarına geçer ya da bir gün  geri giderek düne döner.

Zaman, insanın güncel ve daima ilgilendiği  gizemli kavramlardan biridir. Bizler zamanı akıp giden nesnel bir şeymiş gibi algılarız. Takvimler, saatler bize böyle bir şey olduğunu düşündürür. Aslında zamanı gösterecek bir olay olmadıkça zaman  yok olur. Nasıl ki uzay, cisimlerin olası bir sırası ise zaman da olayların olası bir sırasıdır. Zaman maddenin dışında varolamaz ve zamanın geçişi maddelerdeki değişmelerle ölçülür. Zamanın öznelliğini   Einstein şöyle açıklar: Bireyin yaşadıkları, bize bir olaylar dizisi içinde düzenlenmiş görünür. Bu diziden hatırladığımız olaylar "daha önce" ve "daha sonra" ölçüsüne göre sıralanmış gibidir. Bu nedenle birey için bir ben -zamanı ya da öznel zaman vardı. Olaylarla sayılar arasında öyle bir ilgi kurabilirim ki, büyük bir sayı önceki bir olayla  değil de sonraki bir olayla ilgili olur. Bu ilgiyi saat yardımıyla tanımlayabilir, saatın sağladığı olaylar dizisinin sırasıyla karşılaştırabilirim.

Saat denilinice sayılabilecek bir olaylar dizisi sağlayan şey  anlarız"

 ( Evren ve Einstein s: 52-53)

Kullandığımız tüm saatler, Güneş sistemine göre ayarlanmıştır. Bir saatlik zaman dediğimiz şey, uzayda bir ölçmedir; gök küresinin görünüşteki gündelik dönüşünün 15 derecelik bir yayıdır. Yıl  dediğimiz ise, Dünya' nın Güneş çevresindeki yörüngesinde işleyişinin ölçülmesidir. Merkür gezegeninde yaşayan birisini düşünelim. Merkür, Güneş etrafındaki turunu bizim günümüzle, 88 günde tamamlar. Bu zamanda bir kez de kendi ekseni etrafındaki dönüşünü tamamlar. Böylece Merkür' deki insan için yıl ve gün aynı olur. Güneş çevresinden daha uzaklara gidildikçe zaman kavramı anlamını büsbütün yitirir.

 Bundan 20 milyar yıl önce, zaman bile yoktu. Hiçlikte, yoklukta zaman olur mu?

  "Şimdi"   zamanı var mı?

    Diyelim ki İzmir' den Londra' ya telefon ettiniz. Yakınınız veya arkadaşınızla konuşuyorsunuz. Saatleriniz farklı olduğu halde "aynı anda" konuştuğunuzu söyleyebilirsiniz. Bunda şaşacak fazla bir şey yok. Çünkü siz ve konuştuğunuz kimse aynı gezegendesiniz ve saatleriniz de aynı astronomik sisteme göre ayarlı. Gelin bir de Arcturus yıldızındaki arkadaşınızla radyo bağlantısı kuralım.  Radyo dalgaları, ışık hızında yayılır. Arcturus yıldızı, Dünya' ya 38 ışık yılı, yani kabaca 9.6 trilyon kilometre, ötededir. Radyoya okuduğunuz mesaj, bu yıldıza tam 38 yılda ulaşır.  Eğer ömrünüz yeterse yıldızdaki arkadaşınızın mesajı da size 38 yıl sonra gelir. Yani 2000 yılındaki mesajınız arkadaşınıza 2038 yılında varır; o da size hemen yanıt verirse sonucu 2076 yılında alırsınız. Artık  "şimdi" kavramı anlamını yitirmiştir. Şimdi arkadaşımla konuşuyorum dediğiniz anda onun 38 yıl önceki dileklerini dinliyorsunuz.Şimdi ya da şu an terimlerinin tüm evren için geçerli olmadığını kabul etmek zor gelebilir; ama anlaşılması da gerekir.

Zaman konusunda bir araştırma daha yapmalıyız.

Giden bir gemi ve güvertesinde yürüyen bir adam ... Gemi denizde saatte 15 kilometre hızla, adam da güvertede saate 4 kilometre hızla ilerliyor olsun. Adamın denize göre hızı 19 kilometre olur. Eğer adam geriye doğru yürüyorsa denize göre hızı saatte 11 kilometre olacaktır. Hızların böylece eklenmesi veya çıkarılması sağ duyuya dayanır ve Galile zamanından beri kulllanılır. Şimdi hız sorununu ışığa getirelim.

Bir dostumuz bizim saatimizle aynı zamanda bir arabayla; diğer bir dostumuz da ışık hızına yakın hızda haret ettği varsayılan bir uzay aracıyla gezintiye çıkmış olsun. Onlara  bir süre sonra "saat kaç?" sorusunu soralım. Arabayla gezintiye çıkanla bizim saaitimiz aynı olurken uzay aracındaki dostumuzun saati daima bir miktar geri kalacaktır. Bunu bir varsayım sanmayın. Bu gerçek atomik saatleri uçakla taşıyarak doğrulanmıştır. Işık hızına yaklaşan hızlarda zaman daha yavaş  geçer. Çünkü iki madde adasındaki ilişki çok daha hızlı kurulur. Aynı şekilde ışık hızıyla  giden bir saat tümüyle durur.

Einstein’ın görelilik kuramı, uzay ve zamanın ilişkisini kurdu. Einstein hareket eden bir saatte, durmakta olan bir saate kıyasla zamanın daha yavaş ilerlediğini gösterdi. Platformdaki kişi için, tren yolcusunun kolundaki saat gerçekte daha yavaş hareket eder-zaman yavaşlar. Tren ışık hızına yakın bir hızla hareket ediyor olsaydı, zaman değişiklikleri gerçekte sıfıra yakın bir değere kadar yavaşlayacaktı. Benzer şekilde, trendeki kişi, platformdaki kişinin saatini daha yavaş hareket ediyor olarak görecekti. Mutlak zaman kaybolmuştur. Birbirine göre hareket eden kişiler tarafından zaman farklı şekilde ölçülmektedir.

İkizler Paradoksu

Zamanın göreli oluşunun bir paradoks içerdiği  görünüyor-hem trendeki yolcu hem de platformdaki kişi, her ikisi de birbirlerinin saatlerini daha yavaş ilerlediğini nasıl görebilirler?Şimdi bu insanlar buluşur ve zamanı kıyaslarlarsa ne olur; gerçekte hangisinin saati yavaşlamıştır? Bu paradoksu- genellikle ikiz paradoksu olarak bilinir- vurgulamak için, bir tirene binmeden önce her ikisi de saatini kuran ikizler düşünelim. Tren ışık hızına yakın bir hıza ulaşır-bu noktada, ikizlerin her biri diğerinin saatinin yavaşladığını görür- ve daha sonra tren yavaşlar ve istasyona döner. Hangi ikiz daha yaşlıdır? Platformdaki ikiz kardeş açısından, trendeki kardeşi bir tur atmıştır.Trendeki kardeş açısından ise tur atan kişi platformdaki kardeşidir. Sanki her bir ikizin hareketi diğerine göreymiş gibi görünür;ama aslında ikizlerin hareketlerinde asimetri vardır, ve bu da paradoksun çözümü için bir ipucudur.Tren hızlandığında, artık tek biçimli hareket(düzgün doğrusal hareket) halinde değildir, hızlanmaktadır, ve gezinin daha sonraki bölümünde yavaşlamaktadır. Platformdaki ikiz, bu tür hızlanma ve yavaşlama gibi deneyimleri yaşamaz, bu nedenle, iki ikizin hareketleri arasında mutlak bir fark vardır. Bu çok önemli farkı kullanarak ve sonra, tek biçimli olmayan bir şekilde hareket eden trende geçen süre ile platformda ölçülen geçen süreyi kıyaslamak için Einstein’in özel görelilik kuramını uygulayarak trendeki ikizin aslında daha az yaşlandığı gösterilebilir.

Sezgilerimizle çelişkiye düştüğü için, uzay ve zamanın göreli oluşu bizi rahatsız eder. Günlük deneyimde, uzay ve zaman büzülüyor gibi görünmez. Uzay ve zamanın bu tuhaf etkilerinin yalnızca birer matematiksel kurgu olduğunu düşünmek isteyebiliriz. Fransaz matematikçi Poincare,1905 yılında aynı uzay-zaman dönüşüm yasalarını bağımsız şekilde keşfetmiş, fakat bunların, fiziksel önemi olmayan önermeler olduğunu düşünmüştür. Einstein bu yasaların fiziksel anlamlarını anlayan ilk ikiş oldu ve bu nedenle göreliliğin mucidi sayıldı. Einstein fiziği ciddiye aldı; hareket ettikleri zaman saatler gerçekten yavaşlar.

H.Pagels'in güzel bir örneğini inceleyelim(Kozmik Kod):Özel göreliliğin uzay zamanını, kavramsal olarak değil, fiziksel olarak yaşayabilmenin bir yolu, on bir milyon mil uzunlukta olduğunuzu hayal etmektir. Işığın on bir milyon mili  geçmesi için yaklaşık bir dakika gerekir.Çünkü ışık saniyede 186.000 mil yol alır. Ayak parmaklarınızı kıvırmaya karar verirseniz- sinir itkilerinin hızının ışık hızına kadar yükseltilebileceği varsayılırsa- sinyalin ayak parmaınıza ulaşması için bir dakika geçmesi gerekecektir ve beyninize ayak parmaklarınızın gerçekten kıvrılmış oldukları cevabını iletmek için de bir başka bir dakika gerekecektir. Kendinizin, elastik lastikten yapılmış bir vücut ile bir ağır çekim resim içinde olduğunuzu hissedersiniz.

   11 milyon mil uzunlukta bir dansçı Güneş sistemi içinde haret etmekte ve Dünya'dan ve Dünya'ya göre yaklaşık olarak ışık hızında hareket eden bir uzay gemisinden izlenmektedir. Dünya'daki ve uzay gemisindeki gözlemciler, dansçının ilk olarak elini mi yoksa ayağını mı hareket ettiği konusunda aynı görüşte değildir. Göreli hareketlerini ve ışığın sonlu hızını dikkate aldıktan sonra bile, hangi olayın ‘gerçekte’ ilk önce olduğu konusunda anlaşamazlar. Newton’un zaman kavramının tersine, özel görelilik kuramına göre, evrensel bir zaman yoktur;mutlak bir zaman yoktur.

Yürümeye başlarsanız, bacağınızın üst kısmı, ayağınızın onu kaldırmasından çok önce yukarı hareket eder, çünkü sinir uyarıları oraya önce gider, ayağa ise ancak yarım dakika sonra gider. Işığın hızı sonlu olduğu için, bacağınızın tamamını koordineli bir hareket içinde kaldıramazsınız- basitçe, ayağınıza, dizinize ve uyluk kemiğinize birlikte aynı anda hareket  etmelerini söyleyemezsiniz. Hiç bir sinyal, ışıktan hızlı gidemez, hiçbir şey aniden hareket edemez.

Ya da iki normal boyda insandan birinin Dünya'da diğerinin ışık hızına yakın bir hızla giden bir uzay gemisinde olduğunu düşünün. Her biri, Güneş sisteminde hareket eden on bir mil uzunlukta bir dansçıyı, sahnedeymiş gibi izlemek üzere ön sırada yerlere sahip olsun. Bu muhteşem bir gösteridir, fakat sonra bunu konuştuklarında gördükleri şey konusunda anlaşmaya varamazlar. Uzay gemisindeki izleyici, dansçının önce kolunu sonra ayağını hareket ettirdiğini söyler; ama Dünya'daki seyirci bu olayları ters sırada görmüştür. Dansçının hareketini, ışığın sonlu hızını ve uzay gemisinin ve dünyanın hareketini dikkate alarak analiz etmeye çalışşasalar bile, anlaşmaya varamazlar. Bu durumun nedeni, özel görelilik kuramının ikinci önermesinin -ışığın hızının mutlak bir değişmez olduğu önermesinin- tüm gözlemciler için evrensel bir zaman kavramını reddetmesidir. Birbirine göre hareket eden gözlemciler için, zaman içinde olayların sırası farklı olabilse bile, bu tür zaman sınırlamalarının mutlak bir anlamı yoktur. Özel görelilik kuramının sonuçları her günkü deneyimimizle kıyaslandığında çelişkili görünür. Özel görelilik kuramının tanıdık olmayan dünyası, ancak, hızlar ışık hızına yaklaştığı zaman ortayla çıkar, her günkü yaşamımızda karşılaştığımız hızlar ona yakın değildir. Ama özel görelilik kuramı mantıksal olarak tutarlı ve uyumlu bir kuramdır ve hiçbir çelişki yoktur.

Einstein Treni

Işığın boşluktaki hızı oldukça büyük; ama sonsuz degil. Bu da bizi hareketin göreliliği ilkesiyle tartışmaya sokuyor.

 Gelin düş gücümüzü uzatalım: Saniyede 240 bin km gibi olağanüstü bir hızla yol alan bir düş treni düşünelim. En öndeki vagonda bulunuyoruz. En sondaki vagonda bir elektrik ampulü var. Işığın treni bir uçtan öbür ucuna katetmesi için harcadığı zamanı ölçmeye çalışalım. Bu zamanın duran bir tren için gereken zamanla aynı olmayacağını   tahmin edebiliriz.

Gerçekten, saniyede 240.000 km' lik bir hızla hareket eden trene göre ışık, trenin hareket yönünde saniyede sadece(300.000- 240. 000),  60.000 km' lik bir hızla yayılmalı.Bu durumda ışık öndeki vagonu izler gibi görünür. Şimdi ışığı bir de trenin önüne yerleştirelim ve ışığın en gerideki vagona varma süresini ölçelim.Işık trenin hareketine ters yönde ilerlediği için bu sefere saniyedeki hızı 300.000+ 240. 000= 540. 000 km  olarak bulmamız gerekiyor. Şu halde hareket halinde olan bir trende ışık, yayılmanın yönününe göre, farklı hızlarda yayılmalı, oysa hareketsiz olan bir trende bu yayılma hızı, her iki yön için de aynıdır.

Yineleyelim. Bir kurşun mermisi için durum başkadır. Kurşun trenin harekit yönünde ya da ters yönde sıkılmış olsun, merminin vagona göre hızı her zaman aynıdır ve durmakta olan bir trendeki merminin hızına eşittir. Çünkü merminin hızı, tüfeğin hareketine bağlıdır. Oysa ışığın hızı, daha önce de belittiğimiz gibi, lambanının hızından bağımsız olarak sabittir.

Düş trenimizdeki ışık hızı ölçümümüz, hareketin göreliliği ilkesininin tersini söylüyor sanki. Öyle yaışık, saniyede 240.000 km hızla giden trenin gidiş doğrultusunda yayılırken beş defa yavaş; ters yönde yayılırken 1.8 defa hızlı yayılıyor durmakta olan bir trendeki ışıkla karşılaştırılınca.Işığın yayılmasının incelenmesi trenen mutlak hızının belirlenmesini sağlaması gerekirdi.

(L.Landau- Y.Roumer İzafiyet Teorisi Nedir?, Say Yays: 63-65)

Özel Görelilik Test Edilmiş midir?

   Özel görelilik kuramı ne kadar iyi test edilmiştir? Özel görelilik kuramı çok sayıda deneyle dorulanmıştır.Zamanın genleşmesi müonların bozunumu ve müon referans sisteminde gözlenmiştir. Bugün bu kuramın doğruluğuna dayanan tam bir teknoloji var; özel görecililik kuramı yanlış olsaydı çalışması mümkün olmayan pratik cihazlar var. Elektron mikroskobu, böyle bir cihazdır. Elektron mikroskopunun odaklamasında görelilik kuramının etkileri dikkate alınır. Görelilik kuramının ilkeleri, radar sistemlere mikrodalga gücü veren elektron tüpleri olan klystrone’ların tasarımında da yer almıştır. Özel görelilik kuramının işlediğini belki de en iyi kanıtı, elektronlar ve protonlar gibi atom altı parçacıkların ışık hızına yaklaşacak kadar hızlanmalarını sağlayan büyük parçacık hızlandırıcılarıdır. Kaliforniya’daki Stanford Üniversitesi yakınında bulunan iki mil uzunluktaki elektron hzlandırıcı elektronları, iki millik gezilerinin sonunda kütleleri görelilik kuramının kestirdiği gibi kırk bin faktörüyle artana kadar hızlandırır.

Özel görelilik kuramının en tuhaf kestirimlerinden biri, hareket eden saatlerin yavaşlamısıdır. İlginçtir, bu kuramın en kesin olarak test edilmiş kestirimlerinden biridir. Gerçek saatleri ışık hızına kadar hızlandıramasak da tam bir küçük saat gibi hareket eden bir atom altı parçacık olan “muon” vardır. Saniyenin küçük bir bölümü içinde bir muon başka bir parçacığa parçalanır. Muon’un parçalanması için gereken süre, bu küçük saatin tek bir tıklayışı olarak düşünülebilir. Durağan bir muon’un yaşam süresini, hızla hareket eden bir muonunki ile kıyaslayarak, bu minik saatin ne kadar yavaşlamış olduğunu bilebiliriz.

Bu iş, İsviçre’de Cenevre yakınlarında bir nükleer laboratuvar olan CERN’de hızla hareket etmekte olan muonları bir saklama alanı içine koyup yaşam sürelerini kesin şekilde ölçerek yapılmıştır. Yaşam sürelerinde gözlemlenen artış, özel görelilik kuramının gösterdiği hareket eden saatlerin yavaşlamasını kesin olarak doğrulamaktaydı.

