İzafiyet Teorisi Nedir?

İzafiyet teorisi ya da diğer adıyla Görelilik Kuramı, Albert Einstein tarafından ortaya konmuş bir fizik kuramıdır. Yer çekimi kuvvetinden yola çıkılarak ortaya atılan kuram, genel izafiyet ve özel izafiyet olmak üzere ikiye ayrılır.

Kuramın temeli, hareketin göreceli olduğu ve evrendeki en yüksek hızın ışık hızı olduğunun kabul edilmesine dayanır. Uzay ve zamandan oluşan dört boyutlu bir evren modeli sunar. Temel olarak uzay ve zamanla ilgilenir ve fiziksel olayları bunlara dayandırarak açıklar.

İzafiyet Teorisine göre bütün varlıklar ve fiziki olaylar izafidir. Zaman, mekan, hareket hepsi birbirine bağlı izafi olaylardır. Tam hareketsiz olma diye bir şey yoktur. Albert Einstein, ortaya koyduğu bu teoriyle insanlığa uzaklığın ve zamanın göreceli olduğunu göstermiştir. Ortaya attığı birçok öngörüsü doğrulanan Einstein, önce hesaplamalar yapmış, sonra tahminlerde bulunmuş daha sonra ise deneyler yapmıştır. Zekası ve yaptığı deneylerle kendisine hayran bırakan Albert Einstein, bu teoriyle ün kazanmıştır.

Diğer adıyla görelilik kuramı denmesinin sebebi, bir olayın eş zamanlılığının yani birden fazla kişi tarafından aynı anda yaşanmasının değişkenliğidir. Zaman dünyanın her yerinde aynı hızla ilerler fakat farklı şekillerde hissedilir.

İzafiyet teorisi, Albert Einstein tarafından ortaya konmuş ve daha sonra diğer bilim insanları tarafından da kabul görmüştür. Einstein, dünyanın genişlik derinlik ve yükseklikten oluşan üç boyutlu yapısına zamanı da ekleyerek dört boyutlu hale getirmiştir. Genel görelilik teorisinde yer çekimi kuvvetini de göz önünde bulundurmuş, özel görelilik kuramında ise yer çekimi kuvvetini göz ardı etmiştir.

Özel İzafiyet Teorisi

Albert Einstein tarafından 1905 yılında Annalen der Physik adlı dergide “Hareketli Cisimlerin Elektrodinamiği Üzerine” isimli makalesinde ortaya konmuştur. Ve ardından “Bir Cismin Atıllığı Enerji İçeriği ile Bağlantılı Olabilir mi?” adlı makalesiyle geliştirmiştir.

Özel izafiyet teorisine göre, cisim zamanla, zaman cisimle, mekan hareketle ve hareket mekanla, yani hepsi birbiriyle bağlantılıdır. Einstein’a göre birbirilerine göre hareketleri nasıl olursa olsun ışık hızı hepsinde aynıdır. Bu teori deneylerle ispatlanmış birçok sonuç ortaya çıkarmıştır.

Galileo’nun görelilik prensibine göre zamanla değişmeyen hareket görecelidir. Ona göre hareket halindeki bir gemi dışarıdan bir kişi tarafından hareket ediyor olarak görülebilir fakat geminin içinde bulunan kişi hareketin olmadığını söyleyebilir. Einstein, bu teoriye ışık hızı etkisini de ekleyerek sabit hızdaki herhangi bir cismin ışık hızının değişmez olduğunu savunmuştur.

Bu teorinin bazı öngörüleri ise şunlardır:

Uzay-Zaman : Uzay ve zaman birbirine bağlıdır. Zaman genişlik, derinlik ve yükseklikten oluşan üç uzat boyutunun dördüncüsüdür.

Zaman Genişlemesi : Işık hızıyla hareket eden bir cisim düşünün. Dışarıdaki kişi bu hızı fark eder fakat cismin içindeki gözlemci için zaman duruyor gibi gelir. Fakat aslında ışık hızı iki taraf için de aynıdır.

Eş Zamanlı Olaylar: İki gözlemci ve iki olay olduğunu düşünelim. Gözlemcilerden birinin iki olayın aynı anda gerçekleştiğini görebileceği gibi diğer gözlemci birinin önce birinin sonra gerçekleştiğini görebilir.

Kütle Artışı: Işık hızında hareket eden bir cismin kütlesi dışarıdan durgun bir gözlemci için artıyor gibi görünür. Ancak cismin üzerinde olan kişi için kütle hep aynıdır.

Lorentz Dönüşümü: Işık hızına yakın bir hızda hareket eden cisim, dışarıdan bir gözlemci tarafından olduğundan daha kısa görünür. Fakat, cismin üzerinde bulunan kişi için gidilen mesafe değişmez.

Işık Hızı Limiti: Kütleli bir cismin ışık hızına ulaşması için sonsuz bir kuvvet gerekir. Işık kütlesizdir ve ışık hızında yolculuk edebilir. Işığın boşluktaki hızı evrendeki son hız limitidir.

E=mc²: Bu denklemde; E: Enerji, m: Kütle, c: Işık hızını ifade eder. Denkleme göre madde enerjiye, enerji maddeye dönüşebilir.

Genel İzafiyet Teorisi

Einstein, 1916 yılında ortaya attığı bu teorisinde özel izafiyet teorisinden farklı olarak yer çekimi kuvvetini de eklemiştir. Newton’un evrensel kütle çekim yasası ile özel görelilik kuramını genişletmiş kütle çekimin uzay ve zamanda etkilerinden bahsetmiştir.

Uzay, bu teoriye göre yoğun kütle tarafından eğilmiş, zamanı da içine de alan dört boyutlu bir yapıdır. Büyük bir yıldızın ömrünün sonuna geldiğinde içine çökmesi ve karadelikler oluşturması genel görelilik kuramına dayalıdır.

Einstein bu teoride dünya gibi büyük gök cisimlerinin kendi etrafında dönerken uzayı ve zamanı büktüğünü söylemiştir. Bu önergeden yola çıkarak yapılan araştırmalarda Nasa bilim adamları dünyanın bir yılda dönüş yönünde 2 metrelik bir sapma olduğu tespit edilmiştir.

İzafiyet Teorisi Nedir? ile ilgili videolar