KÜTLE ÇEKİMİ EĞİK UZAYDIR (3)

Selam , uzun zaman oldu evet . içimden gelmedi yazmak , üşendim ..neyse kaldıgım yerden devam edeyim .

Trampolin örnegi üzerinden devam edersek , Einstein’ın büyük buluşu , trampolin üzerindeki karıncalardan pek de farklı bir durumda olmadıgımızı fark etmesiydi.

Uzayda yol almakta olan Dünya’nın rotası sürekli olarak Günes’e dogru bir meyil yapar ve gezegenimiz neredeyse dairesel bir yörünge izler. Biz normalde tabii ki dogal olarak Güneş ‘in Dünya’nın üzerinde bir cekim gücü uyguladıgını düsünürüz ve buna kütle cekim kuvveti deriz. Ve fakat tıpkı karıncalar gibi yanılmıs oluruz!

Eger olaylara 4.boyutun tanrısal perspektifinden bakabilseydik (  ki bu durum karıncalaraın 3.boyuttan cisimleri görmesi kadar imkansızdır ) bu kuvvetin olmadıgını görürdük . Aslında olan Güneş’in 4 boyutlu uzay-zaman içerisinde vadi benzeri bir cöküntü olusturdugudur ; Dünya’nın Güneşin etrafında neredeyse dairesel bir yörünge izlemesinin sebebi de bükülmüş uzay icersinde bunun en  kısa rota olusudur.

yani kütle çekim kuvveti diye bir sey yoktur . Dünya uzay-zaman icerisinde mümkün olan en kısa düz cizgiyi izlemektedir. Güneşin yakınlarında bu cizgi neredeyse dairesel bir hal alır .

uzay-zaman dahilinde mümkün olan en düz rotayı izleyen cisimler serbest düşüş icinde olduklarından , kütle çekimini hisetmezler. Dünya da Güneşin etrafında serbest düşüş halindedir.Dolayısıyla gezegenimizde Güneş’in cekim kuvvetini hissetmeyiz. Aynı sekilde uluslararası uzay istasyonlarındaki astronotlar da dünyanın etrafında serbest düşüş halindedirler . Dolayısıyla onlar da dünyanın cekim gücünü hissetmezler.

KÜTLE ÇEKİMİ YALNIZCA BİR CİSMİN DOGAL HAREKETI ENGELLENDIGINDE ORTAYA CIKAR .

Bizim dogal hareketimiz dünyanın merkezine dogru bir serbest düsüstür.Ancak zemin bizi engeller ve vücudmuzun üzerinde hissettigimiz şey zeminin kuvvetidir.Haliyle bunu kütle cekimi olarak yorumlarız. Tıpkı arac virajı alırken , düz bir cizgi üzerindeki dogal hareketimizi izlemekten bizi alıkoydugunda hissettigimiz seyin merkez kaç kuvvet olması gibi , kutle cekim kuvveti de , cevremizdeki unsurlar bir jeodezik boyunca dogal hareketimizi izlememizi engellediginden hissettigimiz seydir.

DEVAMI GELECEK …

KÜTLE ÇEKİMİ EĞİK UZAYDIR (2)

Evet , nerde kalmıstık ;  Şimdi yeniden karartılmış  kabin   camları  ivmelenmekte olan mekiğin içindeki astronotumuza dönelim.Diyelimki bu arkadaş çekiç ve tüy ile yaptıgı sayısız deneyden sıkılmış olsun.Şimdi bir lazer alarak kabinin sol tarafındaki rafa yerleştirsin ve diyelim ki 1.5 mt yükseklikte olsun.Ardından da kabinin sağ tarafına gecerek , kabin duvarına yine 1.5 mt yükseklitte kırmızı bir çizgi çizsin.Bu düzenegin kurulmasının ardından açtıgı lazer ışını kabini yatay olarak kesecektir.

Peki ama lazer , sağ duvardaki kırmızı çizgiye neresinden çarpar ?

Lazer ışınının yatay olarak çalıştıgını düşünürsek tam da kırmızı cizginin üzerine vurması gerekir AMA öyle olmaz !

Işık kabin içinde uçuştayken , uzay mekiğinin zemini de sürekli olarak roket motorlarıyla itilmektedir.Bu nedenden ötürü , zemin ışıkla bir araya gelmek için yukarı dogru sürekli bir hareket icinde olacaktır. Işık kabinin sağ duvarına yaklaştıkça , zemin de ışıga yaklasır. Ya da astronotun bakış açısıyla ışık zemine yaklaşır. Dolayısıyla lazer ışığının carptıgı nokta kırmızı cizginin altında kalır. Astronot , ışık hüzmesinin kabini gecerken aşağı dogru düzgün bir egri cizdiğini görür.

Işıgın her zaman iki nokta arasındaki en kısa rotayı izledigini biliyoruz.Düz bir sey üzerindeki en kısa rota düz bir cizgiyken , egik bir yüzeyde ise bir eğridir.Peki o zaman , mekik kabininin icinde süzülen ışık hüzmesinin rotasının eğik olması gerceğinden nasıl bir sonuc çıkarmalıyız ? Bundan cıkarabilecegimiz tek sonuc ; kabin içindeki uzayın bir sekilde egik oldugudur.

Bunun , mekiğin ivmelenmesi nedeniyle olusan bir hayal oldugunu öne sürebilirsiniz.Öte yandan unutmamamız gereken nokta , önemli olanın astronotun ivmelenen bir mekiğin içinde bulundugunu kesinlikle bilmiyor olusudur.Yalnızca Dünya üzerindeki bir odada yercekiminden etkileniyor da olabilirdi.Bunu anlamasının imkanı yok.İvme ve kütleçekimi ayırt edilemez.Bu durum esdegerlik ilkesidir.Lazer ışınıyla gerceklestirilen deneyin aslında ortaya koydugu ( ve bu durun eşdegerlik ilkesinin inanılmaz gücünü gösterir) , ışıgın kütlecekimi etkisinde eğik bir rota izlediğidir.

Ya da bir  baska sekilde söyleyelim : KÜTLECEKİMİ IŞIĞIN YOLUNU EĞER.

Kütleçekimi ışıgı eger cünkü uzay , kütleçekiminin mevcudiyetinde , bir şekilde egiktir.Kütleçekiminin oldugu sey aslında budur  ; EGIK  BIR  UZAY  !

Egri olan uzay ile tam olarak neyi kasdediyorum ?

Dünya’nın yüzeyi gibi bir eğikliği aklımızda canladırmamız daha kolay . Bunun nedeni , Dünya yüzeyinin yalnızca iki yöne ya da boyuta sahip olmasıdır.Kuzey-güney , dogu-batı gibi.Uzay’ın durumu ise bundan biraz daha karmasık.Üç uzay boyutuna ( kuzey-guney , dogu-batı , asagı-yukarı ) ilaveten bir de zaman boyutu ( geçmiş-gelecek) söz konusudur .Ancak Einstein’in gösterdigi gibi uzay ve zaman aslında aynı seyin farklı yüzleri oldugunda , dört ” uzay-zaman” boyutu oldugunu düsünebiliriz.

Üç boyutlu cisimlerin dünyasında yaşadıgımızdan ötürü dört boyutlu uzay-zamanı hayal etmemiz mümkün degil.Bu yüzden dört boyutlu uzay-zamandaki bir egriliği hayal etmemiz iki kat daha zor.Ancak kütleçekimi budur ; Dört boyutlu uzay-zamanın bükülmesi.

Neyse ki  bunun ne anlama geldigi konusunda biraz fikir yürütebiliriz

Gergin bir trampolinin iki boyutlu yüzeyinde yasayan bir karınca ırkı düsünelim.Karıncalar yalnızca yüzeyde olanı görebilir ; trampolinin asagısındaki ya da yukarısındaki uzaya , yan, 3. boyuta dair hic bir fikirleri olamaz. Mesela ben 3.boyuttan cıkıp gelip trampolin üzerine bir gülle koydum diyelim Karıncalar önünde sonunda , gülleye yaklaştıkları zamanlarda yollarının esrarengiz bir şekilde gülleye dogru egim kazandıgını keşfedecek ve bunu , güllenin üzerlerinde bir cekim gücü uyguladıgı seklinde acıklayacaklardır. Hatta belki de onlar da buna kütleçekimi der…

Ancak olan bitene 3.boyuttaki tanrısal noktamızdan baktıgımızda , karıncaların yanıldıgı açık bir sekilde görünecektir.Onları gülleye ceken herhangi bir kuvvet yoktur.Yasadıkları durum , güllenin trampolin üzerinde vadi benzeri bir cöküntüye neden olmasından baska birs ey degildir ve yollarının gülleye dogru egim kzanması bundandır.

DEVAM EDECEK ( Hem de cok fantastik ^^ ) beni bekleyin ..

KÜTLEÇEKİMİ EĞİK UZAYDIR !!! ( 1 )

Kütleçekiminin hayali bir kuvvet oldugu fikri biraz zorlama gelebilir.Fakat , deneyimledigimiz diger tüm gündelik olayları anlamdırabilmek icin cesitli kuvvetler icat etmekten geri durmadıgımız da bir gercek Sert bir virajı dönmekte olan bir otomobil içinde oldugunuzu düsünün.otomobilin icinde size olan seyi acıklamak icin bir merkezkaç kuvvetini icat edersiniz.Gercekte ise böyle bir kuvvet yoktur !

Harekete gecen tüm kütleli cisimler , düz bir cizgi üzerinde sabit bir hızla yol alma egilimdedir ( Bu durum , sürtünme kuvvetinin hareket halindeki bir cismi yavaslattıgı Dünya üzerinde bu kadar aşikar olmasa da , boş uzayda net olarak görülebilir. ) Eylemsizlik olarak bilinen bu özellik nedeniyle sizin gibi bir yolcu da dahil olmak üzere , otomobil içindeki sabitlenmemiş tüm cisimler , aracın virajı dönmeden önceki istikametinde yol almaya devam ederler.Ancak aracın kapısının takip ettigi yol bir eğridir.Sert bir viraj alan otomobilin içinde bir anda kendinizi kapıya yapışmış  olarak bulmanız hic de şaşırtıcı olmaz…Ancak aslında olan şey , tıpkı uzay mekiginin ivmelenen zemininin çeliç ve tüyle buluşmasıdır ( Yalnızca hızdaki degişime ivme denmedigini belirtmekte fayda var.Ivme aynı zamanda istikametteki degişimin de adıdır.Bu nedenle viraj dönmekte olan bir araç her ne kadar hızı sabit olsa da ivmelenmektedir.)Yani ortada hic bir kuvvet yoktur !!!

Merkezkaç kuvveti bir Eylemsizlik kuvveti olarak bilinmektedir.Hareketimizi açıklamak icin bu türden bir kuvvet yaratmamızın nedeni , gercegi görmezden gelmemizden baska ne olabilir ki ? Yani çevremizdeki unsurların da bize göre hareket icinde oldugu gercegini.Viraj dönen otomobil içindeki hareketimiz sadece eylemsizliğimizin bir sonucudur; bir diger ifadeyle , düz bir cizgi üzerinde hareketimizi sürdürmeye yönelik doğal  eğilimimizin.Kütleçekiminin de bir eylemsizlik kuvveti oldugunu fark etmek Einstein ‘in inanaılmaz içgörüsü sayesinde olmustur.

Einstein’a göre agaclardan düsen elmaları ya da gezegenlerin Gunes’in etrafında dönüşünü kendimize açıklayabilmek icin , kütleçekim kuvvetini biz uydurduk ! Çünkü cevremizdeki cisimlerin bize göre ivmelenmekte oldugunu görmezden geldik. Fakat cisimler yalnızca eylemsizliklerinin bir sonucu olarak hareket ederler.Kütleçekim kuvveti diye bir sey yoktur !

Durun bir dakika ! Kütleçekim kuvveti nedeniyle gercekleştigini sandıgımız hareket , aslında sadece eylemsizliğin bir sonucuysa , bunun anlamı Dünya gibi kütlelerin gercekten de uzayda düz bir cizgi üzerinde ve sabit hızla ucuyor olması gerektigidir. Bu ne kadar da sacma geliyor degil mi Sonucta Dünya , Gunes’in etrafında dönüyor , düz bir cizgi uzerinde uctugu da yok degil mi ?

