Konu 29: Özel Göreliliğin Kısaca Özeti

Bu özet anlatım Einstein’ın “özel göreliliğinin” temelidir. Cisimlerin 2 türlü hareketi vardır: uzaydaki hareketi ve zamandaki hareketi. Örneğin, kuzey ve doğu yönlerini ve bir de araba düşünelim. Araba kuzey yönünde hareket ederse doğu yönündeki hareketi sıfır olacaktır. Kuzeydoğu yönünde hareket ederse “kuzey ve doğu yönlerindeki” hızı (hareketi) azalacaktır. Kuzeye ne kadar yaklaşırsa doğu yönündeki hareket de o kadar azalır. Bunun tersini de zihnimizde canlandırabiliriz. Arabanın kuzeydoğu yönüne doğru yaptığı hareket, “kuzey ve doğu yönlerindeki” hareketinin bileşkesidir yani birleşimidir.

Şimdi buradaki kuzey yönüne “zaman” diyelim, doğu yönüne de “uzay” diyelim. Eğer bir cismin uzaydaki hareketi ne kadar hızlı ise zamandaki hareketi de o kadar yavaşlar. Bir füzenin uzaydaki hareketi ne kadar hızlanırsa bir o kadar zamandan hareket çalacak ve sapacak demektir. Işık hızına ne kadar yaklaşılırsa onun için zaman o kadar yavaş geçecektir. Işık hızına ulaşıldığında zaman duracaktır. Eğer bir cismin zamandaki hareketi ne kadar hızlı ise uzaydaki hareketi de o kadar yavaşlar. Füzenin uzaydaki hareketi (hızı) gittikçe yavaşlarsa zaman onun için daha hızlı işleyecektir. Zamandaki hareketi hızlandıkça, uzaydaki hareketten çalıp ya da sapıp, gittikçe durağan olacaktır. Bir cisim ışık hızına ulaşamayacağı için ve tamamen duramayacağı için her zaman az veya çok sapma olacaktır. Işık burada istisnadır ve tüm “cisimlerin uzaydaki ve zamandaki bileşke hızı” ışık hızıdır. Tüm cisimlerin (veya herhangi bir cismin) uzaydaki ve zamandaki hızlarının (veya hareketlerinin) toplamı, birleşimi veya “bileşke hızı, her zaman tam olarak ışık hızına eşittir”. Işık hızı burada bir sabittir. Bütün cisimler uzaydaki ve zamandaki toplam hareketleri olan ışık hızını belirli oranlarda aktarma yoluyla zamanın hızlı veya yavaş geçmesini sağlarlar.

Uzayda hareketi az olan bir cisim zamanda çok hareketlidir (yani onun için zaman hızlı geçer). Zamanda hareketi az olan bir cisim uzayda çok hareketlidir (yani onun için zaman yavaş geçer). Zamanın hızlı veya yavaş algılanması, kişinin hareketine bağlı olarak kişiden kişiye göre değişir yani zaman görelidir. Birbirine göre hareket eden kişiler, herhangi bir mesafeyi farklı ölçerler, mesafe görelidir (değişkendir). Hareket hâlindeki kişiler, birbirlerinin hareketlerini (hızlarını) farklı ölçerler, hız görelidir. Uzay ve zaman birbirinden bağımsız değildir, belirli oranlarda birbirine evrilirler, dönüşürler, iç içe geçerek birbirinden ayrıl(a)mazlar. “Uzay” ve “zaman” çift (2) biçimli değil, tek (1) biçimli “uzay-zaman” bütünü olarak düşünülür.

Bir yol düşünün, iki tane de araba olsun, bu arabaları sürenler, aynı hızda aynı yönde giderse birbirlerine hareketsizmiş gibi görünürler, tam tersi yönlerde giderlerse o hızın iki katı birbirlerinden uzaklaşırmış gibi olurlar ya da size doğru gelen arabaya koşarsanız o size daha çabuk, tersi yönde koşarsanız o size daha geç ulaşır veya her türlü farklı yön, sabit hız, ivmeli hız gibi her türlü çeşitli farklı durumda bu tarz bir durum oluşur. Bunu ışığa uygulayalım. Işığa istediğiniz hızda yaklaşın ya da uzaklaşın ışık size ne çabuk ne de geç ulaşır, ışık her zaman ışık hızında ilerler (saniyede 299.792.458 metre ya da saniyede ∼300.000 km). Hızınız saniyede 150.000 km olsun ve ışıkla yarışacaksınız, detayları yok sayıyoruz, yarış, hakemin saatine göre 1 dakikada sonlanacak, hakem “start” verdi ve yarış başladı. Yarış bittiğinde hakemin yanına gittiniz ve değerlendirme yapıyorsunuz, hakem dedi ki, ışık senden saniyede 150.000 km daha hızlıydı ve ışık yarışı bitirdiğinde sen, yolun yarısındaydın, siz diyorsunuz ki, hayır, öyle değil, ışık benden “saniyede 300.000 km hızla” uzaklaşıyordu, ayrıca yarış 1 dakika sürmedi, benim saatime göre 30 saniye sürdü. Işık her şeye göre aynı hızda hareket eder. Yarış esnasında, hızınızdan dolayı, size göre zaman, yavaşlamıştır, ama zaman, istediği kadar yavaş aksın, ışık yine de kendi sabit hızında ilerler, çünkü ışıkta zaman diye bir şey geçerli değildir. Işık hızı evrenin içindeki en yüksek hızdır, ışık hızı (bir) sabittir. Ses hızı saniyede ∼330 metredir, neye göre, bulunduğu-taşındığı ortam olan atmosfere göre, yani ses dalgaları bu ortamda bu hızla ilerler, ortam yoksa ilerleyemez. Işığın taşındığı bir ortam yoktur, bu onu diğer tüm dalgalardan farklı kılar, yani bir referans noktası yoktur, daha doğrusu -ışık hızı neye göre saniyede ∼300.000 km’dir, sorusunun cevabı olarak- referans noktası hem hiçbir şeydir hem de her şeydir. Bunun sebebi ışıkta zamanın olmamasıdır, ışık, hareketinin tamamını uzaya verdiği için zamandaki hareketi sıfırdır.[1]

 

Kaynak(lar)

[1] Brian Greene, “Evrenin Dokusu…”, age., s. 53-63, 596 (Bu sonnottaki tüm alıntılar Greene’dendir.); Gary Johnstone [Yön.], “Einstein’s Big Idea”, agb. (adı geçen belgesel), Erişim: 3 Mart 2020, belgeselin tamamını izlemelisiniz [bk. sonnot 184]. {Parantez içindeki “saniyede 299.792.458…” kısmı, Wikipedia Contributors, “Speed of light”, Wikipedia, The Free Encyclopedia, sgta., ags., ea. [bk. sonnot 6].}