Özel İzafiyet Teorisi

Özel İzafiyet Teorisi, uzay ve zaman kavramlarının fiziksel olarak daha net açıklanmasını ve hareket eden ölçüm cihazlarıilesaatlerin davranışlarının anlaşılmasını sağlamaktadır. Mutlak eşzamanlılıkkavramını ortadan kaldırmakta, kütle ve enerjinin eş değerliliğini kanıtlamakta ayrıca evrensel sabit hız olan ışık hızının doğa yasaları üzerideki rolünü de ortaya koymaktadır (Einstein, 2013: 45).

Işık hızının sonlu olduğu gerçeği ilk olarak Danimarkalı gökbilimci olan Ole ChristensenRoemer tarafından 1676 yılında bulunmuştur. Roemer, Jüpiter’in uydularının tutulma sıklıklarını ve bunların Dünya’ya geliş hızlarını incelemiştir. Yapılan incelemeler sonucunda tutulmaların görülme sıklıklarının düzensiz olduğunu fark etmiştir, bunun sonucunda iki farklı durum ortaya çıkmıştır. Eğer ışık, sonsuz bir hızla ilerlemiş olsaydı tutulmalar aynı anda görülebilecekti ancak görülme sıklıkları

39

arasında farklılıklar söz konusu olmuştur. Bu farklılıkların sebebi ise Jüpiter’in, Dünya’ya yaklaşması ve uzaklaşmasıdır. Jüpiter, Dünya’ya yaklaştığında uyduların tutulma sinyalleri arasındaki fark ta azalmıştır. Bu durum, ışığın belirli bir sabit hıza sahip olduğu gerçeğini ortaya çıkarmıştır. Roemer, Dünya’nın, Jüpiter’in yörüngesine yaklaştığı dönemlerden birinde uydularından birinin zamanından önce görüldüğünü fark etmiştir daha sonra Dünya, Jüpiter’den uzaklaşırken de aynı şeyin olduğunu görmüştür ve bu iki durum arasındaki farkı ışık hızını hesaplamak için kullanmıştır. Ancak Dünya ile Jüpiter arasındaki mesafeyi tam olarak ölçememiştir ve ışık hızının saniyede 225.000 kilometre olduğunu söylemiştir. Ancak şuan bilim adamlarının ölçümlerine göre ışık hızının saniyede 300.000 kilometre olduğu bilinmektedir (Hawking, 2008: 27).

Özel İzafiyet Teorisi’nin en önemli ilkesi “mutlak uzay ve zaman yerine

mutlak ışık hızı” önermesidir (Bassett ve Edney, 2013: 32).

Özel İzafiyet Teorisi’ne göre her hareket, göreceli bir harekettir. Bu durumu bir tren örneği ile açıklayabiliriz. Sabit hızla, sabit bir yöne doğru giden bir tren düşünelim. Bu trenin hareketini iki biçimde de açıklayabiliriz. Burada önemli olan referans cisimleridir. A şıkkında referans cisim yerdir, B de ise referans cisim trendir. O halde Özel İzafiyet Teorisi’ne göre tren içindeki birey, trenin sabit, yerin hareket ettiğini söylerse bu onun bulunduğu konuma göre fiziksel açıdan doğrudur. Ancak başka bir birey, dışarıdan aynı treni izlerse ve bu birey, yerin sabit ve trenin hareket halinde olduğunu iddia ederse o zamanda yine iddia edilen bu durum B şıkkına göre fiziksel olarak doğru kabul edilecektir (Einstein, 2010: 57-59).

A) Tren, yere göre hareket etmektedir. B) Yer, trene göre hareket etmektedir.

40

Kaynak: İsaacson, 2010: 124

Zaman, maddeye ve maddenin hareketlerine bağımlı olarak var olmuştur. BigBang’den önce madde ve maddenin hareketi söz konusu değildir. Bu bilgiye göre BigBang’den önce zaman da söz konusu değildir. Büyük patlama ile beraber madde ve zaman meydana gelmiştir ve birbirleri ile ilişkilidirler. Evrenin ve zamanın bir başlangıcı bulunmaktadır ve sonsuzluktan beri var olmamaktadırlar(İstanbul Kuran Araştırmaları Grubu,2005: 41).

Einstein, Özel İzafiyet kavramı ile bilinenin aksine ortak bir zaman kavramının olmadığını ve her bireyin kendi zaman diliminde yaşadığını, bireyler sabit bir durumda kalırlarsa ancak ortak bir saat dilimine sahip olabileceklerini söylemiştir (Hawking, 2013: 17-18 ).

Dünya üzerinde 100 gün geçtiğinde ışık hızına yakın hareket eden bir kişi için 50 gün geçebilmektedir. Bu durum Özel İzafiyet Teorisi’nin en ilginç sonuçlarından birini oluşturmaktadır. Evren’deki hız arttıkça var olan zaman dilimi genişlemekte ve daha yavaş ilerlemektedir. O halde Evren’de, farklı noktalar arasındaki zaman farkı da değişmekte ve değişik hızlarda saatler farklı işlemektedir(İstanbul Kuran Araştırmaları Grubu,2005: 73).

