Görelilik Neden Var Olmak Zorunda

Işık hızına yaklaşan hızlarda uzay ve zamanın davranışları gerçekten de tuhaflaşır. Ancak bu davranışların kimse için sürpriz olmasına da gerek yok. Her ne kadar doğanın yavaş kulvarındaki gündelik deneyimlerimiz bize, bir kişinin zaman aralığının bir başkasının zaman aralığı ve bir kişinin uzay aralığının da bir başkasının uzay aralığıyla aynı olduğunu öğretmiş olsa da, aslında bu konudaki inançlarımız oldukça temelsiz varsayımlara dayanmaktadır.

Zamanı ele alalım. Tüm yaşamınızı zamanı tanımlamak için boş yere harcayabilirsiniz. Öte yandan Einstein tek kullanışlı olanın, pratik bir tanım olduğunu fark etti. Zaman aralıklarını saatlerimizle ölçeriz. Dolayısıyla Einstein da, “Zaman, bir saatin ölçtüğü şeydir,” demiştir (işte, bazen apaçık ortada olan bir durumu ortaya koymak için dahi olmak gerekebiliyor)

Eğer herkes iki olay arasında aynı zaman aralığını ölçecek olursa, bunun anlamı herkesin saatinin aynı hızda işlediği olacaktır. Ancak bu hemen hiçbir zaman olmaz. Çalar saatiniz biraz yavaş çalışırken, kol saatiniz biraz hızlı olabilir. Günümüzde, saatlerimizi arada bir ayarlayarak gündelik problemlerin üstesinden gelmeye çalışıyoruz. Örneğin birine saatin kaç olduğunu soruyor ve saatimizi ayarlıyoruz. Ya da BBC’de her saat başı gelen bip’leri bekliyoruz. Ancak bu bip’leri kullanırken varsaydığımız nokta, BBC stüdyosundan gönderilen bip’lerin radyomuza ulaşmasının hiç zaman almadığı. Radyoda spikerin saatin altı olduğunu söylediğini duyduğumuzda, basit bir şekilde saatin altı olduğunu kabul ediyoruz.

Devamını oku “Görelilik Neden Var Olmak Zorunda”

Büzülen Uzay, Esnek Zaman

Uzay ve zaman konusuna neden geldik? Işık dahil olmak üzere her şeyin hızı, belirli bir zaman diliminde katedilen mesafedir. Mesafeler genelde cetvelle, zaman ise saatle ölçülür. Dolayısıyla, “Nasıl oluyor da herkes, hareket durumları ne olursa olsun, aynı ışık hızını ölçebiliyor?” Sorusunu bir başka şekilde ortaya koyabiliriz: İnsanların, belli bir zamanda katettiği mesafeyi ölçtüklerinde, ışığın hızını her zaman tam olarak saniyede 300.000 kilometre bulmaları için, cetvel ve saatlere ne olması gerekiyor?

Evrendeki herkesin ışığın hızı üzerinde hemfikir olabilmesi için, uzay ve zamana ne olması gerektiğine dair bir denklemden bahsediyoruz. İşte, özel görelilik kısaca budur.

Uzayda zaman kuramı!

Üzerine doğru ışık hızının 0,75 katı hızla gelen bir uzay çöpüne lazerle ateş açan bir uzay gemisi düşünelim. Lazer ışını uzay çöpüne ışık hızının 1 ,75 katı hızla çarpamaz, çünkü bu imkansızdır; tam olarak ışık hızında çarpması gerekir. Bunun gerçekleşebilmesinin tek yolu, olayları gözlemleyen ve yaklaşmakta olan ışığın belli bir zamanda katettiği mesafeyi tahmin eden birisinin, mesafeyi olduğundan az ya da zamanı olduğundan fazla saptamasıdır.

