RÖLATİVİTE Özel görelilik İzafiyet teorisi

https://twitter.com/kanaryamfenerli /\/\____________/\/\_____________ KANARYAM █▓▒░▒▓█ FENERLİ ¯¯¯¯¯¯\/\/¯¯¯¯¯¯¯¯¯\/\/¯¯¯¯¯¯¯¯¯ isik hizina yakin hizlardaki parcacik hareketini inceler. toplam enerji=cismin durgun enerjisi + kinetik enerji e(t)=e(o)+e(k) ornegin, cismin toplam enerjisi = 2,5 m*c^2 ve cismin durgun enerjisi = m*c^2 cismin e(k)=? 2,5=1+ e(k) e(k)=1,5 m*c^2 bulunur. fransızca "relativité" sözcüğünün okunuşundan dilimize geçmiştir. rölativite olarak okunur. osmanlı'nın son dönemi, tanzimat devrinde etkin olan fransız nüfuzu nedeniyle kelime seçiminde ingilizce kelimelerden çok fransızca tercih edilmiştir Özel Görelilik Kuramı ya da İzafiyet teorisi, Albert Einstein tarafından 1905'te Annalen der Physik dergisinde, "Hareketli cisimlerin elektrodinamiği üzerine" adlı 2. makalesinde açıklanan ve ardından 5. makalesi "Bir cismin atıllığı enerji içeriği ile bağlantılı olabilir mi?" başlıklı makaleyle pekiştirilen fizik kuramıdır. Kurama göre, bütün var­lıklar ve varlığın fizikî olayları izafidir. Zaman, mekan, hareket, birbirlerinden bağımsız değildirler. Aksine bunların hepsi birbirine bağlı izafî olaylardır. Cisim zamanla, zaman cisimle, mekan hare­ketle, hareket mekanla ve dolayısıyla hepsi birbiriyle bağımlıdır. Bunlardan hiçbiri müstakil değildir, Kendisi bu konuda şöyle demektedir: « Zaman ancak hareketle, cisim hareketle, hareket cisimle vardır. O halde; cisim, hareket ve zamandan birinin diğerine bir önceliği yoktur. Galileo'nin Görelilik Prensibi, zamanla değişmeyen hareketin göreceli olduğunu; mutlak ve tam olarak tanımlanmış bir hareketsiz halinin olamayacağını önermekteydi. Galileo'nin ortaya attığı fikre göre; dış gözlemci tarafından hareket ettiği söylenen bir gemi üzerindeki bir kimse geminin hareketsiz olduğunu söyleyebilir. » E=mc² Einstein'ın teorisi, Galileo'nin Görelilik Prensibi ile doğrusal ve değişmeyen hareketinin durumu ne olursa olsun tüm gözlemcilerin ışığın hızını her zaman aynı büyüklükte ölçeceği önermesini birleştirir. Bu teorem sezgisel olarak algılanamayacak, ancak deneysel olarak kanıtlanmış birçok ilginç sonuca varmamızı sağlar. Özel görelilik teoremi, uzaklığın ve zamanın gözlemciye bağlı olarak değişebileceğini ifade ederek Newton'ın mutlak uzay zaman kavramını anlamsızlaştırır. Uzay ve zaman gözlemciye bağlı olarak farklı algılanabilir. Bu teorem, madde ile enerjinin ünlü E=mc² formülü ile birbirine bağlı olduğunu da gösterir (c ışık hızıdır). Özel görelilik teoremi, tüm hızların ışık hızına oranla çok küçük olduğu uygulama alanlarında Newton mekaniği ile aynı sonuçları verir. Teoremin özel ifadesiyle anılmasının nedeni, görelilik ilkesinin yalnızca eylemsiz gözlem çerçevesine uygulanış şekli olmasından kaynaklanır. Einstein tüm gözlem çerçevelerine uygulanan ve yerçekimi kuvvetinin etkisinin de hesaba katıldığı Genel Görelilik Teoremini geliştirmiştir. Özel Görelilik yerçekimi kuvvetini hesaba katmaz ancak ivmeli gözlemcilerin durumunu da inceler. Özel Görelilik, günlük yaşamımızda mutlak olarak algıladığımız, zaman gibi kavramların göreli olduğunu