İzafiyet ve zamanın göreceliği

İzafiyet kelime anlamı olarak görelilik, görecelik demektir. Zamanın ve olguların eş yaşanmaması veya mutlak bir zamanın olmaması Einstein'in izafiyet kavramına girer. İzafiyet genel görelilik ve özel görelilik olmak üzere iki alt başlığa ayrılır. Göreliliği matematiksel olarak şu şekilde örneklendirebiliriz: birbirine çakışık iki farklı koordinat sistemi düşünelim ancak bu koordinat sistemlerinin orijinleri üst üste gelmesin. Bu koordinat sistemlerini K ve K' olarak isimlendirelim. K koordinat sisteminde (x, y) noktası K' koordinat sisteminde (x+a, y+b) noktasına denk gelsin. Bu durumda iki koordinat sisteminin orijininde bulunan iki gözlemci bu noktaları göreli algılar. Yani K' koordinat sisteminin orijininde bulunan gözlemci cisim (x+a, y+b) noktasında bulunuyor diyecektir ancak K koordinat sisteminin orijinindeki gözlemci cismin (x, y) noktasında bulunduğunu söyler. Başka bir örnek vermek gerekirse de: bir trende olduğumuzu düşünün. Trenin yanında trenle aynı hızka giden bir araba var ve etrafta tren ve araba dışında hiçbir nesne bulunmamakta. Dışarıdaki bir gözlemci tren ve arabanın bir sürate sahip olduğunu söyleyecektir ancak trendeki siz doğal bir şekilde hem arabanın hem de kendinizin durağan olduğunu savunacaksınız. Bunun gibi birçok örnek türetilebilir. Burada konumuza dahil olan bir kavram daha var: ışık hızı. Aslında ışık hızı ile pek işimiz yok, işimiz hız ve zaman kavramıyla. x uzunluğunda bir yolu, v hızı ile gitmek istiyorsanız t kadar süre harcarsınız. v'yi ne kadar fazla da yapsanız t süresini 0'a indiremezsiniz. Sadece x sonsuza giderken t'nin limitini alırsanız 0'ı bulabilirsiniz. Evrende de sonsuz hız ile giden herhangi bir cisim bulunamaz. Yani bütün hesaplarımıza ışık hızından kaynaklanan gözlemdeki gecikme süresini dahil etmek mecburiyetindeyiz.

Bunu zamana uyarladığımız durumda şu şekilde bir örnek daha türetebiliriz: K' koordinat sisteminin merkezinde duran ve 2 tiktak arası 1 saniye olan bir saat olsun. Bu saati bir v hızı ile hareket ettirirsek referans noktasındaki gözlemciye göre iki tiktak arası bir saniye değil (1/√1-v²/c²) saniyedir. Yani 1 saniyeye göre daha uzundur. Aynısını zaman boyutu için değil de uzamsal boyutlar için uygularsak da şu şekilde bir düşünce deneyi geliştirebiliriz: Bir K' koordinat sisteminin orijininde 1 metrelik bir çubuk bulunuyor olsun. Ardından bu çubuğa bir v hızı verilsin, referans noktasındaki gözlemye göre çubuğun uzunluğu 1 metre değil, (√1-v²/c²) metredir. Bu ifadelerin çıkarmı için Lorentz Dönüşümleri'ne bakabilirsiniz; denklemlerin açılımları, nasıl bulunduğunu öğrenmek için ise Einstein'ın yazmış olduğu İzafiyet Teorisi: Özel ve Genel Görelilik, Göreliliğin Anlamı kitaplarına bakabilirsiniz.

Buradan anlaşılabilir ki herhangi iki gözlemci zamanı ve olguları aynı tecrübe etmemektedir, aynı anda olduğunu sandığımız iki olay aslında farklı zamanlarda olmuş olabilir. Yani Einstein Newton'un mutlak zaman fikrini düzeltmiş ve yerini alacak izafiyeti geliştirmiştir.