Bunlar ve pek çok başka test,  Einstein’in ilk çalışmasının doğruluğunu kanıtlamıştır. Genç Einstein kendisini insan düşüncesinin en yükseği ve en iyisi ile tanıtan bir bohem ve bir isyancı idi. 1905 yılından 1925'e kadar yoğun yaratıcılık döneminde, “Yaşlı Adam”- Doğanın Yaratıcısı veya Zekası için kullandığı terimdi bu- karşısında ateşli bir tavır içinde göründü.

Einstein ve Determinizm

Armağanı, basit ve çekici tezlerle maddenin kalbine gidebilme yeteneği idi. Fizik topluluğundan ayrı olarak, ama bilimin süren polemikleriyle bağlantı içinde, Einstein evrenin yeni bir görünüşünü kavradı.

Einstein’in 1905 yılı yazıları ve Planck’ın 1900 yılı yazısı, 20.yy fiziğine yol göstericilik yaptı. Daha önceki fiziği dönüşümden geçirdiler. Einstein tarafından bir foton, ışık parçacığı ile daha geliştirilen Planck’ın kuantum fikri doğanın sürekli bir görünümünün ileri sürülemeyeceği anlamına geliyordu. Maddenin birbirinden ayrı atomlardan oluşmuş olduğu gösterilmişti. Newton zamanından beri savunulan uzay ve zaman kavramları yıkılmıştı. Yine de bu ilerlemelere karşın determinizm fikri- evrinin her ayrıntısının fiziksel yasalara bağlı olduğu düşüncesi- Einstein ve onun dönemindeki fizikçilerde yerleşik kaldı. Bu keşiflerdeki hiçbir şey, determinizmi yenemedi.

Einstein’in büyük gücü, matematiksel tekniğinde değil, fakat derin anlayışında ve ilkelere sarsılmaz bağlılığında yatıyordu. Klasik fiziğin ilkelerine ve determinizme sarsılmaz bağlılığı, şimdi onu özel görelilik kuramından en büyük eseri olan genel görelilik kuramına götürüyordu.Genel Görelilik kuramı için ana sayfaya bakınız.

 

     Zamanın Genleşmesi: Yavaş Akan Zamanda Bir Gezinti

        Hareketli saatler,bir miktar yavaş çalışır. Bu daha yeni tanımlanmış ışık saatleri için olduğu kadar,adi mekanik saatler için de doğrudur. Gerçekten bu sonuçları tüm fiziksel süreçlerin,kimyasal tepkimeler ve biyolojik süreçler dahil,hareketli bir çerçevede oldukları zaman, durgun bir saate göre yavaşladıklarını söyleyerek genelleyebiliriz.Örneğin uzayda hareket eden bir astronotun kalp atışları,uzay gemisinin içindeki bir saat ile tempo tutturmuş olsun. Astronotun hem saati hem de kalp atışları durgun bir saate göre yaşalamıştır. Astronot uzay gemisinde yaşamın yavaşladığı duygusuna kapılmaz. Zaman genişlemesi,çeşitli deneylerle doğrulanmış olan gerçek bir olgudur. Örneğin müonlar bir elektronunkine eşit yüke ve elektronunkinden 207 kez büyük bir kütleye sahip olan kararsız elemanter parçacıklardır. Müonlar,kozmik ışınların,atmosferin yukarı kesimlerinde,soğurulması sonucu oluşabilirler.Müonların yerdeki gözlemciye göre ömürleri, müonlarla birlikte hareket eden gözlemciye göre daha büyük gözlenmiştir.1976'da CERN laboratuvarında yapılan müon deneylerinde hareketli müonların ömrü,binde iki hata ile, göreliliğin öngörüsüyle uyumlu olarak,durgun müonunkinden yaklaşık 30 kez daha uzun olarak ölçüldü.Hafele ve Keating tarafından rapor edilen bir deneyin sonuçları(1972), zaman genişlemesi olgusu için dolaysız kanıt oluşturuyor. Deneyde,çok kararlı sezyum demeti atom saatleri kullanıldı. Uçan bir jette bulunan böyle dört saat ile ölçülen zaman aralıkları, ABD Deniz Gözlemevi'ne yerleştirilmiş referans atom saatleriyle ölçülen zaman aralıkları ile karşılaştırıldı.Yere bağlı bir saat,yerin ekseni etrafındaki dönmesi nedeniyle, gerçek bir eylemsizlik çerçevesinde değildir. Bu sonuçları kuram ile karşılaştırmak için birçok faktör dikkate alınmalıydı.  Bunlar arasında yere göre hızlanma ve yavaşlamanın periyotları,hareketin yönündeki değişimler ve yere bağlı saate göre uçan saatlerin uğradığı daha zayıf çekim alanı gibi faktörler bulunur. Onların sonuçları,özel görelilik kuramının öngörüleriyle iyi bir uyuşma gösteriyordu. Hafele ve Keating makalelerinde şunu rapor ettiler: "ABD Deniz Gözlemevi'nin atomik zaman eşeline göre,uçan saatler doğya doğru gittiklerinde 59+10 ns kaybettiler ve batıya doğru gittiklerinde 273+7 ns kazandılar... Bu sonuçlar,makroskopik saatlerde ortaya çıkan ünlü saat paradoksunun belirsiz olmayan bir ampirik çözümünü verir."Uzay gemisindeki saatin yavaşlaması, fizikçilerin “zamanın genişlemesi” deyimlerine bir örnektir. Bu, Einstein’in denklemlerinin bir sonucudur ve ışık hızının sabit oluşundan ileri gelmektedir. Zamanın genişlemesi, ilk anda kurnazca bir düşünce oyunu, dış dünyaya uygulanması mümkün olmayan yararsız matemaktisel bir oyun gibi görülebilir. Bununla birlikte, Einstein bunun bir beyin jimnastiği olmadığını daima hissetmiştir. Einstein, zaman genişlemesinin gerçek dünyanın(alemin) gerçek bir özelliği olduğuna inanıyordu. Bir uzay gemisiyle dünyadan hızla uzaklaşan insanın, saatini yavaşlamasını gerçekten farkedeceğini ısrarla iddia ediyordu. Bundan başka, böyle bir insanın dünyaya dönüşünde değer verdiği herşeyin (ailesinin, memleketinin, uygarlığının) tamamen yok olduğunu görmesi de mümkündür. Işık hıına yakın hızla çevremizdeki bir yıldıza yapılacak yolculuk insana bir kaç senelik gibi gelebilir. Yolcu, biyolojik bakımdan gerçekten birkaç yıl yaşlanır.Ama dünyaya döndüğü zaman, burada yüzyılların geçmiş olması ve bıraktığı herşeyi değişmiş bulması mümkündür.

Zamanın genişlemesi Einstein tarafından ileri sürüldükten 13 yıl sonraya kadar, ispat edilememiş bir kuram olarak kaldı. Daha sonra, bu gecikmenin gerçek fiziki örnekleri, bilim adamları tarafından parçacık fiziğinde gözlenmeye başlandı. Örneğin, mezon adı verilen ve kütleleri elektron ve proton kütlelerinin arasına isabet eden, atomdan daha küçük bir takım parçacıkların parçalanmasında buna rastlanır. Normal koşullar altında bu parçacıklar son derece kısa ömürlüdür; kendiliklerinden elektron ve nötrinoya ayrılırlar. Fizikçiler, ışık hızına yaklaşan son derece yüksek hızlarda bu parçalanmanın bir miktar geciktiğini saptamışlardır.

Bir gözlemciye göre haraket eden bir saat, gözlemcinin saatine göre daha yavaş tik-tak sesi verir. Yani uzay aracındaki bir kimse, uzay aracı içinde iki olay arasındaki zaman aralığını diyelim bir dakika buluursa, yerşyüzündeki biz iki olay anasındaki aralığın daha uzun süre olduğunu buluruz. Bu etkiye zaman genleşmesi denir. her gözlemci kendisine göre hareket halindeki saatlerin durgun hallerine göre daha yavaş çalıştığını bulur. Bir cismin kütlesi, hareke halinde daha büyüktür. Bu nedenle salınım yapan bir cismin periyodu hız arttıkça büyür. bu bakımdan, birbirine göre durmakta olan bütün saatler bütün gözlemcilere göre, ister saat grubunun ister gözlemci grubunun sabit hızdaki hiçbir hareketine bakılmaksızın aynı davranıştadır. Zamanın göreli karakterinin pek çok sonuçları vardır. Örneğin bir gözlemciye aynı anda oluyor izlenimi veren olaylar, göreli harektte olan başka bir gözlemciye göre aynı anda oluyor değildir. Peki kim doğrudur? Her iki gözlem de doğrudur; çünkü her ikisi de yalnızca gördüklerini ölçmektedir. Kısaca eşzamanlılık mutlak değildir, görelidir. Enerjinin korunumu ilkesini alalım. Bu ilke evrende toplam enerjinin sabit   kaldığını anlatır. Buna göre evrenin herhangi bir noktasında belli bir miktar enerji yok olurken aynı anda eşit bir eneji mi ortaya çıkmalıdır? Aynı anda olması için enerji aktarılması gerekir. Aynı andalık göreli olduğundan kimi gözlemciler enerjinin korunmardığını bulacaktır. Ama kuram, yitik enerjinin , enerji aktarımı olmadan başka bir yerde kendiliğinden ortaya çıkabliceğini de yasaklamaz.  Enerji akşı için pek çok yol vardır. bir yerde kaybolan ve başka yerde ortaya çıkan enerji, birinci yerinden ikinciyle akmıştır. Buna göre yalnız tüm evren dikkate alındığında değil, uzayın herhangi bir bölgesinde ve herhangi bir anda dahi enerji yerel olarak korunur.

 Zaman göreli bir nicelik ise de, günlük deneyimlerimizle edindiğimiz zaman kavramı da tümüyle yanlış değildir. En başta hiçbir gözlemciye göre zaman tersine işliyor gözükmez. Art arda oluşan bir olaylar dizisi her yerdeki tüm gözlemciler için yine aynı sırada görünür; ancak her olay çifti arasındaki zaman aralıkları aynı olmayacaktır. Buna bağlı olarak hiçbir gözlemci, bir olayı olmadan önce göremez. Aynı şekilde bir olayı, hareket durumu ne olursa olsun uzaktaki bir gözlemci, olaya daha yakın bir gözlemciden önce göremez. Çünkü ışık hızı çok büyüktür ;ama sonludur ve sinyaller bir l uzaklığını katetmek için l/c minimum zaman periyodunu gerektirir.  Geçmiş olayların zamansal ( ve uzaysal) görüntüleri farklı gözlemcilere farklı gözükürse de, geleceği gözlemenin hiç bir yolu yoktur.

                                                          (Artur Baiser, Çağdaş Fiziğin Kavramları  s:  9-16 )

STATÜKO İLE ARASI GENE AÇIK

Zamanın genleşmesi ve uzunluğun kısalması gibi garip davranışlardan başka Einstein’in kuramı enerijinin şekil değiştirmesi bakımından da beklenmedik tartışmalara yol açtı. Einstein’in zamanında bilim adamları “enerjinin korunumu” gibi “kütlenin korunumu” ilkesini de kabul ediyorlardı. Bunun kısa ifadesi, maddenin hiç yoktan yaratılamayacağı ve varken de yok edilemeyeceği idi. Belirli bir kütle parçasında oluşan değişiklik, ancak mekanik veya kimyasal yoldan bir azalma veya çoğalma olabilirdi.

 Başka bir deyişle bir kütle parçası ya da ona başka bir parçasının yapıştırılması, çivilenmesi, lehimlenmesi ile artabilir veya buharlaşma, erime, yontulma suretiyle eksilebilirdi. Bununla birlikte evrendeki toplam kütle miktarı sabit kabul ediliyordu. Einstein’e   gelene kadar fizikçiler, hareketin de maddenin temel yapısını değiştiremeyeceğini ileri sürüyorlardı. Fakat bu düşünceler, Einstein’in buluşlarıyla tümüye çelişkiye düşmüştü.

Bilim adamları, maddenin miktarını her zaman onu terazide tartarak belirlemez. Daha çok, bilinen bir kuvvetle itildiği veya çekildiği zaman ne kadar çabuk hızlandığına bakarlar. Buna göre tarif ederler. Ancak, böyle bir ölçünün sonucuna ağırlık değil kütle denir. Aynı itme uygulandığı zaman, büyük bir kütle, küçük bir kütleye göre daha yavaş hızlanır. Bilim adamları yeteri kadar büyük bir itme verildiği takdirde bir maddenin ışıktan daha hızlı hareket etmesini engelleyecek bir neden görememektedirler.

İşte bu noktada Einstein, hiçbir şeyin ışıktan daha hızlı gidemeyeceğini ileri sürüyordu. Hızın etkisi atında kalan yalnızca uzunluk ve zaman değil. Kütle de benzer etki altında kalıyordu. Bir cismi hızı ışığınkine yaklaştıkça kütlesi artıyor ve onu itmek zorlaşıyordu. Işık hızında maddenin kütlesinin sonsuz olması gerekirdi. (Enerji Ansiklopedisi, s: 138)Ne kadar büyük olursa olsun hiçbir enerji miktarı onu daha fazla hızlandıramazdı. Bu şimdi gözlemlerle desteklenmektedir.

    Normal hızlarda göreliliğin gösterdiği kütle artması önemsizdir.Ses hızıyla uçan bir jet uçağının kütlesinin artması bile yüzde birin 10.000 milyonda birini geçmez. Bunanla birlikte, ışık hızına yaklaştıkça kütle hızla artar. Işık hızının yüzde 90'ına varılınca kütle iki kattan fazla büyür. Bu etki, büyük atom parçalayıcıların üretiminde önem kazanır. Bu makinalarda parçacıklar bir daire boyunca birçok kere döndürülür. Parçacık,her devirde biraz enerji ve kütle kazanır. Bundan dolayı, itici kuvvtelerin etki süreleri, her devir sırasında gittikçe ve hafifçe ağırlaşan parçacıkların uygun şekilde hareket etmelerini sağlayacak şekilde ayarlanmalıdır.

   Bu noktaya dek Einstein, yalnıca maddenin kütlesiyle kinetik enerjisinin birbirine bağlı olduğunu açıklamıştı. Onları bu sınırlı anlamda eşit farzettikten sonra sonuçta atom devriyle sonuçlanacak cesaretli adımı attı.Kütlenin her türlü görünüşüyle enerjinin eşdeğer olduğunu iddia etti. Buna göre, enerji ve madde evrenin iki farklı yüzü değil, aynı yüzünün sadece iki ayrı tarafıdır. Bu kurama göre, enerjinin artması veya eksilmesi daima kütlenin değişmesine karşıttır. Bir cismi ısıtmak(onu ısı enerjisi ile doldurmak) bile kütlesinin belli belirsiz artmasına neden olur. Einstenin kuramının yayımlanmasından sonra spekülasyonlar da arttı. Eğer bu kuram doğruysa çevremiz akıl almaz bir servetle doluydu.

     Kütle ve Enerijinin Eşitliği

      Einstein, 1905 yılında, son olarak dödüncü  bir kısa yazı yazdı;ama bu yazının tüm sonuçları 1907 yılına dek geliştirilmedi. Einstein, kütlesi m olan bir parçacığın hareket enerjisinin (E) analiziyle, parçacığın E=m c2 denklemiyle  bulunan bir enerjisi olduğunu gösterdi. Buradaki  c, ışık hızıdır ve sabit bir niceliktir.

Einsteinden önce fizikçiler, enerji ile kütleyi ayrı şeyler olarak düşünüyordu. Bu durum günlük deneyimimizde açıkça görülüyor. Bir taşı kaldırmak için harcadığımız enerjinin taşın kütlesiyle ne ilgisi vardır? Kütle, maddi bir varlık izlenimi verir; ama enerji bu izlenimi vermez.Isı,ışık bu izlenimi vermez. Eski bilgilere göre kütle ve enerji ayrı ayrı korunur görünen niceliklerdi. 19.yy’da fizikçiler enerjinin sakınımı yasasını-enerji ne yaratılabilir ne de yok edilebilir- buldular. Bir taşı kaldırdığımız zaman enerji harcanır; ama kaybolmaz. Taşın, düşürüldüğü zaman serbest kalan bir potansiyel enerjisi vardır. Ayrıca bir de kütlenin korunumu yasası vardı-kütle ne yaratılabilir ne de yok edilebilirdi. Bir taş kırılırsa, parçalarının toplamı kütlesi başlangıçtaki taşın kütlesine eşittir. Enerji ve kütlenin ayırımı ve ayrı sakınım yasaları 1905'te fizikçilerin düşüncelerine yerleşmişti, çünkü muazzam bir deneysel desteğe sahipti.  Einstein’in görüşünün yeniliği,işte böylesi bir temel üzerinde yükseldi.

Einstein, görelilik kuramının önermelerinin, enerji ve kütlenin ayrımı ve ayrı korunum yasaları olması düşüncesinin bırakılması gerektiğini keşfetti. Bu sarsıcı keşif onun E=m.c2 denkleminde özetlenmiş olan şeydir. Basitçe kütle ve enerji, aynı şeyin farklı görünümleridir; çevrenizde gördüğünüz tüm kütle bir çeşit yoğunlaşmış enerjidir. Bu yoğunlaşmış enerjinin küçük bir miktarı bile serbest kalsa, sonuç bir nükleer bombanınki gibi felaket bir patlama olurdu. Nükleer fisyon ve füzyon süreçlerinde muazzam miktarda enerjinin serbest kalması,kütle ile enerjinin eşdeğerliğini açık sbir şekilde ortaya koymaktadır.Şüphesiz, çevremizdeki kütle kendini enerjiye dönüştürmek üzere değildir-bu işin gerçekleşebilmesi için çok özel fiziksel koşullar gerekir. Fakat zamanın başlangıcında evreni yaratan büyük patlama sırasında, kütle ve enerji ve madde yalnızca birbirinden farklı olarak bulunuyor ve bir gün uzak gelecekte, çevremizde gördüğümüz madde tekrar enerjiye dönüşüyor olabilir.

