Zaman Yolculuğunu Araştırma ve Uygulama Merkezi / Çetin Bal: Cep Tel:0536 606 31 83             

Einstein'ın özel röativite teorisi. Birbirine göre sabit hızda (ivmesiz) hareket eden sistemlerdeki olayları açıklar. Bu sistemlerdeki iki olayın birbirine göre durumlarını inceler. İki koordinat sistemi düşünelim: Birincisi hareketsiz bir koordinat sistemi olsun ki buna Galile koordinat sistemi adı verilir. İkincisi sabit hızla hareket eden bir koordinat sistemi olsun buna da Loretz koordinat sistemi adı verilir. Galile koordinat sisteminde Newton yasaları geçerlidir. Lorentz koordinat sisteminde de aynı yasalar geçerlidir ama Galile koordinat sisteminde bulunan bir gözlemci için, Loretz koordinat sistemindeki bir fiziksel olay aynı yasalarla açıklanamaz. Bu iki koordinat sistemi rölatif olarak birbirine göre hareketli olduğu için burada ki gözlemciler farklı fizik yasaları kullanmak durumundadırlar. Bu iki koordinat sistemindeki dönüşümler Lorentz tarafından ortaya konulmuştur. Hendrik Antoon Lorentz (1853-1928) Hollandalı bir fizikçidir. Özel Relativiteye göre zaman, hareket, kütle, uzunluk rölatiftir.

Bunları açıklayalım:

Bir nehir üzerinde bir köprünün ortasında durduğunuzu ve altan akmakta olan suya gözlerinizi ayırmadan baktığınızı düşünün, kısa bir süre sonra suyun durduğunu ve kendinizi hareket halinde sanırsınız. Aynı olayın benzerini, bir metro istasyonunda da yaşarsınız, yandaki vagonun hareketini, kendi vagonunuz hareket etmiş gibi algılarsınız. Boş bir uzayda bir uzay gemisi ile saatte 10.000 km hızla uçtuğunuzu düşünelim. Burada akla gelen ilk şey neye göre sorusu olacaktır.

Bir hareketin tanımı için mutlaka bir referans noktası göstermek gerekir. Uzayda hareketsiz bir nokta olmadığı için, durağan bir noktaya göre hareket tanımlanamaz ancak referans noktasına göre rölatif bir hareket tanımlanabilir. Diyelim ki dünyaya göre hareketimizi tanımlıyoruz. Bu arada bir başka uzay gemisi de yine dünyaya göre saatte 20.000 km hızla hareket hareket etsin.

Bu uzay gemisi sizin yanınızdan geçtiğinde neler düşünülebilirsiniz.

1-) Saatte 10.000 km hızla bir uzay gemisinin, sizin duran uzay geminizin

yanından geçtiği söylenebilir.

2-) Diğer uzay gemisinin durduğu ve sizin uzay geminizin 10.000 km/h

hızla geriye doğru gittiği iddia edilebilir.

3-) Bir başka referans noktası varsa; her iki uzay gemisinin de hareketli olduğu ve diğer uzay gemisinin sizinkinden daha hızlı olduğu gözlemlenebilir.

Bir demiryolu üzerinde hareket eden tren ve trenin içinde hareket eden bir yolcu düşünelim. Klasik mekanik kurallarına göre hareket halindeki kişinin yere göre hızı

V = V1 + V2'dir.

Halbuki bu sonuç düşük hızlar için doğru gibi görünse de hızlar ışık hızına yaklaştığında sonuçlar oldukça yanlış değerler verir. Doğru formülasyon Lorentz dönüşüm denklemleri ile verilmiştir ve

                      V1 + V 2

V = -----------------------------   dir.

        1+ { ( V1 X V2 ) / C2 }

Özel relativite bize evrende ışık hızının sabit olduğunu ve C değerinin hiçbir zaman aşılamayacağını söyler. Yani; bir elma ağacının altında yatmakta olan bir kişi, ışık hızının yarısı hızda hareket eden bir tren içinde, yine ışık hızının yarısı hızda hareket etmekte olan bir sahsı gördüğünde sahsın, elma ağacı altındaki kişiye göre hızı C olamaz. Ancak ışık hızının beşte dördü kadar olur. Yine buradan; ışık hızında giden bir trenden, ışık hızında atılan bir taşın Elma ağacı altında yatan kişiye göre hızı, 2C olamaz yalnız C olur.

Yine Elma ağacı altında yadan kişiye dönelim, tabii bu kestane ağacı da olabilir ve bunun teori ile hiçbir ilgisi yoktur. Bu kişi bir uzay pilotu olsun ve her zaman uçtuğu 100 metre boyundaki uzay gemisinin önünden geçtiğini fakat boyunun 60 metre kadar olduğunu görsün. Böyle bir şey olabilir mi? Yoksa bu yeni yapılan daha küçük başka bir model mi ?

Hayır farklı iki koordinat sisteminde iseniz bu olay normaldir. Fitzgerald büzülmesi denen olay işte budur. Siz o uzay gemisini 100 metre boyunda göremezsiniz çünkü hızı ışık hızının beşte dördü kadardır.