TAM OLARAK ÖYLE DEGİL .. ASLINDA HERSEY DÜZ BİR CİZGİYİ NASIL TANIMLADIGINIZA DAYANIYOR !!!
Düz bir cizgi iki nokta arasındaki en kısa yoldur.Bir kagıdın üzerinde bu durum kesinlikle dogrudur.Peki ama egri bir yüzey üzerinde ? Diyelim ki Dünya’nın yüzeyi üzerinde ? Londra ve Newyork arasındaki en kısa rotayı secen bir ucak düşünün. Uçak nasıl bir rota izleyecektir ? Uzaydan bakan bir gözlemci için bu rota egik olacaktır.Ya da engebeli bir arazi üzerinde ilerleyen bir dagcıyı düsünelim . Bu dagcıyı , arazi engebelerinin ayırt edilemeyecegi kadar yüksek bir noktadan syreden gözlemci için , dagcı oldukça dolambaclı bir sekilde , ileri-geri hareket edip duracaktır.

O halde , sanılanın aksine iki nokta arasındaki en kısa mesafenin her zaman düz bir cizgi olması gerekmiyor.Aslına bakacak olursanız , düz bir cizgi ancak özel bir tür yüzey üzerinde varolabiliyor ” düz bir yüzey üzerinde ” ..Dünya’nınki gibi egri bir yüzey üzerinde , iki nokta arasındaki en kısa mesafe her zaman egri olmak durumundadır.Bu gercegin fark edilmesiyle matemetikçiler , düz cizgi kavramını egik yüzeyleri de dahil edecek sekilde yeniden tanımladılar.Yalnızca düz degil , her türlü yüzey üzerinde iki nokta arasındaki en kısa rotaya jeodezik adı verildi.

Bütün bunların kütle çekimiyle ne baglantısı var diyorsunuz degil mi?

Baglantı  “  IŞIK  “  …

İki nokta arasındaki en kısa mesafeyi almak , ışığın karakteristik bir özelliği.Mesela tam su anda , okudugunuz bu kelimelerden gözlerinize gelen ışık da en kısa rotayı izliyor.

neyse cok uykum geldi . yarın devam ederim . git gide fantastikleşecek konu yalnız

KÜTLEÇEKİMİ ve İVMENİN EŞDEĞERLİĞİ

Bir astronotun , yukarı doğru  saniyede 9.8 mt ivme kazanmakta olan bir oda içinde olduğunu düşünelim ( Bu aynı zamanda yerçekiminin Dünya’ya düşen nesnelere bahşettiği ivmedir )

Bu oda , roket motorları henüz ateşlenmiş olan bir uzay mekiğinin kabini olsun.Astronot bir eline çekiç diğer eline de tüy alsın ve her ikisini de aynı yükseklikten aynı anda kabin zeminine bıraksın.Bu durumda ne olur ? Tabii ki , çekiç de tüy de zemine iner. ANCAK BU OLAYIN YORUMLANMASI BÜTÜNÜYLE ÖZEL BİR BAKIŞ AÇISINA DAYANIYOR !!!

Uzay mekiğinin gezegen gibi büyük kütleye sahip herhangi bir cisimden uzakta olduğunu varsayarsak , çekiç ve tüyün ağırlıksız oldugunu düşünebiliriz.Dolayısıyla , bir tür x-ışını kullanarak uzay mekiğinin içine baktığımızda iki cismin hareketsiz bir şekilde  havada asılı oldugunu görürüz.Diğer taraftan uzay mekiği yukarı doğru ivme kazandıgı için , kabin zeminin çekiç ve tüye ulaşmaya calıştıgını da görürüz.VE DAHASI , ÇARPIŞMA GERCEKLEŞTİGİNDE , ZEMİN HER İKİ CİSME DE AYNI ANDA ÇARPACAKTIR…

Astronotun amnezi yasadıgını ve bir uzay mekiginin icinde oldugunu unuttugunu düsünelim.Ayrıca mekigin pencereleri de karartılmıs olsun ki astronot nerede oldugunu kesinlikle anlayamasın.BU DURUMDA ASTRONOT GÖRDÜKLERİNİ NASIL YORUMLAR ???

Astronot muhtmelen , çekiç ve tüyün yercekiminin etkisi ile düştügünü düşünecektir.Ne de olsa  yercekiminin etkisi altında olan cisimlerin yapacagı tek şeyi yapmışlardır , aynı hızda düşmüş ve aynı anda zemine çarpmışlardır. ( tabii ki hava direncini göz ardı ediyoruz )

Astronotun gördüklerinin yerçekiminden kaynaklandıgını düsünmesinin bir diger nedeni de , ayaklarının zemine baglı olusudur; tıpkı Dünya ‘daki bir mekanda olacagı gibi.Aslına bakılılacak olursa , astronotun görüp görebilecegi her sey ,Dünya üzerinde olsaydı yaşayacaklarından kesinlikle ayırt edilemez durumda olacaktır.

Elbette bu yalnızca bir tesadüf olabilir.Ama yine de Einstein bunun doga hakkındaki çok derin bir gercegi işaret ettigini düşünmüş.Gercekten de kütleçekimi ivmeden ayırt edilemez durumdadır ve bunun nedeni de cok basittir.KÜTLEÇEKİMİ = İVMEDİR!!!!

Daha önce de bahseetigim gibi , Einstein  bu gercegi fark etmenin hayatının en mutluluk veren düsüncesi oldugunu söylemiştir.Cunku böylece kütleçekimine ve ivmelenmiş bir hareketi tanımlayacak bir teoriye yönelik arayısın aslında aynı seyler oldugu ortaya cıkmıstır.

Einstein kütleçekimi ve ivme arasındaki ayırt edilemezliği eşdegerlik ilkesi adı ile tanımlayarak , fizigin temek kurallarından birini ortaya koymustur.

Eşdegerlik ilkesi , kütleçekiminin diger kuvvetlere benzemedigini söylemektedir.ASLINA BAKILACAK OLURSA GERCEK BIR KUVVET BILE DEGILDIR…
Bu ayırt edilemeziliğin Einstein tarafından keşfinden önce , camları karartılmıs uzay mekigi icinde amnezi yasayan astronottan hic bir farkımız yoktu ..

ÇEVREMIZI SARAN UNSURLARIN IVMELENDIGINI FARK EDEMEDIGIMIZDEN DOLAYI , NEDEN NEHIRLERIN ASAGI DOGRU AKTIDINI YA DA ELMALARIN AGACTAN DÜSTÜGÜNÜ AÇIKLAMAK İCİN BİR YOL BULMAMIZ GEREKIYORDU.TEK YOL HAYALI BIR KUVVET ICAT ETMEKTI. BU HAYALI KUVVET DE ” KÜTLEÇEKİMİ ” OLDU …..

to be continued…

KÜTLEÇEKİMİ HAKKINDAKİ TUHAFLIK

Şimdi kütleçekimi hakkında tuhaf bir özelliği göz önüne alalım .

Tüm cisimler , kütlelerinden bağımsız olarak , aynı hızda yere düşer.Örneğin bir yer fıstığı , bir insanla aynı sürede hızlanır.Bu davranış ilk olarak 17. yüzyıl İtalyan bilim adamı Galileo tarafından fark edilmiş.Galileo’nin , kütleçekiminin bu özelliğini gözlemlemek için , yanına biri hafif diğeri ağır iki cisim alarak , her ikisini de aynı anda Pisa Kulesi’nden attığı söylenir.İki cisimde yere aynı anda iner.

Kütleçekiminin bu özelliğinin Dünya üzerinde her zaman aynı şekilde gözükmemesinin nedeni , hava direncinin farklı ağırlıktaki cisimler üzerinde farklı etkilere yol açıyor olmasıdır.Bunun yanında , Galileo’nin deneyi cisimlerin düşüş süresini değiştiren hava direncinin olmadığı bir ortamda mesela Ay’da yinelenebilir.1972 yılında , Apollo 15 komutanı David Randolph Scott bir çekiç ve tüyü aynı anda yere bıraktı.Ve beklendiği üzere ikisi de Ay zeminine tam olarak aynı anda indi.

Bu olayın tuhaf yanı ise , genellikle , cismin bir güce karşılıknasıl hareket edeceginin , cismin kütlesine bağlı olduğudur.İşleri karıştıracak sürtünme unusrunun bulunmadığı,buz pateni pisti gibi bir zemin üzerinde ,tahta bir tabure ve dolu bir buzdolabı düşünelim.Ve iki kişinin tabure ve buz dolabını tam olarak aynı ölçüde bir kuvvet uygularak ittiğini…Buzdolabna göre daha az kütleye sahip tabure açık bir şekilde daha kolay itilecek ve daha kısa sürede hız kazanacaktır.

Peki tabure ve buzdolabı , kütleçekim kuvveti altında nasıl davranır ? Her ikisini de 10 katlı bir apartmanın tepesinden aşağı bıraktığımızı düşünelim . Bu durumda Galileo’nin de ön göreceği gibi , tabure buzdolabına nazaran daha kısa sürede hız kazanamaz.Aralarındaki ciddi boyuttaki kütle farkına rağmen , tabure de buzdolabı da zemine doğru düşerken aynı oranlarda hız kazanır.

Sanırım artık kütleçekimi hakkındaki tuhaflığı bir parça anlatabilmişimdir.Büyük bir kütle , küçük kütleli bir cisme nazaran , daha büyük bir kütleçekim kuvveti hisseder ve bu kuvvet cismin kütlesiyle doğru orantılıdır.Yani büyük kütle küçük kütleyle tam olarak  aynı oranda hız kazanır.Peki ama kütleçekimi, kuvvet uygulayacağı cisme ögre kendisini nasıl ayarlamaktadır  ?

ve evet kütleçekiminin bunu inanaılmaz ölçüde basit ve doğal bir şekilde gerçekleştirdiğini fark eden yine Einstein’ın dehası oldu .Dahası bu yolun , kütleçekimini kavrayışımız üzerinde de önemli sonuçları olduğu anlaşılmıştır.

KÜTLE ÇEKİM KUVVETİ DİYE BİR ŞEY YOK !

Evet sanırım hakkında okudugum en fantastik konu bu. Fantastik dedigime bakmayın , konsantre oldugunuzda gayet mantıklı bir sekilde kabul edebileceginiz bi teori.

Şimdi konumuzun çıkış noktası olarak , yüksekce bir gökdelen düşünelim.Bu binanın zemin katında , en tepesine nazaran daha yavaş yaşlanırsınız.Bu durum , Einstein’ın kendi özel görelilik teorisinin noksanlarını kapatmak icin geliştirdigi genel görelilik teorisinin bir etkisidir.

Özel görelilik teorisinin sorunu ” özel ” olmasıydı. Teori temel olarak, bir kişinin , kendisine göre sabit hızla yol alan bir başka kişiye baktıgında ne gördügü üzerinedir.

Teoriye göre , hareket halindeki kişi , hareket ettigi istikamette büzülürken , zaman algısı yavaslar ; bu etki ışık hızına yaklaştıkça çok daha belirginleşir.Ancak sabit hızda hareket çok özel bir durumdur.Çünkü , genel olarak cisimler , zamanla hızlarını degiştirir.Örnegin , trafik ışıgını geride bırakakan bir otomobil hızını arttırken , bir uzay mekigi atmosfere girdiginde yavaslar.

Bu baglamda , 1905 yılında kendi özel görelilik teorisini yayınladıgında Einstein’ın cevaplamak istedigi soru şuydu ; ” BİR KİŞİ , KENDİSİNE GÖRE HIZLANAN BİR KİŞİYE BAKTIGINDA NE GÖRÜR ? ” Ve işte böylece o meshur ” genel görelilik teorisi ” ortaya cıktı …

Fakat Einstein bu teorisi ile ilgili calısmalara basladıgında kafasında ” Newton’un kütle çekim kanunu ” ile ne yapacagı sorusu vardı .

Newton’un kütle cekim kanunu neredeyse 250 yıl boyunca tartısılmadan kabul edilmiş olsa da , Einstein bu kanunun özel görelilik teorisi ile temel anlamda uyumsuzluk icinde oldugunu biliyordu.Newton’a göre  her kütleli cisim , bir diger kütlelei cisime kütle çekimi denilen bir kuvvetle cekilmektedir . Örnegin ; Dünya ile her birimizin arasında bir kütle çekimi mevcuttur , ayaklarımızın zemine basmasını saglayan da budur. Güneş ve Dünya arasında da kütle çekimi vardır ; Dünya’yı Güneş’in etrafındaki yörüngesinde tutan bu cekim kuvvetidir. Einstein2in karsı cıktıgı noktalar bunlar degildi elbette ; Asıl sıkıntı kütle çekiminin hızıydı ….

