Puan Ver
4
Puan Ver

Kütle çekimi zamanı neden yavaşlatır?

Mesela karadelikler

2
Favorilerime Ekle
Sonra Cevapla
Takip Et
2 Cevap
güzel soru şöyle cevaplayayım.bir uzay zaman eğrisi düşünün.biraz büyük olsun mesela jüpiterin neden olduğu bir eğri olsun.bu eğrinin tam merkezinde bütün kuvvetler sıfırlanacağı için bir kuvvet hissedilmez.ama biraz yukarı tırmanmaya çalıştığınızda zorlanırsınız.şimdi zamanı "bir ışık dalga boyunun" göze geldiği aralık olarak ölçelim.yani zaman ölçeğimiz bu olsun.şunu da belirleyelim bir ışık dalga boyunun ilerlemesi saniyede 1 metre olsun.şimdi siz merkezde olun bende size uzaktan bakan biri olayım.ışık kaynağı sizin elinizde olsun.nede olsa sizin zamanınız yavaşlıyor.şimdi elinizden çıkan ilk ışık hüzmesi size nasıl görünür? bir düşünün.hızı ne olur daha ilk çıktığı anda ,merkezdeyken.ışık hüzmesi size normal görünür.saniyede 1 metre alır.peki ya bana nasıl görünür? ışık hüzmesi dik yokuşu tırmanmaya başlar ve enerjisinin büyük bir kısmını kaybeder mesela 4'te üçünü kaybetsin dolayısıyla hızıda 4'te 1 ine düşer.biraz da kırmızıya kayar tabii ışık.ama ben bu sefer ışığın bir tam dalga boyunu görebilmek için 4 saniye beklemem gerekecek.işte  benim zamanım daha hızlı akıyor
Favorilerime Ekle
6

Öncelikle bir karışıklığı giderelim.

  1. Kütleçekimi bir olgudur, doğada cisimlerin etrafındaki büyük kütleli cisimlere göre hareket etmelerine yönelik gözlemimize verdiğimiz isimdir. Örneğin bir ağaçtaki portakalın yere düşmesi, ya da Ay'ın Dünya etrafında dönmesi bu olgunun parçalarıdır.
  2. Kütleçekimi olgusunu açıklayan farklı teoriler olabilir. Tarihsel olarak Newton'un Kütleçekimi Teorisi ve Einstein'ın Genel Görelilik Teorisi bu olguyu açıklamaya çalışmışlardır.
  3. Newton'un teorisine göre zaman mutlaktır, bu sebeple Newton'un teorisine göre kütleçekimi olgusu zamanı değiştirmez.
  4. Einstein'ın Genel Görelilik teorisindeyse zaman gözlemciden gözlemciye göre değişir, ve bahsedilen zaman yavaşlaması bu teori çerçevesinde açıklanır.

Einstein'ın Genel Görelilik teorisinde zamanın niçin yavaşladığını Einstein'ın Alan Denklemleri'ne bakarak görebiliriz, daha detaylı bilen insanlar için anahtar kelime metric'ın zaman bileşeninin önündeki katsayının pozisyona göre değişimi. Fakat aslında hiç matematiğine girmeden, ve hatta Genel Görelilik'i kullanmadan bile zamanın yavaşlamasını anlamak mümkün:

  1. Zamanın gözlemciden gözlemciye değiştiğini görebilmek için Einstein'ın Kütleçekim Teorisi'nin tamamına ihtiyacımız yok! Sadece eşitlik ilkesi kavramını bilmemiz kafi.
  2. Einstein'ın eşitlik ilkesi bize der ki daha önceden ayrı kabul edilen eylemsizlik kütlesi ve kütleçekimi kütlesi aslında aynı şeydirler!

Demek istediğimi şöyle açayım. Fizikte meşhur F=m.a kanununu herkes duymuştur, kuvvet=kütle x ivme. Bu kanun üzerinde kuvvet olan bir cismin ne kadar ivmeleneceğini söyler bize, bu kütleye de eylemsizlik kütlesi denir. Newton'un kütleçekimi teorisindeyse bir kanun daha var, F.r^2=G.m.M yani

  • iki cisim arasındaki kütleçekim kuvveti çarpı aradaki mesafenin karesi = Newton sabiti çarpı cisimlerin kütleleri

Bu kanun da bize iki cisim arasındaki kütle çekim kuvvetinin bu cisimlerin kütleleriyle olan ilişkisini söyle, bu kütlelere de kütleçekimi kütlesi denir. Normalde bu iki kütlenin aynı olması için bir sebep yok, birisi kütleçekim olgusuyla ilgili diğeri de eylemsizlik kavramı ile ilgili. Fakat Einstein'ın eşitlik ilkesi der ki bu iki kütle aynı olmak zorunda!

