Genel görelilik kuramı ne gibi yenilik getirdi?

Genel görelilik kuramının çok farklı şekillerde bilim dünyasında çığır açtığını söylemek mümkün. Öncelikle Einstein’in kuramından önce elimizdeki en tutarlı yerçekimi kuramı Newton’ın Yerçekimi Teorisi idi. Bu teori günlük hayatımızda oldukça güzel işliyordu ve birçok mühendislik hesabımız için yeterli oluyordu. Ancak kuramın açıklamakta yetemediği bazı noktalar oluyordu: Merkür’ün yörüngesindeki sapma gibi. Merkür’ün yörüngesindeki bu sapma Newton’ın matematiğiyle açıklanamıyordu. Bu problem Einstein’ın da ilgisini çekmişti ve geliştirdiği genel görelilik matematiğiyle bu sapmayı kolayca açıklayabildi. Yani Newton fiziğinin yetmediği yerleri Einstein doldurdu diyebiliriz. Hatta günümüz fizikçileri de Einstein’ın yetmediği yerleri (karadeliklerin içerisindeki tekillikler gibi) dolduracak bir fizik geliştirme peşindeler.

Bu kuramın en büyük farkındalık yaratan getiri ise uzay-zaman anlayışımızı kökten değiştirmiş oluşu. Einstein’dan önce kütle çekimi bir kuvvet olarak düşünüyor ve bu kuvveti; cisimlerin kütlelerinin birbirlerine uyguladıkları etkleşimler olarak algılıyorduk. Mesela Dünya’nın kütlesi Ay’ın kütlesi ile etkileşiyor ve etki-tepki dahilinde birbirlerini çekiyorlardı. Ancak Einstein kütle çekim kuvvetinin aslında bir kuvvet olmadığını ve cisimlerin uzay-zaman örtüsünü bükmelerinin bir sonucu olarak açıklıyordu. Dünya’nın kütlesi Ay’ı çekmiyordu; Ay, Dünya’nın kütlesinin yarattığı uzay-zaman eğriliğinde dolanıyordu. Aynı şekilde Dünya üzerindeki insanları kendine doğru çekmiyordu, biz insanlar Dünya’nın yarattığı uzay-zaman eğriliğinde Dünya’da doğru düşüyorduk. Newton’ın anlayışı kütleye dayandığı için ışık gibi kütlesiz parçacıkların uzayda bükülmemesi gerekiyordu. Einstein ise ışığın da uzay-zamandaki eğrilikleri takip etmek zorunda olduğunu ve büküleceğini söylüyordu. Tutulmada yaptığı deneyle bunu ortaya koydu ve bu deney zamanın gazetelerinde bilimsel bir çığır olarak manşetleri kapladı. Günümüzdeyse astronomlar bu efekti (kütleçekimsel mercekleme) verimli bir şekilde kullanarak çok uzaklardaki gökcisimlerini görüntüleyebiliyorlar.

Forvet

Bu konsepti daha iyi anlamak için bu videoyu izleyebilirsiniz.

Ayrıca genel göreliliğe göre zaman dediğimiz şey bir tarafını uzay olarak gördüğümüz madalyonun diğer yüzüydü. Yani uzay-zamanın iç içe, ayrılamaz olduğunu söylüyordu. Uzay-zamanın 3 boyutlu algılayabildiniz evrenin 4. boyutu olduğunu söylüyordu. Evrende mutlak olan şey zaman değildi, zaman tam tersine oldukça göreceliydi. Einstein mutlak olanın vakumdaki ışık hızı olduğunu söylüyordu. Cisimler ışık hızına yaklaştıkça (ki kütleli hiçbir madde ışık hızına ulaşamaz, ışık hızı evrenimizin adeta hız sınırıdır) zaman algıları değişiyor yavaşlıyordu. Çünkü zaman olarak algıladığımız şey aslında uzay-zamandı ve zaman etkileşimi de evrenin hız sınırı olan ışık hızı ile gerçekleşiyordu. Mesela bir düşünce deneyi yapacak olursak: Eğer hayatı Güneş’ten evimize gelen bir fotonun gözünden görebilseydik, yayılımından emilimine kadar hiçbir an geçmezdi. Işık hızıyla hareket ettiğinden foton için bir zaman algısı oluşmamış olurdu. Böylece onun perspektifinden foton her yerde aynı anda varolurdu.

Umarım bu muazzam teori üzerindeki bazı sorularınızı giderebilmiş daha da kafanızı karıştırmamışımdır. Ancak gücenecek bir taraf yok çünkü bu uzay-zaman anlayışının çok uzun süre fizikçilerin kafasını patlattığı bir konsept olduğu su götürmez bir gerçek. Şu an kuantum gibi çok daha absürt şeylerle uğraşsalar da göreliliğin ilgi çekiciliği asla sönmeyecek. Einstein’in kütleçekimi konseptini anlatan güzide Veritasium videosunu da izlemenizi öneririm.