Albert Einstein birçok şeyle ünlüdür, ancak en büyük beyni görelilik teorisidir. Uzay ve zaman anlayışımızı sonsuza dek değiştirdi.
Görelilik nedir? Kısaca söylemek gerekirse, fizik yasalarının her yerde aynı olduğu fikri. Biz burada Dünya'da, evrenin uzak köşesindeki biriyle aynı ışık ve yerçekimi yasalarına uyarız.
Fiziğin evrenselliği tarihin taşra olduğu anlamına gelir. Farklı izleyiciler etkinliklerin zamanlamasını ve aralığını farklı şekilde görür. Bizim için bir milyon yıl, yüksek hızlı bir roketle uçan veya bir kara deliğe düşen biri için göz kırpması olabilir.
Her şey göreceli.
Özel görelilik
Einstein'ın teorisi özel ve genel göreliliğe ayrılmıştır.
Özel görelilik ilk sırada geldi ve ışığın herkes için sabit olma hızına dayanıyor. Bu yeterince basit görünebilir, ancak geniş kapsamlı sonuçları vardır.
Einstein, 1905'te deneysel kanıtların, Dünya güneş etrafında döndükçe ışık hızının değişmediğini göstermesinden sonra bu sonuca geldi.
Bu sonuç fizikçiler için şaşırtıcıydı, çünkü diğer birçok şeyin hızı gözlemcinin hangi yöne gittiğine bağlı. Arabanızı bir demiryolu hattının yanına götürürseniz, size gelen bir tren, dönüp aynı yönde takip ettiğinizden çok daha hızlı hareket ediyor gibi görünecektir.
Einstein, ne kadar hızlı ve hangi yönde hareket ettiklerine bakılmaksızın, tüm gözlemcilerin ışık hızını saniyede 186.000 mil olarak ölçeceğini söyledi.
Bu maksim komedyen Stephen Wright'ın "Işık hızında seyahat eden bir uzay gemisindeyseniz ve farları açarsanız, herhangi bir şey oluyor mu?"
Cevap, farların normal olarak yanması, ancak sadece uzay gemisinin içindeki bir kişinin bakış açısından. Dışarıda duran ve geminin uçmasını izleyen biri için farlar yanmıyor gibi gözüküyor: ışık çıkıyor ama uzay gemisinin aynı hızında gidiyor.
Bu çelişkili versiyonlar, cetveller ve saatler - zaman ve mekanı işaret eden şeyler - farklı gözlemciler için aynı olmadığından ortaya çıkar. Işığın hızı Einstein'ın dediği gibi sabit tutulursa, zaman ve mekan mutlak olamaz; öznel olmalılar.
Örneğin, ışık hızının% 99,99'unda seyahat eden 100 metrelik bir uzay gemisi, bir ayak uzunluğunda sabit bir gözlemciye görünecek, ancak yerleşik olanlar için normal uzunluğunda kalacaktır.
Belki garip olsa bile, zaman geçtikçe daha yavaş geçer. İkiz, uzak bir yıldıza giden hız uzay gemisine biner ve sonra geri gelirse, Dünya'da kalan kız kardeşinden daha genç olacaktır.
Kütle de hıza bağlıdır. Bir nesne ne kadar hızlı hareket ederse o kadar büyük olur. Aslında, hiçbir uzay gemisi ışık hızının% 100'üne ulaşamaz çünkü kütlesi sonsuza kadar büyüyecektir.
Kütle ve hız arasındaki bu ilişki genellikle kütle ve enerji arasında bir ilişki olarak ifade edilir: E = mc ^ 2, burada E enerji, m kütle ve c ışık hızıdır.
Genel görelilik
Einstein zaman ve mekan anlayışımızı altüst etmedi. Teorisini hızlanma da dahil ederek genellemeye devam etti ve bunun zaman ve mekan şeklini bozduğunu buldu.
Yukarıdaki örneğe sadık kalmak için: uzay gemisinin iticilerini ateşleyerek hızlandığını hayal edin. Teknede olanlar sanki Dünyadaymış gibi yere yapışacaklar. Einstein, yerçekimi dediğimiz gücün hızlanan bir gemide olmaktan ayırt edilemez olduğunu iddia etti.
Bu tek başına devrimci değildi, ama Einstein karmaşık matematiği çalıştırdığında (onu 10 yıl aldı), uzay ve zamanın büyük bir nesnenin yakınında kavisli olduğunu keşfetti ve bu eğrilik yerçekimi kuvveti olarak deneyimlediğimiz şeydi.
Genel göreliliğin kavisli geometrisini resmetmek zordur, ancak eğer biri uzay-zamanı bir tür kumaş olarak düşünürse, o zaman büyük bir nesne çevreleyen kumaşı, etrafta geçen herhangi bir şey artık düz bir çizgiyi takip etmeyecek şekilde uzatır.
Genel görelilik denklemleri, birçoğu doğrulanmış olan bir takım fenomenleri öngörür:
- masif nesnelerin etrafında ışığın bükülmesi (yerçekimi merceği)
- Merkür gezegeninin yörüngesinde yavaş bir evrim (perihelion sınaması)
- dönen gövdelerin etrafında uzay-zamanın kare sürüklenmesi
- yerçekiminin çekiminden kaçan ışığın zayıflaması (yerçekimi kırmızıya kayma)
- Kozmik parçalanmaların neden olduğu yerçekimi dalgaları (uzay-zaman kumaşında dalgalanmalar)
- ışık dahil her şeyi yakalayan kara deliklerin varlığı
Bir karadelik etrafındaki uzay-zamanın bükülmesi, diğer yerlerden daha yoğundur. Eğer uzay gezen ikiz bir kara deliğe düşerse, spagetti gibi uzanırdı.
Neyse ki onun için her şey birkaç saniye içinde bitecekti. Fakat dünyadaki kız kardeşi hiçbir zaman sona ermeyecekti - fakir kız kardeşinin evrenin yaşı boyunca kara deliğe doğru adım adım ilerlemesini izliyordu.
Bu makale 2 Temmuz 2019 tarihinde Live Science Katkıda Bulunan Tim Childers tarafından güncellenmiştir.