söylemesinin yanı sıra, sezgisel olarak göreceli olduğunu düşündüğümüz kavramların ise mutlak olduğunu ifade eder. Birbirlerine göre hareketi nasıl olursa olsun tüm gözlemciler için ışığın hızının aynı olduğunu söyler. Özel Görelilik, c katsayısının sadece belli bir doğa olayının -ışık- hızı olmasının çok ötesinde, uzay ile zamanın birbiriyle ilişkisinin temel özelliği olduğunu ortaya çıkarmıştır. Özel Görelilik ayrıca hiçbir maddenin ışığın hızına ulaşacak şekilde hızlandırılamayacağını söyler. Öngörüleri Özel görelilik, kendi zamanı için inanılması güç pek çok öngörülerde bulunmuştur, bunlardan en önemlileri: Cisimler hızlandıkça zaman cisim için daha yavaş akmaya başlayacaktır, ışık hızına ulaşıldığında zaman durmalıdır. Cisimler hızlandıkça kinetik enerjilerinin bir kısmı kütleye dönüşür, durağan kütleye sahip cisimler hiçbir zaman ışık hızına erişemeyeceklerdir. Cisimler hızlandıkça hareket doğrultusundaki boyları kısalmaya uğrayacaktır. Özel görelilik, mantığımıza ve sağ duyumuza aykırı bir evren tanımladığından bilimciler 100 yılı aşkın bir süredir bunun doğruluğunu gözleri ile görmek ve bir açık bulmak umudu ile deneyler yapıp durmaktadırlar. Bu öngörülerin pek çoğu 1905'ten günümüze dek defalarca denenmiş ve doğru çıkmıştır: İçlerinde çok hassas atom saatleri taşıyan uçaklar değişik yönlere doğru değişik hızlarla hareket ettirilmiş ve saatlerin kuramın hesaplarına yeterince uygun olarak yavaşladığı/hızlandığı gözlenmiştir[1]. Zamandaki yavaşlamanın sadece saatte meydana gelmediğini, gerçekte yaşandığının kanıtı ilk olarak nötrino ve mü-mezon deneylerinde ortaya çıkmıştır. Güneşten dünyamıza gelen nötrino ve müonların ışık hızına çok yaklaştıkları (%99.5) için ömürlerinin (yaşam sürelerinin) Dünya'da üretilen durağan olanlara göre çok daha uzun olduğu görülmektedir[2]. Parçacık hızlandırıcılarındaki hızlandırma deneylerinde bugüne kadar kütlesi olan hiçbir cisim, atom veya elektron, ışık hızına çıkarılamamıştır. Hız arttıkça kütlesi de arttığı için ivmelendirilmesi zorlaşmaktadır. Galileo ve Lorentz dönüşümleri Ana madde: Lorentz dönüşümleri Değişik gözlemciler Newton fiziğinde Galileo dönüşümleri tarafından tanımlanmaktadır. Öncelikle belirli bir O olayı için (x,y,z,t) koordinatlarını kullanan bir R1 referans sistemi düşünelim. Aynı olayın başka bir gözlemci tarafından (x',y',z',t') koordinatlarıyla ifade edildiğini farz edelim (R2 referans sistemi). Eğer R2, R1 sistemine göre sabit bir hızla x ekseninde hareket ediyorsa gözlemlenen O için kullanacakları referans sistemleri arasındaki bağıntı şöyle olacaktır: Lorentz transform of world line Bu dönüşümler Newton'un mekanik yasalarına uygulandığında, yasalar formlarını korumaktadır. Fakat aynı şey Maxwell denklemleri için geçerli değildir. Maxwell denklemleri Lorentz dönüşümleri altında ancak formlarını koruyabilmektedir. Lorentz dönüşümleri Galileo dönüşümlerinden farklı olarak şu şekildedir: Ayrıca ters halleri: Galilean transform of world line burada . Lorentz Dönüşümlerinde görüldüğü üzere iki gözlemci için aynı zaman betimlemesi geçerli değildir. Bu dönüşümlerde Einstein'ın Özel