Özel Görelilik Teorisi Nedir? Özel İzafiyet (Görecelik) Kuramı Bize Ne Öğretir?

Özel Görelilik Teorisi Nedir? Özel İzafiyet (Görecelik) Kuramı Bize Ne Öğretir? How Stuff Works
Çağrı Mert Bakırcı Editör Çağrı Mert Bakırcı
5 dakika
54,201 Okunma Sayısı
Notlarım
Reklamı Kapat
Evrim Ağacı Akademi: Fizik: Newton'dan Kuantuma Yazı Dizisi

Bu yazı, Fizik: Newton'dan Kuantuma yazı dizisinin 19. yazısıdır. Bu yazı dizisini okumaya, serinin 1. yazısı olan "Fizik Ne İşe Yarar: Sofra Tuzundan Atmosferin Yapısına..." başlıklı makalemizden başlamanızı öneririz.

Yazı dizisi içindeki ilerleyişinizi kaydetmek için veya kayıt olun.

EA Akademi Hakkında Bilgi Al

Görelilik Prensibi, Albert Einstein 1905 yılında özel görelilik ile ilgili makalesini (On the Electrodynamics of Moving Bodies) ortaya atmasından 300 yıl önce Galileo Galilei tarafından ortaya atıldı.

Galileo'nun Görelilik Prensibi'nde mutlak bir referans sistemi yoktur. Bunu daha iyi anlamak için A ve B gözlemcileri düşünün. A gözlemcisine göre B gözlemcisi v hızıyla sağa gidiyor olsun. Aynı şekilde B gözlemcisine göre ise A gözlemcisi sola v hızıyla gidiyor olur. Her iki gözlemcide diğer gözlemcinin hareket ettiğini söylemekte haklıdır, mutlak bir referans sistemi olmadığı için sabit referans sistemleri arasında geçiş yapılabilir. Burada “sabit referans sistemi” kavramından kasıt ivmeli hareket etmeyen yani hızını değiştirmeyen referans sistemleridir çünkü Galileo Dönüşümleri’nde ivmeli hareket eden gözlemci referans sistemi olarak kabul edilemez.

Nedenini anlamak için kendinizi bir trenin içinde hayal edin, trenin camları siyah bir perde ile kapalı olsun (trenin içerisinde ışık olduğu için karanlıkta değilsiniz). Trenin giderken sallanması, dönüş yapması, hızlanıp yavaşlaması gibi ivmeli hareketlerinin de olmadığını varsayın. Böyle bir trende trenin sabit hızla mı gidiyor yoksa duruyor mu olduğunu nasıl anlarsınız?

Reklamı Kapat

Cevap oldukça basittir: Anlayamazsınız. Trenin içerisinde her türlü deneyi yapabilirsiniz ancak dışarıya bakmadığınız sürece trenin hareket edip etmediğini anlayamazsınız. Aynı şekilde camdan dışarı baktığınızda trenin (dolayısıyla sizin) hareket etmediğinizi aslında tüm dünyanın diğer tarafa gittiğini söyleyebilirsiniz çünkü daha önce de söylediğimiz üzere sabit referans sistemleri arası geçiş yapılabilir.

Ancak aynı şeyi ivmelenen bir tren içerisinde söyleyemezsiniz. Bunu anlamak için treniniz hızlandığını varsayın. Daha önceden dolmuşa, metroya bindiyseniz sizin de bildiğiniz gibi geriye doğru bir kuvvet hissedersiniz. Fakat trenin (ve sizin) durduğunuz fakat bütün dünyanın diğer tarafa doğru hızlanarak ivmelendiği bir deneyde böyle bir kuvvet hissetmezsiniz. Bu nedenle trenin içerisindeyken “Herhangi bir yöne doğru kuvvet hissetmiyorum, o halde tren ivmelenmiyor.” veya “Bir yöne kuvvet hissediyorum, o halde tren ivmeleniyor.” diyerek dışarı bakmadan trenin ivmelenip ivmelenmediğini anlayabilirsiniz.

Başka bir düşünce deneyinde ise kollarınızı iki yana açarak kendi etrafınızda döndüğünüzü varsayın. Dönerken ivmelendiğinizden ötürü "merkezkaç kuvveti" hissettiğiniz için kollarınızdan dışarıya doğru bir kuvvet hissedersiniz (ve başınızın döndüğünü; ancak konumuz bu değil). Fakat siz dururken bütün dünya sizin çevrenizde dönse böyle bir kuvvet hissetmezsiniz. 