Göreliliğin çok önemli bir sonucu, kütle ile enerjinin eşitliği ve ışık hızının özel sınırlandırıcı karakteridir. E= mc2 formülü maddede saklı muazzam enerjilerin kuramsal bir anlatım yoludur. Bu enerjilerin, sonradan, evrendeki tüm yoğunlaşmışenerjilerin-güneş ve yıldızların enerjisinin, yani ilk nükleer enerji yığınlarının kaynağı olduğu gösterilecekti. Gerçekten de Güneş bizi ısıtırken daha hafifler, hidrojenini yakarak helyum meydana getirir; bu, Promete’nin sonudan ders almamış olan izleyicilerinin, hidrojen bombası biçiminde gökyüzünden yeryüzüne indirdikleri çeşitten bir ateştir. Işık hızının sınırlandırıcı karakteri de aynı ölçüde önemlidir. Einstein, aynı zamanda, bütün hızların göreli olduğunu kanıtlayarak, sürekli atan ivmeye rağmen, hiçbir parçacığın ışığın kritik hızından daha hızlı olarak hareket edeeyeceğini de açıklamış oldu. Çünkü, parçacık bu hıza yaklaştıkça, daha fazla hızlanması giderek güçleşiyordu.

Einstein’in özel görelilik kuramı, deneyler ve gözlemler le saptanmamış ve yalnızca amaca uygun olarak geliştirilen, mutlak uzay, mutlak zaman, esir ve eşzamanlılık gibi kavramların fizikten çıkartılmasına yol açmıştı. Özel görelilik kuramıyla varılan uzunluk kısalması, saat yavaşlaması ve kütle artması gibi sonuçlar önce sağduyuya aykırı buunduysa da daha sonraki araştırmalar bu kuramın geçerliliğini kanıtladı.

Einstein 1907 ve 1911'de özgül ısılar üzerine gerçekleştirdiği çalışmalarla bir katıdaki tüm molekülllerin özdeş fekansla titreşim yaptığını ve bu tetreşimlerin kuantumlu olduğunu varsayarak, düşük sıcaklıklarda özgül ısının sıcaklıkla nasıl değiştiğini açıkladı. 1912'de ise ışık indüklenin bir kimyasal tepkimede yer alan her moleklün tepkimeye yol açan ışınımdan bir kuantum soğurduğunu belirledi.

Einstein Kütle-Enerji İlişkisini nasıl Savundu?

Bu düşünceler, Einstein’in Bern’deki arkadaşlarına garip göründü ve onlar bu fikri reddettiler. Son zamanlarda yayınlanan bir biyografide Peter Michelmore bu tartışmalardan tipik birini şöyle aktarır:

Arkadaşları “Diyorsunuz ki, bir kömür parçasında bütün Prusya süvarilerininkenden fazla enerji var. Bu doğru ise şimdiye kadar neden farkına varılmadı?” diye itiraz ettiler.

Einstein’in yanıtı şöyle oldu: “ Son derece zengin bir adam parasını hiç sarfetmezse, başkalarının onun ne kadar zengin olduğunu, hatta parası olup olmadığını bilmesine olanak yoktur. İşte madde de böyledir. Dışarı vermedikçe enerjisi gözlenemez

“Peki bu gizli enerjiyi maddeden nasıl çıkarmayı düşünüyorsunuz

        Einstein bu soruyu da şöyle yanıtladı:

“ Bu enerjinin ilerde elde edilebileceğine dair en ufak bir ipucu göremiyorum. Bunun için atomun istediğimiz zaman parçalanması gerekirdi. Atomun parçalanmasına ise ancak doğa bunu yaptığı zaman şahit oluyoruz.”

  Michelmore’a göre, ayrı konuşmada Einstein’e enerji denklemini deneysel çalışmalar sonucu mu bulduğu da soruldu. Senelerden beri laboratuvara girmediğini söyleyince arkadaşları hayaretten donakaldılar.

Einstein, kendinden emindi;laboratuvara gerek olmadığını söyledi ve devam etti:

“Fizik, gelişme halinde bulunan mantıki bir düşünce sistemidir. Temel yasalar sadece görgü ve denemeyle elde edilemez. Fiziğin ilerlemesi serbestçe icada dayanır. Haklı olduğumda en ufak bir şüphem yok..

Bütün eleştirilere karşın kuramı doğrulayan gözlemlerin sayısı arttıkça kuram yavaş yavaş kabul görmeye başladı. Madde=enerji eşdeğerliğinin en dramatik doğrulanışı, pozitron adı verilen yeni bir temel parçacığın keşfedildiği 1932 yılında gerçekleşti. Bu yeni parçacık, yüksek enerjili fotonların(kozmik ışınların) incelenmesi sonucunda ortaya çıktı. Bu fotonlar o zamana dek dünyadaki radyoaktif maddelerden çıkan gamma ışınları ve uzaydan gelerek Dünya'ya çarpan kozmik ışınlar olarak iki şekilde incelenmişlerdi. Gamma ışını kaynaklarından çıkanlardan çok daha yüksek enerjili kozmik ışın fotonları, ondan üç sene önce “sis odası” ismiyle anılan bir aygıta,İngiliz fizikçi C.T.R. Wilson  incelemişti. Bu aygıtta, su buharından oluşan sisten geçen parçacıklar, küçücük su damlacıklarından oluşan izler bırakır. Bunların fotoğrafı çekilir. Sis odası bir elektromıknatısın kutupları arasında bulunduğu takdirde, manyetik alan yüklü parçacıkların eğrisel bir yörüngede hareketlerine yolaçar. Bunun eğriliğinineğiminden parçacıkların yükleri hesaplanır.

  1932'de Kaliforniya Üniversitesi fizikçilerinden C.D. Anderson, normal negatif yüklü parçacıkaların izinden farklı bir ize rastladı. İzin yoğunluğu, görünüşe göre kurala uymayan bu parçacığın kütlesinin elektron kütlesine eşit olduğunu gösteriyordu. Fakat, eğriliğin ters yöne doğru olması parçacığın pozitif yüklü olduğuna işaret ediyordu. Anderson, bu parçacığa “pozitron” adını verdi.

Olayın açıklaması şöyleydi: kozmik ışın fotonları, kütlesiz elektromanyetik enerji paketleri halinden, kütlesi olan elektron ve pozitron çiftlerine dönüşüyordu. Enerjiden kütleye bu geçiş, tümüyle Einstein’in denklemine uygundu.

Kozmik ışınlarla ilgili olayların daha ileri incelemesinde fotonların bu yok olması olayının tersine de rastlandı. Kütle de enerjiye çevrilebiliyordu. Deneyler serbest pozitron ve elektronların birbirini yok edebileceklerini ortaya koyuyordu. Bunların kütlesi, oluşan fotonların enerjisi haline geliyordu. Dönüşme hangi yöntemle olursa olsun Einstein’in denklemini doğrulamaktayadı.

 

         Irkçı Bilimciler, Einstein’ i Nasıl Suçlamıştı?..

          "Irkçı" bilimci de olur mu? Evet olur.Hiçbir peygamber, kendi yurdunda rahat etmedi.. Einstein de Almanya’da rahat etmedi. Olayı kuantum kuramının öncülerinden birinden, Heisenberg' den aktarıyorum:

 "1922 yazı benim için düş kırıklığı getiren bir deneyimle sonuçlandı. Hocam Sommerfeld, Leipzig'de doktorların ve doğa bilimcilerin katılacağı ve Einstein' in de "genel olarak görelilik kuramı" hakkında bir konuşma yapacağı konferansa davet etmişti...Görelilik kuramını bizzat bu kuramı oluşturan kişinin ağzından dinleyeceğim için çok sevinçliydim...

 Einsten' in konferansı büyük bir salondaydı. Dört bir yandan küçük kapılarla girilen bir tiyatro salonuna benziyordu. Tam kapıdan içeri girmek istediğim anda genç bir adam beni dürttü- Sonradan öğrendiğime göre Güney Almanya'da tanınmış bir profesörün asistanı ve öğrenicisiymiş- Elinde Einstein' in görelilik kuramı hakkında yazılar bulunan kırmızı bir pusula vardı. Pusulada Einstein' in görelilik kuramının bir spekülasyon ve bu konunun Yahudi gazetelerinin bir abartması olduğu yazılıydı. İlk anda böyle bir pusulanın bu gibi kongrelerde arasıra ortaya çıkan bir deli saçması olduğunu düşündüm. Ama bana sonra, bu pusuladaki ifadenin, Sommerfeld' in konferanslarında kendisinden sık sık sözettiği ve deneysel çalışmalarıyla ünlü profesöre ait olduğu bildirildiğinde bütün umutlarım suya düştü. Çünkü en azından bilimin, Münih' te iç savaş sırasında gördüğüm politik düşünce ayrılıklarından uzak tutulması gerektiğine son derece inanmıştım. Ama burada, bilimsel yaşamın karakter olarak zayıf ya da hastalıklı insanlarca kötü politik tutkularla çirkinleştirilmeye çalışıldığına tanık oldum.

El pusulasından sonra Wolfgang'ın bana anlatmış olduğu görelilik kuramı üzerine tüm karşı çıkışları kafamdan sildim ve teorinin doğruluğundan kesinlikle emin oldum. Çünkü Münih iç savaşındaki deneyimlerimden, politik bir yönelmenin bildirilen ya da çaba gösterien hedefe göre değil, onu gerçeğe dönüştürebilecek araçlara göre değerlendirilmesi gerektiğini öğrenmiştim. Kötü bir araç, yazarın kendisinin savunduğu tezdeki kabul ettirme gücüne inanmadığını gösterir. Burada bir fizikçi tarafından görelilik kuramına yöneltilen araç o kadar kötü ve subjektifdi ki, bu karşıt görüşlü fizikçi çok açık olarak artık,görelilik kuramırının bilimsel kanıtlarla çürütülebileceğine inanmıyordu. Bu düş kırıklığından sonra Einstein’in konferansını hakkıyla dinleyemedim. Ve oturum bitince Sommerfeld’in aracılığıyla Einstein'le tanışmak için hiçbir çaba göstermeden sıkıntılı bir şekilde otelime döndüm.Odama çıktığımda,bu arada,sırt çantamın,çamaşırlarımın,ufak tefek eşyalarımın ve öteki elbisemin çalınmış olduğunu gördüm. Bereket versin ki dönüş biletim hala cebimdeydi. İstasyona gitim ve Münih'e kalkan ilk trene bindim... Münih'te ailemi bulamadım ve şehrin güneyindeki ormanlık bölgede yer alan Forrstenrieder parkında oduncu olarak iş aradım. Orada Fichtenwald'ı kabuk böcekleri istila etmişti ve pek çok ağaç kesilmek,kabukları da yakılmak zorunda kalmıştı. Parasal açığımı kapayabilecek kadar kazandığımda yeniden fiziğe geri döndüm. Geçmişe karışmış tatsız olayları yeniden günışğına çıkarmak için değil,daha sonra Niels Bohr'la olan konuşmalarımızda benim bilimle politika arasındaki davranış tarzımda önemli bir rol oynayan bu oluntu hakkında size bilgi verilmeliydi..

Münihte Yahudi aleytarı belirli gruplar rol oynuyor."Son savaşta yenilgiyi bir türlü hazmedemeyen eski subaylarla birleştiler.Ama aslında biz bu grupları fazla ciddiye almıyoruz. Sadece kin duygusuyla hareket ederek akılcı politika yapılamaz. Ama en kötüsü,böylesine saçmalıkları arkadan arkaya destekleyen iyi bilim adamlarının olması."

Bundan sonra Leipzig'de yapılan ve görelilik kuramına politik yoldan karşı çıkan doğa bilimcileri bir araya getiren konferansı anlattım. Biz o zamanlar önemsiz gibi görünen politik kargaşanın dha sonra ne gibi korkunç sonuçlara gebe olduğunu sezememiştik...Bor, akılsız yaşlı subaylar ve görelilik kuramına karşı çıkan fizikçilerle ilgili şu düşünceleri dile getirdi:

"Bakınız bu noktada ben İngiliz zihniyeti (centilmenlik, başkalarınındüşüncelerine ve çıkarlarına saygı gösterme,hukuka verilen üstün önem)nin birkaç açıdan Prusya zihniyetinden üstün olduğunu açıkça görüyorum. İngiltere'de şerefiyle yenilmek bir kahramanlık olarak görülür. Prusyalılar'da ise yenilmek utanç verici bir şeydir. Onlarda yenen için yenilen karşısında alicenap olmak bir şereftir.Bu övgüye layıktır.Ama İngiltere'de yenilen taraf yenilgisini kabul ettiği ve kendini acındırmadan buna katlandığı sürece,yenen karşısında yücelir ve bu da ona şeref kazandırır. Bu her halde yenen tarafın alicenaplık göstermesinden daha zordur.Ama böylesine bir dvranışı,hislerine kapılmayarak,kendine hakim olarak gösterebilen mağlup,böylelikle galip katına yükselir.Özgür insanların yanında özgür bir insan olarak kalır. Benim tekrar eski Vikinglerden bahsettiğimi anlamışsınızdır herhalde. "

(W. Heisenberg, Parça ve Bütün, s:69-70)

     Zaman Paradoksunun Bir Öyküsü

    Yerdeki takvim ile yıldızlarda gezinti yapanların takvimi aynı mıdır? Madde ve İnsan' ın yazarlarından aktaracağım :

 " Yer halkı dış uzaydan yolcuları karşılamak için hazırlanıyor. İniş alanını çevreleyen çiçeklerle donanmış duraklar alabildiğince doldurulmuş.Gökten, denge bozucu bir gümbürtü alçalıyor. İniş klavuz sistemlerinin teknisyenleri hazırola geçiyorlar. Hayır, bu yıldızsal geminin kendisi değildir. O yere kendi ağırlığı etkisinde süzülebilir, ve o yer çevresinde eliptik bir öyürngeye yerleştirilmitir. Onun mürettebatı gezegenlerarası uçuş için geliştirilmiş özel bir roketle iniyor: işte, roket, havayı içinden biçen çok paralka bir alev püskürmesinin önüne katıylmış olarak göz erimine ulaşıyor. Birkaç dakika içinde yerde bir durağa iniyor. Hafif bir alüminyum merdiveni gemi ağzına doğru süzülüyor. Platformda, vücudunu sıkıca saran elbisesi içinde kır saççlı bir adam, bir astronot gözüküyor. Bu yolculukta, yeri terkettiği zaman 27 yaşındaydı. Yersel takvime göre, gidiş dönüş yolculuğu 25 yıl tuttu, artı, beş yıl da uzak yıldızın dünyasında geçti. Adam şimdi kaç yaşındadır? Elli yaşında mıdır?

Astronot yere iniyor ve, kendinden beş yüz yıl önce Sebastian del Cano’nun yaptığı gibi, diz çöküyor ve inişi alanının taş yüzünü öpüyor. Daha genç olan kardeşi ona yetişip geçmiş. Ama genç kardeş çok yaşlı gözüküyor ve astronot ağabeyliği bırakıyor.

“Biz havalandığımız zaman, diyor, ben senden dört yaş büyüktüm. Şimdi sen benden yaşça on yıl büyüksün, çünkü, Dünya’nın 30 yılına karşılık uzay gemimizin saatine göre ben ancak 16 yıl yaşamışım”

Bu padradoks mu? Evet; ama ne kerdeşler, ne de onların çevresindeki insanlar bu duruma şaşmıyorlar. Bu paradoks oldukça iyi bir şekilde incelenmiştir. Ama bizim bu paradoksu anlamamız için, bilim adamlarının bu paradoks ile ilk kez yüzyüze geldikleri güne dönmeliyiz.

