izafiyet teorisi

(bkz: şimdi onlar düşünsün)

Misal canım benim, digelim ki ışık hızında ilerleyebilen bir uçaktasın, bu şekilde yapacagın 6 aylık yolculuk aslında dünyada bir kaç seneye takabül etmektedir.

Kafaları yedirten teori.

Meraklısı için basit ama işe yarar bir video.

http://www.youtube.com/watch?v=yG8TjQr0oQw

ışık hızına yakın hızda hareket edenlerin zamanlarının, normal hareket edenlerin zamanlarına göre daha yavaş ilerleyeceğini açıklayan kavram.

bu teoriye göre hızlı yaşa genç öl sözü kanıtlanmış oluyor.

özel görelilik kuramı da denilen teori.

Zaman genleşmesi, birçok çelişki ortaya çıkarır.
Birbirlerine göre hareket eden iki roket içindeki saatler diğerine göre daha yavaş işler. Daha doğrusu, bu roketlerdeki gözlemciler aslında diğer saatin daha yavaş işlediğini söyler. Bu açıdan görüş birliği içinde değillerdir.

Bir sorun olup olmadığını anlamak için bu roketlerdeki saatleri bir araya getirip karşılaştırmak gerekir. ikiz paradoksu, böyle bir karşılaştırmayı yapmak üzere öne sürülmüştür.

20 yaşında iki ikiz kardeş düşünün. Bunlardan biri, komşu yıldızlardan birine bir uzay yolculuğu yapacak olan bir astronot olsun. Diğeri de Dünya’da kalsın.

Yolculuğun 20 yıl gidiş, 20 yıl da dönüş olmak üzere toplam 40 yıl sürdüğünü varsayalım. Hesabın kolay olması açısından, roketin de ışık hızının %87’si kadar bir hızla yol aldığını düşünelim. Soru şu ki; tekrar buluştuklarında hangi kardeş daha yaşlı olacaktır? Hesabımızı Dünya’daki ve roketteki kardeşlere göre yaptığımızda farklı cevaplar buluruz.

Önce hesabı Dünya’daki kardeşe göre yapalım. Dünya’daki kardeş yolculuğun başında 20 yaşında idi. Yolculuk 40 yıl sürdüğüne göre, tekrar buluştuklarında kendisi 60 yaşında olur.

Astronot kardeş de başlangıçta 20 yaşındaydı. Dünya’ya göre 40 yıl yolculuk etti ama roketteki saatler iki kat daha yavaş işlediği için bu süreç boyunca sadece 20 yıl yaşlandı. Dolayısıyla, buluşma anında astronot 40 yaşında.

Özetle, Dünya’daki kardeşe göre yolculuk bittiğinde kendisi 60 yaşında, astronot kardeşi de 40 yaşında olmalı. Yani, astronot daha genç.

Peki, astronota göre hesabı nasıl yapabiliriz? Öncelikle, bu gözlem çerçevesinde roketin yerinde sabit durduğunu, Dünya ve komşu yıldızın da hareket ettiğini düşünürüz. Uzunluk büzülmesi etkisinden dolayı, Dünya ile komşu yıldız arasındaki mesafe iki kat daha kısa olur. O halde, gidiş yolculuğu sadece 10 yıl sürer.

Dolayısıyla, astronota göre yolculuk, 10 yılı gidiş, 10 yılı da dönüş olmak üzere toplam 20 yıl sürer.

Bu nedenle, bu süreç içinde astronot sadece 20 yıl yaşlanır ve 40 yaşına geldiğinde Dünya’ya dönmüş olur.

Şimdi de astronota göre Dünya’daki kardeşinin yaşını hesaplayalım. Rokete göre Dünya hareket ettiğinden, Dünya’daki saatler iki kat daha yavaş işler. Öyleyse, 20 yıl süren yolculuk boyunca Dünya’da sadece 10 yıl bir süre geçer. Öyleyse, yolculuk bittiğinde Dünya’daki kardeş 30 yaşında olmalıdır.

Özetlersek, astronota göre yolculuk bittiğinde kendisi 40 yaşında, Dünya’daki kardeşi de 30 yaşında olmalı. Yani Dünya’daki daha genç.

Dolayısıyla iki farklı gözlem çerçevesine göre düşündüğümüzde, iki kardeşten hangisinin daha genç olduğu konusunda farklı görüşler elde ediyoruz. Bu bir çelişki, çünkü kardeşler tekrar bir araya geldiğinde, yaşlılık belirtilerine bakarak hangisinin daha genç olduğunu rahatlıkla söyleyebiliriz. Peki, bu iki farklı bakış açısından hangisi yanlış?