Burada kullanılacak formül:

L = L0 V 1 - {V2/ C2}

Buradan görülür ki hız ışık hızına çıktığında roketin boyu yoktur ! Peki bu roket dönüp yavaşlayıp tekrar yere indiğinde ne olur? Birşey olmaz eski tas eski hamam olur roketin boyu yine 100 metredir. Yani esas olan hız arttığında göreli olarak bizim cisimlerin boyunu kısa görmemizdir. Yoksa fiziki olarak böyle birşey yoktur. Kütle denildiğinde bir cismin ihtiva ettiği madde miktarı diye tanımlar, kütle ile ağırlığı da sıkça karıştırız. Bu tanım bir doğru ama yetersiz bir tanım ve pratikte de pek fazla anlam ifade etmiyor.

Uzayda bir platform düşünelim. Burada küçük bir uzay gemisi var ve çalışmıyor. Kaptan pilot bey - şuna bir omuz atın da çalıştıralım diyor ve itiyorsunuz, yavaşça haraket ediyor. Fakat şu kenarda duran uzay motosikletini çok daha kolay yerinden hareket ettirip hızlandırabiliyorsunuz.

Büyük gemi harekete karşı daha çok direnç gösterdi; çünkü kütlesi büyük. Bir cismin hızlanmaya veya yavaşlamaya gösterdiği direnç o cismin kütlesidir'. Ağırlık ise bir kütleçekim alanında cisme ( bir kütleye ) uygulanan çekim kuvvetidir. Bir kütleyi hızlandırmak üzere bir kuvvet uygulamak gerekir. Değişmeyen bir kuvvetin uygulanması ile cisim sabit bir ivme kazanır, yani belli bir zamanda, zamanın karesi ile orantılı yol kateder ve birim zamanda belli bir miktar hızlanır (a = dv/dt veya dx/ dt2)'dir.

Bir kütleyi hızlandırmak için harcanan kuvvet sabit olduğunda, çok uzun bir zaman sonra hızın sonsuza kadar artabileceği bir klasik mekanik kuralıdır. Ama gerçekte bu olabilir mi? Hayır tabii ki olamaz. Relativite bize bunun olamayacağını göstermektedir. Çünkü relativite bize hızın arttırılması durumunda kütlenin de artacağını söyler, yani biz iyice hızlanmış bir cismi, biraz daha hızlandırmak için önceki kadar değil çok daha fazla kuvvet harcarız ve sonunda ışık hızına geldiğimizde sonsuz kütle ve sonsuz kuvvet gerekir, bu da olanaksızdır.

Işık hızının 4/5'i kadar hızda bir cismin kütlesi nerede ise iki kez artar, yani biz bu cisme aynı oranda hız kazandırmak için iki misli kuvvet harcarız. Işık hızının % 90'ına gelindiğinde kütle artışı nerede ise 5 mislidir. Bu nedenle relativite bizim evrenimiz için ışık hızının sınır olduğunu söyler.

Kütle artışı şu formülle bulunur:

                        M 0

Zaman nedir?

Klasik mekanikteki mutlak zaman kavramı artık yoktur, zaman artık rölatif bir kavram, zaman hızla bağıntılı bir olgudur.

Klasik ikizler paradoksunu hepimiz biliriz. Bunun daha ilerisi bile olabilir. Şimdi meşhur uzay üssümüzde bir galaksiler arası roket olsun. Apronda da bir genç pilot ve on yaşındaki oğlu. Pilot 30 oğul 10 yaşında diyelim. Roketler ataşleniyor ve uzay gemisi uzun yolculuğuna başlıyor. Yolculuk nereye ? Yukarıda bahsettiğimiz Capellaya Capella arabacı takımyıldızında sıfırıncı kadirden, yani gözle görülebilen bir yıldızdır.

Uzay gemisi yol aladursun, endişeli eş ve yanında çocuk, her gece karanlık gökyüzünde, Capella yönünde, sanki uzay gemisini göreceklermiş gibi bakmaktadırlar. Yıllar böyle geçer, gider Bir gün mutlu bir haber yayılır. Genç pilot Capella'dan gelmektedir ve yarın dünyaya inecektir. Nihayet beklenen an gelir, gemi alana iner, pilot çoşku ile karşılanır. Eşi ve oğlunu sorar Eş artık yoktur. Aradan geçen 45 yıl içinde ölmüştür. Oğlunu sorar, karşıda duran saçları dökük orta yaşlı birini gösterirler, 55 yaşındaki oğul, yolculadığı sırada 30 yaşında olan babasını tanımaz; çünkü baba ancak 35 yaşlarında görülmektedir.

Baba ışık hızının % 99'u kadar bir hızla yol almıştır ve dünyada 45 yıl süren bir zamanı 5.6 yıl olarak yaşamıştır. Bunlar gerçek midir? Evet Işık hızına yakın hızlarda organizmanın yaşlanması, kalp atışları ve saatin tiktakları hepsi yavaşlar. Zaman artık hızla ilşkin bir kavramdır. Zaman yavaşlamıştır, organizma daha geç yaşlanmaktadır, Işık hızında ise zaman durur. Işık hızında yol alan bir roketiniz varsa yaşlanma problemini halletmiş olursunuz. Tüm bunlar bizim evrenimizin sınırlarını oluşturur. Evreni oluşturan güç bize bu kadarını yeterli görmüştür. İnsanoğlu bu sınırları aşabilir mi? Kimbilir belki bir gün, ama oldukça uzak bir gün.

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