Albert Einstein’a göre zaman ve hareket birbiri ile ilişkili kavramlardır. Buradan çıkacak sonuç ise zamanı kısaltmanın ya da uzatmanın mümkün olduğu sonucudur. Zamanı kısaltmak ya da uzatmak hareket ile mümkün olabilmektedir. Albert Einstein’ın Özel İzafiyet Teorisi’ne göre, iki olay arasında gerçekleşen zaman, bu iki olayı gözlemleyen kişinin hareketlerine göre değişiklik göstermektedir. Bu

41

durumu şu şekilde açıklayabiliriz. Bir kişinin oturma odasında otururken geçirdiği bir saatlik süre ile bu durumu çalışarak geçirdiği bir saatlik süre aynı zaman dilimi değildir. Kişi çalışarak aslında harekete bağlı olarak zamanda bir saatten daha az bir süre geçirmiş olmaktadır. Buradan çıkacak tek sonuç ise zamanın elastik bir yapıya sahip olduğu kavramıdır. O halde mutlak bir zaman kavramının oluşması imkânsızdır (Davies, 2003: 21-24).

Kaynak: Born, 1995: 237

A gözlemcisinin hareketsiz olduğunu ve “O” başlangıç noktasında bulunduğunu düşünelim. Başka bir B gözlemcisinin de aynı “O” noktasında önce hareketsiz halde bulunduğunu sonra düzenli bir hızla, bir x doğrultusunda “O” noktasına doğru geri döneceği bir C noktasına kadar hareket ettiğini varsayalım. Her iki gözlemcinin de kendi kusursuz saatleri olduğunu kabul edelim. B gözlemcisinin saatini, “O” başlangıç noktasına vardığında, A gözlemcisinin saatiyle karşılaştırdığımızda B gözlemcisinin zaman yitiği olduğu ortaya çıkacaktır. Bunun sebebi ise B’nin, sonucu belirleyici ekten olan tekdüze hareket periyotları süresince özel zamanının başka bir eylemsiz sistem zamanından geri kalmasıdır(Born, 1995: 238).

42

İzafiyet Teorisi’ne göre sabit hızla giden bir araçtaki bireylerin saatleri, dışarıdaki bireylerin saatlerinden daha yavaş ilerlemektedir. Ancak bu durum basit biçimde gözlenebilen bir olay değildir. Araç, ışık hızına ne kadar yaklaşırsa aracın içindeki zaman genişlemesi de o kadar fazla olacaktır (Turgut, 2005: 39-40).

Her gözlemcinin kendi zaman dilimi bulunmaktadır. Bireyler kollarındaki saat ile kendi zaman dilimlerini kaydetmektedirler (Hawking, 2008: 32).

Özel İzafiyet kavramının etkileri bireyin hızının şiddetine bağlıdır. Sabit duran birey ile otomobilde ya da uçakta yoluculuk eden bireyler arasındaki zaman farkı hiçbir zaman aynı olmamaktadır. Bu farklılıkları kavramanın zor olması uzay ve zamanın sabit ve evrensel olduğu anlamına gelmez. Etkiler küçük olsalar dahi uzayın ve zamanın sabitliği anlayışı yanlıştır. Özel İzafiyet Teorisi’ne göre bir şeyin doğru ya da yanlış olarak kabul edilmesinin herhangi bir temeli yoktur (Greene, 2008b: 29-32).

İzafiyet Teorisi’nin temelinde önemli olan tek şey göreceli harekettir. Hareketsiz bir bireye göre hareket eden bir saat geri kalacaktır. Başkasına göre ise hareket etmeyen saat daha ileridedir. Burada bahsedilen, saatin hareketten dolayı zarar görmesi ya da mekanizmasının yavaşlaması değil zamanın, harekete bağımlı olarak genişlemesi teorisidir. Hız, ışık hızına yaklaştıkça zaman farkı artacaktır. Dünya üzerinde ki iki eş saatten birini Kuzey Kutbu’na diğerini Ekvator’a koyarsak, Dünya, Ekvator çevresinde döndüğü için Kuzey Kutbu’ndaki saat hareketsiz kalacaktır. Dünya’nın kendi çevresinde bir kere dönmesi için gereken süreyi, saniye sayısına böldüğümüzde Ekvatorun hızı, Kuzey Kutbu’na göre saniyede 0,46 kilometredir. Einstein denklemine göre Kuzey Kutbu’ndaki saat, Ekvator’daki saate oranla saniyenin on milyonda biri kadar ileridedir (Bernstein, 2006: 67-68).

43

Kaynak: Davies, 2003: 26

Zamanın, harekete bağlı olarak yavaşlaması etkisine “Zamanın

Genişletilmesi Etkisi” denilmektedir. Yukarıdaki grafikte ise genişleme faktörü hızın

bir fonksiyonu olarak gösterilmektedir ve ışık hızına yaklaşıldıkça zaman çizelgesi diklemesine olarak düşmektedir. Işık hızının yarısına gelindiğinde zaman % 13 oranında yavaşlamaktadır (Davies, 2003: 26).