( Maddde ve İnsan. s:115-117   )

     Einstein'in Serbest Düşen Asansörü: Bir Düşünce Deneyi Örneği

    Bir gökdelenin en üs katında bağlarından kopmuş, serbest düşen penceresiz bir asansör düşünün. Bu asansörün içinde siz değil de iniş sonundaki felaketten habersiz bir fizikçi olsun: Not yazacağı dolma kalemi telaşla elinden düşürüyor. İnanılmaz bir şey: Kalem havada asılı duruyor. Fizikçi  cebinden bir madeni para ve bir deste anahtar çıkarıp elinden bırakıyor. Onlar da havada asılı. Neden?Çünkü fizikçimiz eşyaları ve asansörle birlikte Newton' un kütle çekimi yasalarının bildirdiği bir hızla yere doğru düyor. Ama asansördeki fizikçi, kendini bekleyen kötü sondan habersiz olarak başka bir açıklama yapabilir. Bu açıklama için haklı gerekçeleri de vardır. Fizikçimiz asansörün tabanından sıçrarsa, sıçrayışının hızına bağlı olarak tavana doğru kayar. Kalemini ya da anahtar destesini herhangi bir yöne iterse, bu  cisimler  asansörün duvarına çarpana dek düzenli olarak gider.Görünüşte her şey Newton' un eylemsizlik yasasına uyar, durağanlığını ya da doğru bir çizgi üzerinde düzenli hareketini sürdürür. Asansör bir bakıma bir eylemsizlik sistemi olmuştur; içindeki insanın bir çekim alanında mı düştüğünü, yoksa hiçbir dış gücün etkisinde olmaksızın boş uzayda mı yüzdüğünü anlaması olanaksızdır. Sonra Einstein koşulları değiştiriyor. Fizikçimiz yine asansörde. Ama bu sefer gerçekten uzayda, herhangi bir cismin çekme gücünden uzakta. Asansör tavanına bir kablo takılmıştır; doğa üstü bir güç, kabloyu içeriye çekmeye başlar ve asansör sabit bir ivmeyle-gittikçe daha hızlanarak- "yukarıya" doğru çıkar. Fizikçimiz asansörün içinde nerede olduğunu bilmiyor ve durumu anlamak için deney yapmaya çalışıyor. Ayaklarının tabana doğru bastırdığını görüyor. Sıçrıyor ama tavana doğru kaymıyor; çünkü taban ona doğru çıkıyor. Dolma kalemini ya da anahtar destesini bıraktığında onlar "düşüyor" gibi görünüyor. Bunları yatay bir yöne iterse, cisimler doğru bir çizgi üzerinde gitmiyor, tabana göre parabolik bir eğri çiziyor. Böylece fizikçimiz, yer çekimi etkisindeki durağan bir odada gib hissediyor kendisini. Gerçekte fizikçimizin, yerçekimi alanında mı yoksa çekim olmayan uzayda sabit bir ivme ile mi yükseldiğini anlaması olanaksızdır. Çekimsiz uzayda "aşağı " ve "yukarı " kavramları ayırımını yitirir. Dünya üzerinde aşağı  dediğimiz şey yerçekiminin yönünden başka bir şey değildir. Güneş' teki bir insana Avusturalyalılar, Afrikalılar ve Arjantinliler, güney yarımkürede ayaklarından asılmış gibi görünecektir. Kısaca asansördeki insan tüm olayları bir yerçekimi gücüne yorar ve bir çekim alanı içinde bulunduğunu düşünür. Einstein bu düşünsel (hayali) deneylerden çok önemli bir kuramsal sonuç çıkardı. Bu, kütle çekimi ile eylemsizliğin eşdeğerliği ilkesidir. Bir uçağın içinde eylemsizlik etkilerini kütle çekimi etkisinden ayırmak olanaksızdır. Pike inişinden sonra yukarı çıkmanın verdiği duygu ile yüksek hızda dönüş yapmanın verdiği duygu aynıdır. İki durumda da kan baştan çekilir; gövde oturulan yere doğru bastırılır. Genel görecelilk kuramının temel taşı olan bu ilke ile Einstein kütle çekimi ve "mutlak" hareket sorunlarına yanıt buldu. Bu ilke, düzensiz hareketin ayırıcı ya da "mutlak" bir yanı olmadığını gösterdi. Çünkü düzensiz hareket durumunun gösterebileceği etkileri kütleçekimi etkilerinden ayrılamaz. Düzenli ve düzensiz hareket, bir karşılaştırma sitemine göre düşünülebilir; "mutlak" hareket diye bir şey yoktur.

    Aşağı ve Yukarı...

Bir maddenin konumunu bildirmek için aşağıda ve yukarıda olduğunu gündelik yaşamda sık kullanırız. Bu kavramlar göreli mi yoksa mutlak mıdır? Bu sorunun yanıtı çağlara göre değişir. Dünya' nın yuvarlak(küresel) olduğunun bilinmediği; onun bir masa yüzeyi gibi dümdüz sanıldığı zamanlarda çekül doğrultusu insanların zihninde mutlak bir kavramdı. Küresel bir Dünya için bu kavramlar değişti. Göreli oldu. Çünkü, Dünya'da tek bir çekül doğrultusu yok artık. Bulunduğunuz yerden, bir çivi çaktığınızı ve bu çivinin Dünya' nın merkezinden geçerek öte yandan çıktığını varsayınız. Bu çivi, bize göre aşağıda olanın ayaklarına batar! Bu insanlar, sanki  ayaklarından Dünya’ya asılmış gibi gelir bize. Biz de onlara öyle geliyoruz. Burada hiç bir çelişki yok. Çünkü aşağı ve yukarı, ifade edildiği bir noktaya göre belirlenmelidir.

Uzayın Göreliliği: Aynı Yer mi, başka Yer mi?

Dünya' dan baktığımızda iki yıldızı, aynı doğrultuda görebiliriz. Ama Dünya' dan baktığımızda. Eğer başka bir yıldızdan bakıyor olsaydık, görüşümüz değişirdi. Bir cismin uzaydaki konumunu belirtmek için, onun başka cisimlere göre konumunu belirtebiliriz.

Yörüngenin Gerçek Biçimi

Hareket, bir cismin uzayda yer değiştirmesidir. Bir cismin hareketini, birbirine göre harektte bulunan iki ayrı laboratuvardan gözlemlediğimizde bu hareket farklı görünür. Bir uçak inerken, pilot yere doğru bir cisim atıyor. Pilot ya da uçaktaki bir gözlemci ili yerdeki bir gözlemci için bu cismin yörüngesi aynı değildir. Pilota göre cisim düz bir çizgi boyunca düşmektedir. Yerdeki gözlemciye göre ise parabol denen bir eğir çizmektedir.

Düzgün bir demir yolu üzerinde sabit bir hızla yol alan bir trendesiniz. Kompartımanınızda cisimlerin hareketini gözlemliyorsunuz. Elde ettiğiniz sonuçları "duran" bir trendeki gözlemlerinizle karşılaştırıyorsunuz.Günlük deneylerimizden biliriz, hiçbir fark görülmez. Teknik nedenlerden ötürü kaçınılmaz olan sarsıntıları hesaba katmıyoruz tabi.Ama tren yavaşladığında ya da hızlandığında durum değişir. İlkinde öne doğru, ikincide geriye doğru itilmiş gibi hareket ederiz. Böylece hareketsizlikle hareketlilik arasındaki farkı anlarız. Bir de trenin sağa ya da sola doğru keskin bir viraj aldığında durumu anlarız. Sağa viraj alırken sol tarafa, sola döndüğünde sağa doğru savurluduğumuzu görürüz.

Açıklamalarımızı bağlayalım:  Bir laboratuvar, duran bir laboratuvara göre düzgün ve doğrusal bir harekette bulunduğu sürece cisimlerin bu iki laboratuvardaki davranışları arasındak en ufak bir fark gözlenemez. Bu bir doğa yasasıdır:  Birbirlerine göre düzgün ve doğrusal harekettte bulunan bütün laboratuvarlarda, cisimlerin hareketi aynı yasalara uymaktadır. Ama    hareketli laboratuvarın “ hızlanma- yavaşlama veya  viraj alma” sırasında cisimlerin davranışı değişir.

Eylemsizlik

Hareket, göreli bir kavram. Bir cismin, hiçbir dış kuvvetin etkisinde bulunmadığında, yalnızca durgun kalabildiği  sonucunu değil, fakat düzgün ve doğrusal harekette de bulunabildiği sonucunu çıkarıyoruz. Eylemsizlik ilkesi işte bu. Düzgün doğrusal hareket yapan bir cisim, hiçbir dış kuvvetçe hareket ettirilmese bile ilerlemesine sonsuzca devam etmelidir. Ama günlük deneyimlerimiz bunu yalanlıyor; hareket halindeki bir cisim, ek kuvvet uygulamadığımız sürece, bir süre sonra durur. Neden? Bilmecenin yanıtı, "sürtünme kuvveti" dir. Eğer sürtünme kuvveti denen dış etki olmasaydı, harekte geçirilen cisimler sonsuz hareketlerini sürdürebilecekti. Öyleyse bir deney sırasında sürtünme kuvvetini azaltabilirsek, ideal koşullara biraz daha yaklaşmış oluruz.

Hareketin göreliliği ilkesinin keşfi insan dehasının en büyük fetihlerinden birini oluşturmaktadır; onsuz fizik bilimindeki ilerlemeler hayal bile edilemeyecekti. Bu ilkeyi,hareketin ancak etkiyen bir kuvvetin varolduğu sürece mümkün olduğunu ileri süren ve ortaçağın oldukça nüfuzlu katolik kilisesince de desteklenen, Aristo’nun öğretisine karşı çıkma cesaretini gösteren Galileo’ya borçluyuz. Eğer etkiyen kuvvet yoksa cismin durgun konuma gelmesi kaçınılmazdır.

Hayranlığa değer bir dizi deney yoluyla Galileo cisimleri durmaya iten nedenin sürtünme olduğunu, eğer bu kuvvet varolmasaydı bir cismi sonsuz hareket haline geçirmek için ona bir fiske vurmanın yeteceğini gösterdi.

Hareketteki görelilik, kendisini hızdaki görelilikle gösterir. Görelilik (başvuru ) sistemi olarak durgun farklı laboratuvarlar seçtiğimizde apayrı hızlar ölçeriz.

                                                     (İzafiyet Teorisi Nedir? s:56-57)

 ÖZEL GÖRELİLİK KURAMI

    Michelson-Morley Deneyi’ nin ortaya koyduğu tartışma götürmez gerçek, ışık hızının Dünya' nın hareketinden etkilenmediğiydi. Einstein, bunu evrendeki bir yasanın anlaşılması olarak gördü ve bu olguya sarıldı. Dünya' nın hareketi ne olursa olsun ışık hızı bundan etkilenmiyorsa bu hızın evrendeki bir limit hız,  evrendeki bir sabit olması gerektiğini düşündü. Buradan daha geniş bir genellemeye vardı: Düzenli hareket eden tüm sistemlerde doğa yasalarının aynı olduğunu ileri sürdü. Daha önce Galile, mekanik yasaların düzenli hareket eden bütün sistemlerde aynı olduğunu bulmuştu. Şimdi Einstein yalnız mekanik sitemleri değil, elektromanyetik olayları da yöneten daha kapsamlı bir önerme ileri sürüyordu. Bütün doğa olayları, bütün doğa yasaları, birbirine göre düzenli hareket eden bütün sistemler için aynıdır.

   Yeni bir uzay ve zaman kavrayışına bizi yönelten düşünceyi 1905'te Albert Einstein ortaya attı. Evren, yıldızlar ve galaksiler içerir. Yıldızlar, galaksiler ve uzayın büyük kütle çekimi sistemleri sürekli hareket halindedir. Ama onların nasıl hareket ettikleri, konumları ve hızları ancak birbirlerine göre  anlatılabilir. Çünkü uzayda yön ve sınır yoktur.  Bunun yanısıra artık ışık hızını ölçü alarak herhangi bir sistemin "gerçek" hızını bulmaya çalışmak boşunadır. Çünkü ışık hızı, bütün evrende bir değişmezdir, ışık kaynağının hareketi ya da ışığın düştüğü yerin hareketi ışığın hızını etkilemez. Einstein' den iki yüz yıl önce yine büyük bir Alman matematikçi Leibnitz, "uzay, ancak cisimlerin kendi aralarındaki sıra ya da bağ" dır demişti. İçinde cisimler ve onların hareketi olmasa uzay, hiçbir şey değildir.

(Lincoln Barnett, Evren ve Einstein, Varlık Yayınevi, 1969 basımı,s:52)

Olayı günlük yaşamda niçin  gözleyemiyoruz? Niçin arabayla gezinti yapan insan yaya yürüyen insana göre daha genç olmaz? Bunun nedeni bizim hızımızın  ışık hızına göre çok düşük olmasıdır. Çünkü zaman geçişinin hareket hızına bağımlılığı ancak ışık hızına yaklaşan yüksek hızlarda gözlenebilir . Einstein, yukarıda anlatılan düşünceleri 1905 yılında, henüz daha 26 yaşında  iken yayınlamıştı.

     Mutlak zaman önyargımızının yıkılması, uzay  ve zaman  kavramlarını birleştirdi. Hareketli bir sisteme bağlı bir saat ile duran bir saatin farklı hızda çalıştığını görmüştük. Hareketli bir sisteme bağlı bir ölçü çubuğunun boyu da sistemin hızına göre değişir. Saatin ilerlemesi, saatin hızı arttıkça yavaşlar; ölçü çubuğunun boyu da hareket yönünde kısalır. Bu beklenmedik değişikliklerin saatin ya da çubuğun yapısıyla ilgisi yoktur. Saatin yavaşlaması ya da çubuğun boyunun kısalması mekanik olaylar değildir. Saatle ya da ölçü çubuğuyla giden bir gözlemci bu değişmeleri anlayamaz. Ama hareketli bir sisteme göre durağan olan bir gözlemci, hareketli saatin duran saate göre yavaşladığını, hareketli çubuğun durağan ölçü birimlerine göre küçüldüğünü görebilir. Lorentz dönüşümü,  bu azalmaları yöneten yasaları verir:  Hız ne kadar büyükse azalma o kadar çok olur. Işık hızının yüzde 80 i hızla  ve çubuk doğrultusunda giden bir uzay aracındaki gözlemci 100 cm olan çubuğun uzunluğunu yaklaşık 60 cm olarak ölçer. Bu ilişki karşılıklıdır. Uzay aracının uzunluğu da çubuk üzerindeki gözlemciye yüzde 60 kısalmış olarak görünecektir.Işık hızının yüzde 90 ı kadar hızla hareket eden bir ölçü çubuğu yarı uzunluğuna iner. Bu hızdan sonra azalma derecesi artar. Çubuk ışık hızına ulaştığında ise yok olur, yani ışık olur.

Einstein, zaman aralıklarının kütle çekim alanı ile değiştiği sonucuna vardı. Buna göre Güneş' teki bir saatin, Dünya'dakine göre yavaş işlemesi gerekir. Güneş' teki bir atomun yaydığı ışık da, Dünya' daki aynı yapıdaki atomdan daha düşük frekanslı (daha düşük enerjili) olacaktır.

(Evren ve Einstein s:108)

  

Zaman Oku Var mı?  (Alp Akoğlu: Haziran 2000, Bilim ve Teknik)

“Geçmiş,şimdi ve gelecek birer yanılsamadır;ancak vazgeçilmezdir” Bu sözler Einstein’e ait.Gerçekten de zaman bizim için vazgeçillmez bir olgudur. Zaman,sanki bizi doğumdan ölümee taşıyan,içinde yüzdüğümüz,akıp giden bir ırmak gibidir. Einstein’in görelilik kuramını ortaya atmasıyla ve kuantum mekaniğindeki gelişmelerle birlikte,zamana bakış açımız da değişti.

Üç boyuttan sonra dördüncü boyut,yani zaman, en farklı duran, bizim için anlaşımsa kolay göjrünen bir olgu. Zamana bildiğimiz biçimiyle bakalım önce. Günlük yaşamda,geçmiş ,şimdi ve gelecek,tümüyle farklı anlamlar taşır. Geçmiş geride kalmıştır,asla geri gelmez,değiştirilemez. Geçmişe ait bilgilerimiz,çoğnulukla anılardan,birtakm kayıtlardan kaynaklanır.  Geçmişin gerçek olup olmadığını pek düşünmeyiz. Belki de gerçek olan yaşadığımız andır. Gelecekse henüz gerçekleşmemiştir ve açıktır, her şey olabilir. Belki de gelceket olabilecek bazı olayların yönünü aldığımız kararlarla belirleyebiliriz. Ama başka etkenler, onun tümüyle garklı birbiçimde gelişmesine yol açabaliri. Bunlar hemen herkesin duyumsadığı şeyler. Ancak bazı bilim adamları, özellikle de düşünürler,bu yaygın inancırn yanlış olabsileceğine değiniyorlar.

Zamana iki genel bakış açısı var: Bunlardanbimbirincisi, onu basit bir koordinat olarak ele alıyor. Buna göre olaylar,bir cismin konumunu enlem ve boylamla tanımlar gibi gerçekleştiği anı da zaman koordinatında tanımlıyor. Öteki görüşse,zamanı akıp giden;bir olay gerçekleştiğinde geleceği getiren bir olgu biçiminde algılıyor.

Eğer zamanın koordinat tanımı doğruysa,ortaya ,akılları karıştıran pek çok sor uişareti çıkıyor. Gerçekte ssorun,Einstein’in özel görelilik kuramıyla doğdu. Bu kuram, zamanın “kişiye özel”, daha doğrusu, gözlemciye göre değiştiğini söylüyordu. Einstein, bir olayın,iki farklı ortamda bulunan gözlemciye göre farklı sürelerde gerçekleştiğini gösterdi. Daha sonra bu olay deneylerle de kanıtlandı.Özel görelilik kuramı,zamanın her yerde aynı biçimde akıp gittiği düşüncesinin doğru olmadığını gösterir. Aslında, günlük yaşamda karşılaştığımız olaylar,öylesine yavaş gerçekleşiyor ki,göreliliği yok saymak yanlış olmaz. Çünkü görelilik,ışık hızına yaklaştıkça bselirginleşiyor.

Fizikteki tüm başarılı denklemler,zamana göre simetriktir. Fizik yasaları,genellikle ileriye doğru akan zamanda ne kadar başarılı çalışıyorlarsa,ters yönde akan zamanda da o kadar başaralı çalışırlar.(Fizik yasalarındaki simetriyi aşağıda R. Feynman’dan dinleyeceğiz). Gelecek ve geçmiş,olaya fizik açısından baktığımızda,tümüyle aynı temel üzerine oturmuş gibi görünür. Newton’un yasaları, fizik ve matematiğin en ünlü denklemlerinden Hamilton’un ve Maxwell’in denklemleri, Einstein’in genel görlilik kuramı, Dirac’ın ve Schrödinger’in denklemleri, hepsi zamana göre simetriktir.Yani zamanın okunu geri çevirebilseydik, herhangi bir sorun çıkmaz, hepsi başarıyla çalışırdı.