Aslında Einstein her ikisinin de olduğunu keşfetmiştir. Uzay gemisini dışarıdan gözlemleyen birisi için, hareket halindeki cetveller büzülür ve hareket halindeki saatler yavaşlar. Yani uzay “büzülür” ve zaman “genişler.” Dahası bunu tam olarak, ışık hızının evrendeki herkes tarafından saniyede 300.000 kilometre olarak ölçüleceği şekilde yaparlar. Bu durum dev bir kozmik komployu andırmıyor mu? Evrenimizdeki sabit olan unsur, uzay ya da zamanın akışı değil, ışığın hızıdır. Ve evrendeki her şeyin, kendisini ışığın egemen durumuna göre ayarlamak dışında hiçbir şansı yoktur.

Devamını oku “Büzülen Uzay, Esnek Zaman”

Görelilik nedir? Temel taşları

Işığın yakalanamazlığı başka bir şekilde de ortaya konabilir. Kozmik hız sınırının gerçekten de sonsuzluk olduğunu düşünelim. Ve de, savaş uçağından atılan bir roketin sonsuz hızla yol aldığını varsayalım. Yerden bakan birisi için roketin hızı, sonsuzluk artı uçağın hızı mı olur? Eğer öyleyse, roketin hızı, yere bağlı olarak, sonsuzluktan daha büyük olacaktır. Ancak sonsuzluk tasavvur edebileceğimiz en büyük sayı olduğundan, bu imkansızdır. Anlamlı olan tek şey, roketin halen sonsuz bir hızı olduğudur. Diğer bir ifadeyle, roketin hızı, kaynağının, yani uçağın hızına bağlı değildir.

Sonsuz hızın rolünü ışık hızının oynadığı evrende de, ışığın hızı, yayıldığı kaynağın hızına bağlı değildir. Işık kaynağı ne denli hızlı yol alıyor olursa olsun, saniyede 300.000 kilometre olan ışık hızı değişmez.

Işık hızının, çıktığı kaynağın hareketinden bağımsızlığı, “mucizevi yılı” olan 1905’te Einstein’ın, uzay ve zamanın devrimsel bir analizini yaptığı “özel” görelilik teorisinin iki önemli dayanak noktasından biridir. Diğer dayanak noktası ise aynı ölçüde önemli olan, görelilik ilkesidir.

Devamını oku “Görelilik nedir? Temel taşları”

Görelilik ve Kara Delikler

karadelikNewton’dan farklı olarak Einstein’a göre, kütleçekim zamanı etkiler, çünkü ışığı etkiler. Eğer bir kara deliğin kenarında hareketsiz tutulan bir ışık parçacığı hayal edilirse, bu parçacık ne ilerler ne de geriler, ne enerji kaybeder ne de kazanır, yalnızca belirsiz bir şekilde askıda kalır. Böyle bir durumda, “zamanın kıpırdamadan durduğunu” ileri sürmek mümkündür. Kara delikleri ve onun niteliklerini savunan görelilikçilerin iddiası budur. Sözün kısası, kastedilen, eğer tüm hareket sona erdirilseydi, ne durum ne de konumda herhangi bir değişimin olmayacağı ve bu nedenle de kelimenin herhangi bir anlamında zaman diye bir şeyin bulunmayacağıdır. Kara deliğin kenarında varolduğu farz edilen durum budur. Ne var ki bu, son derece spekülatif ve mistik bir yorum olarak görünmektedir.

Tüm maddeler sürekli bir değişim ve hareket halindedirler ve bu nedenle burada söylenen şey, eğer madde ve hareket yok edilirse, zamanın da yok olacağından başka bir şey değildir, ki bu tam bir totolojidir. Bu şunu söylemekten farksızdır; eğer madde yoksa madde yoktur, ya da eğer zaman yoksa zaman yoktur. Çünkü her iki ifade de tıpatıp aynı şeyi anlatır. Tuhaftır ama, görelilik teorisinde zamanın ve uzayın ne olduğuna dair bir tanım aramak boşunadır. Einstein şüphesiz bunu izah edilmesi zor bir şey olarak görmüştü. Ne var ki, kendi geometrisi ile klasik Öklid geometrisi arasındaki farkı izah ederken bu noktaya oldukça yaklaşmıştı. İçinde uzayın eğrilmediği bir evren hayal edilebileceğini, ama bunun bütünüyle maddeden yoksun olacağını söylemişti. Bu tastamam doğru bir yöne işaret eder. Kara delikler hakkındaki tüm yaygaralardan sonra, Einstein tarafından bu konuya hiç değinilmediğini keşfettiğinizde şaşırabilirsiniz. O, esasen çok karmaşık bir matematiğe dayalı dikkatli bir yaklaşıma bel bağlamış ve gözlem ve deneyle doğrulanabilecek öngörülerde bulunmuştu. Kara delik fiziği, açıkça saptanmış ampirik verilerin yokluğunda, son derece spekülatif bir karaktere sahiptir.
Devamını oku “Görelilik ve Kara Delikler”

