Einstein’in görelelik kuramları kendinden önceki evreni anlayış şeklimizi kırdı geçti. Einstein kuramları günlük hayatta her yerimizde olan zamanı anlayışımızı bile değiştirdi. O zaman ne bu Einstein’in görelelik kuralları, hadi bir göz atalım.
Einstein Öncesi Fizik ve Evren Anlayışı
Bu konuyu daha iyi anlamak için Newton Fiziği Nedir ve Newton Yasaları yazımızı okuyabilirsiniz. Zira bu yazımızda bu konudan iyice bahsettik.
Fakat hadi gelin bir özet yapalım. Einstein’dan önce zamanın mutlak olduğu düşünülüyordu. Ayrıca Einstein’in sonradan birleştireceği uzay ve zaman adlı iki kavramın birbirlerinden ayrı bir şey olduğunu zannediyorlardı.
Newton ise kütle çekim hakkında düşünmüş, kütle çekimin cisimlerin kütlesinden dolayı ortaya çıkan bir fenomen olduğunu düşünmüştü. Ayrıca yine bilim insanları da, ışığın eter dediğimiz “bilinmeyen” bir madde içinde dolaştığını düşünüyorlardı. Fakat sonra bunun yanlış olduğu ispatlandı.
Fakat Einstein’dan önce Einstein’i ilgilendiren en büyük şey zamandı. Dediğimiz gibi zaman mutlak bir kavram olarak düşünülüyordu. Buna değineceğiz.
Einstein’ın Özel Görelelik Kuramı ve 1905 Yılı
Bilim için 1905 yılının çok özel bir anlamı vardır. Çoğu bilim insanı bu için yıl “Annus Mirabilis” yani mucizevi bir yıldı. Öyle ki Einstein o yıl dört tane makale paylaşmıştı. Bunların içinden el ilgi çekici olanı özel görelelik ile alakalı olan makalesiydi. Einstein zaman üzerine çok düşünmüştü. Zaten İsviçre’deki Patent Ofisinde’de sürekli dönemin en gelişmiş saatleri önüne geliyordu.
Konuya devam edecek olursak, hatırlarsanız geçtiğimiz yazımızda hareketin göreceli olduğunu göstermiştik. Ahmet, Ali ve Mehmet’imiz vardı, ve kendi pencerelerinden uzayda birbirlerini farklı gözlemlediklerini görmüştük. Fakat o bölümün en sonunda şöyle bir şeyden bahsetmiştik:
Ahmet ışık hızında sağa doğru gidiyor, Mehmet ise ışık hızında sola doğru gidiyor. O zaman Mehmet’in penceresinden bakarsak Ahmet \(2*\)ışık hızıyla gidiyor, gibi gözükür. Fakat Einstein’e göre bu yanlıştı.
Işık hızı evrensel hız limiti gibiydi, asla geçemezdiniz. Şöyle anlatalım: Bilim dünyasının belki de en çok bilinen eşitliğinden bahsedelim ilk önce: \(E=mc^2\). Bu eşitlikle Einstein, kütle ve enerjinin aslında aynı şeyin farklı ifadeleri olduğunu gösterdi.
Yani kütlesi olan şeyin enerjisi de vardı. Ayrıca ışık hızı bir sabit olduğundan, enerjisi artan şeyin kütlesi de artıyordu eşitliğe göre. Fakat bu kütle artışı öyle saatte yüz kilometre hızda falan çok çok az hissediliyor.
Mesela ışık hızının yarısı hızında gitmeyi deneseniz, büyük bir enerjiye sahip olacaksınız. Aynı şekilde dünyada da hızı artan cisimler daha fazla kinetik enerji ile yüklenirler (Kinetik enerji=\(1/2*m*V^2\) V yani hız arttıkça kinetik enerji artıyor kanalımda kinetik enerji formülünün nereden geldiğini analttım: Kinetik Enerji), böylece kütleleri de artıyor.
Aynı şekilde Einstein hesaplamalarına göre, ışık hızına ulaşmak demek sonsuz enerji ihtiyacı demek. Ki termodinamik yasaları buna izin vermiyor zaten böyle bir şeyin eşi, benzeri yok. Bu yüzden ışık hızı geçilemez bir hız limiti. Fakat şu an bunu geçen birkaç fenomen var.
Mesela kuantum dolanıklık. Kuantum Dolanıklık şöyle bir şeydir: Bir parçacık düşünelim, mesela elektron, bu elektronun evrende bir eşi daha vardır. Ki bunların tüm özellikleri zıttır. Mesela örnek olması açısından birinci elektron soldan dönerken, ikinci elektron sağdan dönmekte. (Böyle bir dönme olayı tam olarak yok, sadece örnek amaçlı.)