Eğer zamanın bir koordinat olduğunu kabul edersek,bu koordinatta neden iki yöne birden hareket edemeyelim? Bu zor bir soru. Aynı zamanda kafa karıştırcı. Çünkü, gerçek yaşamda,yerden göğe doğru yükselen yağmur damlacıklarına ya da kırık bir camın kendi kendine birleştiğine tanık olmuyoruz.Fizikçiler zamının yönünü anlıtarken “zamının oku” deyimini kullanırlar. Bu ,havada uçan bir or değil,onun ne yöne gittiğini gösteren bir ok. Peki bu ok neden ters yönü göstermesin? Bu konuda aşmamız gereken bazı sorular var. Termodinamiğin ikinci yasası,yalıtılmış ortamlarda,ısının sıcaktan soğuğa akacığını söyler, öteki yöne değil.

Sonuçta,sıcaklığın düzgün dağıldığı,termodinamik denge denen kararlı bir duruma gelinir.Termodinamik denge aslynda tam bir dağınıklık halidir. Temodinamiği işin içine katarak, zamanyn okunun yönünün neden hep ileri doğru göründüğüne bakabiliriz.Kapaly bir odada,bir şişe parfümün kapağını açtığımızda,parfüm buharlaşır ve moleküller tüm odaya da?ylyr.Parfüm moleküllerinin bir araya gelerek şişede toplanmalaryny bekleyemeyiz. Bu olayy,düzenli durumdan düzensizli?e do?ru olan bir hareket olarak tanymlayabiliriz.

Bir başka düşünce deneyinde, bir masanyn kenarynda duran su dolu bir bardağı ele alalım.Bardağı ittirerek yere düşmesine yol açarsak,büyük olasılıkla bardak kırılır;cam parçaları ve su her yana saçılır. Bu olayda,fizik yasalarına aykırı gelişen bir şey yok.Olayı tersinden izleme şansımız olsaydı (en azından olayı filme alıp tersine izlemekle bu olabilir)kırık cam parçalarının bir araya gelerek bardağı oluşturduğunu;dökülen suyun toparlanıp,bardağı doldurduğunu;sonra da bardağın masadaki yerini aldy?yny görürdük.Bize her ne kadar garip gelse de bu olay da tümüyle fizik yasalaryna uygun.Yine,parfümün odaya dağılması gerçekten tersinmez bir olay mı?Hava-parfüm karışımı içinde moleküller sürekli birbiriyle çarpışır.Bu,yani moleküllerin çarpışması tersinebilir bir olaydyr.Filmi tersinden izlersek,bize fazla aykyry gelen bir şey görmeyiz. Bu,en a z ı n d an molekül bazında,zamanın simetrik olabileceğinin bir göstergesi.

Bardağın masadan yere düşmesi ve onu izleyen olaylar bize garip gelmez.Bu,günlük yaşamda pek çoğumuzun karşılaştığı bir olaydır.Bizi asıl düşündüren,biraz önce tersinden izledi?imiz film gerçek olsaydı, bardağın toparlanyp masaya çıkabilmesi için gereken enerji olabilir.Burada da termodinamiğin birinci yasası akla geliyor:Acaba enerji korunuyor mu?Bardağın,yere düşerek parçalanması sırasında ortaya çıkan enerji,onun tekrar bir araya gelerek masaya syçramasy için gereken enerjiye denktir.Yani,böyle bir olayy tersine çevirmek için,fazladan enerji gerekmiyor;enerji korunuyor.Bu durumda,bu olayın da zamanda tersinir o l a b i l e c e ği anlaşılabiliyor.

Günlük yaşamda,böyle olaylaryn olmasını bekleyemeyiz.Çünkü,cam kırıklarındaki,sudaki ve yerdeki atomlaryn hareketi çok karmaşık olacaktır.Herbiri bir tarafa gideceği için tıpatıp ayny yolu tersine izleyerek yeniden buluşmaları,ancak bir mucize eseri gerçekleşebilir.Günlük yaşantımızda gördüklerimiz,bu tür olaylary da içerseydi,bu olayları yadırgamayacaktık.Zaman,şimdikinin tersi yönde ilerliyor olurdu. Şimdi,olaya bir de neden-sonuç ilişkisi yönünden bakalım.Yaşadığımız dünyada,nedenler sonuçlardan önce gelir.Bir başka deyişle,sistemde yaptığımız değişiklik (bardağı yere düşürmemiz gibi),onun daha düzensiz bir duruma (barda?yn parçalanmasy,suyun her yana saçylmasy gibi)doğru bir gelişim göstermesine yol açar.İşte bu gelişim,yani düzenden düzensizliğe doğru ilerleme,entropi kavramıyla ifade edilir.Genel bir tanymlamayla,entropi açykça görünen düzensizliğin ölçümüdür. Buna göre,yere düşüp kyrylan bir bardak,masada duran bir bardağa göre daha yüksek entropiye sahiptir.Benzer biçimde,şekerli kahvenin entropisi,kahvenin içinde erimemiş şeker den daha yüksektir.

Aslında,termodinamiğin ikinci yasası,bir umutsuzluk mesajı verir gibi.Çünkü,ona göre,sistemin düzeni, zorunlu olarak sürekli bozulmaktadır. Evrenin,büyük patlamayla ortaya çıktığı kuramy,hemen hemen tüm bilim adamlarynca kabul görüyor.Bu kuram gerçekten doğruysa,zaman da büyük patlamayla ortaya çıkmış olmalı.Büyük patlama,çok yüksek bir enerji biçiminde ortaya çıkmıştı.Bu enerjinin ışımasının kalıntılarını evrende hâlâ mikrodalga ışıması olarak gözleyebiliyoruz.

Büyük patlamayı,bildiğimiz anlamda bir patlama olarak;yani,maddenin bir noktadan,daha önce var olan uzaya fışkırması gibi ele almamamız gerekiyor.Çünkü,uzayyn kendisi bu patlamayla oluşmuş.Y -ni,bir merkez noktası yok.Dolayısıyla da,patlama sırasynda ortaya çıkan madde,tüm evreni ayny anda doldurdu. Evren,ilk zamanlarynda son derece sıcaktı.Bugün,birtakym hesaplamalar sayesinde,büyük patlamayy izleyen saniyenin on binde birinden yaklaşık üç dakika sonrasına kadar gelişen olayları ayrıntısıyla biliyoruz.

Bu hesaplamalaryn sonuçlarına göre,evrenin her yanyna düzgünce yayılan madde, ışık (fotonlar), elektronlar ve protonlar,alfa parçacıkları (helyum çekirdekleri),başka tür çekirdekler ve belki çok miktarda nötrinolar gibi “görünmez ”ve varlıklarını pek az hissettiren parçacyklardan oluşmuştur.Bu maddenin bileşenleri,özellikle de elektron ve protonlar,bir araya gelerek,yıldızları oluşturan gazy (özellikle hidrojeni) büyük patlamadan yaklaşık yüz milyon yıl sonra ürettiler.

Termodinamiğin ikinci yasası bize zamanın okunun yönünün düzenden düzensizliğe doğru olduğunu söylese de evrene baktığımızda bunun tersini görüyoruz.Ortada bir çelişki var.Yani,ok,sanki düzensizlikten düzen yönüne doğru. Bu nasıl olabilir?Burada,işin içine bir başka etken giriyor:kütleçekimi.Yukarıda, ikinci yasadan söz ederken atladığımız önemli bir nokta var.O da bu yasanın işleyebilmesi için sistemin yalıtılmış olmasının gereği.Madde,ısı ve ışıma,sistemin birer yapıtaşı. Ancak,sistemi yalytmak için kütleçekimi de bu sistemin içine katılmalı. Parfüm şisesinin kapağını açarak kapaly bir odada yaptığımız deneyde,kütleçekiminin parçacıklar üzerinde ihmal edilebilir bir etkisi vardı. Bu nedenle,laboratuvar ortamynda kütleçekimini hasaba katmayabiliriz. (Aslında,yeterince bekleseydik,parfümü oluşturan moleküllerin zamanla yere çökeceğini görürdük.)Ancak, çok daha büyük sistemleri düşündüğümüzde,örneğin evreni,kütleçekimi kaçynylmaz bir gerçektir.

Maddeyi birbirine çekerek bir araya getirir ve topaklanmalara yol açar.Bu topaklanmanynen uç noktasy kara deliklerdir.Bir kara deliğe termodinamik açıdan bakarsak,onun mutlak bir denge durumunda oldu?unu söyleyebiliriz.Yani parfüm şişesinden dağılan moleküllerin tersine,burada kütlecekimi devrede oldu?undan,madde biraraya gelerek denge durumuna ulaşır.

Bu noktada,laboratuvar ortamının tersine,madde evrende var olduğundan bu yana onu etkisi altında tutan kütleçekimi,sorunlara çare

oluyor.Normal bir gaz için,artan entropi,gazyn düzgün da?ylmasyny sa?lama e?ilimindedir.Kütleçekimi olan (ya da hesaba katylan)cisimlerden oluşan bir sistemde bunun tersi geçerlidir.Madde,kütleçekimiyle bir araya geldikçe,sistemin entropisi yükselir.Olabilecek en yüksek entropiyse,karadeliklerdedir.

Kütleçekimini termodinamikle “evlendirme ”ve denklemlere dökme,en iyi fizikçileri bile zorluyor.

Ancak,bu olaylara düzen ve düzensizlik yönünden değil de,“bilgi ”yönünden baktığımızda,işin içinden çıkmak daha kolay oluyor.Düzensiz bir sistemi anlatabilmek için,ondan az da olsa bilgi alabilmemiz gerekir.

Örneğin,bir fanusun içindeki gazn sıcaklığı ve hacmi,onun termodinamik özelliklerini anlatır.Ancak,bu gaz düzgün dağılmamışsa,yani bir takım sycak ve so?uk bölgelere sahipse, çok daha fazla “anlatacak şeyi ”olur. Dengeye ulaştığındaysa,bu bilgi geri dönülmez biçimde yok olur. Bir cisim,kara deliğe dönüşürse, dy?aryya hemen hemen hiç bilgi sızdırmaz.Kara deliğin kütleçekim kuvveti o kadar fazladyr ki,ışık bile ondan kaçamaz.Karadeliğin olay ufkunu geçen hiçbir şey ışıktan hızlı hareket edemeyeceği için,onun içinde yutulur.Doğal olarak da karadelik hakkynda herhangi bir bilgi de ondan dışarı çıkamaz. Bu,dışarıdaki bir gözlemciye göre,olaylaryn geri dönülemez olduğu anlamyna gelir.O halde,olaya geniş bir açıdan bakacak olursak,karadelikler de termodinami?in yasalaryna uyarlar.Aradaki bir fark,kütleçekimi işin içinde oldu?unda,denge,dağılarak değil,topaklaşarak sağlanır.Ama,sonuçta, bir denge durumu ortaya çıkar.

Evrenin kütleçekimi sayesinde topaklaºarak denge durumuna do?ru ilerledi?i ortada.Ancak,bu yine de evrenin nasyl olup da her bakımdan dengeli bir durumdan ortaya çıkty?y pek anla?ylmy? de?il.Oluºturulan evren modellerine göre,ºu an geniºlemekte olan evren,içerdiği madde miktaryna bağlı olarak,ya sonsuza değin genişleyecek,ya da kütle galip gelirse genişlemesi duracak ve yeniden çökmeye başlayacak.Eldeki son verilere göre büyük olasılıkla çökme gerçekleşmeyecek.Yine de, evren bir gün çökmeye başlarsa zamanın okunun yönü ne olacak?

1960 ’larda,Thomas Gold ’un öne sürdüğüne göre,eğğer evren çökmeye başlarsa,okun yönü tersine dönecek.Isı,soğuktan sıcağa akacak,yağmur damlaları yerden göğe yükselecek,insanlar gençleşecek.Bu,benimsenmesi zor bir durum.Bu durumda,insanlar her şeyi yaşamış ola-

rak doğacaklar,hiçbir şey onlara yabancı gelmeyecek.Çok karışık bir durum söz konusu.

Birkaç yyl önce,California Üniversitesi ’nden Murray Gell-Mann ’ın açıklaması daha tatmin edici nitelikte.Gell-Mann,gözlenen evrenin simetrik olmadığını öne sürüyor ve bunu açıklamak için de kuantum kuramyndan yararlanıyor.Kuantum fiziğine göre,evrenin herhangi bir durumu pek çok farklı biçimde evrimleşebilir.Bu olasylyklardan bir bölümüne göre evren düzgün bir biçimde ortaya çykyp,içindeki madde topaklanabilir;ötekilere göreyse farklı biçimlerde evrimleşebilir.Birkaç olasyly?a göre de düzgün bir yapyyla oluşan evrendeki madde topaklanabilir;daha sonra çökmeye başlayarak yeniden düzgün bir yapı kazanabilir.Yani,simetrik bir evren ortaya çıkması da olası.Ancak,bu olasılıklardan sadece birkaçı canlılar tarafından anlaşılabilir.Yaşam,termodinamik dengesizliğe dayanır.Bu nedenle,zaman simetrisi olan bir evreni gözleme şansımız pek fazla değil gibi görünüyor.

Alp Akoğlu

Kaynaklar

Barbour,J.,Timeless,New Scientist,16 Ekim 1999

Davies,P.,Time's Arrow,New Scientist,1 Kasym 1997

Walker,G.,Here Comes Hypertime,New Scientist,1 Kasym 1997

Penrose,R.,Çev:Dereli,T.,Kralyn Yeni Usu III /Us Nerede,

Türkiye Bilimsel ve Teknik Ara?tyrma Kurumu,1997

Haziran 2000 27

Fizik Yasalarında Simetri(R.Feynman)

Zaman Konusunda Farklı Bir Görüş

Ilya Prigogine yazıyor: “..Einstein’in ‘zamanı bir yanılsama'" olarak ileri sürdüğü biliniyor. Gerçekte zaman, fiziğin Newton’un klasik dinamiğinden görelilik ve kuantum fizigine deke temel yasalarında yer aldığı biçimiyle geçmiş ve gelecek  arasında hiçbir ayırıma izin vermez. Bugün hala çok sayıda fizikçi için şu tam bir kesinlemedir: doğanın temel betimlenmesinde zaman oku  bulunmaz. Bununla birlikte her yerde, kimyada,  jeolojide, kozmolojide, biyolojide ya da insan bilimlerinde geçmiş ve gelecek farklı roller üstlenmiştir. Fiziğin zamansal bir simetri yüklediği bir dünyadan zaman oku nasıl çıkabilir? Fizikte “determiniz ikilemi”ne değişik bir boyut kazındıran zaman çelişkisi  budur. Zamana çelişkisi bu yapıtın temel noktasını oluşturur.

Zaman çelişkisi  çok geç, ancak 19. yy’ın ikinci yarısında Viyanalı fizikçi Ludwig Boltzmann ’ın çalışmaları sayesinde tanımlanmıştır. Kendisi biyolojide Charles Darwin’in modelini izleyebildiğine inanmış ve fizik olgularının evrimci bir betimlemesini yapmıştır. Geçmiş ve gelecek arasındaki eşdeğerliliğe dayanan Newton fiziği yasalarıyla geçmiş ve gelcek arasında temel bir ayırım güden her tür evrimci girişim arasındaki çelişkiyi açıklığa kavuşturmayı amaçlamıştır. O dönemde Newton fizik yasaları ideal, nesnel ve eksiksiz bir bilginin ifadesi olarak kabul ediliyordu. Geçmiş ve gelecek arasında eşdeğerlilik savında olan bu yasalara göre,zaman okuna temel bir anlam yükleyen her girişim bu ideale karşı bir tehdit gibi görünmüştür. Bu dumu bugün hala değişmemiştir. Boltzmann dönemi fizikçilerinin Newton fizik yasalarını kesin olarak kabul etmeleri gibi çok sayıda fizikçi bugün mikrofizik alanında kuantum mekaniğini fizğgin kesin açıklaması olarak benimsemiştir. Bu yüzden sorun sürüp gitmektedir: insan düşüncesinin temel yapısını bozmadan zaman okundan nasıl söz edilebilir?

Zaman oku, Boltzmann döneminden beri görüngübilim alanında yer almıştır. Buna göre geçmişle gelecek arasındaki farklılıktan sınırlı gözlemciler olarak biz insanlar sorumluyuz. Zaman okunu doğa gibi ancak yaklaşımsal olarak betimleyebildiğimiz bir olgu niteliğine indirgeyen bu sav, yeni kitapların çoğunda hala savunulmaktadır.. Zaman okunun ortaya çıkmasıyla oluşabilecek çözümlenemez gizemin açıklamasını bilimlerden beklemeyi bırakmış yazarlar da vardır.  Unutmamalıyız ki, Boltzmannn’dan bu yana durum çok değişti. Dinamik fiziğinin ve kaos  düşüncesine bağlı kararsız dinemik sistemler dinamiğinin şaşırtıcı gelişimi Galile’den beri oluşturulan zaman kavramını yeniden gözden geçirmeye iter bizi.