Newton , kütle çekiminin anında etki gösterdigini düsünüyordu. Bunun anlamı , Dünya’nın Güneş’in kütle çekimini herhangi bir  gecikme olmaksınızın hissettigiydi. Bu baglamda , Güneş tam şu anda yok alacak olsa ,Dünya’nın da , Güneş’in kütleçekim yoklugunu aynı anda hissetmesi ve yörüngesini kaybederek uzayın derinliklerine dogru kaymaya baslaması gerekiyordu.

Güneş ve Dünya arasındaki mesafeyi hic zaman kaybetmeksizin kat edecek bir etkini , yani Guneş’in kütle çekiminin sonsuz hızda yol alması gerekir.Anında bir baska yerde olmak ve sonsuz hız eşdeger seylerdir.Fakat Einstein , kütleçekimi de dahil hic birseyin ışıktan daha hızlı olamayacagını keşfetmişti.

Işıgın , Güneş ve Dünya arasındaki mesafeyi alması 8 dk sürdügünden , eğer ki Güneş birden bire yok olacaksaydı , Dünya2nın yörüngesinden cıkıp diger yıldızlara kaymasından önce en azından 8 dakikadan biraz daha uzun bir süre geçmesi gerekirdi.

Öte yandan Newton’un , kütleçekiminin uzay boşlugunu sonsuz bir hızla katettiğine yönelik üstü kapalı çıkarımı , kütleçekim kanunundaki tek ciddi hata degildi.Newton aynı zamanda kütleçekim kuvvetinin kaynağının kütlenin kendisi olduğunu düşünüyordu.Einstein ise , tüm enerji türlerinin etkin bir kütlesi ( ya da ağırlığı ) oldğunu ortaya koydu.Dolayısıyla , yalnızca kütle enerjisinin değil , tüm enerji türlerinin bir kütleçekim kaynağı olması gerekiyordu.

Einstein’ın karşı karşıya kaldığı güç durum , özel görelilik teorisindeki fikirleri yeni bir kütleçekim teorisine dahil etmek ve  dünyanın hızlanmakta olan bir insana nasıl görünecegini tanımlamak icin özel görelilik teorisini genellemekti.Bu devasa sorunlarla bogusurken , Einstein’in aklında bir ampul yandı KENDİSİNİ MUHTEMELN HEM SASIRTMIS HEM DE KEYIFLENDIRMIS OLMALI

EVET BU İKİ İŞİN ASLINDA TEK VE AYNI ŞEY OLDUGUNU FARK ETMİŞTİ ….

( üşenmezsem devamı gelecek .. )

Kütlenin Enerjiye tümden Dönüşümü – ANTIMADDE

Uzun bir aradan sonra merhaba , kış depresyonumun verdigi miskinligin kurbanıyım …

Nerde kalmıştık ; evet . Her ne kadar Einstein kütleyi , yalnızca enerjinin sayısız türlerinden biri olarak göstererek indirgemiş olsa da , kütle enerjisinin bir açıdan özel oldugunu söyleyebiliriz. Kütle enerjisi bilinen enerji türleri icerisinde en yogun olanıdır . Aslına bakarsanız ” E=mc² ” de bu gercegi özetleyen bir denklemdir. Bildiginiz üzere fizikçilerin ışık hızı için kullandıgı sembol olan c , büyük bir sayıdır.( saniyede 300 milyon metre ) . Haliyle bu degerin karesini alarak cok büyük bir sayıya ulasırız. Bu formulun 1 kg maddeye uygulanması 9 x 10 üzeri 16 Jul enerji anlamına gelir ki bu enerji tüm Dünya nüfusunu uzaya fırlatmaya yeter .

Elbette ki 1 kg maddeden bu düzeyde bir enerji elde edebilmek icin , o maddenin tümüyle baska bir enerji türüne dönüşmesi , tüm kütlesinin yok olması gerekir.

Gunesteki ya da bir nukleer bombadaki nükleer tepkime ,maddenin icinde hapis olan enerjinin ancak 1% ini ortaya cıkarır. Cok urkunc geliyor kulaga biliyorum ama Doga bundan cok daha iyisini yapıyor biliyor musunuz ?

Kara delikler , kütle çekiminin , ışın kaçmasına bile müsaade etmeyecek kadar kuvvetli oldugu uzay sahalarıdır. ( düşünün öyle bir cekim ki saniyede 300 milyon metre giden kütlesiz bir fotonu icine cekiyor kaçmasına engel oluyor ) Zaten karadelik olarak isimlendirilmelerinin sebebi de ışık yaymıyor oluşladır.

Kara delikler, kütleli bir yıldız öldügünde , geriye kalan kalıntılarının tümüyle mevcudiyetten silinene dek büzülmeyi sürdürmesiyle olusur. Madde , su giderine kapılan su gibi , kara deligin anaforuna kapıldıgında ,kendi içindeki sürtünmeden dolayı akkor haline gelene dek ısınır.Bu sürecte enerji kendisini ışık ve ısı olarak dışa vurur.Karadeligin , olası en yuksek hızda dönmeye basladıgı özel bir durumda , ortaya cıkan enerji dönmekte olan maddenin 43% üne eşittir.Bunun anlamı , maddenin kendi içine çökerek karadelige dönüşmesinin  , Günes’e ya da hidrojen bombasına güş veren sürecten 43 kat daha etkili oldugudur.

Bu yalnızca bir teori de degil ! Evren , kuasar adı verilen ,yeni dogmus galaksilerin süper – parlak çekirdeklerini içerir. 10 milyar yıl öncesine tekabül eden gencliginde ,belki kendi galaksimiz Samanyolu’nun kalbinde de bir kuasar vardı .Kuasarlar hakkında şaşırtıcı olan nokta , çoğu zaman 100 normal galaksinin sahip olabilecegi düzeyde bir enerji boşaltıyor , ve dahası bu enerjiyi , kendi Güneş sistemimizden daha küçük bir alanda çıkarıyor olmalarıdır. Tüm bu enerji yıldırzlardan geliyor olamaz çünkü bu denli küçük bir alana bu kadar çok yıldızın sıkıstırılması mümkün degildir. Bu enerji ancak maddeyi emen dev bir karadelikten gelebilir.

Dolayısıyla , astronomlar , kuasarların  , Güneş’in kütlesinin 3 milyar katı büyüklüğüne dek cıkabilecek ve yıldızları yutan süper -kütleli kara delikler olduguna inanıyorlar.Fakat karadelikler bile maddenin kütlesinin ancak yarısını diger enerji türlerine cevirebilir.

Ama , kütlenin tamamını enerjiye cevirebilecek bir sürec mevcut !  Madde ; madde ve antimadde olarak iki türe ayrılır.Su an icin antimadde hakkında bilmemizin yeterli olacagı sey sudur  : Madde ve antimadde karsı karsıya geldiginde , birbirlerini yok ederler ve kütle enerjilerinin 100% ünü anında diger enerji türlerine dönüşür.

Kimsenin bilmedigi bir neden ötürü , Evren neredeyse tamamen maddeden olusmus gibi görünmektedir.Bu bizim icin bir bilmece sayılabilir cünkü laboratuvarda küçük miktarlarda antimadde olusturuldugunda , bu antimaddenin yanında her zaman aynı miktarda madde de olusmaktadır.Evren’de antimadde bulunmadıgından dolayı , ihtiyacımız oldugunda antimaddeyi olusturmamız gerekiyor. Bu hic de kolay bir iş degil .Sürec yalnızca cok fazla enerji gerektirmekle kalmıyor , aynı zamanda cok da ciddi bir sorun da iceriyor. Antimadde , normal madde ile karsılastıgı anda kendini yok etmeye meyilli oldugundan , antimadde biriktirmek cok zordur.

Bugune dek bilim adamları ancak gram’ın milyarda biri kadar antimadde biriktirmeyi basarabilemişlerdir.

Fakat , fazla miktarda antimadde olusturmanın ve depolamanın stesinden gelebildigimiz takdirde , akla hayale gelebilecek en kuvvetli enerji kaynagına sahip olacagız demektir. Gunumuz uzay araclarının en önemli sorunlarından biri , yakıtlarını kendi yanlarından taşımaları zorunlulugudurç Ve yakıt cok agırdır. Aslında yakıtı uzaya göndermek icin bile yakıt gerekiyor. Yalnızca 2 astronotu Ay’ın yuzeyine götürmek ve geri getirmek icin kullanılan SATURN V roketi , 3000 ton agırlıgındaydı ve bu agırlıgın neredeyse tamamını yakıt olusturyordu.

Bu noktada antimadde bir çözüm olabilir. Muazzam düzeyde enerji içerdiginden , bir uzay mekigi yanına alacagı çok az miktarda antimaddeyle ciddi mesafeler katedebilir.

Bir gün gercekten de yıldızlara ulaşmayı basaracaksak , bunu ancak maddenin içerdigi enerjiyi son damlasına kadar kullanarak yapacagız. Kim bilir belki de ilerde STAR TREK‘teki gibi , antimaddeden güc alan uzay aracları inşa ederis .

( bkz : Antimadde )

Zaman’ı Uzay’dan Ayırmak – Newton Haklı mıydı ? Einstein Yanılıyor muydu ?

Was Newton right and Einstein wrong? It seems that unzipping the fabric of spacetime and harking back to 19th-century notions of time could lead to a theory of quantum gravity.

Physicists have struggled to marry quantum mechanics with gravity for decades. In contrast, the other forces of nature have obediently fallen into line. For instance, the electromagnetic force can be described quantum-mechanically by the motion of photons. Try and work out the gravitational force between two objects in terms of a quantum graviton, however, and you quickly run into trouble—the answer to every calculation is infinity. But now Petr HoYava, a physicist at the University of California, Berkeley, thinks he understands the problem. It’s all, he says, a matter of time.

More specifically, the problem is the way that time is tied up with space in Einstein’s theory of gravity: general relativity. Einstein famously overturned the Newtonian notion that time is absolute—steadily ticking away in the background. Instead he argued that time is another dimension, woven together with space to form a malleable fabric that is distorted by matter. The snag is that in quantum mechanics, time retains its Newtonian aloofness, providing the stage against which matter dances but never being affected by its presence. These two conceptions of time don’t gel.

The solution, HoYava says, is to snip threads that bind time to space at very high energies, such as those found in the early universe where quantum gravity rules. “I’m going back to Newton’s idea that time and space are not equivalent,” HoYava says. At low energies, general relativity emerges from this underlying framework, and the fabric of spacetime restitches, he explains.

HoYava likens this emergence to the way some exotic substances change phase. For instance, at low temperatures liquid helium’s properties change dramatically, becoming a “superfluid” that can overcome friction. In fact, he has co-opted the mathematics of exotic phase transitions to build his theory of gravity. So far it seems to be working: the infinities that plague other theories of quantum gravity have been tamed, and the theory spits out a well-behaved graviton. It also seems to match with computer simulations of quantum gravity.

HoYava’s theory has been generating excitement since he proposed it in January, and physicists met to discuss it at a meeting in November at the Perimeter Institute for Theoretical Physics in Waterloo, Ontario. In particular, physicists have been checking if the model correctly describes the universe we see today. General relativity scored a knockout blow when Einstein predicted the motion of Mercury with greater accuracy than Newton’s theory of gravity could.

Can HoYYava gravity claim the same success? The first tentative answers coming in say “yes.” Francisco Lobo, now at the University of Lisbon, and his colleagues have found a good match with the movement of planets.

Others have made even bolder claims for HoYava gravity, especially when it comes to explaining cosmic conundrums such as the singularity of the big bang, where the laws of physics break down. If HoYava gravity is true, argues cosmologist Robert Brandenberger of McGill University in a paper published in the August Physical Review D, then the universe didn’t bang—it bounced. “A universe filled with matter will contract down to a small—but finite—size and then bounce out again, giving us the expanding cosmos we see today,” he says. Brandenberger’s calculations show that ripples produced by the bounce match those already detected by satellites measuring the cosmic microwave background, and he is now looking for signatures that could distinguish the bounce from the big bang scenario.