Ki bu aralarında ne kadar mesafe olursa olsun gerçekleşiyor. Sanki göremediğimiz bir misinayla bağlanmışlar gibi! Ayrıca bilim insanları bunu kanıtladı, parçacıklar gerçekten ışığın bile trilyonlarca yılda aşacağı mesafeyi anında aşıyorlar. Bunun neden ve nasıl olduğu hakkında en ufak bir fikre sahip değiliz.
Şimdi anladık ışık hızı geçilemez. Peki şöyle olabilir mi: Ahmet ışık hızında sağa gidiyor, Mehmet ise \(V\) hızıyla o da sağa gidiyor. Mehmet’in hızı ışık hızından daha küçük.
Şimdi Mehmet’in penceresinden bakacak olursak mantıken Ahmet’in Işık hızı -\(V\) hızda gitmesi gerek. Fakat bu da yanlış. Işık hızı nerede olursa olsun göreli değildir. Işık hızını herkes aynı görür, istisnası yoktur.. Bu Einstein’dan önce az çok bilinen bir şeydi fakat arada dursun istedim.
Ayrıca okulda bize genelde kütle değişmez madde miktarıdır derler ve bazen de örnek verirler: Ay’a giderseniz ağırlığınız değişir ama kütleniz değişmez. Fakat bu yanlıştır. Kütlemiz enerjilerimize bağlı olarak sürekli değişir. Tabi bu hissedilmeyecek kadar küçüktür. Yani kütle, değişmez madde miktarıdır; sözü hem yanlış hem doğrudur.
Ayrıca Ay’a gidersek kütlemiz değişmez diyoruz, belki Ay’da çok az değişir ama Karadeliğin olay ufkundaysanız çok değişir! Biraz sonra anlatacağımız üzere karadelik gibi süper kütleli cisimler uzayı büktükleri için bizi resmen huni gibi içlerine çekerler.
Uzayı da çok büktükleri için bu çekilme hızlı olur, böyle ısınırız ve kinetik enerjimiz de artar. Yani kütlemiz de artar. Ayrıca ketçaplı spagetti olursunuz.
Einstein’ın Genel Görelelik Kuramı ve 1915 Yılı
Einstein’in özel görelelik veya izafiyet kuramı ilk başta pek de ciddiye alınmadı. Genel görelelik de bazen çok dışlanacaktı. Sonuçta yıllar boyunca oluşmuş fikirleri kırmak zordu. Ama en sonunda insanlar anladı ki, bu kuramlar dahi işiydi!
Her neyse İzafiyet teorisiyle Einstein, aslında zamanın mutlak değilde, göreceli olduğunu kanıtladı. Mesela yol kenarında iki insan düşünün. Bunlar Ahmet ve Mehmet olsun. Ahmet’in her iki yanına da aynı anda şimşek çakıyor, ve Ahmet bunları aynı anda gözlemliyor.
Fakat Mehmet, Ahmet’in daha sağında veya solunda olduğu için şimşekleri Ahmet’ten farklı bir şekilde deneyimler. Einstein çok basit bir düşünce deneyiyle bunu ispatlar.
Ayrıca Einstein farklı sanılan uzay ve zaman denilen iki varlığı birleştirdi. Mesela biz uzayı metreyle, zamanı kronometreyle ölçeriz. Değil mi? Uzay ve Zamanın birleşmesi demek aslında, uzayın kronometreyle; zamanın da metreyle ölçülebilmesi demek.
Peki bunu yapabilir miyiz, aslında evet. Mesela Uzay’ı ölçmek için ışığın hızının zamanla bağlantılı olan kısmını kullanırız. Mesela 10 ışık yılı deriz, yani arada ışığın 10 “yılda” alacağı yol vardır. Fakat bu tip bir ölçüm yaparken çok dikkat etmeliyiz.
Sonuçta zaman görecelidir ve yanlış bir şekilde hesap yaparsak tüm hesap yanlış olabilir. Zamanı da aslında metre veya mezura ile ölçebiliriz. Mesela beş dakikalık yol gibi. Fakat yine dediğim gibi bu yöntemin çok dikkatli kullanılması gerekir.
Daha güçlü bir bağıntı olarak şunu verebiliriz: Genel Göreleliğe göre biz aslında Uzay’ı, zaman ile de deneyimleriz, deneyimlemeliyiz. Mesela 26 Mayıs 2025’te Notre Dame önünde saat 13.41’de buluşalım, gibisinden. Zaman olmadan uzay allak bullak olur.
