Özel Görelilik Nedir?

Zaman bizim için hep muamma olmuştur. Hayatımızın her anı zamanla çevrilmiş durumda ancak kendisini hâlâ çok az anlayabiliyoruz. Zamanı çoğu durum için bir boyut olarak tanımlayabiliyoruz. Buluşmaları, olayları zaman boyutu içinde konumlandırabiliyoruz. Ancak zaman öyle bir boyut ki uzay boyutlarının aksine kendisi üzerinde hiçbir kontrolümüz yok. İçinde durmadan, istemsizce, kaçınılmaz bir biçimde sadece ilerliyoruz.

1905 yılına dek kimse zamanın böyle garip ve tuhaf olduğunu bilmiyordu. 1905 yılında Albert Einstein isimli bir bilim insanı bize zamanın göreli ve değiştirilebilir olduğunu gösterdi. Einstein o yıl 4 adet makale yayınladı. Makalelerden özel görelilik adlı olanı zamanla ilgili görüşümüzü baştan aşağı değiştirdi.

Antik Yunanistan’dan beri kabul edilen zamanın mutlak, sabit ve değiştirilemez olduğu fikri özel görelilik tarafından yıkılmıştı. Eski anlayışa göre olaylar herkes tarafından sırasına göre gözlemlenir ve zaman herkese göre aynı akardı. Özel görelilik ise bize tam tersini söyledi. Zamanın akış hızı ve olayların sırası artık mutlak değil gözlemciye göre değişkendi.

Einstein’ın düşünce deneylerine geçmeden önce bilmemiz gereken başka bir deney var: Michelson-Morley deneyi. Adlarını deneye veren bu iki bilim insanı, uzayın “ether” adlı bir cisimle dolu olduğunu kanıtlamak için 1887 yılında bir deney yaptılar. Ether denilen cismin ışığın içinde yayıldığı madde olduğu düşünülüyordu. Deneyi gerçekleştirirken Dünyanın dönüş yönüne ve aksi yöne ışık hüzmesi yolladılar. Sonuç bekledikleri gibi olmadı. Deneye göre ışığın hızı kaynağın hızından bağımsızdı ve hangi referans sisteminde olursa olsun ışığın hızı aynıydı. Bu deneyin sonucu Einstein’ın özel göreliliği geliştirmesinde önemli bir role sahipti.

Bir trende olduğunuzu düşleyin. Trenin içindeki nesneler sizin için hareketsiz gözükürken trenin dışındaki nesneler sizin için hareketli olacaktır. Bu durumun tam tersi trenin dışındaki gözlemciler için de geçerlidir. Buna göreli hareket denir ve evrende ışık hariç her cisim buna uyar. Şimdi özel göreliliği anlamak için bir düşünce deneyini inceleyebiliriz. Yine bir trende olduğunuzu düşleyin ancak bu kez sizinle birlikte paralel iki ayna ve aynalar arasında sürekli gidip gelen bir foton da olsun. Diyelim ki tren durgunken fotonun aynalar arasında sekerek bir saniyede aldığı yol “d” olsun. Hız, yolun zamana oranı olduğu için “d” büyüklük olarak ışık hızına eşit olacaktır. Bu bilgiden sonra deneye çok yüksek hızlı bir trenin içinde devam edelim. Fotonun dik olarak aldığı yol aynı olacaktır ancak trenimiz yatayda ilerlediği için foton fazladan yol katetmek zorunda kalacaktır. Diyelim ki fotonun yüksek hızdayken bir saniyede aldığı yol “s” olsun. Yatayda fazladan yol almak zorunda olduğu için “s>d” eşitliğini yazabiliriz.

İşte tam bu noktada Michelson-Morley deneyinin sonucu işimize yarıyor. Çünkü deneye göre ışık hızının her zaman sabit olduğunu öğrenmiştik. Ancak bu düşünce deneyinde fotonlardan birisi aynı sürede daha fazla yol katetti. Hız, yol ve zaman denkleminde ışığın hızı sabit olduğu için değiştiremiyoruz. Bu durumda değiştirebileceğimiz tek şey kalıyor. Zaman. İki fotonun da bir saniyede aldığı yollar üzerinde deneye devam ettik ama hızı değiştiremediğimiz için zamanı değişken olarak kabul etmek zorundayız. Kısacası, durgun haldeyken geçirdiğiniz bir saniye ile yüksek hızda geçirdiğiniz bir saniye aynı olmayacak. Hızınızı artırdıkça zaman sizin için daha yavaş akmaya başlayacak.

Özel görelilik bilim dünyasında en yaygın biçimde kabul gören teorilerden birisidir. Sayesinde evrenle ilgili birçok şeyi daha iyi anladık. Binlerce yıldır mutlak sandığımız şey aslında zaman değil ışık hızı olduğunu, hızlanan cisimlerin kütlelerinin arttığını ve yönleri doğrultusunda dışarıdan gözlemcilere göre boylarının kısaldığı gibi birçok şey de öğrendik. Hatta Einstein’ın en ünlü denklemlerinden E = m x c^2 de özel görelilik yardımıyla yazıldı.

Kaynaklar: https://www.sciencealert.com/special-relativity https://www.space.com/36273-theory-special-relativity.html https://alwaysasking.com/what-is-time/?gclid=CjwKCAjwiOv7BRBREiwAXHbv3ASp3VTGpjab6o2k9qqhBcQuQWTCEyk3TO6BDRYcXFlLlWSCdNwyBoCkp8QAvDBwE