Isaac Newton’un Principia’da yayınladığı üç yasa da (günümüzde Newton Yasaları olarak bilinir), Galileo dönüşümleri ile uyumludur. Ancak James Clerk Maxwell’in 1865 yılında yayınladığı A Dynamical Theory of the Electromagnetic Field (Elektromanyetik Alanın Dinamik Bir Teorisi) kitabında tanıttığı elektrik ve manyetizmayı birleştiren dört denklem (günümüzde Maxwell Denklemleri olarak bilinir) Galileo’nun dönüşümleri ile uyuşmuyordu.

Örnek olarak yüklü bir bir cisim düşünün, cisim yüklü olduğu için elektrik alanı yayar. Bu cismi diyelim ki size göre belli bir hızı olan bir kaykaycı ileri doğru fırlatsın. Yüklü cisimler sabit hızla gittiklerinde manyetik alan oluştururlar. Cismin size göre hızını baz alarak yaydığı manyetik alanı bulabilirsiniz fakat kaykaycının referans sisteminden bu manyetik alanı hesapladığınızda sonuç farklı çıkıyor.

Evrim Ağacı'ndan Mesaj

Maxwell Denklemleri’nin Galileo Dönüşümleri ile diğer bir sorunu ise elektromanyetik dalgaların hızıyla ilgili. Maxwell Denklemleri’ne göre elektromanyetik dalgalar ışık hızında yayılır (hatta bu sebeple görünür ışığında bir tür elektromanyetik dalga olduğu anlaşılmıştır); fakat bu hızın hangi referans sistemine göre olduğu bir soru işareti olarak kalmaktadır. Bu nedenle bilim insanları uzayın esir (ether) adlı bir cisimle olduğunu, ışığın bu madde içerisinde yayıldığını ve bu maddenin referans sistemine göre ışık hızında yayıldığını düşündüler.

Bu sebeple Michelson ve Morley 1887 yılında esirin varlığını göstermek için bir deney (günümüzde Michelson-Morley Deneyi olarak bilinir) tasarladılar. Bu deneyde Dünya’nın döndüğü tarafa doğru bir ışık hüzmesi ve diğer tarafa bir ışık hüzmesi yolladılar. Dünya’nın döndüğü tarafa gönderilen ışığın hızının diğer tarafa gönderilen ışığın hızından daha fazla olması bekleniyordu. Fakat deneyin sonucunda Michelson ve Morley farklı bir sonuçla karşılaştılar. Her iki tarafa gönderilen ışığın hızı, ışık hızı olarak kalmıştı.

Deneyin sonucunda ışığın hızının, ışık kaynağının hızından bağımsız olduğu görülüyordu. Bazı bilim insanları eserin de Dünya ile birlikte hareket ettiğini ve bu nedenle ışık hızının sabit kaldığını düşündü. Hendrik Lorentz, ışık hızına yakın cisimlerin uzayda kısaldığını ortaya koyarak bu sorunu çözmeye çalıştı. Ancak tüm bu çözümler tek başlarına yeterli değildi. O yıllarda İsviçre Patent Enstitü’sünde memur olan genç Albert Einstein, annus mirabilis (mucize yıl) olarak tanımlanan 1905 yılında On the Electrodynamics of Moving Bodies (Hareket Eden Cisimlerin Elektrodinamiği Üzerine) başlıklı makalesini yayınladı. Makalesinde sadece iki postülat üzerinden denklemlerini ortaya koydu:

  • Fizik yasaları her sabit referans sisteminde aynıdır (Galileo Prensibi).
  • Işık hızı her sabit referans sistemi için aynıdır (Michelson-Morley Deneyi).

Bu iki postülata göre denklemlerini oluşturan Einstein zaman ve uzayın Newton’dan beri düşünüldüğü üzere değişmez olmadığını ve her referans sistemi için farklı olabileceğini ortaya koydu.