Gerçekten de son yıllarda yeni bir bilim doğmuştur: dinamik süreçler fiziği. Bu bilim bugün kimyadan biyolojiye, kozmolojiden çevrebilime ve sosyal bilimlere kadar birçok alanda killanılan oto-organizasyon ve dağıtıc yapılar gibi yeni kavramaları beraberinde getirmiştir. Dinamik fiziği tek yönlü bir zaman olarak nitelenen dağıtıcı süreçleri ele alır ve bunu yaparken tersinmezliğe yeni bir anlam katar.Önceleri zaman oku difüzyon, sürtünme,akışkanlık gibi çok basit süreçlere bağlıydı.Bu süreçlerin sadece dinamik yasaları yardımıyla anlaşılabilir oldukları sonucunu çıkartabilirdik. ama bugün aynı şeyi söyleyemeyiz. Tersinmezlik (tek yönlülük) artık bu kadar basit olaylarda ortaya çıkmıyor sadece. çevrintilerin (girdapların), kimyasal titreşimlerini ya da laser ışınımlarının oluşumu gibi birçok yeni olayın kaynağını da oluşturuyuor aynı zamanda. Bu olayların hepsi zaman okunun temel yapıcı işlevini gösterir. tersinmezlik eksiksiz bir bilgiye kavuştuğumuzda kaybolacak olan basit bir görünümle özdeşleştirilemez artık. Milyarlarca molekül topluluğunda birbiren uygun davranışların temel bir koşuludur. Tekrarlamaktan hoşlandığım bir formüle göre şöyle de söyleyebiliriz: zaman oku görünmüyorsa,madde görmez, dengeye körükörüne bağlı kalır;zaman oku ortaya çıktığındaysa,madde dengeden uzatlaşmış olarak görmeye başlar! tersinmez dinamik süreçlerin tutarlılığı olmaksızın dünya üzerinde yaşamın varlığı anlaşılmazdı. Zaman okunun yalnızca görügübilimsel olduğu savı çöktü. zamano ukun yaratan biz değiliz. tam tersine,biz onun çocuklarıyız.

Fizikte zaman kavramının yeniden gözden geçirilmesine yol açan ikinci gelişme de karasız dinamik sistemlerin gelişmesidir. Kalsik bilim düzen ve kararlılığa önem vermişti, oysa artık her gözlem dzeyinde salınımın ve karasızlığın temel bir işlev taşıdığını biliyoruz. Bu kavramlarla birlikte çoklu seçim ve sınırlı öngörülük kavramları da ortaya çıkar. kaos gibi kavramlar benimsenmiş ve kozmolojiden ekonomiye tüm bilim dallarına girmiştir. Ancak bu yapıtta göstereceğimiz (s:11) gibi kararsız dinamik sestemler aynı zamanda klasik dinamiğin ve kuantum fiziğinin gelişmesine dolaysıyla da temel fizik yasalarının yeniden formülleşmesine yol açmıştır. Bu formüleştirme gerek geleneksel fiziğin gerekse kuantum mekaniğinin ve göreliliğin ileri sürdüğü geçmiş ve gelcek arasındaki simetriyi bozar. Sözünü ettiğimiz geleneksel fizik, eksiksiz bilgfiyi ve keinliği birbirine bağlar: benmesene başlangıç koşullarının verilmesi yeter; gelecek, bu koşullara göre öngörülebilir ve geçmiş yine bu koşullara göre yeniden kurulabilir. Değişkenliğin (kararsızlık??) gelmesiyle doğa yasaları yeni bir anlam kazanır. Bundan öyle olasılıkları ifade eder.

Bu kitabın en büyük amacı fizik yasalarının bu dönüşümünü ve böylece doğayı nasıl betimlediğimizi göstermektir. Diğer sorular doğrudan zaman sorunuylla ilgilidir. Bu sorulardan biri kuantum kuramında gözlemciye yüklenen anlaşılmaz işlevdir. Zaman çelişkisi, doğada görülen zamansal simetri bozukluğundan bizi sorumlu tutar. Ancak dalga fonksiyonunun indirgenmesi olarak adlandırılan kuantum kuramının herhangibir görünümünden gözlemci sorumlu olacaktır. Daha sonra göreceğimiz gibi kuantum mekaniğine görünüşte öznel bir görünüm kazandıran ve biçko tartışmaya yol açan gözlemci kavramına bu işlevi yükleyen kuanum kuramının kendisidir. Yaygın yorumlara göre.kuantum fiziğinde gözlemciye başvaruyu gerektiren ölçüt bir zamansal simetri bozukluğuna denk düşer. Buna karşılık kararsızlığın kuantum kuramına girmesi zamanın simetrisinde bir bozukluğa yol açar. Bu durumda kuantum gözlemcisi bireysel konumunu yitiri! Zaman çelişkisinin çözülmesi kuantum çelişkisine  de bir çözüm getirerek kuramın gerçekçi bir formülünün oluşmüasını sağlar. Bu bizi klasik ortodoksluğa ve deterministliğe değil; tam tersine, kuantum mekaniğinin istatistiksel niteliğini doğrulamaya,hatta kesinlemeye götürür.

daha önce de söylemiştik: temel yasalar artık kuantum fiziğinde klasik fizikte olduğu gibi kesinlikleri değil, ancak olasilikları ifade eder. Yasaların yanı sıra, yasaların sonucu olmayan ve olasılıkları güncelleştiren olaylar da var elimizde. Bu açıdan fiziğin (s:12). “big bang” (büyük patlama) adını verdiği büyük olayın anlam sorununa değinmeden edemeyiz. ‘Big bang’ın anlamı nedir? Zamanın kaynağını mı gösterir? Zaman big bang’la mı başladı? Yoksa zaman, evrenimizde daha önceden de var mıydı?

Burada bilgimizin sınırlarına, spekülasyonun ve bilimsel düşünüşün birbirine karıştığı bir alana geliriz. Kuşkusuz kanıttan söz etmek için henüz çok erken,ama kavramsal olasılıkları incelemek ilgi çekici olabilir. İlerde açıklayacağımız gibi bugün big bang’ı kararsızlığa bağlı bir olay olarak düşünebiliriz, bu da zaman değil, evrenimizin başlangıç noktası konumuna getirir big bang’ı. Evrenimizin bir yaşı varken, bu evreni oluşturan kararsızlık ortamının yaşı yoktur. Bu anlayışa göre zamanın başlangıcı yoktur ve belki de sonu da olmayacaktır!

Sınırlarını zorlayarak da olsa, varsın fizik zamanın okunun birincil nitelikli olduğunu ileri sürsün,başlıca görevimiz, özellikle deneylerle öğrenebildiğimiz alanlarda düşük enerji alanında,makroskopik fizik, kimya ve biyoloji alanlarında doğa yasalarını formülleştirmektir. Bu aynı zamanda insanı doğayla birleştiren ilişkilerin kurulduğu noktadır.

Zaman ve determinizm sorunu bilimle sınırlı değildir;köklerini ta Sokrates öncesi dönemde bulduğumuz ussallık olarak adlandırdığımız şeyin kökeninden bu yana Batı düşüncesinini merkezinde yer almıştır. Determinist bir dünyada insanın yaratıcılığı nasıl algılanmalı ya da etik olarak nasıl düşünülmelidir? Bu soru, aynı zamanda hem nesnel bir bilgiyi vaat eden hem de özgür ve sorumlu, yani ideal hümanisti kesinleyen bir geleneğin içindeki şiddetli gerilimin bir yansıması değil midir? Demokrasi ve modern bilimler aynı tarihin mirasçılarıdır;ama demokrasi özgür bir toplum idealini yaratırken,bilim de determinist bir doğa öğretisini kabul ettirmeye çalışırsa, bu tarih bir çelişkiye yol açar. Doğaya yabancı olduğumuzu düşünmek,bilim serüvenine olduğu kadar Batı dünyasına özgü anlaşılırlık tutkusuna da yabancı olan bir ikiciliği kapsar. Sözünü ettiğimiz anlaşılırlık tutkusu, Richard Tarnas ’a göre “bütünlüğünü varlığının kökenleriyle yeniden bulmaktır.” Bugün bu serüvenin en önemli noktasında, bilimle kesinliği (s: 13), olasılıkla bilgisizliği artık özdeşleştirmeyen yeni bir ussallığın başlangıç noktasında olduğumuzu düşünüyoruz.

Bu yüzyılın sonunda,bilimin geleceği sık sık gündeme getirilecek. Kimilerine göre  Zamanın kısa tarihi romanında açıkladığı gibi “tanrı düşüncesi”ni çözebilecek yetkinliğe ulaştığımızda sona yaklaşmış olacağız. Bense, tersine serüvenin daha başında olduğumuza inanıyorum. Yalınlaştırılmış durumlarla sınırlı olmayan,idealleştirilmiş,ama aynı zamanda da bizi gerçek dünyanın karmaşıklığıyla karşı karşıya bırakan bir bilimin;insan yaratıcılığının doğanın her düzeyinde ortak temel çizginin bireysel bir ifadesi olarak belirmesini sağlayan bir bilimin doğuşuna tanık oluyoruz. Fizik ve matematik arasındaki ilişkilerin zengin tarihinde yeni bir sayfa açan bu kavramsal dönüşümü,doğa üzerine düşüncelerin evrimiyle ilgilenen her okuyucunun okuyabileceği,anlayabileceği bir şekilde sunmaya çalıştım. Bununla birlikte,bazı bölümler,özellikle de 5. ve 6. bölümler az çok teknik gelişmeleri içermektedir. Ancak sonuçlar sonraki bölümlerde genel bir şekilde yeniden ele alınmıştır. Her kavramsal yenilik kesin bir doğrulanmayı ve yeni tahminlere sınır getirmeyi gerektirir. Şunu da belirtmeliyim ki, bu tahminler bilgisayarda gerçekleştirilen simülasyonlarla doğrulanmıştır.

Bu yapıt, onlarca yıllık bir çalışmanın sonucu olsa da aslında doğayla diyaloğumuzun tarihini içeren yeni bir bölümünün başlangıcındayız daha. Ancak her birimizin ömrü sınırlı, bu yüzden sonuçları bugünkü biçimleriyle vermeye karar verdim. Okuyucuyu bir arkeoloji müzesini gezmeye değil, yeni yeni oluşmakta olan bir bilim dalında kısa bir gezintiye davet ediyorum.

(İ. Prigogine, Kesinliklerin Sonu, Sarmal Y s: 9-14 )

.

Einstein Treni

 Bir tren istayonuna, saniyede 240 bin km hızla yaklaşan bir tren düşünün. Düş gücümüzü daha ileri götürelim. Trenin uzunluğu 300 000 km olsun. Lev Landau' nun "Einstein Treni" adını verdiği böyle bir tren Dünya'nın çevresini bir kaç kere dolaşan düşsel bir trendir; ama bu düşsel tren iyi bir modeldir.

Dikkat kesilin. Size bir paye verelim; diyelim ki siz, peronda bekleyen istasyon şefisiniz. Tren size hızla yaklaşıyor. Düdük sesi giderek tizleşiyor. Bu arada   varsayalım ki birinci vagonun ön duvarında bir ışık yakılıyor. İstasyon şefi  ve yolcular bu ışığı nasıl algılar? Yolcular son vagonun arka duvarının tam bir saniyelik zaman içinde ışıklandığını göreceklerdir.Siz arka duvarın ışık demetine yaklaştığını görürsünüz.

Tren size daha kısa ( 180 kilometre ) görünür. Siz de ışığın 0.6 saniye sonra düşüceğini söylersiniz. Hem siz, hem de yolcular için bu farklı zamanlar  doğrudur. Çünkü  zaman trenin içinde perondaki görüş açısına göre daha yavaş geçiyor. Einstein treni, hareketine aynı hızla devam eder ve yeniden perondan geçerse, kendi kol saatlerini istasyonun saati ile karşılaştıran yolcular, hayretler içerisinde, hareketli tren içerisinde daha az zaman geçtiğini göreceklerdir. "Hareketli tren içinde hareketsiz istasyondan daha az zaman geçmiş" sözleri, tren içindeki saatin akrep ve yelkovanı daha az sayıda dolanmış olduğu ve yolcuların size göre daha az yaşlandığı şeklinde anlaşılmalıdır.

Olayı niçin günlük yaşatımızda gözlemlemiyoruz? Niçin arabayla gezinti, bir insanı, yaya yürüyen bir insandan daha genç yapmaz? Nedeni, zaman geçişinin hareket hızına bağımlılığının (ki bu, zaman açılması olarak bilinmektedir), ancak rölativistikhız denen, ışık hızına yaklaşan çok yüksek hızlarda gözlenebilir olmasıdır.

Yukarıda anlatılan, Einstein’in özel göcelik kuramının basitleştirilmiş sonuçlarından biridir. Einstein, teorisini, pratik olarak tam bir şekilde, henüz yirmi altı yaşındayken,1905'te yayınlandı.Kozmik ışınlar, farklı türde parçacıkların düzenli akını halinde, Dünya’yı bombardıman eder kozmik ışınların atmosferdeki atom çekirdekli ile çarpışmaları, diğerleri ile birlikte mezonlar ve hiperonlar adı verilen parçacıkları oluşturur. Bunlar kararsız parçacıklardır ve oldukça kısa süre içinde diğer elemansal parçacıklara bozunur. Mezon ve hiperonların yarıömürler büyük bir doğrulukla ölçülebilmektedir ve yarıömürleri çok uzaklara yolculuk etmeleri için yeterli değildir. Bununla birlikte, bazı mezonlar ve hiperonlar Dünya’nın yüzeyine ulaşır. Onların ömürleri laboratuvar koşullarında gözlenen parçacıklarınkinden oldukça daha büyüktür. Nedeni, hızlarının ışık hızına yaklaşmasıdır. Böyle bir parçacık ile yolculuk eden bir saat, ne fazla ne eksik, parçacığın ömrü ne kadar ise tam onu gösterecektir. Ama zaman açılmasına göre parçacığını “öz” zamanı, duran bir gözlemcinin görüş açısından oldukça ağır ilerliyor görünür, daha çok zaman geçmiş görünür ve parçacık uzun bir yol alır.

Yapay yer uyduları bağıl olarak hızlı heareket eden cisimlerdir.Gerçekte hızları 8 km/s dolaylarında ışık hızı ile karşılaştırıldığında çok küçüktür ve zaman açılması önemsizdir. Ama yine de ölçülebilir. Rus bilim adamı V. Ginsburg, çok doğru bir saatin yapma bir yer uydusuna yerleştrilimesini ve ölçümlerinin, diyelim bir yıllık süre için yerdeki bir saatin ölçümleri ile karşılaştırılmasını önerdi.Önceden tahmin edilen saniyenin yüzde biri kadar bir fark, özel rölativitenin yeni bir başarısıydı.

Bugün yalnız bilim adamları değil, aynı zamanda mühendisler de içerisinde elektronların, protonların, nötronların ve diğer elemansal parçacıkların ışık altı hızlarda yolculuk etmelerinin gerektiği düzenekleri planlarken rölativite kuramının formüllerini uygular, aksi takdirde karşılıkları tümden yanlış olabilir. Büyük hızlarla ilgilenirken Newton mekaniği, kelebek ağı ile mermi yakalamaya çalışmak kadar kullanışsızdır.

Ve işte Proxima Centauri’ye gezisinden sonra iki kardeşten büyüğünün daha genç duruma gelişinin nedeni budur.

Zaman, insanın güncel ve daima ilgilendiği en gizemli kavramlardan biridir. Uzay gibi zaman da maddenin br varoluş biçimidir. Zaman maddenin dışında varolamaz ve zamanın geçişi maddedeki değişmelerle ölçülür. Eğer madde herhangi bir zamanda bizce bilinmeyen haller ve alanlar olarak varolumşsa, onun varlık biçimlerinin de-uzay ve zaman kavrayışımız içinde- farklı olması aynı derecede olanaklıdır.

Hareketli bir cismin “öz” zamanının cismin hızına bağlı olduğuna ilişkin bilgi, çok sayıda soru ortaya çıkardı. Cisim daha hızlı hareket ettikçe zamanın akışı daha ağırlaşıyor. Bu, ışık hızı ile yolculuk eden fotonlar, ışık kuantumları için zamanın varolamadığını mı anlatır? Çünkü, “onların” saatlerine göre, yıldızlar arası ve galaksiler arası uzaklıkları aynı anda kucakladıkları ortaya çıkıyor.

Bilim adamları atomun kalibi içerisine girmiş, maddeyi elemansal parçacıklar şeklinde paralara ayırmışlardır. Elektromanyetik ve belki de kütlesel çekim alanlaranını kesikli, kuantumlu yapısını bulmuşlardır. Uzayın kendisini de “kuantumlamak” için girişimlerde bulunulmaktadır. Ama ya zaman? Zaman kuantumu gibi bir nesne, en küçük, bölünmez bir zaman parçacığı var mıdır? Ve genel olarak, zamanın özü, fiziksel mekanizması nedir?

Bunlar bilim adamlarının henüz yanıtlamaya çalıştıkları sorulardır. Onlar zamanın özünü incelemeye daha yeni başlıyorlar. Bu yöndeki bir girişim, zamanın “kuantumlanması” dır. Biri diğerine çok yakın yerleştirilmiş, etkileşen elemansal parçacıkları düşünün. Etkileşimler sınırlı bir zaman içinde oluşur ve böyle iki etkileşim arasındaki aralık, gerçekten çok küçük olabilirse de sıfır olamaz. İki ardışık etkileşim arasındaki aralık, zaman kuantumu olarak adlandırılabilir. Etkileşimden sonra, durumları değişmediğinden, yeni bir etkileşime kadar onlar için zaman “durur”. Böylece, bir parçacığın durumundaki, özellikle onun enerji durumundaki değişme, bir anlamda, kesikli, kuantumlu tabiatta olan zamanın “akışını” anlatır.

