“Bu dünyada beni birkaç kişi anladı, onlar da yanlış anladı.”
Albert EINSTEIN
Einstein’nin Genel Görelilik kuramını, bize getirdiği önemli gerçeklikleri anlatabilmek için Vikipedi’ den aktararak veriyoruz.
Genel görelilik kuramı, ivmeli devinim ile kütleçekimi açıklamasını özel göreliliğe birleştiren, genelleyen kuramdır. 1916′da Einstein tarafından ortaya konmuştur. Genel görelilikten önce, Newton’un kütleçekim kuramı (*) geçerli kabul ediliyordu. Newton’un formülleri (yatay atış, dikey atış vb) bugun de duyarlılık gerektirmeyen uygulamalarda geçerlidir. Ancak aya roket göndermek gibi duyarlı işlerde Einstein formülleri kullanılmaktadır. Genel olarak Newton mekaniğinde Kuvvet (F), Görelilik kuramında ise Kütle (M) önemli ve önceliklidir. Genel görelilik ile Einstein şunları ortaya çıkartmıştır:
▪ Yerçekimi (kütleçekimi) ve ivmeli devinim birbirinden ayırt edilemez (Eşitlik ilkesi)
▪ Kütle, (**) içinde bulunduğumuz uzay-zaman’ı (***) eğip bükmektedir.
▪ Yerçekimi bir kuvvet değildir, uzay-zaman’ın geometrik eğriliğinden ortaya çıkar.
Genel görelilik, kendi zamanı için inanılması güç pek çok öngörülerde bulunmuştur; bunlardan en önemlileri:
▪ Eğer kütle uzay-zamanı geometrik olarak eğiyorsa, Güneşin çok yakınından geçip gelen uzak yıldızların ışıkları eğrilmiş olmalıdır. Bu eğrilik güneş çektiği için dış bükey değil de uzay-zamanın eğriliğine uygun iç bükey olmalıdır.
▪ Çok çok yoğun kütleler uzay-zamanı öylesine bükebilir ki, uzay-zaman kendi üstüne katlanır ve içine çöker, böylesine yoğun bir kütle görülemez çünkü ışık dahi bu uzay-zaman eğriliğinden, çökmesinden kurtulamaz.
▪ Kütle uzay-zamanı eğiyorsa bu eğilmeden zaman da etkileniyor(göreceli) olmalıdır. Eğilmiş zaman yavaş akmalıdır.
▪ Hareketli büyük kütleler etraflarındaki bir kısım uzay-zamanı da sürükleyebiliyor olmalıdır.
▪ Kütle uzay-zamanı eğiyorsa, kütle yakınındaki eğrilikten ilerleyen ışık, uzağındaki düzgün uzay-zamanda ilerleyenden daha uzun yol almalıdır.
▪ Yüksek kütleli oluşumların ani hareketleri uzay-zamanda ani değişimlere, eğrilik dalgaları oluşmasına neden olabilir.
Bu öngörülerin hemen hepsi 1916′dan günümüze dek gözlenebilmiş, defalarca kez denenmiş ve doğru çıkmıştır:
▪ 1919′da ilk kez İngiliz bilimciler güneş yakınından gelen ışığın eğri çizdiğini gözlemlediler. Daha sonraları yapılan bütün gözlemler eğriliğin GG’nin hesapladığı ile oldukça yakın olduğunu gösterdi.
▪ Evrende hiç ışık vermeyen ve etrafındaki her şeyi içine çekecek kadar yoğun kütle gösteren oluşumların varlığı tespit edildi. Karadelik (****) adı verildi.
▪ Kütle yakınında ve uzağında çok hassas atom saatleri ile yapılan deneylerin hepsi kütle yakınında zamanın GG’nin hesaplarına uygun olarak yavaşladığını gösterdi.
▪ Geçen yıl açıklandığı üzere çok hassas jiroskoplarla donatılmış LEGOS1 ve LEGOS2 uydularının 11 yıl süren ölçümleri dünyanın etrafındaki uzay-zamanı sürüklediğini ortaya koydu.