Uzam ve Zaman

Zaman ve Uzam Hakkında
Doç. Dr. Haluk Berkmen

Bilimde kullanılan en temel kavramlardan biri zaman diğeri mekân, yani uzamdır. Bu iki kavram olmasa ne madde ne de etkileşim tanımlanabilir. Fakat her ikisi de bizim hem dışımızda hem içimizdedir. Zamanın sürekli bir akış içinde olduğunu varsayıyoruz. Günlerin ve mevsimlerin geçişi bizde zamanın da geçmişten geleceğe doğru aktığı kanısını uyandırıyor. Makro boyutta bu böyle; fakat mikro boyutta böyle mi? Mikro boyutta, Kuantum kuramı zamanın tersinir olduğunu söylüyor. Yani zaman hem geçmişten geleceğe hem de gelecekten geçmişe doğru akmaktadır.

İmmanuel Kant (1724-1804) zamanın ‘ a p r i o r i’ (doğumla verili) yani sonradan edinilmeyen, her insanda doğal olarak bulunan saf bir özellik veya yeti olduğunu ileri sürdü. İnsan bu yetisini kullanarak doğayı yorumlar ve onda bir düzen, bir birlik olduğu sonucuna ulaşır. Kant’ın bu yorumuna ben tin-beden ilişkisi olarak bakmaktayım. Tin insanın psikososyal yapısı ve beden de duyuların tümü olmaktadır. İnsan bu iki farklı ve birbirlerinden bağımsız olan özelliğin aritmetik değil, ‘ vektöryel ’ toplamıdır. Alttaki çizim bu vektöryel toplamı gösteriyor. Vektör kavramı için 36 sayılı Sanalın Gerçekliği başlıklı yazıma bakınız.

Şekilde insan tin-beden bütünlüğü iken nesnelerin de dalga-parçacık bütünlüğü olduğu görülüyor. İki dik eksen O (orijin) yani kaynak veya sıfır noktasında birleşiyor. Bu sıfır kaynak noktasına cansız nesneler söz konusu olduğunda ‘töz’, insan söz konusu olduğunda ‘ruh’ adı verilmiştir. İnsanın nesneleri kavrayabilmesi ne sadece tiniyle (aklıyla) ne de sadece bedeniyle (duyularıyla) olmakta, her ikisinin ortak noktası olan ruhu ile olmaktadır.
Devamını oku “Uzam ve Zaman”

Görelilik Üzerine İdealist Yorumlar

isik-hizi“Işıl adında genç bir kız vardı
Hızı ışığı aşan;
Bir gün yola çıktı
Göreli bir biçimde
Ve önceki gece evine döndü.”

(A. Buller, Punch, 19 Aralık 1923)

Kuantum mekaniği gibi, görelilik de bilime mistisizmi bulaştırmak isteyenlerce ele geçirildi.