Açıktır ki zaman kuantumu çok küçük olmalı, hiç olmazsa on üzeri eksi yirmi dört saniyeden uzun olmamalıdır. Ama bunun henüz genişçe araştırılmamış bir alan olduğunu yinelemeliyiz.

Işık bir dalga mıdır? Yansıma, kırılma ve kırınım gibi bir çok olay,   ışığın dalga olduğu açıkmalamasıyla başarıyla çaçıklanrdı.

Fotoelektrik olayda, yayılan elektronların kinetik enerjileri yaklaşık olarak biribirine eşittir. Bu durum, bir renkteki ışığın, aynı enerejili fotonlardan oluşturduğunu gösterir. Zayıf bir ışık demetinini, az enerjili fotonlardan değil, az sayıda fotondan; kuvvetli ışığın ise çok enerejili fotonlardan değil çok sayıda fotondan oluştuğunu gösterir. Işık demetinini, sis odası içinde sağa doğru zayıflaması da foton sayısının azalmasındandır. Sonuç olaerak ışık şiddeti, birimi yüzeyden birikm zamanad geçen foton sayısıyla oranltılıdır.

Yukarıdaki deney, morötesi ışınlar ya da x- ışınları gibi dalga boyu küçük( frekansı büyük) ışıkta gözlenir. Işığın frekansı daha da büyütüldüğünde elektronlar daha büyük hızla hareket eder.

Işık: hızını ne artırabilirsiniz, ne azaltabilirsiniz.

Bazı olaylar vardır ki zaman bakımından öncelik ve sonralık sırasına uyar. Bir çocuk annesinden ve babasından önce dünyaya gelemez. Eğer bir astronom, Güneş yüzeyinde bir leke gözlüyorsa, bu leke 8 dakika önce Güneş' te olan bir şeydir.

Ama bazı olaylar vardır ki, gözlendiği laboratuvara göre öncelik ve sonralık değişir.

 

   SAATLERİN VE DERECELİ ÇETVELLERİN FANTAZİLERİ

   Gene Einstein Treni' ndeyiz. Her zaman olduğu gibi saniyedeki hızımız 240. 000 km. Efendim, iki istasyonumuz var ama aradaki uzaklık da Einstein Trenine yakışır büyüklükte. İki istasyon arası tam 864. 000.000 km. Bu iki rakam arasındaki ilişki şu: İki istasyon arasını Einstein treni  bir saatte alıyor! İstasyonlarda birer  duvar saati asılı. Trene biniyorsunuz ve saatinizi kalkış istasyanundaki saate göre ayarlıyorsunuz. Diğer istasyona vardığınızda  saatinizin geri kaldığını görüyorsunuz. Saatinizi mesleğinde söz sahibi bir saat tamircisine de gösteriyorsunuz, ama onun normal çalıştığını öğreniyorsunuz.

Şimdi bir hesap yapalım: kompartımanın tavanında bir ampül var. Ampül ,yaydığı ışığı kendisine doğru geri gönderen  tabandaki bir aynaya yöneltilmiş durumda. Bu olayı Einstein Trenindeki kompartımanında oturan sizle kenarda bekleyen yolcu acaba nasıl görür?

Işık ışınının aynaya vurması için gereken zaman aralığında hareketli trene çakılı ayna da hareket ediyor. Işının dönüş yolunu katetmesi için narcadığı zamanda ampul, daha önce aynanın ışığın yayılması anından itibaren aldığı mesafeye eşit bir mesafe katedecektir. Bu iki süre arasındaki bağıntıyı hesapla bulmak mümkündür.

Yol kenarındaki yolcu ampulün yanması ve aynadan geri gelişi süresini 10 saniye olarak kaydetmiş olsun. Bu sırada ışığın izlediği yol, bir ikizkenar üçgenin ikiz kenarları gibidir. Bu 10 saniye boyunca ışık, (300.000 km/s) x (10 s)= 3. 000. 000 km yol almıştır. Buna göre ikiz kenarın her biri 1.500.000 km olur. İkizkenar üçgenin tabanı, trenin aldığı yolu gösterir.

Trenimiz, 10 saniyede (240.000 km/s)x(10 s)=2.400.000 km yol almıştır. Artık    vagon tavanının yüksekliğini, yani ikizkenar üçgenin yüksekliğini bulmak kolaydır.Hesap sonucuna göre bu yükseklik 900. 000 km bulunur. Işının vagon döşemesi ile tavanı arasında katetiği yol, gidiş-dönüş yolu trendeki yolcu için yüksekliğin iki katı yani 1.800. 000 km dir. Işık da bu yolu 10 saniyede değil, 6 saniye de alır. Böylece gardaki insan için 10 saniye geçtiğinde Einstein Trenindeki için bu süre 6 saniyeye iner. Buna göre istasyonda bekleyenler için   60 dakika (bir saat )geçmesine karşın, Einstein Trenindeki yolcu için yalnızca 36 dakika geçmiştir. Yani saatiniz gardakine göre 24 dakika geri kalmıştır. Ve bu geri kalma trenin hızı arttıkça artacak! ( Trenin hızı arttıkça, trenin kat ettiği yolu temsil eden uzunluk kısalır)Trenin hızını daha da artırıp ışık hızına yaklaştıkça 'garın bir saati' için trende istediğimiz kısa bir zaman süresi elde ederiz. Böylelikle tren ışık hızının 0.9999 una eşit bir hızla yol aldığında 'garın bir saati' trende geçen trende geçen bir dakika ile eşdeğerdir. Bundan ötürü hareket halindeki saat, durgun saate göre geri kalır.

Şimdi deneyi bir de tersinden yineleyelim. Baştaki ve kuyruktaki vagonlara birer saat yerleştirilmiş olsun. Bu istasyonlardan birinde duran gözlemci istasyondaki saatin geri kaldığını farkederdi. Bu durumdatren, istasyona göre düzgün ve doğrusal bir harekette bulunduğu için onu "durgun", istasyonu da trene göre "hareketli" olarak düşünmeye hakkımız var. Doğa yasaları, zorunlu olarak trende ve garda aynıdır.

Saatine göre hareketsiz olan her gözlemci, diğer saatlerin, kendisine göre hareket halinde oldukları sürece ve hızlarının büyüklükleri oranında iler gittiklerini görür. Bu durum, her biri bir telgraf direğinin yakınında bulunup " benim direk, ötemkinden daha büyük bir açı altına görünüyor " diyecek olan iki gözlemcinin durumunun aynıdır.

      Tanıdıklar Size Ömür!

       Einstein Trenini, hareketinden bir süre sonra, onu başlangıç istasyonuna götüren dairesel bir yörüngeye sokmuş olalım. Bu kapalı devre biçimindeki demiryolu üzerinde  trenin hızını daha da artırarak yolcunun saatine göre geçen bir günün, istasyon şefine göre geçen birçok yıla denk düşmesini sağlayabiliriz. Böylece yolcumuz, kendi saatine göre bir günlük bir ayrılıktan sonra kalkış istasyonuna döndüğünde bütün akraba ve tanıdıklarının çoktan ölmüş olduklarını öğrenecektir. Buradaki kapalı devre örneğinde, yolcunun saatini farklı iki saatin gösterdikleri zamanlara göre ayarladığı iki istasyon arasında yapılan geziden farklı olarak sadece iki saat vardı! Trenin saati ve garın saati.

Yukarıdaki saat örneğinde olduğu gibi, acaba şöyle diyebilir miyiz: Olayın tersi de doğru mudur? Yani gardaki insanlar için geçen bir gün, trendeki yolcu için bir çok sene demeye gelir mi? (Treni durgun, istasyonu da onun çevresinde Einstein treni hızında hareket etiğini var sayabilir miyiz?) Bu akıl yürütme yanlıştır.

Daha önce bir cisme bir kuvvet etkimedikçe cismi durgun kabul edeceğimizi belittik. Aslında bir çok "durgun" luk hali vardır. Örneğin, birbirlerine göre düzgün doğrusal hareket yapan iki cisim, birine göre durgundur. Oysa, dairesel bir yol izleyen Einstein Trenini ve onun saatini asla durgun olarak göremeyiz.Burada istasyon saati ile Einstein treninin saati arasındaki fark mutlak bir değer gösterir.

Eğer saatleri aynı zamanı gösteren iki şahısbir süre sonra bulumka üzere birbirlerinden ayrılırlarsa, düzgün ve doğrusal hareket eden ya da dinlenme halinde kalanın saati, hiç bir kuvvetin etkisinde kalmadığ ıiçin, diğerinin saatine göre daha ileri gidecektir.

Halkasal bir devir yoluyla ve hemen hemen ışık kadar hızlı giden bir tren bize, Wells' in "Zamanı Arayıp Tarama makinesi" ni daha az yetenekli bir biçimiyle gerçekleştirme olanağını vermektedir. Trenden kalkış istasyonuna indiğimizde kendimizi gelecekte buluyoruz. Böylesi binr makine bize gelceği arayıp taramayısağlar, fakat geçmişe doğru gitmemizi mümkün kılmaz. 

Onu Wells' in makinesinden ayıran konu da budur.Geçmişe geri dönmeyi istemek, ana-babasından önce doğmayı istemek olurdu. Gelecekte bir gezinin çelişkilerine gelince, üzülmeyin onlar yalnızca hayal ürünü olan çelişkiler.

Yıldızlara Yolculuk

 Bize en yakın yıldızlar bizden, ışığın 40 yılda katettiği uzaklıkta (40 ışık yılı) bulunur. Işıktan daha hızlı hiç bir hareketli olamayacağına göre bu yıldızlara 40 yıldan daha kısa sürede ulaşmanın olanaksız olduğunu sanabiliriz. Ama bu yargımız, zamanın harekete bağlı olarak değiştiği konusunu hesaba katmadığı için hatalıdır.

Işığın 40 yılda bize ulaştığı yıldıza Einstein Füzesi ile gitmeye kalkalım. Biz o yıldıza 50 ışık yılında varabiliriz. Ama Einstein Füzesinin hızı, yüksek bir hızdır ve zamanı onda altı oranında kısaltır. Buna göre biz, yıldıza 50 yılda değil, onun onda altısı olan 30 yılda varırız. Hız arttıkça zaman kısalacak çünkü. Öyle ki hız yeterince büyük olduğunda yıldıza gidip dönmeyi yalnızca bir dakikaya indirebiliriz. Bununla birlikte yeryüzünde tam 80 yıl geçmiş olur. Ne garip bir sonuç! Öyleyse neden ömrümüzü uzatmıyoruz? Geride kalanları bir daha göremeyeceğimiz için mi?

Önce insan vücudunun uzun bir süre için yerçekimi kuvvetinin ivmesinden daha büyük ivmelere dayanamadığı konusu belirtilebilir. Bunun için ışık hızına yakın hızlara ulaşabilmek için uzun bir zaman gerekecek. Hesaplar gösteriyor ki, ivme 1 g (9.8 m/ saniye kare) ye eşit olduğunda, altı aylık bir yolculukta bir buçuk ay kazanabiliriz. Bu kazanç seyahat süresinin uzamasıyla daha da artar. Bir  yıllık bir füze gezisi bize 18 aylık, iki  yıllık bir gezi 28 yıllık bir ömür artışı sağlar.Füzemizde 3 sene kalıp gezimize devam ettiğimizde yeryüzünde 360 yıldan daha uzun bir zaman geçmiş olacak.

Bir de işin enerji gereksinimi var. Sadece bir tonluk oldukça mütevazi bir füzeye saniyede 260.000 km' lik bir hız sağlamak için gereken enerji, bütün yeryüzünde 100 yılda üretilen enerjiden bile fazla.

Cisimler Küçülüyor

Zamanın "mutlak" bir kavram olmadığını gördük. Uzayın da mutlak değil, göreli olduğunu belirtmiştik. Bu arada cisimlerin boyutlarını mutlak kabul ettik. Şu Einstein, bir önyargımızı daha parçalıyor:  Cisimlerin boylarının hız arttıkça küçüldüğünü gösteriyor.

Yine Einstein trenini alıyoruz. Saniyede 240. 000 km yol alan bir tren bu. Bir gar var ki onun da peron boyutu acaip: 2.400.000 uzunluğunda. Gardaki saate bakılırsa, tren garı 10 saniyede geçiveriyor. Ama trendeki yolcular için bu zaman yalnızca 6 saniye. Bunun hesabını daha önce yapmıştık. Peki yolculara göre peronun uzunluğu ne kadar? (6 s)x(240. 000 km/s)=1.440. 000 km. Böylelikle peron, kendisine göre hareket halindeki bir laboratuvardan bakıldığında daha kısadır. Harekette olan her cisim, hareketi doğrultusunda bir küçülmeye uğrar.

Trendeki yolcular, peronun uzunluğunun küçüldüğünü söylerken, peronda bekleyenler trenin boyunun kısaldığını(onda altı oranında) söylerler. Bunda herhangi bir göz aldanması ya da optik hata yoktur. Bütün aletler, bu kısalmayı doğrular.

Daha önce, Einstein Treni' nin kapılarının açılı anları konusundaki tartışmamızı düzeltmemiz gerikiyor. Çünkü orada perondaki gözlemciler için hareket halindeki trenin uzunluğunun aynı kaldığını kabul etmiştik. Oysa şimdi anlıyoruz ki perondaki insanlar için trenin uzunluğu daha kısa görünür. Bu nedenle kapıların açılışları arasındaki zaman farkı da buna göre daha azdır: 40 saniye değil, onda altısı kadar, yani 24 saniyedir.(L.Landau- Y. Roumer.İzafiyet Teorisi Nedir?,Say (1996) S. Gemici çevirisi,  s:121-122 .)

 

  Zamanın Göreliliği

   Einstein, halktan birine bakın zamanın göreceliğini nasıl anlatmış: ' Güzel bir kızla flört ederken bir saat, bir dakika gibi gelir. Sıcak, kırmızı korun üzerine oturduğunuzda bir dakika, bir saat gibi gelir. Bu, göreceliktir.

Dünya' yı düz olarak algılamaya alışmış insanların, Dünya üzerinde ilerledikçe bir yerden sonra aşağıya düşeceğimizi söylemesi son derece normaldir. Oysa bugün hemen herkes Dünya’nın küresel olduğunu, hem kendi ekseni , hem de Güneş çevresinde hareket etiğini biliyor. Aşağı ve yukarı terimlerimizin mutlak olmadığını daha önce belirtmiştik. Acaba zaman için ne diyeçeğiz?

Einstein’e göre zamanla ilgili tüm yargılarımız “eş zamanlı” olayların yargılarıdır. Örneğin ben “Tren saat yedide burada olur” demekle şunu söylemiş olurum: “Saatin yediyi göstermesiyle, trenin buraya gelişi eş zamanlı olaylardır”. Einstein bu zorlukların üstesinden gelmenin, ‘zaman’ sözcüğünün yerine ‘saatin yediyi göstermesi’ demekle mümkün olduğunu ileri sürüyordu.(Einsten ve Görecelik Kuramı s: 54-55)

 Eşzamanlılığın Göreliliği.

Einstein gelene dek, bilimde ve felsefede iki olayın zamanlaması mutlak olarak belirtilir sanılıyordu. İki olay ya aynı anda gerçekleşmiştir ya da farklı anlarda... Bu olayların aynı anda gerçekleşip gerçekleşmemesi, gözlem yapılan sisteme (koordinat sistemine) bağlı değildir. Işık hızının en yüksek ve sabit bir hız oluşu üzerinde temellendirilecek bir düşünce deneyi daha yapalım. Bir demiryolu üzerindeki tren istasyonunda yine şefsiniz diyelim. İstasyonun bir kilometre doğusuna ve bir kilometre batısına (A ve B noktalarına) yıldırım düşüyor. İstasy ondaki gözlemci olan size yıldırım ışıkları aynı anda uluşırsa elbette A ve B noktalarına düşen yıldırımlar aynı anda (eş zamanlı) düşmüş görünecektir. Bu olayı bir de istasyonunuza gelen trendeki gözlemcinin nasıl göreceğini inceleyelim. Tren A noktasından B noktasına doğru gidiyor olsun. Tren A ve B noktasının tam ortasında yani istasyon şefi olan sizin önünüzde iken A ve B noktalarına yıldırım düştüğünü belirtelim. Tren  A dan B ye doğru  gittiği için yıldırımın ışıkları, bu iki noktaya farklı zamanlarda erişecektir. Çünkü B noktasından gelen ışık, A noktasından gelene göre daha kısa bir yol katedecektir. Yani B noktasından çıkan ışık, trendeki gözlemciye daha kısa bir sürede erişecektir. Kısaca tredeki gözlemci B noktasına düşen yıldırımın daha önce, A noktasına düşen yıldırımın daha sonra düştüğünü söyleyecektir. Eğer kafanız karışmadıysa son durum şudur: Görece durgun istasyon şefine göre yıldırımın A ve B noktalarına düşmesi aynı anda  olurken, hareketli bir gözlemciye göre ardışık  (biri diğerinden sonra) görünmektedir. Kim doğruyu söylüyor? İstasyon şefi (siz) mi? Yoksa trendeki bir vagonun üstüne kurulmuş gözlemci mi? Heyhat!.. Yoksa her koordinat siteminin kendine özgü bir zamanı mı var yoksa? Evet. Koordinat sistemi belirtilmediği sürece, bir olayın hangi anda gerçekleştiğini sormak anlamsızdır. Tren ve istasyon, birbirine göre sabit bir hızla giden iki farklı koordinat sistemi olduğu için  onların zamanları da farklı olmaktadır. Bu konuda şüphe duyuyorsanız trenin ışık hızında- bir trenin asla ulaşamaycağı en yüksek ve sabit hızda- gittiğini hayal edin. Trenimiz A dan B ye doğru gittiği için A noktasından çıkan yıldırım ışığı trene asla yetişemeyecektir. Bunun için trendeki gözlemci yalnızca B noktasına düşen yıldırımı görecek ve demir yoluna iki değil bir yıldırım düştüğünü öne sürecektir. Sanırım şunu artık anladık: Trenin hızı ne olursa olsun, trendeki gözlemci yıldırımın  öndeki noktaya daha önce  düştüğünde direnecektir. Buna göre "duran gözlemci" ye göre "aynı anda" çakan şimşekler,trendeki "hareketli gözlemci"ye göre aynı anda değildir. Bu çelişme, Einstein' in düşünüşünde anlaşılması en zor kavramlardan biridir. Einstein, " ilgi kurulan her cismin ( koordinat sisteminin) kendi özel zamanı olduğunu; zaman anlatımının hangi cisme göre olduğu belirtilmeden bir olayın zamanını söylemenin bir anlamı olmadığnı söylüyor. (Evren ve Einstein s: 59-60) ( Bilim ve Mühendislik s: 121)

 Gene Einstein trenine bineceğiz. Düşsel trenimiz saniyede 240.000 km hızla düzgün ve doğrusal bir şekilde yol alıyor. Ama uzunluğu 5.400.000 km. Biraz fazla uzun, ama açıklama için bu abartma fena değil!. Bu uzun trenimizin tam ortasında  bir ampül bulunuyor. Öyle ki ampül yanınca ışınlar, öndeki vagona ve en gerideki(kuyruktaki) vagona ulaştığında otomatik açılan kapılar var. Tren hareket halinde. Bu olayı trenin tam ortasındaki yolcu ile tren dışında bekleyen yolcu nasıl görür?