O yüzden Einstein uzay ve zamanı birleştirdi. Devam edecek olursak Diğer bir önemli nokta ise Einstein, kütleli cisimlerin uzayı büktüğünü hesapladı. Uzay gerçekten bükülüyordu! Newton’un kütle çekim dediği şey de aslında, uzayın bükülmesinden kaynaklanan bir fenomendi.
Youtube’da BBC’nin bu konu hakkındaki videosu ve yine Youtube’da “Gravity Visualized” adlı bir video var. Bunlar uzayın bükülmesini anlatıyor ve görsel bir şekilde. Kütleli cisimler uzayı büküyor, bu yüzden ışık gibi cisimlerden kütle çekimden etkileniyor.
Ayrıca az önce bahsettiğimiz karadelikleri düşünün. Devasa bir şekilde uzayı büküyorlar.
Uzayın büküldüğü de ispatlandı. Güneş Tutulmasında, dünyaya güneş ışığı gelmediği vakitlerde, uzaklardaki yıldızların bize yolladığı ışık Güneş’ten dolayı bir miktar bükülüyor olmalıydı.
Bazı Fizikçiler de Güneş’in ışığı büktüğü miktarı hesaplayıp, yıldızın aslında olduğu yerden biraz daha farklı göründüğünü öğrendiler. Aynı şekilde uzayda gözlemler yaptılar ve yıldızın kopyasını, yani kendisini başka bir yerde gördüler. Böylece yıldızın iki görüntüsünün ortaya çıkması Güneş’in uzayı büktüğünü gösteriyordu!
Uzay’ın bükülmesi kanıtlanmıştı. Maalesef buraya uyacak %100 telifsiz bir fotoğraf bulamadım. Kendim de çizemedim çünkü yazıcım çalışmıyor.
Neyse konumuza devam edelim. Eisntein’ın kuramları neredeyse evreni tüm anlayışımızı kökten değiştirdi.
Einstein ve Kuantum Mekanikleri
Kısaca Einstein ve Kuantum mekanikleri üzerine durmak istiyorum. Einstein kuantum fiziğine şiddetle karşı çıktı. Ama öyle bildiğimiz inatçılık değildi. Mantıklı sebepleri vardı.
Mesela Einstein, demin de bahettiğimiz kuantum dolanıklığı, Kuantum fizikçilerinin açıklamasını istiyordu? Nasıl böyle bir şey olabilirdi? Aynı şekilde Heisenberg Belirsizlik İlkesi, Einstein bunları sorguluyordu.
Ama artık en sonunda kuantum mekaniklerini savunan fizikçiler resmen Einstein’a şunu demişti: “Bunlar böyle işte, sadece çalışıyor, doğa yasaları böyle; ister beğen ister beğenme“
Einstein gibi bir bilim insanına böyle bir şey demek çok zordu. Ya da herhangi bir bilim insanına kim, bunu böyle kabullen, diyebilirdi ki? Her neyse Einstein bu savaşta yenildi. Mesela Einstein, Kuantum Teorisindeki matematiksel olasılığa inanmıyordu ve her şeyin belirli olması gerektiğini düşünüyordu fakat dediğim gibi yanıldı. (Kuantum Dünyasındaki olasılık için bir örnek:Güneşimiz aniden sönebilir!) Buradan da aslında önemli bir ders alıyoruz: Stephan Hawking, Einstein gibi bilim insanlarının bizden bir farkı yok aslında.
Stephan Hawking de çok yanıldı, mesela Leonard Susskind’le girdiği büyük bilimsel tartışmayı kaybetti. Einstein adından emin olduğu tartışmada yenildi. Aslında anlıyoruz ki önemli olan yenmek veya yenilmek değil, elimizden geldiği kadar çalışmak; ki bilim de bu değil midir: kişilerin doğru veya yanlış olduğu değil de, hepsinin hizmet ettiği gerçeği öğrenmek!
Son Söz
Herkesin anlayabilmesi için çok basit bir şekilde anlatmaya çalıştım. Lütfen bir hatamız varsa bize bildiriniz ki daha iyi bir blog olup amacımıza daha iyi hizmet edelim.
DUYURU: Youtube kanalı açtık. Orada ilginç videolar paylaşacağım, şu linkten ulaşabilirsiniz: Kültüristan Youtube Kanalı. Şimdilik Hoşça Kalın.