HoYava gravity may also create the “illusion of dark matter,” says cosmologist Shinji Mukohyama of Tokyo University. In the September Physical Review D, he explains that in certain circumstances HoYava’s graviton fluctuates as it interacts with normal matter, making gravity pull a bit more strongly than expected in general relativity. The effect could make galaxies appear to contain more matter than can be seen. If that’s not enough, cosmologist Mu-In Park of Chonbuk National University in South Korea believes that HoYava gravity may also be behind the accelerated expansion of the universe, currently attributed to a mysterious dark energy. One of the leading explanations for its origin is that empty space contains some intrinsic energy that pushes the universe outward. This intrinsic energy cannot be accounted for by general relativity but pops naturally out of the equations of HoYava gravity, according to Park.

kaynak : 2009 . Aralık – Scientific American

Kütlenin Enerjiye Dönüşümü (3)

Diğer tüm enerji türleri gibi , kütle enerjisi de yok edilemez. Yalnızca bir enerji türünden digerine dönüştürülebilir ve en nihayetinde de en düşük enerji türü olan ısı enerjisine dönüşür.Dolayısıyla , 1 kg hidrojen 1 kg helyuma dönüştürüldügünde , 8gr kütle enerjisi ısı enerjisine dönüşmek durumundadır.

işin inanılmaz tarafı ise , bu miktarın , 1 kg kömürü yakarak elde edilebilecek enerjinin 1 milyon katı olmasıdır !!!

Söz konusu bir milyon kat fazlalık elbette ki  astronomların dikkatinde de kaçmamış

Binlerce yıldır insanlar Güneş’in yanmasını sağlayanın ne oldugunu düşünüp durmus.Milattan önce 5.yy da Yunan filozof Anaksagoras , ” Güneş’in Yunanistan’dan cok da büyük olmayan kızgın bir demir topu ” oldugunu öne sürmüştür.Köür cagının yasandıgı 19.yy da ise , fizikçiler Güneş’in dev bir kömür kümesi olup olmadıgı fikri üzerinde durmustur. Bu durumda Gunes’in , tüm kömür kümelerinin anası olması gerekirdi.Diger bir taraftan fizikçiler , Gunes bir kömür topu olsaydı , 5000 yıl içinde yanıp kül olması gerektiginin de farkındaydı.Buradaki sorun , jeoloji ve biyoloji sayesinde elde edilen kanıtlar dogrultusunda , Dunya’nın ( ve tabii ki Gunes’in de) en azından 1 milyon kat daha yaşlı oldungun bilinmesiydi.Gunes’in bu durumda , kömürden bir milyon kat daha yogun bir enerji kaynagına sahip oldugu da pekala düsünülebilirdi.

Nihayi sonuca ulaşıp , Gunes’in atom enerjisi ( nükleer enerji ) kullandıgını öne süren , İngiliz astronom Arthur Eddington olmus.

Gunes , en hafif atom olan hidrojeni kullanarak , en hafif ikinci atom olan helyumu üretiyor , bu sürec icinde kütle enerjisi , ısı ve ışık enerjisine dönüsüyordu.Gunes’in yaydıgı muazzam enerjiyi üretebilmesi icin , her bir saniye içinde 4 milyon ton kütle yok oluyordu.Eddington sayesinde , böylece Günes ışığının kaynagı ile ilgili problem çözülmüş oldu.

Ancak bu tartısma , diger bir taraftan , hafif bir atomu kullanarak daha agır bir atom olusturmanın ,neden böylesine cok miktarda kütle enerjisinin diger enerji türlerine dönüşmesine yol actıgı sorusunu göz ardı ediyor. Bu noktada bir parantez acalım .

Bir evin önünden gecerken catıdan bir kiremitin kafanıza isabet ettigini düsünün Burada acıga cıkan bir enerji söz konusudur.:Örnegin , kiremit kafanıza carptıgı anda cıkan ses , ses enerjisidir.Bir de ısı enerjisi vardır.Eger kiremitin ve kafanızın ısısını dogru bir sekilde ölcebilseydiniz , ikisinin de carpısma öncesine göre biraz daha sıcak olduklarını gözlemleyebilirdiniz.

Peki bütün bu enerji nereden geliyor ? Cevap : Kütleçekimi…

Kütle cekimi , iki kütleli cisim arasındaki çekim kuvvetidir.Bu durumda , Dünya ve kiremit arasındaki kütleçekimi , bu ikisini birbirine cekmektedir.

Peki kütleçekimi iki kat daha kuvvetli olsaydı ne olurdu ? Cevap cok acık : Kiremit zemine iki kat daha hızlı düserdi.Kısacası daha cok enerji acıga cıkardı.Peki ya , kütleçekimi 10 kat daha kuvvetli olsaydı ? Basit.Ortaya cıkan enerji miktarı daha da artardı.Tamam , bir de şunu düsünelim ; ya kütle çekimi 10.000 trilyon trilyon daha kuvvetli olsaydı ?? Elbette  kiremitin carpmasıyla ortaya cıkan sey , insan aklının durmasına neden olacak düzeyde bir enerji olurdu.Ayrıca Dünya ve kiremitin birleşimi de cok daha hafifi olurdu, tıpkı helyum atomu gibi…

Gercekten de , kütleçekiminden 10.000 tirilyon trilyon trilyon kat daha kuvvetli hic bir güc olamaz  , degil mi ?  Ancak böyle bir güc var ve bu güc tam su anda , herbirimizin icinde ! Bu , atomların cekirdeklerini bir arada tutan , nükleer gücten baska birsey degil!

Nükleer güc altında , iki hafif atomun cekirdeklerinin birlikte düşmesi durumunda ne olacagını bir düsünün .Çarpışma inanılmaz bir sertlikte olacak ve muazzam düzeyde enerji acıga cıkacaktır . eş agırlıga sahip bir kömürün yanmasıyla ortaya  cıkan enerjiden bir milyon kat daha yüksel bir enerji…

Birleşen atomlar yalnızca Gunes enerjisinin kaynagı degildir.Hidrojen bombasının enerji kanagı da budur.Hidrojen bombası prensip olarak , helyum cekirdegi olusturmak icin hidrojen cekirdeklerin birbirlerine çarpıştırılmasıdır. ( aslında kullanılan , hidrojenin biraz daha agır bir kuzeni ancak bu baska bir hikaye )

Helyum cekirdekleri , birleşimlerindeki hidrojenlerin toplam agırlıgından daha hafiftir ve arada kaybolan kütle , nükleer bombanın ürettigi inanılmaz düzeydeki ısı enerjisine dönüsür. 1 megatonluk hidrojen bombasının yıkıcı gücü ( Hiroşima’ya atılan atom bombasından 50 kat daha büyük bir gücten bahsediyorum ) , 1 kg’dan yalnızca biraz daha fazla bir kütlenin yok edilmesiyle elde edilir !

Einstein  , nükleer bombanın tarihinde oynadıgı role deginirken ” Bunu önceden bilebilseydim , bir saat tamircisi olurdum ” demiştir…

BÜZÜLEN UZAY , ESNEK ZAMAN

Isik dahil olmak üzere her seyin hizi , belirli bir zaman diliminde katedilen mesafedir.Mesafeler genelde cetvelle , zaman ise saatle ölcülür.Dolayisiyla  ” nasil oluyor da herkes , hareket durumlari ne olursa olsun , ayni isik hizini ölcebiliyor ? ” sorusunu bir baska sekilde ortaya koyabiliriz :

insanlarin , belli bir zamanda katettigi mesafeyi ölctüklerinde , isigin hizini her zaman tam olarak saniyede 300.000 km bulmalari icin , cetvel ve saatlere NE OLMASI gerekiyor  ?

Evren’deki herkesin isigin hizi üzerinde hemfikir olabilemsi icin  , uzay ve zamana ne olması gerektigine dair bir formulden bahsediyorum ; iste ÖZEL GÖRELİLİK kisaca budur.

üzerine dogru isik hizinin 0.75 kati hizla gelen bir uzay çöpüne  , lazer ile ateş acan bir uzay gemisi düsünelim.lazer isini uzay çöpüne isik hizinin 1.75 kati hizla carmapaz , cünkü bu imkansizdir ; tam olarak isik hizinda carpmasi gerekir.

Bunun gerceklesebilmesinin tek yolu , olaylari gözlemleyen ve yaklasmakta olan isigin belli bir zamanda katettigi mesafeyi tahmin eden birisinin , mesafeyi oldugundan az ya da zamani oldugundan fazla hesaplamasidir.

Aslinda , Einstein her ikisinin de oldugunu kesfetmistir.Uzay gemisini disaridan gozlemleyen birisi icin , hareket halindeli cetveller büzülür ve hareket halindeki  saatler yavaslar .Yani , uzay ” büzülür “  ve zaman ” genisler ” .Dahasi bunu tam olarak , isik  hizinin Evren’deki herkes tarafindan saniyede 300.000 km olarak ölcülecegi sekilde yapar.

bu durum dev bir kozmik komployu andiriyor.Evren’imizdeki sabit olan unsur , uzay ya da zaman akışı degil , ışığın hızıdır.Ve Evren’deki her şeyin , kendisini ışığın egemen durumuna göre ayarlamak dışında hiçbir şansı yoktur.

Hem uzay hem de zaman görecelidir.Işık hızına yaklaşan hızlarda mesafeler de zaman aralıkları da ciddi ölçüde bozulmaya uğrar.Bir kişinin uzay aralığı ile bir başkasının uzay aralığı aynı degildir.Aynı şekilde , bir kişinin zaman  aralığı ile bir başkasının zaman aralıgı da aynı degildir.

Zamanın farklı gözlemciler icin farklı hızlarda aktıgı anlaşılmıstır.Bu fark , birbirlerine göre ne hızda yol aldıklarına dayanmaktadır.Ve hareket hizlandikça , saatlerin tiktakları arasındaki tutarsizlik da artar. Ne kadar hizli yol alirsaniz ,  o kadar  yavaş yaşlanırsınız !  ( duragan bir gözlemcinin gözünden , hareketli bir gözlemcinin zamanı daha yavas akıyor görünecektir. Isık hızına yakın hızlarda bu fark daha da büyür ve hareket halindeki gözlemci icin zaman , neredeyse duracak kadar yavaslar )

Zamanın yavaşlamasının ancak ışık hızına yaklaşan hızlarda anlaşılabilmesi gibi basit bir nedenden ötürü , insanlık tarihinin büyük bir kısmında bu gercegi fark edemedik.

Teknolojimizin izin verdigi en hızlı araclardan olan süpersonik jetler bile ışık hızının yanında içler acısı bir durumdadır.Işık hızı yalnızca saatte 30 km olsaydı , bu gercegin kesfedilmesi icin Einstein gibi bir dahiye ihtiyacımız olmayacaktı.Bu durumda zamanın genislemesi ve mesafelerin kısalması gibi özel görelelik durumları 5 yasındaki bir cocuk icin bile apaçık ortada olurdu.

Zaman icin gecerli olan , uzay icin de gecerlidir.İki kütle arasındaki mesafe farkli gözlemciler icin , birbirlerine göre ne hizda yol aldıklarına baglı olarak degişen farklı sonuclar verir.Ve hız arttıkça , cetveller arasındaki tutarsızlıklarda büyür. Einstein  ” ne kadar hızlanırsanız , o kadar incelirsiniz ” demiş. ( duragan bir gözlemcinin gözünden , hareketli bir gözlemcinin cetveli daha küçük görünecektir.ısık hızına yakın hızlarda bu fark cok daha büyür ve kütle hareket ettigi yönde bir krep kadar düzlesir )

Hayatlarımızı ışık hızına yakın bir hızda yola alarak yaşıyor olsaydık , bu da kendinden menkul bir gercek olurdu.Ancak doganın yavas kulvarında yasadıgımız normal hayatlarımızda , uzay ve zamanın ” hareket halinde kum tanecikleri ” ve ışıgın  degişmeyen hızının da ” Evren’in  üzerine kurulu oldugu temek nokta ” oldugu gercegini fark edemeyiz.

( Göreliliğin zor oldugunu düsünüyorsaniz Einstein’in şu sözleriyle avunabilirsiniz: ” Dünyada anlaşılması en zor olan sey GELİR VERGİSİdir. ” Diger bir taraftan , büyük fizikçi ile cıktıgı bir gemi seyahatinin ardından İsrail Cumhurbaskanı Chaim Weizmann’ın söylediklerini ise duymazdan gelmek gerekir : ” Einstein tüm seyahatimiz boyunca bana teorisini acıklamayı sürdürdü ve son gün , teorisini  ANLAMIŞ OLDUGUNA tamamıyla ikna oldum ! “  )

Herhangi bir şey ışıktan hızlı olabilir mi ? Durum şu ki , hiç bir şey ışık hüzmesini yakalayamaz. Gene de , hayatlarını sürekli olarak ışıktan daha hızlı bir hareket halinde geciren ” ATOMALTI”  parcacıklar olması mumkun .Fizikçiler bu türden varsayımsal parçacıkları ” TAKYON ” olarak adlandıyorlar.Takyonlar gercekten varsa , belkide uzak gelecekte vücutlarımızdaki atomları takyonlara cevirmnin bir yolunu bulabilir ve böylece ışıktan daha hızlı hareket edebiliriz.

Fakat Takyonlarla baglantılı problemelerden biri , hareket halindeki gözlemcilerin bakış acısıyla ışıktan daha hızlı hareket eden bir kütlenin zamanda geriye dogru yol alıyormus gibi görünecegidir !!

Aslında zamanda yolculuk fizikçilerin ödünü patlatıyor cünkü bu olay , zamanda geriye giderek büyük babanızı öldürmeniz gibi mantıksal çelişkilere yol açabilecek ciddi paradoksalra gebe.Anneniz dogmadan önce büyük babanızı öldüdügünüz takdirde , dogmamıs olacagınıza göre , nasıl ole da zamanda geriye giderek büyük babanızı öldürmüş olabilir siniz ?

Fakat bazı fizikçiler , heniz keşfedilmemiş bazı fizik kurallarının paradoksal olayların önüne gecebilecegini ve böylece zamanda yolculugun mümkün olabilecegini  düsünmekte.

GÖRELİLİĞİN ANLAMI (1)

Pratik anlamda Göreliliği acıklayalım ;

Diyelim ki dünyaya en yakın yıldıza ışık hızının 99.5% si gibi bir hızla gidip gelmenizin mümkün oldugu bir zamanda yaşıyorsunuz.Dünya’ya en yakın yıldız olan Alfa Centauri’ye uzaklıgımız 4.3 ışık yılı oldugunu düsünecek olursak , gidip ortalıga bir göz attıktan sonra geri dönmeniz , dünyadaki bir rine göre 9 yıl sürecektir.Ancak sizin bakış açınızdan , Alfa Centauri’ye olan mesafe Görelilik yüzünden 10 kat büzülecektir.Dolayısıyla , yapacagınız ring sefer sizin icin 11 ay kadar sürer.Yolculuga cıktıgınızda 21 yaşında oldugunuzu ve uzay üssünde sizi ugurlarken bıraktıgınız bir de ikiz kardeşiniz oldugunu varsayalım.Bu durumda Alfa Centauri’den döndügünüzde , siz ancak 22 yaşına ulaşmısken , ikiziniz 30′una basmış olur !

Aslında bu tartışma içinde kolay fark edilemeyecek olan bir hata söz konusu. Hareket göreli oldugundan ötürü, geride bıraktıgınız ikiz kardeşinizin , sizin Dünya’dan degil , Dünya’nın sizin uzay mekiginizden ışık hızının 99.5% si bir hızla uzaklastıgını düsünmesi gayet makul olur.Ancak bu bakış açısı bazı durumlara ters , yani size göre zamanın ikiz kardesiniz icin yavaslayacagı durumuna uymuyor bu .Fakat zaman her ikiziniz için de digerine kıyasla daha yavaş akmaz.Bilindigi kadarıyla ,bu  ” ikiz paradoksunun ” çözümü , yavaslayıp Alfa Centauri’ye dogru olan hareketi tersine cevirenin  sizin uzay mekiginiz olmasıdır.Bu ters ivme yüzünden , iki farklı bakış açısı ( uzay mekiginizin ya da Dünya’nın hareket ettigi ) aslında gercekten eşdeger ve birbirlerinin yerine gecebilir görüsler degildir.

devam edecek …

GÖRELİLİĞİN ANLAMI (2)

Evet kaldıgımız yerden devam edelim ;

Peki siz 22 yasına basarken 30′una gelmiş ikiziniz bu durumdan nasıl bir anlam cıkarabilir ? Seyahatniz boyunca agır cekimde yasadıgınızı düsünebilir. Ve gercekten de uzay mekiginizin icini gözlemlemesi bir sekilde mümkün olsaydı , sizi bir agdanın icinde hareket etmeye calısıyormus gibi ve mekigin tüm saatlerini de normalden 10 kat daha yavaş işlerken görebilirdi.Ve bu durumda ikiziniz , yerinde bir akıl yürütmeyle , tüm bu gördüklerini görelilik münasebetiyle zamanın genişlemesine atfedebilirdi.Ancak sizin icin , mekiğinizdeki saatler ve panelinizi kaplayan göstergeler gayet normal görünürdü.İşte göreliliğin sihri burda

Elbetteki Alfa Centauri’ye ne denli hızlı yol alırsanız , siz ve ikizinizin yaşları arasındaki fark da aynı ölçüde artacaktır.Evren’de yeterince hızlı ve yeterince uzaga gittiginiz taktirde , geri döndügünüz zaman siz halen genc bir insanken , ikiziniz coktan ölmüş olur.Daha da hızlandıgınızda , ayrıldıgınız Dünya da hicliğe karışmış olabilir.Hatta ışık hızına cıktıgınızı düsünecek olursak , zaman sizin icin öylesine yavaslar ki , Evren’in geleceginde tüm olan bitenler sizi ileri sarılmış bir film gibi yalayıp gecer. Rus Fizikçi Igor Novikov’un dedigi gibi : ” Gelecegi ziyaret etme olasılıgı , bu fikri ilk kez duyan herkese muhtesem gelir ” .

Bugun icin konusacak olursak , en yakınımızdaki yıldıza , ışık hızına yakın bir hızda ( hatta ışık hızının yüzde 0.01′inde bile ) gidip gelmemizi saglayacak teknolojiye sahip olmadıgımız ortada . Gene de , zamanın genişlemesi gündelik dünyamızda algılanabilir bir durum .

Örnegin gerceklestirilen deneylerden birinde  , senkronize edilen süper-hassas iki satten biri bir ucagın icinde dünyanın etrafında dönerken , digeri oldugu yerde tutuldu.Yeniden yanyana getirildiklerinde ise , dünyanın etrafnda dönen saatin , laboratuvarda tutlan saate nazaran daha kısa bir zaman dilimini kaydettigi anlasıldı.Hareket halindeki saat tarafından daha kısa bir zaman diliminin ölçülmesi ise tam olarak Einstein’ın öngördügü durumdu.

devam edecek

GÖRELİLİĞİN ANLAMI (3)

Zamanın yavaslaması astronotları da etkileyen bir durum. Harikulede kitabı Zaman Nehri‘ nde ( The River of Time ) , Novikov şöyle diyor : ” Sovyet Salyut Uzay İstasyonu’nun mürettebatı , saniyede 8 km hızla bir yıl boyunca yörüngede döndükten sonra , 1988 yılında yeniden eve döndüklerinde , yalnızca saniyenin yüzde biri kadar gelecege adım atmıslardı. “

Zamanın genişleme etkisi , teknolojimizin elverdigi ucaklarla uzay araclarının ışık hızının ancak komik bir yüzdesine çıkabildigi günümüzde bizim bizim için önemsiz düzeydedir.

Öte yandan , uzaydan gelen süper-hızlı atom cekirdekleri olan kozmik ışınlar , Dünya atmosferinin tepesindeki hava molekulleriyle çarpıştıgında olusan atomaltı parcacıklar yani kozmik ışık müonları icin durum biraz daha farklı.

Müonlar hakkında bilinmesi gereken temel nokta , trajik derecede kısa bir yaşam süresine sahip olmalarıdır.Ortalama olarak yalnızca saniyenin 1.5 milyonda biri gibi bir zaman dilimi içerisinde yok olur ya da bozunuma ugrarlar.Atmosfere ışık hızının yüzde 99.91′sinden daha yüksek bir hızla girdiklerinden , kendilerini yok etmeden önce ancak 0.5 km yol alırlar.Yeryüzünden 12.5 km yukarıda olustuklarını düsünecek olursak , katettikleri mesafe cok sayılmaz.Ve tabii ki , tek bir tanesinin bile yeryüzüne ulaşmaması gerekir !

Ancak sanılanın aksine , Dünya’nın yüzeyinin her bir metrekaresine , her saniye icinde yüzlerce kozmik ışın müonu çarpmaktadir.Yani bu küçük parçacıklarlar bir sekilde mümkün olan son sınırlarından 25 kat daha uzaga ulaşabiliyor.Bunun nedeni , elbette görelilik…

Hızlanan bir müonun zaman algısı , Dünya yüzeyindeki birisinin zaman algısı ile aynı degildir.Müonun , kendisine ne zaman bozunuma ugrayacagını söyleyen dahili bir calar saati oldugunu düsünelim . Işık hızının yüzde 99.92′si gibi bir hızda ,bu saat 25 kat kadar yavaslamaktadır ; en azından zemindeki bir gözlemcinin algıladıgı zamana kıyasla oran budur.Dolayısıyla , duragan durumdaki ömürlerinden 25 kat daha fazlasını yasayarak , yok olmadan önce yeryüzüne erişebilirler.Bir diger ifadeyle , yeryüzüne inen kozmik ışın müonları mevcudiyetlerini , zamanın genişlemesine borcludurlar .

Peki bir müonun bakış açısından yeryüzü nasıl bir yer olarak görünür  ?Ya da Dünya’dan ayrılarak mekiğiyle uzaklasan ikizin veya ucakla bir dünya turu attırılan aton saatinin bakış açısından ?

Durum şu ki , onların bakıs açısından , zaman gayet normal bir sekilde akar.Sonucta her biri kendilerine göre duragan durumdadırlar.Mesela müon , görelilik yüzünden zamanın genişliyor olmasına ragmen , aslında gene saniyenin 1.5 milyonda biri gibi bir sürede yok olur.Müonun bakış açısıyla , kendisi sabit durmakta , yeryüzü ise ışık hızının yüzde 99.92′si gibi bir hızla kendisine yaklaşmaktadır.Bu nedenle katetmesi gereken mesafenin 25 kat büzüldügünü görür ve bu büzülme ultra-kısa yasam süresine ragmen yeryüzüne ulaşmasına yeter.

Zaman ve uzay arasındaki kozmik komplo , hangi bakış açısından bakarsanız bakın , devrededir !

GÖRELİLİK NEDEN VAROLMAK ZORUNDA (1)

Işık hızına yaklaşan hızlarda uzay ve zamanın davranısları gercekten de tuhaflasır…

Ancak bu davranışların kimse icin sürpriz olmasına da gerek yok. Her ne kadar doganın yavas kulvarındaki gündelik deneyimlerimiz bize , bir kişinin zaman aralıgının bir başkasının zaman aralıgı ve bir kişinin uzay aralıgının da bir başkasının uzay aralıgı ile aynı oldugunu ögretmiş olsa da , aslında bu konudaki inançlarımız oldukça temelsiz varsayımlara dayanmaktadır.

Zamanı ele alalım. Tüm yaşamınızı zamanı tanımlamak icin boş yere harcayabilirsiniz.Öte yandan Einstein tek kullanıslı olanın , pratik bir tanım oldugunu fark etti.Zaman aralıklarını saatlerimizle ölçeriz.Dolayısıyla Einstein da ” Zaman, bir saatin ölçtügü  şeydir ” demiş ( işte , bazen apaçık ortada olan bir durumu ortaya koymak icin dahi olmak gerekebiliyor )

Eger herkes iki olay arasında ayni zaman aralıgını ölçecek olursa, bunun anlamı herkesin saatinin aynı hızda işledigi olacaktır.Ancak bu hemen hic bir zaman olmaz.Çalar saatiniz biraz yavaş çalışırkern , kol saatiniz biraz hızlı olabilir.Günümüzde , saatlerimizi arada bir ayarlayarak gündelik problemlerin üstesinden gelmeye calısıyoruz. Örnegin , birine saatin kaç oldugunu soruyor ve ayarlıyoruz.Ya da Tv de her saat başı gelen bip’leri bekliyoruz.Ancak bu bipleri kullanırken farzettigimiz nokta , Tv studyosundan gönderilen bip’lerin radyomuza ulaşmasının hic bir zaman almaması.Radyoda spikerin saatin 6 oldugunu söyledigini duydugumuzda , basit bir sekilde saatin 6 oldugunu kabul ediyoruz.

Gönderimi hic zaman almayan bir sinyalin sonsuz hızla yol alması gerekir.Hic zamanın gecmemesi ve sonsuz hızda yol alma tümüyle eşdegerdir.Fakat Evren’imizde sonsuz hızla yol alabilen hiç birşey olamadıgını da biliyoruz.Aslında, cıplak gözle görülmeyen bir ışık türü olan radyo dalgalarının hızı öylesine yüksektir ki , vericiyle aramızdaki iletişimde herhangi bir gecikme fark etmeyiz.

Radyo dalgalarının mesafeleri sonsuz hızda kat ettigine yönelik düsüncemiz , her nekadar yanlış olsa da , şartlar göz önüne alındıgında o kadar da kötü bir varsayım sayılmaz.Peki ama vericiyle aramızdaki mesafe artarsa ne olur ? Diyelim ki , verici Mars’taysa ?

Dünyaya en yakın oldugu noktada , Mars’tan gönderilen bir sinyalin bize ulaşması 5 dk alır.Mars radyosundan bir spikeri saatin 6 oldugu söylerken yakalar ve saati 6 ya ayarlarsak , bu yanlış olacaktır.Yapamamız gereken sinyalin gönderim süresini hesaba katmak ve saatimizi 6:05′e ayarlamaktır.

Tabii burada her şeyin dayandıgı nokta , Mars’tan gönderilen sinyalin ulaşma süresinin bilgimiz dahilinde olmasıdır.Pratikte bu sürereyi , Dünta’dan Mars’a sinyaş gönderip yankısını dinleyerek cıkarabiliriz.Sinyalin bize dönmesi 10 dk aldıgında , aramızdaki iletim süresinin de 5 dk oldugunu anlarız.

Bu baglamda , sonsuz hızlı iletim yollarından yoksun olmamız , saatlerimi senkronize etmede bir sorun yaratmaz.Işık sinyallerini ileri-geri göndererek ve gecikmeleri hesaplayarak bu yapılabilir.Buradaki sorun  , bu yöntemin ancak herkes sabit oldugunda yarayacak olması.Ancak Evrendeki her bir kişi diger herkese göre hareket halindedir , ve de hareket halindeki gözlemciler arasında ışık sinyalleri göndermeye basladıgımız anda, ışık hızının degişmezliği ciddi bir karmasaya neden olur.

Öncelikel , Dünya ve Mars arasında bir uzay mekigi oldugunu ve bu mekigin , Dünya ve Mars’ın duragan görünmesine neden olacak kadar hızlı yol aldıgını düsünelim.Ve az önce oldugu gibi , bir kez daha Mars’a bir radyo sinyali gönderdiginizi ve Mars’a carpan bu sinyali tekrar Dünya üzerinde aldıgınızı varsayalım.Sinyalin gel-git seferi 10 dk süreceginde , sinyalin Mars’a vardıgını ancak 5 dk sonra anlarsınız.Bir kez daha Mars’tan saatin 6:00 oldugunu söyleyen bir sinyal aldıgınızda , yaşanan gecikmeyi hesaba katarak saatin 6:05 oldugunu cıkarırsınız.

Şimdi de , siz Dünya üzeridnen sinyali gönderdiginiz anda , tam gaz Mars’a dogru yola cıkmıs olan uzay mekiği icin duruma bakalım.

Mekikteki bir gözlemci radyo sinyalinin Mars’a vardıgını ne zaman görür ?

devam edecek

I am Geek God

Acayip eglenceli bir test buldum

GÖRELİLİK NEDEN VAR OLMAK ZORUNDA (2)

Evet nerde kalmıstık ; Mekikteki gözlemci radyo sinyalinin Mars’a vardıgını ne zaman görür ?

Gözlemcinin bakış açısıyla Mars yaklaşmakta oldugundan , radyo sinyalinin katetmesi gereken mesafe daha kısalır.Ancak sinyalin hızı sizin icin de  , mekikteki gözlemci icin de aynıdır.Sonucta , ışıgın karakteristik özelliklerinden en temel olanı herkes icin aynı hıza sahip olmasıdır.

Hızın , bir objenin belli bir zamanda katettigi mesafe oldugunu biliyoruz.Bu nedenle , uzay mekigindeki gözlemci radyo sinyalinin daha kısa bir mesafe katettigini görmesine ragmen halen aynı hızda oldugunu ölçüyorsa , gözlemcinin daha kısa bir zaman ölçmesi gerekir. Diger bir ifadeyle , gözlemci , sinyalin Mars’a ulaştıgını size nazaran daha önce anlayacaktır.

Gözlemci icin ,Mars’taki saatler daha yavas işlemektedir.Eger gözlemci Mars’tan saatin 6:00 oldugunu söyleyen bir zaman sinyali alırsa,daha kısa süreli bir gecikmeyi hesaba katması gerekir.

Diyelim ki , sizin 6:05 olarak bir sonuca varmanızdan ziyade, o saatin 6:03 oldugu sonucuna varacaktır.

Birbirlerine göre hareket halinde olan iki gözlemci , uzaktaki bir olay icin asla aynı zamanı tayin edemez !

Saatleri her zaman farklı hızda işleyecektir.

Dahası bu fark temel bir kaidedir de.. Saatleri ayarlamada ne kadar ilerleme kaydedilirse kaydedilsin , bu değişmeyecek bir durumdur.

UZAY-ZAMANIN GÖLGELERİ (1)

Zamanın yavaslaması ve uzayın büzülmesi , hareket durumları ne olursa olsun Evren’deki herkesin ışık hızını aynı ölçmesi icin ödenen bedeldir.

Ancak bu yalnızca başlangıc

Diyelim ki , iki yıldız ve bu iki yıldızın arasındaki boşlukta – tam orta noktada – asılı duran bi astronot var.Astronotun,iki yıldızın aynı anda patlamasına tanık oldugunu düsünelim.Yani , her iki tarafında da kör edici bir ışık çakması oldugunu.Şimdi de iki yıldızı birbirine baglayan hat üzerinde muazzam bir hızla ilerleyen bir uzay mekigi oldugunu ve mekiğin , astronotun yanından , yıldızların patladıgını gördügü anda gectigini düsünelim.Peki bu durumda uzay mekiginin pilotu ne görür ?

Mekiki bir yıldıza dogru ilerlerken diger yıldızdan uzaklaşacagından ötürü , yaklaşmakta oldugu yıldızdan gelen ıışk , uzaklaşmakta oldugu yıldızdan gelen ışıktan daha önce kendisine ulaşır.Dolayısıyla da , iki patlama aynı anda gercekleşmemiş gibi görünür ! Bu baglamda eşzamanlılık kavramı da ışık hızının degişmezliğinin  gazabına ugramaktadır.Bir gözlemci icin eş zamanlı olan bir olay , hareket halindeki bir baska gözlemci icin eşzamanlı degildir !

Buradaki önemli nokta , patlayan yıldızların birbirlerinden bir uzay aralıgı ile ayrılmıs olmasıdır. Bir kişinin yalnızca uzay ile ayrılmış bir şekilde gördügü olayları , bir diger kişi hem uzay hem de zamanla ayrılmış olarak görmektedir.

Herkesin aynı ışık hızını ölçmesi , yalnızca yanınızdan yuksek hızla gecen birisi için zamanın yavaşlarken uzayın büzülmesi degil , uzaylarının bir kısmının size zaman , zamanlarının bir kısmının ise uzay olarak görünecek olması anlamına da gelir.Bir kişinin uzay aralıgı, bir başkasının uzay ve zaman aralıgıdır , ve de , bir kişinin zaman aralıgı , bir başkasının zaman ve uzay aralıgıdır.

Zaman ve uzayın birbirlerinin yerine bu şekilde gecebiliyor olması gercegi , bize uzay ve zaman hakkında dikkate deger bir bilgi veriyor.Temelde aynı şey ya da bir madalyonun iki yüzü oldukları…

Bu gercegi ilk kez ( hatta Einstein’dan bile daha açık bir şekilde ) fark eden kişi , Einstein’ın eski matematik profesoru Hermann Minkowski‘dir.Minkowski , ögrencisi Einstein’a , hayatta hic bir yere gelemeyecek ” miskin köpek ” demesiyle ünlüdür. ( Elbette daha sonra bu sözlerini yemek zorunda kalmış:) ) Minkowski , ” şu andan itibaren , uzay ve zaman gölgelere karısacak ve bir tür bileşimşeri mevcudiyetini sürdürecek ” demiştir.

Minkowski uzay ve zamanın olusturdugu bu tuhaf bileşimi ” uzay-zaman ” adıyla tanımladı.Yaşamlarımızı ışık hızına yakın bir hızda sürdürüyor olsaydık , uzay-zaman’ın mevcudiyeti gün gibi ortada olurdu.Ancak doganın yavas kulvarında , uzay ve zamanı tek bir mevcudiyet olarak deneyimleyemeyiz.Gördügümüz  yalnızca bu bileşimin uzay ve zaman yüzleridir.

UZAY-ZAMANIN GÖLGELERİ (2)

Minkowski’nin ortaya koydugu şekliyle , uzay ve zaman , uzay-zamanın gölgeleri gibidir.

Bir odanın tavanında asılı duran ve kendi etrafında dönerek bir pusula ignesi gibi herhangi bir istikameti gösteren  bir cubuk düsünün.Parlak bir ışık , cubugun gölgesini bir duvara düsürürken , bir baska parlak ısıgın ise cubugun gölgesini bitişikteki duvara düsürdügünü varsayalım.Bu durumda , isteseydik , çubugun bir duvardaki gölgesinin boyutuna ” uzunlugu “  ve diger duvardaki gölgesinin boyutuna ise ” genişliği ” diyebilirdik.Peki ozaman , bucuk kendi etrafında dönmeye basladıgında ne olurdu ?

Duvardaki gölgelerin boyutları degişirdi.Uzunluk küçülürken , genişlik artardı ya da tam tersi olurdu.Aslına bakılacak olursa, uzunluk genişliğe , genişlik uzunluga dönüşürdü ; sanki aynı şeyin farklı yüzleriymiş gibi !

Tabii ki bunlar aslında aynı seyin farklı yüzleridir.Uzunluk ve genişlik hiç de temel unsurlar degildir.Yalnızca cubugu gözlemlemeyi tercih ettigimiz istikametin yapay sonuclarıdır.Temel olan , duvardaki gölgeleri yok sayarak odanın ortasına geldiğimizde görebilecegimiz , çubugun kendisidir…

Durum şu ki , uzay ve zaman , çubugun uzunluk ve genişliğine benzetilebilir.Temel unsurlar degil , bakış açımıza ( daha da net bir sekilde , ne denli hızlı hareket ettigimize ) göre degişen yapay durumlardır.Ancak temel unsur uzay-zaman olsa da , bu  unsur ancak ışık hızına yakın bir hızla yol aldıgımızda fark edilebilir.Zaten gündelik yasantımızda görünmemesinin nedeni de budur..
Cubuk ve gölge analojisi , tabii ki , diger tüm analojiler gibi, ancak bir noktaya kadar kullanıslı olabiliyor.Cubugun uzunluk ve genişliği tümüyle eşdegerken , bu durum uzay-zamanın uzay ve zaman yüzleri icin gecerli degildir.Uzayda dilediginiz istikamette hareket edebilmenize ragmen , herkesin bildigi gibi , zaman icinde yalnızca tek bir istikamette hareket edebilirsiniz.

Uzay-zamanın saglam bir gerceklik ; ayrı kavramlar olarak uzay ve zamanın ise yalnızca gölge olması gercegi , genel bir noktayı ortaya koyuyor.

Batan bir gemiden kurtulan denizcilerin azgın bir denizde kayalara tutunmaya calısması gibi , dünyamızdan bir anlam cıkarabilmek icin ” değişmeyen ” şeylere yönelik arayışımızı uzun zamandır sürdürüyoruz.Mesafe, zaman , kütle gibi ölçülerle dünyamızı tanımlamaya calısıyoruz.Ancak birdenbire , degişmez diyerek tanımladıgımız şeylerin , ancak bizim sınırlı bakış açımızla degişmez oldugunu keşfediyoruz.Bakışaçımızı biraz genişlettigimizde ise , daha öncesinde hic süphelenmedigimiz seylerin , aslında değişmeyen seyler oldugunu keşfediyoruz.Aynı durum uzay ve zaman icin de gecerli. Dünya’ya yüksek hıza sahip bir noktadan baktıgımızda, uzay ya da zamanı degil , uzay-zamanın kusursuz mevcudiyetini görürüz.

UZAY-ZAMANIN GÖLGELERİ (3)

Aslında , uzay ve zamanın ayrılmaz bir şekilde birbirine dolanmıs oldugunu çok daha uzun zaman önce anlamamız gerekirdi.Ay ‘ı ele alalım . Tam şu anda , nasıl bir durumda ? Bunun cevabını asla bilemeyiz . Bilebilecegimiz ancak , 1½ saniye önce nasıl oldugudur. Ay’dan dünyamıza gelen ışıgın 400.000 km mesafeyi aşması için gerekli olan süredir bu .

Şimdi de Güneş’i düsünelim . Onun da su anda ne durumda oldugunu bilmemize imkan yok ! Ancak 8½ dakika önceki durumunu bilebiliriz.Beterin beteri var ! En yakınımızdaki yıldız sistemi Alfa Centauri ‘ye ait su anda elimize gecen bir bilgi , aslında 4.3 yıl öncesine aittir.

Bahsettigim şey şu ki ; teleskoplarımızdan gördügümüz Evren’in şu anda var oldugunu düsünmek hatalı bir bakış açısıdır.

Baktıgımız an içerisinde Evren’in nasıl oldugunu asla bilemeyecegiz !

Uzayda ne kadar uzaga bakacak olursak , zamanda da o kadar geriye bakıyoruz demektir.Bakışlarımızı uzayın iclerinde yeterince uzaga cevirdigimizde , zamanın 13.7 milyar yıl öncesine giderek Büyük Patlama‘yı bile görebiliriz !

Uzay ve zaman ayrılmaz bir şekilde birbirlerine dolanmıs durumdadır.” Orada ” gördügümüz Evren , uzay degil , uzay-zaman boyunca uzanan baska bir sey degildir.

Uzay ve zamanın ayrı seyler oldugunu düsünerek aldanmamızın neden , ışıgın insanı mesafeleri katetmek icin çok az bir zaman harcaması ve gecikmeleri fark etmemizin zorlugudur.Birisiyle konusurken , aslında o kişinin , saniyenin milyarda biri kadar gecmişteki bir görüntüsüyle konusursunuz.Ancak bu zaman aralıgı , insan beyni tarafından algılanabilecek herhangi bir olaydan 10 milyon kat daha kısa oldugundan asla fark edilmez.

Etrafımızda algıladıgımız her şeyin o an icinde ( yani ” şimdi ” ) var oldugunu düsünmemeiz şaşırtıcı degildir.Ancak ” şimdi ” fiktif  ( kurgusal ) bir kavramdır . Bu durum, ışıgın katetmesinin milyonlarca yıl alacagı kadar büyük mesafelerin gecerli oldugu daha geniş bir evren parcasını düsündügümüz anda , apaçık ortada olacaktır.

ZAMAN HAKKINDA MINIK BI DETAY

Atomüstü dünyada ( yani daha buyuk objelerin oldugu yaşadıgımız dünya )  ışık hızını referans alarak  zamanı degerlendirebiliyoruz.Fakat öyle bir referans atomaltı dünyada yoktur. Zamanı tayin etmek icin hareketi referans olarak almamız gerekir ama , Heisenberg‘in belirsizlik ilkesi ( elektronların neden cekirdek icine düsmedigini acıklayan Heisenberg belirsizlik ilkesi aynı zamanda ayaklarımız altındaki zeminin katı olmasının da en önemli nedenidir ) zamanı kesin olarak saptamamızı önler..
Hareketin kesinliksizliği ve belirsizliği  vardır. Hiç bir şey kesin değildir. Her şey mümkündür..
Oradaki karmaşık fiziksel süreçlerin toplamı, kendini dış dünyaya bir düzen şeklinde yansıtır.
Kaosdan düzen doğar..

Işığın kaynağı olan atomlar, kendi dünyalarını onunla aydınlatamazlar belki ama,Kuantum mekanik davranışlarıyla atomüstü dünyadaki her türlü düzenin ve dengenin, tek kelime ile simetrinin, tesisini sağlarlar.
Zaman, kuantum dunyasında olmayan ama, oradaki kuantum mekanik etkinliklerden kaynak alan ışık aracılıgı ile atomüstü evrene yansıyan bir değerdir.

Kuantum Mekanigine göre zaman, atom altı dünyadaki Kuantum mekanik süreçlerden arta kalan, bir artefakttır..

UZAY-ZAMAN’IN GÖLGELERİ (4)

Evren’in uzay-zamanı genis bir harita olarak düsünülebilir. Büyük patlama’yla Evren’in oluşumundan , Dünya üzerinde belli bir zaman ve yerdeki dogumumuza dek tüm olaylar bu harita üzerinde serili durumdadır ve her birinin kendine ait bir uzay-zaman konumu vardır.Harita benzetmesinin yerinde olmasının nedeni , uzayın diger yüzü olan zamanın,ilave bir uzamsal boyut olarak düsünülebilecegidir.

Ancak gene de harita benzetmesinde bir sorun söz konusu..Eger hersey harita üzerinde serili durumdaysa, neredeyse kaderci bir yaklasımla ,geçmiş , simdi ve gelecek kavramlarının bu resimde yeri olmadıgını düsünebiliriz.

Einstein’in isaret ettigi gibi ; ” Biz fizikçiler icin , gecmis , simdi ve gelecek arasındaki ayrım yanılsamadan baska birsey degildir “

Gene de bunun oldukça etkili bir yanılsama oldugunu söylemeliyim.Bununla birlikte , gecmis , simdi ve gelecek kavramlarının , gerceklige dair yaptıgımız en temel cıkarımlardan biri olan ” özel görelilik ” dahilinde hic bir anlam tasımadıgı da söylenebilir.Aslında doganın bu kavramlara hic ihtiyacı yokmus gibi görünüyor.Biz insanların neden böylesine ihtiyac duydugu ise , henuz cözemedigimiz en ciddi muammalardan biri…

E=mc² ve GERİSİ

Özel görelilik teorisi , uzay ve zamana dair fikirlerimizi bütünüyle değiştirmekten fazlasını yaparak , bir cok konuyu da gündeme getirmiştir aslında.Bunun nedeni , fizikteki tüm temel niceliklerin uzay ve zaman üzerine kurulu olmasıdır.

Eger ki , göreliliğin bize gösterdigi gibi , uzay ve zaman böylesine akışkan bir durumdaysa ( yani , ışık hızına yaklaştıkça birbirlerine karışıyorlarsa ) , o halde diger seyler icin de aynı sey gecerli demektir.Mesela momentum ve enerji , elektrik alanları ve manyetik alanlar gibi..

Uzay-zamanın kusursuz ortamında birbirine karısan uzay ve zaman gibi , ışık hızının değişmezliginin korunması icin diger kavramlar da birbirlerine ayrılmaz bir sekilde baglıdır.

Örnegin ,elektrik ve manyetizma.Tıpkı bir kişinin uzayının bir basşkasının zamanı olması gibi , bir kişinin manyetik alanıda bir baska kişinin elektrik alanıdır.Elektrik ve manyetik alanları , elektrik akımlarını saglayan jeneratorler ve elektrik akımlarını harekete ceviren motorlar acısından büyük önem ifade eder.

Fizikçi Leigh Page 1940′larda şöyle yazmıs ; ” içinde bulundugumuz elektirk çağında her bir jeneratör ve motorun dönmekte olan bobinleri,duymak isteyen herkes icin görelilik teorisinin gercekliğini bagırıyor ! “

Ycaş-çekim bir dünyada yaşadıgımız icin , elektrik ve manyetik alanların ayrı mevcudiyetlere sahip oldugunu düsünme yanılgısı icindeyiz.Ancak tıpkı uzay ve zaman gibi , elektirk ve manyetik alanlar da aynı madalyonun farklı yüzleridir.Gercekte var olan tek bir mevcudiyet söz konusu : elekto-manyetik alanlar …

Bir madalyonun iki yüzü durumunda olan diger unsurlar ; enerji ve momentumdur  ( Bir kütlenin momentumu , bu kütleyi durdurmak için ne kadar güc gerektiginin ölçütüdür.Örnegin saatte ancak bir kaç km yol alan bir petrol tankerini durdurmak , satte 200km yol alan bir Formula 1 aracına kıyasla daha zordur.Bu durumda petrol tankerinin daha cok momentumu oldugunu söyleyebiliriz )

Bu sasırtıcı baglantının icinde ise , göreliliğin belki de en büyük sürprizi yatmaktadır : kütlenin bir enerji türü oldugu !

Bu keşif bilim tarihinin en ünlü ve en az anlaşılan formuluyle özetlenmiştir  :   E=mc²

E=mc² VE GÜNEŞ IŞIĞININ AĞIRLIĞI (1)

SIRADAN BİR MADDENİN , DİNAMİTTEN BİR MİLYON KAT DAHA YIKICI BİR GÜCE SAHİP OLDUGU NASIL KESFEDİLDİ ?

….

Günes sürekli olarak ısı enerjisi kaybediyor ve uzaya sacılan bu enerji bize ışık olarak ulaşıyor . Ve enerjinin gercekten de bir agırlıgı var ! Böylece , güneş dışarı ne kadar ışık verirse , aynı ölçüde hafifliyor.Fakat günesin gercekten de devasa oldugunu ve her bir saniyede kütlesinin yalnızca 10 milyon milyon milyonda birini kaybettigini de unutmayalım.Bunun anlamı dogumundan bu yana kütlesinin ancak binde birini kaybettigidir !

Enerjinin bir agırlıgı oldugu gercegi , bir kuyruklu yıldızın davranısında acık sekilde görülebilir.Bir kuyruklu yıldızın kuyrugu her zaman Güneş’i gösterir ; tıpkı bir rüzgar tulumunun havada olusmakta olan fırtınayı göstermesi gibi. (Kuyruklu yıldız , gezegenler arası dev bir kartopu olarak düsünülebilir.Bunlardan milyarlarcasının , en dış gezegenin ötesindeki aşırı soguk bölgelerde , yörüngelerinde döndüklerine inanılıyor.Bazen , bu kuyruklu yıldızlardan biri , yakınından gecmekte olan bir yıldız tarafından itelenir ve Güneş’e dogru düşmeye baslar.Düşüş ilerledikçe ısınan kuyruklu yıldızın yüzeyi kırılır , egilir , en sonunda da , uzun, parıldayan bir gaz kuyrugu olusturacak sekilde erir.)Peki Kuyruklu yıldız ve rüzgar tulumunun ortak noktası nedir ? Her ikisi de güclü bir rüzgar tarafından itilmektedir.Rüzgar tulumu icin bu ,havadan  olusan bir rüzgarken , Kuyruklu yıldızın kuyrugu icin , Günes’ten gelmekte olan ışık rüzgarıdır..

Rüzgar tulumu trilyonlarca hava molekulunun saldırısına ugrar.Kumaşı iten ve şişerek dısa dogru  dalgalanmasını saglayan , durmak bilmeyen bu bombardımandır.Uzayın derinliklerindeki hikaye de buna benzer.kuyruklu yıldızın kuyrugu sayısız ışık parcacıgı tarafından itilir.Kuyruklu yıldızların uzay boslugunda on milyonlarca kilometre boyunca parıldayarak yol almasını saglayan da , fotonların makineli tüfek bombardımanından baska birsey degildir.aslına bakılacak olursa , bir kuyruklu yıldızın kuyrugu , hem Gunes’ten gelen ışık hem de Gunes rüzgarları ( Gunesten cıkan ve cogunlukla hidrojen cekirdekleri gibi atomaltı parcacıkların olusturdugu , saatte bir milyon mil hızla ilerleyen fırtınalar ) ile itilmektedir.

Fakat hava molekulleri ile itilen rüzgar tulumu ile fotonların saldırısına ugrayan kuyruklu yıldızın kuyrugu arasında önemli bir fark vardır.

Hava molekulleri maddenin katı zerrecikleridir.Rüzgar tulumuna küçük mermiler gibi carplamaları , tulumun geri tepmesine sebep olur.Ancak fotonlar katı madde degildir.Kütleleri yoktur.

Peki o zaman , kütlesi olan hava molekulleriyle aynı etkiyi nasıl saglayabiliyorlar ?

Fotonların kesinlikle sahip oldugu bir sey varsa , o da enerjidir.Net olmak gerekirse , fotonların sahip oldugu sey momentumdur.Diger bir ifadeyle , onları durdurmak caba gerektirir.Kuyruklu yıldız bu cabayı göstererek kendini geriye iter.

Bir yaz günü plajda güneslenirken , gunes ısınlarının teninize yaydıgı ısıyı dusunun.Kacınılmaz olarak ulaşacagımız sonuc , gercekten de enerjinin belli bir agırlıgı oldugudur.Konuyu biraz acalım

Bu durum ışıgın ele gecirilemezliginin dogrudan bir sonucudur.Işık hızı erişimimizin ötesinde oldugundan , ne denli sert bir sekilde ititlirse itilsin , hic bir kütle ışık hızına ulaşacak kadar hızlanamaz.Işık hızı Evren’imizde sonsuz hızı temsil ediyor.Bir kütleyi sonsuz hıza cıkarmak icin sınırsız miktarda enerjinin gerekir.Bir baska noktadan bakacak olursak ,ışık hızına cıkılmasının imkansızlıgı , bunu basarmak icin Evren’in içerdiginden daha fazla enerjiye gereksinim duymamızdan kaynaklanmaktadır.

Peki ama , bir  kütleyi ışık hızına yaklastıracak kadar itebilseydik ne olurdu ? Son hız ulaşılmaz oldugundan , son hıza yaklastıkca kütlenin itilmesinin daha da zorlasması gerekirdi.

devam edecek….

How big is the Universe ?

gerek müzik gerekse görsel ….

insanın icini dısına cıkarıyor …

E=mc² VE GÜNEŞ IŞIĞININ AĞIRLIĞI (2)

Enerjinin ne yaratılabilecegi ne de yok edilebilecegi , yalnızca bir görünümden digerine gectigi doganın temel kanunlarından biridir.Örnegin , elektrik enerjisi bir ampulun icerisinde ışık enerjisine , ses enerjisi bir mikrofon içinde diyaframın hareket enerjisinie dönüşür.O halde , ışık hızına yakın bir hızda yol alan bir cismi itmek icin kullanılan enerjiye ne olmaktadır ? Halihazırda ışık hızına yakın bir hızda seyreden bir cisim zaten son hız sınırına dayandıgından , enerjinin cismin hızını arttırmak icin kullanıldıgını söyleyemeyiz ..

bu durumda daha da sert bir sekilde itildikçe artar tek şey , CİSMİN KÜTLESİDİR…Ozaman enerjinin tümünün gittigi yer de bu olmalıdır.  ( devam edicem , ay cok heyecanlı di mi : ) )

E=mc² VE GÜNEŞ IŞIĞININ AĞIRLIĞI (3)

Evet cok heyecanlı bir yerde kalmıstık :

Işık hızına yakın seyreden bir cismi ittigimizde kullanılan enerjinin onun hızını arttırmaya kullanılmadıgını , bu enerjinin tamımın kütleye dahil oldugunu söylemiştik. Fakat , enerjinin yalnızca bir türden diger bir türe dönüştürülebilecegini de unutmamak lazım.Kaçınılmaz ve Einstein tarafından keşfedilmiş olan sonuç; Kütlenin kendisinin de bir enerji türü oldugudur.

Bir madde yığının kütlesi (m) icine hapsolmus enerjinin formülü , bilim tarihinin en ünlü denkleminde verilmiştir :

E=mc²

Bu denklemde c , ışık hızını temsil etmekte.

Enerji ve kütle arasındaki bagıntı , Einstein’ın özel görelilik teorisinin tüm cıkarımları içerisinde belki de en dikkate deger olanıdır.Uzay ve zaman arasındaki bagıntı gibi , bu da çift taraflı bir durumdur.Yalnızca kütle bir enerji türü degildir , aynı zamanda enerji de etkin bir kütle sahibidir.

Kaba bir sekilde ortaya koymak gerekirse , ENERJİNİN BİR AGIRLIGI VARDIR…

Ses , ışık ya da elektrik ; düsünebileceginiz tüm enerji türlerinin bir agırlıgı vardır.Bir fincan kahveyi ısıttgınızda, yüklediginiz sey ısı enerjisidir.Ve ısı enerjisinin bir agırlıgı vardır.Dolayısıyla , sıcak bir fincak kahve , soguk haline nazaran çok az daha agırdır.Buradaki önemli sözcük ” çok az ” . Cunku agırlıkta olusan bu farklılık ölçülemeyecek kadar küçüktür.Fakat en azından bir enerji türü olan  Gunes ısıgı enerjisi , bir kuruklu yıldızla etkileşime girdiginde kütlesini açıga cıkarıyor.

Işık bir kuyruklu yıldızın kuyrugunu itebilir çünkü ışık enerjisini bir agırlıgı vardır.Fotonların ise , sahip oldugu enerjiden ötürü , etkin bir kütleleri vardır.Diger bir tanıdık enerji türü de hareket enerjisidir.Koşarken , yürüdügünüz zamana kıyasla daha agırsınızdır.

Gunes ışıgının sactıgı fotonların neden bir kuyruklu yıldızın kuyrugunu itebildigini açıklayan sey , hareket enerjisidir.Fakat bildigimiz kadarıyla fotonların gercekte içkin bir kütleleri yoktur.Eger fotonların  kütleleri olsaydı , kütle sahibi hic bir cismin erişemeyecegi ışık hızında yol alamalı imkansız olurdu..Işıgın sahip oldugu şey hareket enerjisi nedeniyle sahip oldugu etkin bir kütledir..

Hareket enerjisinin varlıgı , aynı zamanda sıcak kahvenin , soguk oldugu ana kıyasla neden daha agır olgunu da acıklar . Isı , mikroskobik düzeyde bir harekettir. Sıvı ya da katı madde icindeki atomlar sadece titresirken , gaz atomları ise oraya buraya dogru ucusurlar.Sıcak bir fincan kahve icindeki atomlar , soguk bir fincan kahvedeki atomlara nazaran daha hızlı bir hareket icinde olduklarından dolayı , daha fazla hareket enerjisine sahiptirler.Dolayısıyla da sıcak bir fincan kahve daha agırdır…

Kütle-Enerji dönüsümü ve CERN deneyine dair

Esdeger bir kütlesi veya agırlıgı olan enerji üzerine yazdıklarımın dısında KÜtlenin bir enerji türü oldugu gerceginin daha derin sonucları da vardır.

Bir enerji türü baska bir enerji türüne cevrilebileceginden , kütle enerjisi baska türlerdeki enerjilere , ve tam tersi sekilde , diger enerji türleri de kütle enerjisine cevrilebilir !

ikinci süreci inleceleyelim . Bir enerji türünden kütle enerjisi olusturulabiliyorsa , herhangi bir kütlenin var olmadıgı bir yerde , birden bire kütle olusabilir demektir

Dev parcacık hızlandırıcları Hadron carpıstırıcılarında olan sey tam olarak budur.Mesela Cenevre’deki nükleer arastırma merkezi CERN’ de , atomların yapı tasları olan atomaltı parcacıklar yeraltındaki bir alanda , ışık hızına yaklaşan hızlarda birbirleri ile çarpıstırılıyorlar.Bu siddetli carpısmada amac , parcacıkların muazzam düzeydeki hareket enerjisinin kütle enerjisine ( bir diger ifadeyle , fizikçilerin üzerlerinde calısmak istedikleri yeni parcacıkların kütlesine ) dönüştürülmesi.

Ve carpısma noktasında , bu yeni parcacıklar ( göründügü kadarıyla ) yoktan var oluyor.

Bu olay , bir enerji türünün kütle enerjisine cevrilmesine verilebilecek en iyi örnektir.

Kütlenin Enerjiye Dönüşümü (2)

Yanmakta olan bir parça kömür düsünün …

Kömürün dısarı verdigi ısının bir agırlıgı oldugundan , kömür yandıkça kütle kaybeder.Eger yanma sürecinde olusan kül ve cıkan gazlar gibi tüm yan ürünlerin agırlıgını ölçebilseydik , kömürün ilk halinden daha düsük bir agırlıga ulasırdık.

Kömür yanarken , ısı enerjisine dönüsen kütle enerjisinin miktarı ölcülemeyecek kadar küçüktür.

Bununla birlikte dogada , önemli miktarda kütlenin diger enerji turlerine dönüştügü bir yer var Bu yeri 1919 yılında ingiliz fizikçi Francis Aston , atomları ” tartarken ” tespit etmiş..

Dogada bulunan 111 atomun ( 112cisi de eklenmiş bu arada copernicium ) her birinin , iki ayrı atomaltı parcacıktan ( proton ve notron ) meydana geldigini biliyoruz.Bu nukleonların kutleleri asagı yukarı aynı oldugundan  ,  en azından agırlıgı söz konusu oldugunda , cekirdegin tek bir yapı tasından olustugu düsünülebilir.Bunu bir Lego tası olarak dusunelim.Bu baglamda en hafif cekirdege sahip Hidrojen tek bir Lego tasından olusurken , en agır element olan Darmstadium  281 Lego tasından olusmaktadır.

19. yuzyılın baslarında , belki de Evren’in baslangıcında yalnızca tek bir tür atomun ( en basit atom olan hidrojen ) varoldugundan süpheleniliyordu.Bu dusunceye göre , baslangıc anından itibaren diger tüm atomlar , hidrojen Lego taşlarının birleşmesi yoluyla olusmustu.Bu dusuncenin , ingiliz fizikçi William Prout tarafından 1815 yılında öne sürülen kanıtı ise , Lityum gibi bir atomun hidrojenden tam olarak 6 kat , karbon gibi bir atomun ise hidrojenden tam olarak 12 kat ( ve diger atomlar icinde bu sekilde devam ediyor ) daha agır olduguydu.

Fakat Francis Aston , farklı türlerdeki atomların kütlelerini , kütle spektografı adını verdigi kendi icadı olan bir aletle daha net bir sekilde karsılastırdıgında , bambaska bir sey kesfetti. Aston’un ölçümlerine göre , lityum 6 , karbon ise 12 hidrojen atomunun toplam agırlıgından biraz daha hafif cıkıyordu ! En büyük tutarsızlık ise , en hafif ikinci atom olan helyum’daydı.Helyum cekirdeginin 4 Lego tasından olustugu düsünüldügünden , normalde hidrojenden 4 kat daha agır olması bekleniyordu.Ancak cıkan sonuc , helyumun 4 hidrojen atomundan 0.8% daha hafif olduguydu.

Bu durum , terazinin bir kefesine dört adet 1 kg ‘lık  seker paketi koyup , toplam agırlıklarının diger kefedeki 4 kg’lık agırlıktan neredeyse 1% daha az oldugunu görmekle aynı sey..

Prout’un siddetli bir sekilde savundugu gibi , bütün atomlar hidrojen atomlarından olustuysa , Aston’un bu keşfi atomların olusumu hakkında cok ciddi bir soru isareti doguruyor.

Cunku surec icinde , kütle enerjisinin ciddi bir kısmı SIRRA KADEM BASIYORDU !!!!

DEVAM EDECEK

2010 in review

The stats helper monkeys at WordPress.com mulled over how this blog did in 2010, and here’s a high level summary of its overall blog health:

The Blog-Health-o-Meter™ reads Wow.

Crunchy numbers

A Boeing 747-400 passenger jet can hold 416 passengers. This blog was viewed about 8,000 times in 2010. That’s about 19 full 747s.

 

In 2010, there were 10 new posts, growing the total archive of this blog to 28 posts. There were 19 pictures uploaded, taking up a total of 2mb. That’s about 2 pictures per month.

The busiest day of the year was December 5th with 202 views. The most popular post that day was Alice in Hyperspace.

Where did they come from?

The top referring sites in 2010 were friendfeed.com, deviantart.com, facebook.com, neferkaminanu.wordpress.com, and google.com.tr.

Some visitors came searching, mostly for kütle çekim kuvveti, kütle enerji dönüşümü, kütle enerjisi, kütle çekimi, and kütle dönüşümleri.

Attractions in 2010

These are the posts and pages that got the most views in 2010.

1

Alice in Hyperspace December 2009
19 comments

2

Kütle-Enerji dönüsümü ve CERN deneyine dair December 2009
17 comments

3

Konu Dışı April 2010
1 comment

4

KÜTLE ÇEKİM KUVVETİ DİYE BİR ŞEY YOK ! March 2010
5 comments

5

Kütlenin Enerjiye Dönüşümü (3) January 2010
4 comments