Trenin tam ortasındaki yolcular. Işık, ön vagona da, arkadaki vagona da 9 saniyede vardı. Neden? Ampül trenin tam ortasında iken ön vagona ve arka vagona eşit uzaklıkta, yani 2.700. 000 km. Saniyede 300.000 km yol alan ışık bu uzaklığı 9 saniyede kateder.

Kenarda bekleyen yolcunun yorumu, biraz daha farklı: Bir kere ışığın ön ve arka vagonlara varış süresi farklıdır. Çünkü trenin hareketi yönündeki ışık, ön vagonun peşinden koşarak ona yetişir; oysa arka vagona gelen ışığın işi kolaydır, arka vagon da kendisine doğru koşmaktadır!

Buna göre arka vagona ışığın varış süresi 5 saniye; ön vagona varış süresi ise 45 saniyedir. Bir başka anlatımla yol kenarındaki insanlara göre arka vagondaki kapı önce açılır; 40 saniye sonra da ön kapı açılır. Görülüyor ki, birbirlerinin tamamen aynı olan iki olay, trendeki yolculara göre aynı anda meydana geldikleri halde, yol kenarındaki yolcular için 40 saniye ara ile gerçekleşiyor. Bu konuya daha sonra yine döneceğiz.

Bunda bir çelişki var mı? Yukarıda ortaya attığımız gerçek "Başından kuyruğunun ucuna kadar   iki metre uzunluğunda olan timsah, kuyruğunun ucundan başına kadar sadece bir metre boyundadır" ifadesi gibi tamamen saçma mıdır yoksa?

Evet elde ettiğimiz sonuç deneysel verilerle bütünüyle bağdaşıyor; ama yine de bize saçma görünüyor değil mi? Neye göre saçma? Sağduyu dediğimiz şeye göre saçma. Sağduyu dediğimiz, günlük tecrübe sonucu edindiğimiz alışkanlık ve kavramlar cümlesinin genelleştirilmesinden başka bir şey değildir. Bilim, bizim sağduyu dediğimiz şeyle çelişkiye düşmekten hiç çekinmedi.

      Şimdi zaman da uzayın akıbetine uğruyor.

Çağdaş insan, Dünya' dan baktığımızda çakışan iki yıldızın uzayın başka bir noktasından bakıldığında çakışmadığını kolayca anlayabilir. Ama gökyüzünü yıldızların serpiştirildiği bir kubbe gibi gören ortaçağ insanı için bu saçma görünecektir. Bir olayın zamandaş(eşzamanlı) görünmesi veya görünmemesi, gözlem noktasına bağlıdır.  Aynı doğru üzerinde bulunma konusu sadece yıldızlanrın konumuna değil, fakat aynı zamanda gözlem noktasına da bağlıdır. Aynı şekilde zamandaşlık sadece söz konusu olaylara değil fazla gözlemini yapıldığı laboratuvara da denk düşer.

Düşük hızlar dünyasında zamandaşlık (aynı anda olma) olayının göreliliği farkedilemez.  Zamanın göreliliği ancak ışık hızına yakın hızlarda kendini gösterir. "Aynı anda" deyimi, "aynı yerde" deyimi kadar anlamdan yoksundur.

'Işık Ötesi' Var mı? Işıktan daha hızlı yayılan bir işaret olamaz mı? Eğer olsaydı, yani işaretler sınırsız bir hızla bize iletilebilseydi; yani birinci olayın işareti( sinyali) ile ikinci olayın işareti ansızın bize ulaşsaydı, iki olayın aynı anda olduğunu söyleyebilirdik. Bu durumda zamandaşlık, laboratuvarın hareketinden bağımsız olarak, mutlak bir karatkter alacaktı. Fakat zamanın mutlak olmadığı deneylerle çürütüldü. "Zamanın göreliliğinin keşfi,  insanın doğa görüşünde köklü bir değişiklik yaptı. Bu, insanı aklının, yüzyılların köhne kavramlarının harektsizliğine (durağanlığına) karşı kazandığı en büyük zaferlerden biridir. Onu ancak dünyanın küreselliğinin    keşfinin teşvik ettiği devrimle karşılaştırabiliriz"

(Lev Landau- Yuri Roumer, İzafiyet Teroisi Nedir? s:86)

 

   ZAMAN MAKİNESİ ( Tekin Dereli' den notlar)

"... Zamanda geri dönüp geçmişimizi değiştiremeyiz. Zaman, içinde bulunduğumuz ana göre geçmişten geleceğe doğru akar. Burada şuna dikkat edelim: Zamanın bu tek yönlülüğü, yani asimetrisi, tamamen uzayda maddenin varlığına bağlıdır. Boşlukta zamanın asimetrisi olamazdı. Uzun erimli temel etkileşme kuvvetleri gravitasyon ve elektromanyetizma, zamanın akış yönüne duyarsız olduklarından, zamanı tek yöne akması, bu kuvvetlerin varlığıyla açıklanamaz. Zamanın akış yönü için birkaç değişik makroskopik fizik kuralı önerilebilir:"

Birincisi, termodinamik kuralıdır. Termodinamiğin ikinci yasası, geri dönüşsüz (tersinmez) olaylarda toplam entropinin mutlaka arttığını (artı işaretli yükselen bir fonksiyon olduğunu) söyler. Entropi, kabaca, bir sistemin düzensizliğinin ölçüsü olarak tanımlanabilir. Elimizdeki cam bardak yere düşünce kırılır, parçaları çevreye yayılır. Bu sırada entropi artmıştır. (Olayı filme alıp tersten göstersek, parçaların toparlanıp bardağın yerden sıçrayıp elimize geldiğini görürüz. Bu sırada entropi azalmıştır. Ama bu doğada gözlenmez.) Buna göre zamanın akış yönünü, entropinin artış yönüyle özdeşleştiririz.

 İkinci bir kural, Büyük Patlama ile oluşan evrenin genleşmesi olayıdır. Evrenimiz genleşiyor. Öyleyse büyük patlama anında çalışmaya başlayan saat, genleşme yönünde akıp gidiyor.

Buna göre zaman tersine akamaz. Eğer geçmişe yolculuk yapmak istiyorsanız, bu yolculuğu, zamanın bu akış yönünü değiştirmeden yapmak zorundasınız.

Zaman aralıklarını ölçerek karşılaştırabiliriz. Uzayın aynı ya da iki değişik noktasında oluşan iki olayın zaman aralığını saatlerle ölçerek nicelleştirebiriz. Bu saatler mekanik, atomik, ışısal veya başka bir yapıda olabilir. Saatle yaptığımız nedir? Ya da saatler zamanı nasıl ölçmektedir? Düzgün olanak yinelenen (tekrarlanan) bir hareket bulup, periyodik dediğimiz bu hareketin salınımlarını saymak demektir. Dünya' nın Güneş etrafındaki periyodik hareketinin bir devri, bir yıldır. Bu insan yaşamı için çok duyarlı bir ölçüm birimi değildir. Gece ve gündüz yani bir gün, daha iyi bir zaman birimidir. Ama yine yeterince duyar değildir. Bizler için zaman ölçümündeki duyarlık, saatteki salınımların periyodunun kısalığıyla düz orantılıdır. Ancak periyodu ne kadar küçültürsek küçültelim zaman aralıkları sonuçta tam sayılar veya kesirli sayılarla verilecektir. Zamanda bir anı gerçel (reel) sayı ekseni üzerinde bir noktayla gösterebilmek, bizleri doğal olarak zamanın bir boyutlu bir sürekliliği olduğu varsayımına götürmektedir.

Zamanın Göreliliği

Doğadaki gözlemcilerin, özdeş saatlerle zamandaki bir anı hep birlikte aynı okumasına zamanın mutlak olması deriz. 16. yüzyılda Kopernik' in gezegen sitmemimizin Güneş merkezli modelini öne sürmesinden ve Kepler tarafından bu modelin doğruluğunun kanıtlanmasından sonra Yeniçağ' dan itibaren uzayın mutlak olmadığı anlaşılmaya başlandı. Dünya' dan göğe bakan bir insan (gözlemci) nin konum ölçümleriyle, evrenin başka herhangi bir noktasına gidip buradan bakarak yapabileceği konum ölçümleri farklıydı. Ancak birbirine göre sabit bir hızda hareket eden iki gözlemci sözkonusu ise bunlardan birinin sonucunu diğerine tercih etmenin fiziksel bir geçerliliği yoktur. Yirminci yüzyıla dek, uzayın göreli, ancak zamanın mutlak olduğu kabul ediliyordu. Einstein, 1905 te sunduğu özel görelilik kuramıyla zamanın da göreli olduğunu gösterdi. Bunun çarpıcı kanıtlarında biri olan muonlara bakalım.

 Muon  adı verilen temel parçacıklar, 1947 yılında  yeryüzüne gelen kozmik ışınlarda gözlendi. Laboratuvardaki bir muonun yarı ömrü, saniyenin milyonda 2.2 si kadardır. Buna göre ışık hızıyla yeryüzüne doğru gelen muonların daha yeryüzüne ulaşmadan bozunup gitmeleri beklenirdi. Oysa onlar yeryüzüne uluşıyor. Bu olay, laboratuvar ölçeğinde "durgun" yaşayan  muonların ışık hızındakilere göre daha kısa ömürlü olduğunu gösteriyor.

Newton' a göre uzayın bir noktasına konan bir kütle, gravitasyonal alan yaratır. Bu alan uzayın diğer tüm noktalarında etkisin duyuru. Büyük bir kütle, kendinden uzağa konmuş kütleyi  bu alan aracılığıyla çeker. Büyük kütleyi titreştirsek, küçük kütlenin bundan aynı anda haberi olur. Yani uzayda bir noktadan başka bir noktaya bilgi iletimi anidir. Büyük kütledeki tireşim, küçük kütleye aynı andı ulaşır. Bu varsayım, Newton kuramında bilgi iletiminin sonsuz hızla yayıldığı önermesine denktir. Sonsuz hız var mıdır? Elektromanyetik dalgalırın yayılma hızı biline en yüksek hızdır; bu hız çok büyüktür ama sonludur.

Işık hızlarına yakın hızlarda hareket eden cisimlerin hareket yasalarını irdelemek için Newton kuramının yeterli olmadığnı ilk kavrayan Einstein olmuştur.

* Zaman ve uzay görelidir. Yani zaman ve uzay koordinatlarının tanımları, hareketsiz( eylemsiz) gözlemci seçimine bağldır.

* Hangi eylemsiz gözlemci ölçerse ölçsün ışık hızı sabit bir değerdir.

* Uzayda bir noktadan diğer bir noktaya bilgi iletiminde üst sınır, ışık hızıdır. Başka bir deyişle, doğada ışıktan daha hızlı hareket eden hiçbir cisim ya da temel parçacık yoktur.

 Cismin laboratuvardaki kütlesi, eylemsizlik kütlesidir. Cismin hızı arttıkça eylemsizlik kütlesi de artar. Cismi ışık hızına çıkarmak için ona sonsuz bir kuvvet uygulamam gerekir. Ama sonsuz kuvvet diye bir şey yoktur ve olamaz. Durgun kütlesi sıfırdan büyük olan hiçbir cisim, ışık hızından daha hızlı gidemez. Şimdiye dek bu üst sınırın aşaldığı bir gözlemsel-deneysel ipucu bulunamadı.

Eylemsizlik kütlesi, cismin bir dış etkiye (kuvvete) nasıl yanıt verdiğini gösterir. Gözlemler, kütlenin şu özelliklerini ortaya koyuyor:

* Doğadaki cisimlerin eylemsizlikkütlleri artı işarıtlidir. Bu kural, " bir cismi itince hızlanır, tutunca    yavaşlar" demenin bir başka ifadesidir.

* Doğadaki her cismin eylemsizlik kütlesinin değeri, gravitasyon kütlesinin değerine eşittir (eşdeğerlik ilkesi).

 Acaba doğadaki maddelerin bazılarının kütleleri artı, bazılarınınki  eksi işaretli olsa Newton denklemleri geçerli olur muydu? Evet olurdu.   Ancak kütleler aynı işareti taşıyorsa çekici, ters işaret taşıyorlarsa itici gravitasyon kuvveti gözlerdik. Öyleyse eksi işaretli gravitasyon kütlesini anlamı, itici gravitasyon kuvvetini varlığı demek olacaktır. Gravitasyon kuvveti mutlaka çekicidir demek, evrende bildiğimiz tüm cisimlerin gravitasyon kütleleri artı işaretli demeye eşdeğerdir.Gravitasyon diğer alanlardan tümüyle farklıdır. Çünkü o, belirli bir uzay-zaman içerisinde etkiyen diğer alanların tersine, içinde etki yaptığı uzayı da şekillendirmektedir. Zamana bir başlangıca sahip olma olasılığı veren de budur .

 (Tekin Dereli, Bilim ve Teknik, 335. sayı)

Kaynakça

  1. Tekin Dereli, Bilim ve Teknik, 335. sayı
  2. Jean Bernal,Bilimler Tarihi,Çeviren:Emre Marlalı,Sosyal yay(1976)
  3. P. Strathern, Einstein ve Görecelik Kuramı,
  4. Madde ve İnsan s: 118-124)
  5. İ. Prigogine, Kesinliklerin Sonu, Sarmal Y s: 9-14 )
  1. R.Feynman, Fizik Yasaları Üzerine,TÜBİTAK yay
  2. Alp Akoğlu, TÜBİTAK, Bilim ve teknik, 391. sayı, Haziran 2000
  3. Evren ve Einstein s: 64-67)
  4. H.Pagels, Kozmik Kod, s: 56)
  5. .Artur Baiser, Çağdaş Fiziğin Kavramları  s:  9-16 )
  6. .Enerji Ansiklopedisi, s: 137-142)
  7. .Jean Bernal, M Bilimler Tarihi, s: 485-6.. )
  8. .W. Heisenberg, Parça ve Bütün (Fizik, Serway s: 198
  9. .Ralf H. Petrucci and William S. Harwood,Genel Kimya, Tahsin Uyar Editörlüğündeki çeviri, s: 313)
  10. .Tekin Dereli, Bilim Ve Teknik 349. sayı)
  11. .Adrian Berry, Bilimin Arka Yüzü, S: 90-91)
  12. .Jean Bernal, Modern Çağ Öncesi Fizik TÜBİTAK Yay
  13. . Lev Landau-Yuri Rumer,İzafiyet Teorisi Nedir?Çeviren:S.Gemici,Say Yayı(1996)
  14. . Werner Heisenberg,Parça ve Bütün ,Düzlem yayınları,Çeviren:Ayşe Atalay (1970)
  15. . Serway,Raymond A.Fizik,Çeviri Editörü:Kemal Çolakoğlu,Palme yayıncılık(1996)
  16. . Madde ve İnsan,Onur Yayınları

    Hiçbir yazı/ resim  izinsiz olarak kullanılamaz!!  Telif hakları uyarınca bu bir suçtur..! Tüm hakları Çetin BAL' a aittir. Kaynak gösterilmek şartıyla  siteden alıntı yapılabilir.

    The Time Machine Project © 2005 Cetin BAL - GSM:+90  05366063183 -Turkiye/Denizli 

     Ana Sayfa /İndex /Roket bilimi /  E-Mail /CetinBAL /Quantum Teleportation-2   

     Time Travel Technology /Ziyaretçi Defteri /  UFO Technology 

     Kuantum Teleportation / Kuantum Fiziği / Duyuru

      New World Order(Macro Philosophy) /Astronomy