Reklamı Kapat

Özel Görelilik Teorisi'nin Sonuçları

Uzay ve zaman hakkındaki fikirlerimizi kökünden değiştiren ve ufkumuzu açan Özel Görelilik Teori’sinin sonuçlarına bakalım:

  • Uzay ve zaman, birbirlerinden ayrı olarak ele alınamaz. Uzay - zaman bir bütündür ve her cisim uzay - zamanda ışık hızında hareket eder. Bu nedenle uzayda hareket eden bir cisim, zamanda daha yavaş hareket eder.
  • B gözlemcisi, A gözlemcisine göre sabit bir hızda gidiyorsa A gözlemcisine göre B gözlemcisi için zaman daha yavaş geçiyordur. Fakat B gözlemcisine göre kendisi için değil A gözlemcisi için zaman daha yavaş geçiyordur.
  • Eş zamanlılık, gözlemciler arasında farklılık gösterebilir. Bir gözlemci için aynı anda gerçekleşen bir olay, başka bir gözlemci için aynı anda gerçekleşmeyebilir
  • Belli bir gözlemciye göre sabit hızda giden cismin gittiği yön doğrultusunda boyu kısalır.
  • Kütleli cisimleri ışık hızına çıkartmak için sonsuz momentum ve enerji gerektirdiğinden asla ışık hızına ulaşamazlar. Kütlesiz cisimler ise ışık hızında gitmek zorundadırlar.
  • Bir cisme durağan haldeyken (bir hıza sahip değilken) enerji verirsek ışık hızının karesine bölünmüş hali kadar kütlesi artar (E=mc2E=mc^2).
Kime göre, neye göre?
Kime göre, neye göre?
Physics is Awesome

Ancak bu teori ivmeli hareket edeen referans çerçevelerini açıklayamıyordu. Einstein, 1915 yılında Genel Görelilik Teorisi’ni geliştirerek uzay-zamanın kütleli cisimlerce eğilip büküldüğünü ve aslında “kütleçekim kuvveti” dediğimiz şeyin sadece uzay-zamanda hareket eden cisimlerin uzayda aldığı yol olduğunu gösterdi.

Genel Görelilik Teorisi ile ilgili daha fazla bilgiyi buradaki yazımızdan alabilirsiniz.

Okundu Olarak İşaretle
Bu İçerik Size Ne Hissettirdi?
  • Tebrikler! 19
  • Merak Uyandırıcı! 15
  • Muhteşem! 10
  • Mmm... Çok sapyoseksüel! 7
  • Bilim Budur! 6
  • İnanılmaz 5
  • Umut Verici! 5
  • Üzücü! 1
  • Güldürdü 0
  • Grrr... *@$# 0
  • İğrenç! 0
  • Korkutucu! 0
Evrim Ağacı Akademi: Fizik: Newton'dan Kuantuma Yazı Dizisi

Bu yazı, Fizik: Newton'dan Kuantuma yazı dizisinin 19. yazısıdır. Bu yazı dizisini okumaya, serinin 1. yazısı olan "Fizik Ne İşe Yarar: Sofra Tuzundan Atmosferin Yapısına..." başlıklı makalemizden başlamanızı öneririz.

Yazı dizisi içindeki ilerleyişinizi kaydetmek için veya kayıt olun.

EA Akademi Hakkında Bilgi Al

Evrim Ağacı'na her ay sadece 1 kahve ısmarlayarak destek olmak ister misiniz?

Şu iki siteden birini kullanarak şimdi destek olabilirsiniz:

kreosus.com/evrimagaci | patreon.com/evrimagaci

Çıktı Bilgisi: Bu sayfa, Evrim Ağacı yazdırma aracı kullanılarak 25/09/2021 10:31:48 tarihinde oluşturulmuştur. Evrim Ağacı'ndaki içeriklerin tamamı, birden fazla editör tarafından, durmaksızın elden geçirilmekte, güncellenmekte ve geliştirilmektedir. Dolayısıyla bu çıktının alındığı tarihten sonra yapılan güncellemeleri görmek ve bu içeriğin en güncel halini okumak için lütfen şu adrese gidiniz: https://evrimagaci.org/s/4556

