Yazıma başlamadan önce, yazı ile bağlantılı eski yazılarımıza göz atmanızı öneririm. Görelilik Kuramının Kısa Tarihi, Fizikte Zaman Nedir ?, Zaman Mekan İlişkisi ve Bölerek Deneme Algoritması, Kütlede Ne Kadar Enerji Var , E=mc2, Neden Işık Hızına Ulaşılamaz?.
Görelilik kavramı 16. yüzyılda Galileo Galilei zamanında doğmuştur. Daha sonra Newton görelik kuramını hareket yasalarına mutlak uzay ve mutlak zamana göre ifade etmiştir.
Ancak 19. yüzyıla gelindiğinde Newton fiziği, bazı şeyleri açıklamakta yetersiz kalıyordu.
Newton fiziğinin açıklamakta yetersiz kaldığı durumlar:
1. Işığın bir dalga hareketiyle yayıldığı genel kabul görmüştü, ama o dalgayı taşıdığı varsayılan ve uzayı dolduran ortamın esir (ether) var olduğunun kabul edilmesi çelişki yaratıyordu
2. Maxwell’in Elektrik ve Magnetizma denklemleri, Newton Mekaniğinin temeli olan mutlak uzay ve mutlak zaman kavramlarıyla çelişiyordu.
3. Newton hareket yasalarıyla Merkür gezegeninin yörüngesi çok büyük bir duyarlılıkla hesaplanabiliyordu. Ancak, gözlem sonuçlarıyla hesap sonuçları arasında beliren küçük ama rahatsız edici bir fark ortaya çıkıyor, ama nedeni açıklanamıyordu.
4. Çok düşük ısıdaki maddeler Newton yasalarına göre hareket etmiyordu.
5. Newton fiziğine göre, sabit ısıdaki bir ocağın sonsuz enerjisi olmalıydı.
Bunun üzerine Einstein özel görelilik kuramını geliştirdi. Özel görelilik kuramı sezgisel olarak anlayamadığımız anca deneysel olarak kanıtlanmış bir kavramdır. Bunu basit bir örnekle açıklayalım:
Örneğin bir A aracı düşünelim 100 km/saat hızla gidiyor olsun. Onun arkasından 20 km/saat hızla gelen B aracı düşünelim. B aracından bakan gözlemce sanki hareket etmiyormuş gibi hissedecel A aracını 80 km/saat hızla gidiyormuş gibi görecektir. Dünyanın dönüş hızı 16.744 km/saat olmasına rağmen biz dünyayı durmuş gibi hissediyoruz. Yani ışık hızı haricinde hiçbir hız gerçek değildir ölçülen tüm hızlar farklı referans noktalarındaki gözlemcilere göre ölçülen hızlar.
Özel görelilik kuramına göre evrendeki tek sabit hız ışık hızıdır bütün referans noklarında aynı hıza sahiptir. Aynı zamanda hızlanan cisimler göreceli olduğundan gözlemciye göre sadece hızı farklı değildir. Boyu, zamanı da gözlemciye göre farklılık gösteririr.
Örneğin ışık hızına yaklaşan cisimlerin gözlemcinin ölçtüğü hıza göre boyu kısalır ve cisimin ölçtüğü zaman, gözlemcinin ölçtüğü zamana göre farklılık gösterir.
Aşığıdaki Lorentz dönüşümü formülleri bunu en iyi anlatan bağıntıdır.
Aynı zamanda özel görelilik teorisi enerjinin maddeye ya da maddenin enerjiye dönüşebileceğini açıklar.
Einstein’ın Rölativite TeorisiE=mc² nedir özel görelik teorisinin ürünüdür.
Özel görelilik kuramının en önemli öngörüleri şunlardır:
1. Eğer cisimler hızlanırsa, zaman cisim için daha yavaş ilerlemeye başlayacaktır, ışık hızına varıldığında ise zaman durmalıdır. (Editör Notu: Bu sadece bir varsayımdır. Benim şahsi fikrim big bang den sonra başlayan zaman asla durdurulamaz taki büyük çöküşe kadar. Işık hızında zamanın sayısal limiti sıfırdır, o yüzden zaman duruyor denilmektedir. Ama o anda da zaman akmaya devam etmektedir. Zamanın akma hızına ise sıfıra en yakın reel sayı diyebiliriz. Matematiksel olarak böyle bir sonuç çıkmaktadır. Pratikte nasıl olur henüz bilmiyorum.)
2. Eğer cisimler hızlanırsa sahip oldukları kinetik enerjilerinin bir bölümü kütleye dönüşür, durağan kütleye sahip cisimler hiçbir zaman ışık hızına ulaşamayacaklardır.
3. Eğer cisimler hızlanırsa, hareket ettikleri doğrultuda boylarıda kısalmaya başlayacaktır.
4. Yapılan bir araştırmada içlerinde çok hassas atom saatleri taşıyan uçaklar değişik yönlere doğru farklı hızlarla hareket ettirilmiş ve saatlerin kuramın hesaplarına yeterince uygun olarak yavaşladığı/hızlandığı gözlenmiştir.
5. Zamandaki yavaşlamanın sadece saatte meydana gelmediğini, gerçekte yaşandığının kanıtı ilk olarak nötrino ve mü-mezon deneylerinde ortaya çıkmıştır. Güneşten dünyamıza gelen nötrino ve müonların ışık hızına çok yaklaştıkları (%99.5) için ömürlerinin (yaşam sürelerinin) Dünya’da üretilen durağan olanlara göre çok daha uzun olduğu görülmektedir.
6. Parçacık hızlandırıcılarındaki hızlandırma deneylerinde bugüne kadar kütlesi olan hiçbir cisim, atom veya elektron, ışık hızına çıkarılamamıştır. Hız arttıkça kütlesi de arttığı için ivmelendirilmesi zorlaşmaktadır.