▪ Güneşin ardına geçen Viking uzay araçlarından dünyaya gönderilen sinyallerin olması gerekenden daha uzun sürede dünyaya ulaştığı, yani uzay-zamanın güneş tarafından eğilmesinden etkilendikleri ortaya çıktı.
▪ 1993′te Hulse ve Taylor, ikiz yıldızların spiral hareketinden uzay-zaman eğrilik dalgalarının oluşumunu gözleyerek nobel kazandılar.
Kütle, uzayı olduğu kadar zamanı da bükmektedir. Zamanın bükülmesi kütlenin merkezinde geleceği işaret eder şekildedir. Etkiyen hiçbir kuvvet olmadığı için, cisim kendi geleceğine doğru ilerlemektedir (düşmektedir).
———————————————–
(*) Evrensel Kütleçekim Sir Isaac Newton, 1687 yılında yayımladığı Philosophiae Naturalis Principia Mathematica adlı eserinde kütleçekim kuvvetini şöyle tanımlamıştır:
F = G . M1 M2 / RR
Burada; M1 ve M2 cisimlerin kütleleri, R aralarındaki uzaklık, G ise 6,6710 − 11Nm2kg − 2 değerinde olan evrensel kütleçekim sabitidir.
(**) Kütle, bir cismin özündeki niceliklerin ölçüsüdür. Aynı zamanda cismin hareket etmeye karşı gösterdiği direnç olarak da adlandırılabilir. Kütle her yerde aynı değere sahiptir.Kütlenin SI birim dizgesindeki birimi kilogramdır. Bu kg. olarak kısaltılır. Kullanılan diğer birimler gram, tondur.Eski SI birim sisteminde kuvvet ölçütü olarak pond (veyâ kilopond, kp) de kullanılırdı. Görelilik teorisine göre duran kütle m ile enerji E arasında E = mc² bağlantısı olduğundan enerji birimi olan elektronVolt (eV) da kütle için kullanılabilir. Özellikle kütle ve enerjinin birbirine dönüşebildiği parçacık fiziğinde eV sık kullanılmaktadır. (yaklaşık 1 eV=1.783 × 10-36 kg).
(***) Uzayzaman, uzay ile zamanı “uzay-zaman kontinyumu” adı verilen yapıda birleştiren matematik modeli. Öklitçi yaklaşıma göre evren uzayın üç boyutu ve dördüncü boyutu oluşturan zamandan oluşur. Fizikçiler, uzay ve zaman kavramlarını tek bir çatı altında birleştirmek yoluyla, karmaşık fizik teorilerini önemli ölçüde basitleştirmeyi ve evrenin işleyişini süpergalaktik ve subatomik seviyelerde daha basit ve ortak bir dilde açıklamayı başarmışlardır.
(****) Kara delik, astrofizikte, çekim alanı her türlü maddi oluşumun ve ışınımın kendisinden kaçmasına izin vermeyecek derecede güçlü olan, kütlesi büyük bir kozmik cisimdir. Kara delik, uzayda belirli bir nicelikteki maddenin bir noktaya toplanması ile meydana gelen bir nesnedir de denilebilir. Bu tür nesneler ışık yaymadıklarından kara olarak nitelenirler. Kara delikler genel görelilik kuramıyla tanımlanmışlardır. Doğrudan gözlemlenememekle birlikte, çeşitli dalga boylarını kullanan dolaylı gözlem teknikleri sayesinde keşfedilmişlerdir. Bu teknikler aynı zamanda çevrelerinde sürüklenen oluşumların da incelenme olanağını sağlamıştır. Örneğin bir kara deliğin çekim alanına kapılmış maddenin kara delikçe yutulmadan önce müthiş bir ısı derecesine ulaştığı ve bu yüzden önemli miktarda x ışınları yaydığı saptanmıştır. Böylece bir kara delik kendisi ışık yaymasa da, çevresinde bu tür bir icraat yarattığı için varlığı saptanabilmektedir. Günümüzde, kara deliklerin varlığı, ilgili (astrofizikçiler ve kuramsal fizikçilerden oluşan) bilimsel topluluğun hemen hemen tüm bireyleri tarafından onaylanarak kesinlik kazanmış durumdadır.