İçerik Kullanım İzinleri: Evrim Ağacı'ndaki yazılı içerikler orijinallerine hiçbir şekilde dokunulmadığı müddetçe izin alınmaksızın paylaşılabilir, kopyalanabilir, yapıştırılabilir, çoğaltılabilir, basılabilir, dağıtılabilir, yayılabilir, alıntılanabilir. Ancak bu içeriklerin hiçbiri izin alınmaksızın değiştirilemez ve değiştirilmiş halleri Evrim Ağacı'na aitmiş gibi sunulamaz. Benzer şekilde, içeriklerin hiçbiri, söz konusu içeriğin açıkça belirtilmiş yazarlarından ve Evrim Ağacı'ndan başkasına aitmiş gibi sunulamaz. Bu sayfa izin alınmaksızın düzenlenemez, Evrim Ağacı logosu, yazar/editör bilgileri ve içeriğin diğer kısımları izin alınmaksızın değiştirilemez veya kaldırılamaz.

Reklamı Kapat
Size Özel
İçerikler
Instagram
Taksonomi
Sars Virüsü
Sağlık Bakanlığı
Çiftleşme
Hidrotermal Baca
Sahtebilim
Karanlık
Küresel Isınma
Çocuklar
Makale
Bilişsel
Asteroid
Mars
Balina
Mit
Stres
Burun
İngiltere
Gıda
Uzaylı
Cansız
Evrim Kuramı
Bilgi Felsefesi
Deney
Kimyasal Element
Daha Fazla İçerik Göster
Evrim Ağacı'na Destek Ol
Evrim Ağacı'nın %100 okur destekli bir bilim platformu olduğunu biliyor muydunuz? Evrim Ağacı'nın maddi destekçileri arasına katılarak Türkiye'de bilimin yayılmasına güç katmak için hemen buraya tıklayın.
Popüler Yazılar
30 gün
90 gün
1 yıl
EA Akademi
Evrim Ağacı Akademi (ya da kısaca EA Akademi), 2010 yılından beri ürettiğimiz makalelerden oluşan ve kendi kendinizi bilimin çeşitli dallarında eğitebileceğiniz bir çevirim içi eğitim girişimi! Evrim Ağacı Akademi'yi buraya tıklayarak görebilirsiniz. Daha fazla bilgi için buraya tıklayın.
Etkinlik & İlan
Bilim ile ilgili bir etkinlik mi düzenliyorsunuz? Yoksa bilim insanlarını veya bilimseverleri ilgilendiren bir iş, staj, çalıştay, makale çağrısı vb. bir duyurunuz mu var? Etkinlik & İlan Platformumuzda paylaşın, milyonlarca bilimsevere ulaşsın.
Podcast
Evrim Ağacı'nın birçok içeriğinin profesyonel ses sanatçıları tarafından seslendirildiğini biliyor muydunuz? Bunların hepsini Podcast Platformumuzda dinleyebilirsiniz. Ayrıca Spotify, iTunes, Google Podcast ve YouTube bağlantılarını da bir arada bulabilirsiniz.
Yazı Geçmişi
Okuma Geçmişi
Notlarım
İlerleme Durumunu Güncelle
Okudum
Sonra Oku
Not Ekle
Kaldığım Yeri İşaretle
Göz Attım

Evrim Ağacı tarafından otomatik olarak takip edilen işlemleri istediğin zaman durdurabilirsin.
[Site ayalarına git...]

Filtrele
Listele
Bu yazıdaki hareketlerin
Devamını Göster
Filtrele
Listele
Tüm Okuma Geçmişin
Devamını Göster
0/10000

Göster

Şifremi unuttum Üyelik Aktivasyonu

Göster

Şifrenizi mi unuttunuz? Lütfen e-posta adresinizi giriniz. E-posta adresinize şifrenizi sıfırlamak için bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Eğer aktivasyon kodunu almadıysanız lütfen e-posta adresinizi giriniz. Üyeliğinizi aktive etmek için e-posta adresinize bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Close
Geri Bildirim Gönder
Reklamsız Deneyim

Evrim Ağacı'nın çalışmalarına Kreosus, Patreon veya YouTube üzerinden maddi destekte bulunarak hem Türkiye'de bilim anlatıcılığının gelişmesine katkı sağlayabilirsiniz, hem de site ve uygulamamızı reklamsız olarak deneyimleyebilirsiniz. Reklamsız deneyim, Evrim Ağacı'nda çeşitli kısımlarda gösterilen Google reklamlarını ve destek çağrılarını görmediğiniz, daha temiz bir site deneyimi sunmaktadır.