Görelilikle ortaya çıkardığı düşünce değişimi görülmektedir, yani farklı hızlardaki iki gözlemci aynı olay için farklı zaman değerleri ölçer. Bu dönüşümleri y ve z eksenlerinde de düşünüp yöney (vektör) gösterimi kullanılabilir. Bunun için konumu hıza paralel ve hıza dik olacak şekilde iki bileşene ayırabiliriz: Bu biçimde sadece hıza paralel bileşen olan dönüşüme uğrar. O halde, Lorentz dönüşümleri biçimine indirgenmiş olur. Dört boyutlu uzay zaman Ana madde: Minkovski uzayzamanı. Minkovski uzayzamanı, özel göreliliğin dört boyutlu yapısını matematiksel olarak betimleyen geometridir. Bu geometride yöneyler (vektörler) dört bileşene sahiptir. Örneğin Öklid uzayında bir konum yöneyi olarak ifade edilir. Özel görelilikte ise "uzayzaman"da bir "konum"u, daha doğru bir deyişle, bir "olay"ı ifade etmek için dörtyöneyler kullanılır. Bu durumda dörtkonum yöneyi, olarak tanımlanır. Burada dördüncü bileşen olan zamanın ct şeklinde konulması sadece yöneyin her bileşeninin biriminin metre olması içindir. Çoğu kaynak c=1 seçerek daha sade bir biçim verir. Aynı şekilde dörthız yöneyi de, hızın tanımından olarak çıkarsanır. Buradaki özel zamandır. Aynı şekilde dörtmomentum da, olarak bulunur. Bu uzayzamanda bir dörtyöneyin boyu, olarak tanılandığından, dörthız yöneyinin boyu olarak bulunur. Yine, dörtmomentumun boyu Ayrıca dörtmomentumun boyu olarak da hesaplanabildiğinden, bu iki sonuç birleştirilip her taraf ile çarpıldığında gibi özel göreliliğin en önemli denklemlerinden biri elde edilmiş olunur. z Genel Görelilik Albert Einstein Galileo Galilei Birbirine göre sabit hızda (ivmesiz) hareket eden sistemlerdeki olayları açıklar. Bu sistemlerdeki iki olayın birbirine göre durumlarını inceler. Özetle ve en anlaşılabilir bir dille anlatmaya çalışacağım...Öncelikle bilim kitaplarında %99 oranında ispatlanmış bir teori olduğunu unutmayın. Einstein 1915 yılında newtonun zaman her yerde aynıdır teorisine karşılık özel görelilik kuramını gelliştirmiştir. Bu teori özetle şunu anlatmaktadır.Işık hızı saniyede yaklaşık 300,000 km dir.vede herkese göre SABİTTİR.150 km hızla giden bir arabada olduğunuzu düşünün.Eğer yanınızdan 100 km hızla bir araba geçiyorsa siz onu 100 ile değil 50 km ile gidiyormuş gibi görürsünüz.Eğer o arabada 150 km ile gidiyor ise arabanın hiç gitmediğini durduğunu görürsünüz...İşte tam bu noktada ZAMANIN GÖRELİLİĞİ kuramı ortaya çıkıyor.Buna göre siz arabanın içindeyken arabaya göre dışardaki bir insan ise dışarıya göre zamanı yorumluyor. Eğer siz 100 km değilde ışık hızına yakın bir hızda giden , söz gelimi 290,000 km hızla giden bir uzay aracındasınız...Ve sizin yanınızdan da bir ışık ışını geçiyor.Normal olarak sizin ışığı (ışık hızı=300,000 km) 300,000 - 290,000 = 10,000 km hızla geçiyrmuş gibi görmeniz gerekir...Y ada 299,999 km hızla gittiğinizi düşünün ışığın yanınızdan geçerken adeta duruyormuş gibi görmeniz gerekir. Fakat böyle olmuyor ve ışık ne olursa OLSUN sizden yine sabit 300,000 km hızla uzaklaşıyor...YANİ IŞIĞIN PEŞİNDEN NE KADAR HIZLI KOŞARSAN KOŞ IŞIK YİNE DE SENDEN AYNI HIZLA UZAKLAŞIYOR... İşte bu noktada Albert Einstein böyle bir şeyin olabilmesini ancak bir şekilde açıklanabileceğini söylüyor.EĞER HAREKET EDEN ARABADAKİ ( UZAY ARACINDAKİ) SAATLER DAHA YAVAŞ İLERLERSE IŞIĞIN BİZİ HER ŞEKİLDE 300,000 km ile geçmesi mümkün!!! YANİ HAREKET EDEN CİSİMLERDE ZAMAN DAHA AZ YAVAŞLAR...Daha açık bir tabirle daha az yaşlanırız. BU kuram yapılan bir çok deneyle ıspatlanmıştır.Zaten bu yüzden %99 oranında ıspatlandığı yazılır.