  1. Eşitlik ilkesi eylemsizlik kavramını kütleçekim kavramına bağlar. Bu yüzden eylemsizlik kuvvetleri (örneğin ivmelenen bir arabanın içindeyken hissettiğimiz kuvvetler) kütleçekim kuvvetlerinden (örneğin sandalyede otururken kıçımızda hissettiğimiz kuvvetten) ayırt edilemez! Bir başka deyişle, kapalı bir asansörün içinde bizi aşağıya çeken bir kuvvet hissediyorsak, bunun sebebinin yakınlardaki bir gezegen yüzünden kütleçekim kuvveti mi olduğunu yoksa asansörün boş uzayda ivmeli hareket mi yaptığını ayırt edemeyiz!
  2. Bir defa eşitlik ilkesini kabul ettiğimiz zaman, farklı gözlemcilerin zamanı farklı algılamasını anlamamız mümkün oluyor. Bunu çok basit bir örnekle açıklayayım: Nasıl ki ambulans bize doğru gelirken sesini tiz, bizden uzaklaşırken sesini kalın duyarız fakat ambulansın içindeki yolcular ambulansın sesini hep aynı duyar, birbirlerine göre hareket eden gözlemciler de ışığın frekansını bu şekilde farklı ölçerler. Fakat birbirlerine göre hareket halindeki bu gözlemciler arasındaki durumu eşitlik ilkesini kullanarak birbirlerine göre sabit duran fakat aralarında kütleçekim kuvveti bulunan iki gözlemciye dönüştürebiliriz (eylemsizlik kuvveti ve kütleçekim kuvveti özünde aynı şey)! Bu yüzden de vardığımız sonuç şu: Aralarında kütleçekim kuvveti olan iki gözlemci ışığın frekansını farklı ölçecektirler!
  3. Yukarıdaki olay aslında sadece ışığa özgü değil, temel olarak herhangi bir şeyin frekansını bu iki gözlemci farklı ölçecektirler. Kullandığımız bütün saatler de aslında bu tarz frekansa dayalı olduğu için (örneğin sezyum atomunun titreşim frekansına bağlı hassas saatler), aralarında kütleçekim kuvveti olan iki gözlemci birbirlerinin zamanını farklı hızda ölçecektir.

Yukarıda eşitlik ilkesini kullanarak ışıktaki Doppler etkisini kütleçekimsel frekans değişimine bağladık (gravitational frequency shift). Kuantum fiziğine girecek olursak doğrudan fotonları kullanarak daha da detaylı çözebiliriz aslında, fakat gördüğümüz gibi kuantum fiziğine ihtiyacımız yok.

Özet olarak Einstein'ın eşitlik ilkesini kabul eden bütün teorilerde zaman kütleçekimine bağlı olarak farklı gözlemciler için farklı hızlarda akacaktır!

Burada verdiğim açıklama Wolfgang Rindler'ın Relativity kitabının 1.16'cı bölümünde var, ekte ekliyorum.

Favorilerime Ekle
2

Kaynaklar

  1. Görelilik Kitabı Bu yorumdaki açıklamaların detayları
Cevap Ver
Bu soruya cevap vermek için lütfen
Evrim Ağacı Soru & Cevap Platformu, Türkiye'deki bilimseverler tarafından kolektif ve öz denetime dayalı bir şekilde sürdürülen, özgür bir ortamdır. Evrim Ağacı tarafından yayınlanan makalelerin aksine, bu platforma girilen soru ve cevapların içeriği veya gerçek/doğru olup olmadıkları Evrim Ağacı yönetimi tarafından denetlenmemektedir. Evrim Ağacı, bu platformda yayınlanan cevapları herhangi bir şekilde desteklememekte veya doğruluğunu garanti etmemektedir. Doğru olmadığını düşündüğünüz cevapları, size sunulan denetim araçlarıyla işaretleyebilir, daha doğru olan cevapları kaynaklarıyla girebilir ve oylama araçlarıyla platformun daha güvenilir bir ortama evrimleşmesine katkı sağlayabilirsiniz.
Türkiye'deki bilimseverlerin buluşma noktasına hoşgeldiniz!

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
“Hayatta korkulacak hiçbir şey yoktur. Sadece anlaşılacak şeyler vardır. Şimdi, anlamak zamanıdır. Böylelikle daha az sayıda şeyden korkabiliriz.”
Marie Curie
Geri Bildirim Gönder