uzay-zaman

Uzay Zaman Bükülmesi (Einstein)

Einstein And Eddington Belgeselinden Bir Sahne

Uzay-Zaman Bükülmesi Nedir?

Alman Dahi Einstein’i hepiniz bilirsiniz, birçok teorisi ile Dünya Bilim Tarihini kökünden değiştirmiştir. Bugün sizlere Şubat 2016 da kanıtlanan, Einstein’in Uzay-Zaman bükülmesi teorisini, anlatmaya çalışacağım.

Konumuz kısaca; Işık, güneş gibi yıldızlar, galaksiler, karadelik vb. olgular, büyük kütleli cisimlerin yanından geçerken yön değiştirir bizde, ışığın diğer tüm cisimler gibi kütle çekiminden etkilenmesinden bahsedeceğiz.

“Ben fizik okumadım,anlamam demeyin!” konuyu herkesin anlayacağı şekilde, en yalın haliyle ve örneklerle anlatacağımızdan emin olabilirsiniz. Şekersiz çayınız hazırsa başlıyoruz.

1915 yılında, Alman Fizikçi Einstein, daha önce hiç bahsedilmeyen bir olgudan söz etti. O tarihe kadar sanılanın aksine kütle çekimi diye bir kuvvet yoktur. Gerçekte, kütle çekimi olarak nitelendirdiğimiz olaya sebep olan, uzay-zaman bükülmesidir.

Uzayda bulunan kütleler, etrafındaki uzay-zaman dokusunu bükerek eğri bir ortam oluşturuyordu. Örneğin aşağıdaki fotoğrafta, düzlenerek ilginize sunulmuş, bir dünya haritası görüyorsunuz. Birisinin seyahat amacıyla uçakla Ithaca’dan Roma’ya gitmek istediğini düşünelim.

Dünya haritası

Bu uçağın düz bir rota izleyerek Roma’ya varacağını düşünebiliriz. Aslına bakılırsa, Ithaca’dan hareket eden bir uçak, eğer dümdüz bir rota izlerse varacağı yer Roma değil, mavi okun gösterdiği Afrika’da bir yer olacaktır.

Dünyanın yuvarlak olmasından dolayı, gezegenin kavisli geometrisini hesaba katmayan, düzleme aktarılan bir haritada, 3 boyutlu Dünya’da iki nokta arasındaki düz rotalar eğri görülecektir (mavi ok gibi). Einstein da uzay-zaman bükülmesi denilince tam olarak bundan bahsediyor.

Uzay-Zaman Bükülmesi Ağırlık Etkisi

Bir cismin etrafında yarattığı uzay zaman bükülmesinde, 2 nokta arasında en kısa mesafe artık düz bir yol değil; daha ziyade kavisli bir yol olup, 2 nokta arasındaki en kısa mesafe olarak tanımlanır. Bu geometriye Riemann Geometrisi denir ve bu eğri jeodezik eğri olarak adlandırılır.

Yukarıda da bahsettiğimiz üzere, “kuvvet” olarak tanımladığımız, cisimleri birbirine çeken şey aslında uzaydaki cisimlerin yarattığı uzay-zaman bükülmesinin bir sonucudur. Ağırlığı fazla olan bir cisim (örneğin Güneş) uzay-zamanda daha çok bükülmeye yol açacağından,

Güneş dünya modelleme
Uzay-zamanda bükülme modellemesi

ağırlığı az olan çevresindeki cisimler (gezegenler) Güneş’in uzay-zamanda oluşturduğu bükülü bir geometride hareket eder.

Bunu başka bir örnekle detaylandırmaya çalışalım. Elimizde bir taş var ve önümüzdeki göle taşı bırakıyoruz. Bu durum gölde dalgalanmalara neden olacaktır. Dalgalanmaya sebep olan şey ise taşın kendisidir.

Taş uzay ve zamanda dalgalanma oluşturmuştur. Taş uzay ve zamanı bükmüştür. Tam olarak bu olaya kütle çekimi diyoruz. Fakat göle taşı atmasaydık gölün yüzeyi düz kalmaya devam edecekti yani uzay ve zaman madde olmadan düzdür. Fakat işin içine taş yani yıldız girene kadar.

Yıldızların, kara deliklerin vs. oldukça büyük kütleleri uzay zaman da çok büyük çöküntüler oluşturmaya yeterli kalıyor.

Oluşan çöküntülerin yanından geçen her şey bu çöküntüye yuvarlanarak kendini çekim gücü ile ahenkle dansa teslim eder. Dünyanın Güneş etrafındaki şöleni bu olaya en büyük örnektir.

Şimdi Bu bilgiler ışığında konuyu toparlamaya çalışalım.  Işığın Kütle Çekim’den nasıl etkilendiği ile ilgili açıklama aslında çok karışıktır. Çünkü, ışığı oluşturan foton isimli parçacığın bir kütlesi yoktur. Kütlesi olmayan bir parçacığın ise kütle çekiminden etkilenmesini mantıklı bir açıdan bekleyemeyiz. Fakat, görünür gerçek; ışığın da kütle çekiminden etkilendiği yönünde.

Bu durumu şöyle temel düzeyde açıklamaya çalışalım. Fotonlar “durgun halde iken” kütlesizdir. Ancak, hareket halinde iken yüksek hızlarından dolayı bir kinetik enerjiye sahip olurlar. Einstein’ın “Görelilik Kuramı” sayesinde enerji ile maddenin aynı şey olduğunu bildiğimize göre, kinetik enerjiye sahip olan fotonun hareket halindeyken ölçülebilir küçük bir kütlesinin olması gerekir. Yani, fotonlar (ışık) kütle çekiminden etkilenir.

Uzay – Zaman Bükülmesi teorisi günümüzde bir çok araştırmanın kaynağı oldu. Yine bu sitede paylaştığımız “Dünya’ya en yakın karadelik keşfedildi” yazımızda belirttiğimiz yeni buluşa Einsten’in bu teorisi temel oluşturmuştur.

Bir bilgiselimizin daha sonuna geldik. Vakit nakittir diyerek yeni bir bilgiseli için kolları sıvayalım. Bizimle kalın, bilimle kalın.

Kaynaklar

Einstain and Eddington belgeseli

Bilimgünlüğü.com

kozmikanafor.com

Wikipedia

Evrimagaci.org

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak.