Zaman uzaması, Uzunluk Kısalması ve Göreli Hız

Zaman Uzaması, uzunluk kısalması, göreli hız, bilim adamlarını uzun süre şaşırtan en ilginç ve kafa karıştırıcı olaylardan bazılarıdır. Bunları öğrenmek sadece eğlenceli değil, aynı zamanda tamamen kafa karıştırıcıdır.

Zaman uzaması:

Klasik Fiziğe göre zaman mutlak bir niceliktir. Ancak Özel Görelilik Teorisine göre zaman mutlak bir miktar değildir. Lorentz'in dönüşümünde görebileceğimiz gibi referans çerçevesinin hareketine bağlıdır. Eğer bir “S” eylemsiz çerçevesindeki iki sinyal arasındaki zaman aralığı (örneğin bir saatin tik takları) “T” ise, o zaman ilkine göre hareket eden başka bir “S” eylemsiz çerçevesindeki bu iki sinyal arasında bulunan zaman aralığı şu şekilde verilecektir:

Burada,

t = dinlenme çerçevesine göre uygun zaman

t' = v hızıyla hareket eden gözlemciye göre ölçülen genişleme süresi

v = S çerçevesinin hızı

“T” ’nin harekete bağlı olarak arttığını veya genişlediğini, yani “S” çerçevesine göre saatin “S”ye göre yavaşladığını gösterir.

Buna dayanarak bu prensibe yönelik birçok modern uygulama vardır. Örneğin bir Navigasyon sistemi, atom altı parçacıkların incelenmesi ve bunların ortalama ömrü vb. gibi…

Uzunluk kısalması:

Çerçevemize göre hareket eden herhangi bir şeyin uzunluğunu ölçersek, “L” uzunluğunun uygun uzunluktan daha küçük olduğunu buluruz. (Nesne sabit olsaydı bu ölçülebilir) Işık hızına yakın göreceli hızlarda, ölçülen mesafeler farklı gözlemciler tarafından ölçüldüğünde aynı değildir.

1. Dolayısıyla Einstein'ın görelilik teorisine göre uzunluk daralması, bir nesnenin uzunluğunun, dinlenme çerçevesinde ölçülen gerçek uzunluğundan daha kısa olarak ölçülmesi olgusudur.

2. Bu aynı zamanda “Lorentz daralması” olarak da bilinir ve esas olarak eylemsiz referans çerçevesi ışık hızının önemli bir kısmıyla hareket ettiğinde fark edilir.

3. Eğer “L0” karenin geri kalan uzunluğu, sabit bir referans çerçevesi tarafından ölçülen uzunluk, ardından “V” hızıyla hareket eden çerçevede ölçülen karenin uzunluğu şu şekilde verilir:

Burada,

L= uygun uzunluk

L'= S'ye göre çerçevelenmiş S' cinsinden ölçülen kısaltılmış uzunluk

V = S çerçevesinin hızı

Göreli hız:

A nesnesinin başka bir B nesnesine göre bağıl hızı, A nesnesinin kendisiyle birlikte hareket eden B nesnesinin üzerinde bulunan bir gözlemciye sahip olacağı hızdır.

Ancak Albert Einstein'a göre ışığın hızı sabittir. Bir fotona göre ne kadar hızlı hareket ettiğinizin, hatta ışık hızında hareket ediyor olsanız bile bunun hiçbir önemi yoktur.

Göreli hız fikri, farklı hızlarda hareket eden iki veya daha fazla cismin hızlarını karşılaştırmak için kullanılır. İşleri basitleştirmek için, bir cisim sabit hale getirilebilir (yani Hız = 0) ve diğer cismin sabit cisme göre hızı, cisimler zıt yönlerde hareket ediyorsa hızların toplamı olarak veya şu şekilde hesaplanabilir: aynı yöne gidiyorlarsa fark; hareket eden bir cismin hızının, duran bir cismin hızına oranı göreli hız olarak adlandırılır.