Kreosus

Kreosus'ta her 10₺'lik destek, 1 aylık reklamsız deneyime karşılık geliyor. Bu sayede, tek seferlik destekçilerimiz de, aylık destekçilerimiz de toplam destekleriyle doğru orantılı bir süre boyunca reklamsız deneyim elde edebiliyorlar.

Kreosus destekçilerimizin reklamsız deneyimi, destek olmaya başladıkları anda devreye girmektedir ve ek bir işleme gerek yoktur.

Patreon

Patreon destekçilerimiz, destek miktarından bağımsız olarak, Evrim Ağacı'na destek oldukları süre boyunca reklamsız deneyime erişmeyi sürdürebiliyorlar.

Patreon destekçilerimizin Patreon ile ilişkili e-posta hesapları, Evrim Ağacı'ndaki üyelik e-postaları ile birebir aynı olmalıdır. Patreon destekçilerimizin reklamsız deneyiminin devreye girmesi 24 saat alabilmektedir.

YouTube

YouTube destekçilerimizin hepsi otomatik olarak reklamsız deneyime şimdilik erişemiyorlar ve şu anda, YouTube üzerinden her destek seviyesine reklamsız deneyim ayrıcalığını sunamamaktayız. YouTube Destek Sistemi üzerinde sunulan farklı seviyelerin açıklamalarını okuyarak, hangi ayrıcalıklara erişebileceğinizi öğrenebilirsiniz.

Eğer seçtiğiniz seviye reklamsız deneyim ayrıcalığı sunuyorsa, destek olduktan sonra YouTube tarafından gösterilecek olan bağlantıdaki formu doldurarak reklamsız deneyime erişebilirsiniz. YouTube destekçilerimizin reklamsız deneyiminin devreye girmesi, formu doldurduktan sonra 24-72 saat alabilmektedir.

Diğer Platformlar

Bu 3 platform haricinde destek olan destekçilerimize ne yazık ki reklamsız deneyim ayrıcalığını sunamamaktayız. Destekleriniz sayesinde sistemlerimizi geliştirmeyi sürdürüyoruz ve umuyoruz bu ayrıcalıkları zamanla genişletebileceğiz.

Giriş yapmayı unutmayın!

Reklamsız deneyim için, maddi desteğiniz ile ilişkilendirilmiş olan Evrim Ağacı hesabınıza üye girişi yapmanız gerekmektedir. Giriş yapmadığınız takdirde reklamları görmeye devam edeceksinizdir.

Destek Ol
Sizi Takip Ediyor

Devamını Oku
Evrim Ağacı Uygulamasını
İndir
Chromium Tabanlı Mobil Tarayıcılar (Chrome, Edge, Brave vb.)
İlk birkaç girişinizde zaten tarayıcınız size uygulamamızı indirmeyi önerecek. Önerideki tuşa tıklayarak uygulamamızı kurabilirsiniz. Bu öneriyi, yukarıdaki videoda görebilirsiniz. Eğer bu öneri artık gözükmüyorsa, Ayarlar/Seçenekler (⋮) ikonuna tıklayıp, Uygulamayı Yükle seçeneğini kullanabilirsiniz.
Chromium Tabanlı Masaüstü Tarayıcılar (Chrome, Edge, Brave vb.)
Yeni uygulamamızı kurmak için tarayıcı çubuğundaki kurulum tuşuna tıklayın. "Yükle" (Install) tuşuna basarak kurulumu tamamlayın. Dilerseniz, Evrim Ağacı İleri Web Uygulaması'nı görev çubuğunuza sabitleyin. Uygulama logosuna sağ tıklayıp, "Görev Çubuğuna Sabitle" seçeneğine tıklayabilirsiniz. Eğer bu seçenek gözükmüyorsa, tarayıcının Ayarlar/Seçenekler (⋮) ikonuna tıklayıp, Uygulamayı Yükle seçeneğini kullanabilirsiniz.
Safari Mobil Uygulama
Sırasıyla Paylaş -> Ana Ekrana Ekle -> Ekle tuşlarına basarak yeni mobil uygulamamızı kurabilirsiniz. Bu basamakları görmek için yukarıdaki videoyu izleyebilirsiniz.

Daha fazla bilgi almak için tıklayın