Öyle ki ; Aynı noktada bir kulede ,kulenin altına ve kulenin üstüne iki tane atom saati yerleştirilmiştir.(Kulenin üstünde hız daha fazladır çizgizel hızdan dolayı) Bir müüddet sonra saatlerinin ikisinide aynı anda bakıldığında yukardaki yani daha hızlı hareket eden saatin birazcık geride olduğu saptanmıştır... Zamandaki yavaşlama sabit hızla düzgün doğrusal hızla hareket eden cisimler için geçerlidir.Ayrıca bu çok ufak bir yavaşlamadır.Öyleki IŞIK HIZININ İKİ KATI HIZDA 1 sene boyunca hiç durmadan ilerlerseniz saat sadece saniyenin onbinde biri kadar geri kalıyor( aMA sonuçta geri kalıyor)Peki ya gün geldiğinde insanlar ışık hızında ya da ışık hızına yakın hızlarda seyahat edebileceklerinde ne olacak? Einsteine göre bu imkansızdır.e=mc2 formülüne göre hareket eden cisimler enerji kazanır ve kütlesi artar.Işık hızına erişmek içinse sonsuz bir kütle gerekir ki bu imkansızdır... AMA ; diyelim ki gelişen teknoloji ile kademeli olarak değil de bir anlık ışık hızına erişebilmek ya da ona yakın hızlara erişebilmek mümkün olursa ne olacak ?Öyle ki ışık hızında zaman yarı yarıya daha yavaş ilerler.Yani size göre geçen 8 saat ışık hızınla giden bir cisim için 4 saattir. Öleyse ışık hızınla giden bir cisim geleceğe msj yollayabilir mi?eki eğer ışık hızına yakın hızla giden birine bir mesaj yolladığınızda size göre geçen zamanın yarısı kadar süreyi yaşayan biri siz ona mesajı attığınızda o zaten o mesajı saatler öncesinde almış olacak ve belkide siz mesajı yollamadan size o mesajın cevabını yazabilecek... Tabi ki bu bir varsayımdır.Ancak ışık hızına yaklaşabildiğinde bu gerçekleşebilir ki ses hızını bile zor geçiyoruz şu anda. Özetle bu kuram NEWTONUN ZAMAN HER YERDE AYNIDIR TEORİMİNİ ÇÜRÜTMÜŞTÜR.Ve de dünyada bilim adına yepyeni bir sayfa açmıştır. Daha derinlerine inerseniz ne kadar muhteşem bir teori ile karşı karşıya olduğumuzu anlar ve hissedebilirsiniz... 2.Detay: Albert Einstein Rölativite Teorisi Einstein, Görelilik kuramını, İzafiyet Teorisi ya da Rölativite Kuram geliştirmiş, kuantum mekaniği, istatistiksel mekanik ve kozmoloji dallarına önemli katkılar sağlamıştır. Einstein, özel görelilik kuramında yalnız uzay-zaman metriğinin mutlak anlam taşıyabileceğini ama gravitasyonel alanda mutlak olamayacağını anlıyor ve böylece genel rölativite doğuyor. Einstein'ın özel röativite teorisi. Birbirine göre sabit hızda (ivmesiz) hareket eden sistemlerdeki olayları açıklar. Bu sistemlerdeki iki olayın birbirine göre durumlarını inceler. İki koordinat sistemi düşünelim: Birincisi hareketsiz bir koordinat sistemi olsun ki buna Galile koordinat sistemi adı verilir. İkincisi sabit hızla hareket eden bir koordinat sistemi olsun buna da Loretz koordinat sistemi adı verilir.