Genel Görelilik Nedir?

Herkese merhabalar. Bir önceki yazıda özel göreliliğin ne olduğu hakkında konuşmuştuk. Einstein, 1905 yılında yayınladığı makalesiyle uzay ve zamana olan bakışımıza yeni bir boyut kazandırmıştı. 10 yıl sonra, 1915’te Einstein teorisine eklemeler yapıp genel görelilik teorisini yayınladı. Ben de bu yazıda size genel görelilikten söz etmek istiyorum. Ancak genel göreliliğe giriş yapmadan önce Newton’un kütle çekim teorisinden bahsetmekte yarar var.

Albert Einstein

Newton, cisimler arasındaki çekim kuvvetini zamanına göre oldukça başarılı bir biçimde açıklamıştı. Dünya bizi merkezine doğru çekiyor, aynı şekilde biz de Dünya’yı çekiyoruz. Tabii Newton’un teorisi gezegenlerin hareketlerini de açıklayabiliyordu. Ancak bir tanesi hariç: Merkür. Merkür gezegeninin yörüngesi diğer gezegenlerin aksine eliptik değil, ucu hiç kapanmayan bir parabol gibidir. Newton bunu açıklayamıyordu ancak yine de teorisi zamanında kabul gördü. Ayrıca Newton’un görüşüne göre kütle çekimi anlık olarak gerçekleşiyordu. Yani, Newton’un teorisi Güneş’in aniden yok olması durumunda Dünya’nın da anında yörüngesinden çıkıp uzayda savrulacağını iddia ediyordu.

Şimdiye kadar okuduklarınızdan anlamışsınızdır ki genel görelilik teorisi aslında bir kütle çekim teorisidir. Newton’un eksik teorisini Einstein tamamladı. Einstein’ın teorisinin Newton’unki ile ayrıştığı yer, kütle çekim kuvvetinin nedeninin sahip olunan kütle değil kütlenin uzay dokusunda oluşturduğunu bükülme olduğunu öne sürmesidir. Genel görelilik teorisine göre kütle, bulunduğu uzayın bükülmesine neden olur ve cisimler bu bükülmeyle birbirine çekilirler.

Üç boyutlu uzayda kütlelerin oluşturduğu bükülmeleri modellemek ve idrak etmek zor olduğu için bu teori anlatılırken gerilmiş bir çarşaf ya da trambolin örneği kullanılır. Gerilmiş çarşafı uzay-zaman dokusu olarak düşünün ve üzerine toplar koyup topları da yıldız veya gezegenler olarak kabul edin. Çarşafın üzerindeki toplar çökmeye neden olacak ve çarşaf üstünde birbirlerine doğru çekilecektir. Genel görelilik teorisi özetle bunu ifade eder.

Newton’a göre kütle çekiminin anlık olarak gerçekleştiğini söylemiştik. Ancak genel görelilik teorisine göre kütle çekimi anında gerçekleşmez. Uzay-zaman sürekliliği içinde kütle çekim dalgaları ışık hızında çevrelerine yayılırlar. Bu da demek oluyor ki Güneş birdenbire yok olsaydı kütle çekim dalgaları bize ulaşmayı ışıkla aynı anda bırakırdı, yaklaşık 8 dakikada. Demeli, Newton’un görüşünün aksine anında değil yaklaşık 8 dakika sonra yörüngemizden çıkardık. Daha iyi anlaşılması için şu olaydan söz etmeyi yerinde buluyorum: 2017 yılında, iki nötron yıldızının çarpışması yerçekimi dalgaları ölçülerek tepsit edilmişti. Bu iki nötron yıldızı yaklaşık 130 milyon yıl önce çarpışmıştı ancak çarpışmanın yaydığı yerçekimi dalgalarını biz yeni ölçebilmiştik.

Genel göreliliğe bir diğer kanıtı da Merkür sağladı. Diğer gezegenlerin kütle çekimi hesaba katılsa dahi Merkür’ün yalpalanışı Newton’un teorisi ile açıklanamıyordu. Ancak günümüzde farklı olarak ucu açık bir yörüngeyle hareket eden Merkür’ün yörüngesi, genel görelilik yardımıyla çok büyük doğrulukla kestirilebiliyor. Merkür’ün yalpalayışını bir başka teori açıklayabilmiş değildir.

Uzay-zamanın bükülmesinin kanıtlarından birisi de kütle çekim merceklenmesidir. Büyük kütleli cisimler uzayı bükerek sadece cisimlerin değil ışığın da yolunu değiştirirler. Işık büyük kütlelerin yanından geçerken sapmaya uğrar ve merceksi bi görüntüyle bize ulaşır. Bu da uzayda bulunan devasa cisimlerin arkasını da görmemizi sağlar. 1919 yılında Güneş tutulması sırasında yapılan bir gözlemle bu kanıtlanmıştı. Güneşin arkasında kalıp görülmemesi gereken yıldızların fotonları Güneş’in çevresindeki bükülmüş uzay vasıtası ile bize ulaşıyordu.

Merceklenme

Günümüzde genel görelilik teorisiyle evreni daha iyi anlamış bulunuyoruz. Bu teorinin evreni anlamak ve uzay bilimlerinin yanı sıra navigasyon sistemleri gibi pratik alanlarda da günlük hayatımıza yararları bulunmaktır.

Kaynaklar: https://www.space.com/17661-theory-general-relativity.html https://tr.wikipedia.org/wiki/Genel_g%C3%B6relilik https://evrimagaci.org/genel-gorelilik-teorisi-nedir-genel-izafiyet-gorecelik-kurami-bize-ne-ogretir-7669