“Görelilik”, evreni gerçekte bilemeyeceğimiz anlamında ele alınıyor. J. D. Bernal’ın açıkladığı gibi: Ne var ki, Einstein’ın çalışmalarının uygulanabileceği dar uzmanlık alanlarının dışındaki etkisinin genel mistifikasyonun bir parçası olduğu da aynı ölçüde doğrudur. Onun çalışmaları, Birinci Dünya Savaşından sonra hayal kırıklığına uğramış entelektüeller tarafından, gerçeklerle yüzleşmeyi reddetmekte kendilerine yardımcı olması amacıyla hevesle sahiplenildi. Yalnızca “görelilik” sözcüğünü kullanma ve “her şey görelidir” ya da “ne kastettiğinize bağlı” deme ihtiyacındaydılar. Einstein’ın düşüncelerinin tümüyle yanlış bir yorumudur bu. Aslında, tam da “görelilik” sözcüğü yanlış bir kavramdır. Einstein’ın kendisi değişmezlik teorisi adını tercih etmişti ve bu ad kastettiği düşünceyi –görelilik teorisinin vulger kavranışının tam zıddını– çok daha iyi ifade etmekteydi. Einstein’e göre, “her şey görelidir” demek kesinlikle doğru değildir. Daha en başta, durgun enerji (yani madde ve enerjinin birliği) görelilik teorisinin mutlaklarından biridir. Bir diğer mutlaklık da ışık hızının oluşturduğu sınırdır. Bir düşüncenin en az bir başkası kadar doğru olduğunu ve “bütünüyle ona nasıl baktığınıza bağlı” olduğunu ifade eden gerçekliğin keyfi ve öznel yorumundan çok farklı olarak, Einstein “bağıl hareketlerin ya da kütleçekimin oluşturduğu göze batan kafa karışıklığına, yanılsamalara ve çelişkilere rağmen neyin «mutlak» ve güvenilir olduğunu keşfetmişti.”
Devamını oku “Görelilik Üzerine İdealist Yorumlar”

Görelilik Paradoksu

zaman-daliÖzel görelilik teorisi bilimin en büyük başarılarından biriydi. Evrene bakış tarzımızı o denli devrimcileştirmişti ki, ancak dünyanın yuvarlak olduğunun keşfedilmesiyle karşılaştırılabilirdi. Göreliliğin, kısmen yerine geçtiği eski Newton yasalarından çok daha kesin bir ölçüm yöntemi inşa etmesi, devasa ileri adımlar atılmasını da olanaklı kıldı. Ne var ki, zamana ilişkin felsefi sorun Einstein’ın görelilik teorisiyle ortadan kaldırılmış değildir. Eğer yeni bir şey varsa, o da bu sorunun eskisinden çok daha keskin hale gelmesidir. Daha önce de açıkladığımız gibi, zamanın ölçülmesinde öznel ve hatta keyfi bir yön olduğu açıktır. Ancak bu, zamanın salt öznel bir şey olduğu sonucuna çıkmaz. Einstein’ın tüm yaşamı, doğanın nesnel yasalarının peşinden gitmeye adanmıştı. Sorun, zaman da dahil olmak üzere doğa yasalarının, herkes için, nerede olduklarından ve hangi hızda hareket ettiklerinden bağımsız olarak, aynı olup olmadığıdır. Bu sorunda, Einstein bocalamıştır. Bazen bunu kabul eder gözükmüş, bazen de reddetmiştir. Doğanın nesnel süreçleri, kendilerinin gözleniyor ya da gözlenmiyor oluşlarınca belirlenmez. Kendilerinde ve kendileri için vardırlar. Evren ve bu nedenle de zaman, onları gözlemleyecek insanoğlu olmadan önce de vardı ve onlarla kendini meşgul edecek insan kalmadığında da varolmayı sürdürecektir. Maddi evren, ölümsüz, sonsuz ve sürekli değişim halindedir. Bununla birlikte, insan aklının evreni kavrayabilmesi, onun bizim için bir gerçeklik haline gelebilmesi için, onu parçalı kavramların diline çevirmek, analiz etmek ve ölçmek gerekir. Evreni gözleyiş tarzımız (gözlenmekte olan şeye müdahale edecek fiziksel süreçler içermediği sürece) onu değiştirmez. Ancak onun bize görünüş tarzı gerçekten de değişebilir. Bizim açımızdan, dünya durgun gözükür. Fakat dünyamızdan uzaklaşmakta olan bir astronot açısından, dünya, yanından hızla fırlayıp geçen bir şey olarak görünür. Çok ince bir espri anlayışına sahip görünen Einstein’ın, bir keresinde şaşkın bir bilet kontrol memuruna, “Oxford bu trene kaçta varıyor?” diye sorduğu söylenir.
Devamını oku “Görelilik Paradoksu”