Her ne kadar bu iki gözlemci, ikiz kardeşlerden hangisinin daha yaşlı olduğu konusunda farklı cevaplar verse de, astronotun yaşı konusunda görüş birliği olduğuna dikkat edin. Her iki gözlem çerçevesine göre astronot döndüğünde 40 yaşında olmalı. Bu nedenle, astronotun yaşının doğru hesaplandığını düşünebiliriz.

Sorun, Dünya’daki kardeşin yaşının yanlış hesaplanmasındadır. Yolculuk bittiğinde Dünya’daki kardeşin yaşı; kendisine göre 60, astronota göre ise 30 olmalı. Bu hesaplardan birisi yanlış, ama hangisi ve neden?

Dünya’ya göre yaptığımız hesap doğru. Dolayısıyla, yolculuk bittiğinde Dünya’daki 60 yaşında, astronot da 40 yaşında olmalı.

Astronota göre yaptığımız hesap ise yanlış. Astronot, Dünya’dakinin yaşını hesaplarken önemli bir noktayı göz ardı ediyor. Astronot, komşu yıldıza ulaştığında yavaşlayıp durmalı ve geri dönmek için yeniden hızlanmalı. Dolayısıyla, yolculuğun bu kısmında roket sabit hızla hareket etmiyor.

Buna karşın, özel görelilik kuramı sadece sabit hızla hareket eden gözlem çerçevelerinde geçerli. Bu nedenle astronot, hareketinin bu aşamasında roketinin geçerli bir gözlem çerçevesi olduğunu varsayamaz.

Özel görelilik kuramı astronotun bu ivmeli hareket süresince uzay ve zamanı nasıl algılayacağı konusunda hiçbir şey söyleyemiyor. Ama, yine Einstein’ın geliştirilmesinde önayak olduğu “genel görelilik kuramı” aslında bu türden ivmeli gözlem çerçeveleri için geliştirilmiş.

Genel görelilik kuramının yöntemleriyle, astronota göre Dünya’dakinin yaşını hesapladığımızda, ilginç bir şekilde şunu buluruz. Sadece bu ivmeli hareket süresince Dünya’daki kardeş çok hızlı bir şekilde, tam 30 yıl yaşlanıyor. Dolayısıyla, astronot bu etkiyi de dahil ederse, buluştuklarında kardeşinin 60 yaşında olduğunu bulur. Kısacası, her iki kardeş de buluştuklarında hangi yaşta olacakları konusunda aynı cevabı verir; Dünya’daki 60, astronot da 40 yaşında.

Her ne kadar bu paradoksun tam olarak çözümü başka bir kuramın kullanılmasını gerektirse de, sadece özel görelilik kuramının niçin yeterli olmadığını görmek önemli. Tekrarlarsak, özel görelilik kuramı sadece sabit hızla hareket eden gözlem çerçevelerinde geçerli. ivmeli gözlem çerçevelerine uygulanamaz.

Bu, zaman genleşmesini kullanarak bir çelişki üretememizin bir nedeni. Zaman genleşmesinin ilk bakışta çelişkiliymiş gibi görünen yönünü hatırlayalım: Birbirlerine göre hareket eden iki gözlemci, hangisinin saatinin daha yavaş işlediği konusunda görüş birliği içinde değiller. Bu görüş farklılığını kullanarak bir çelişki elde etmek için saatleri iki defa bir araya getirmek gerekiyor. En başta, saatleri senkronize edip başlatmak için; ve en son aşamada, saatlerin ölçtüğü değerleri karşılaştırmak için. Eğer saatler iki defa karşılaşıyorlarsa, o zaman her iki saat de sürekli sabit hızla hareket ediyor olamaz. Saatlerden birinin hareket yönünü değiştirmesi, dolayısıyla ivmelenmesi gerekir. Bu durumda da özel görelilik kuramını doğrudan uygulayamayız.

bir de örnekle gösterelim daha iyi anlaşılsın.

-kaç saattir tuvalettesin ya hu?
+üzerin izafiyet cırcır olmuşum.

izafiyet Teorisi: TTNET ile 5 dakikalık bir videoyu 55 dakikada izlersiniz. Adam gibi bir internet 55 dakikayı 5 dakikada indirir.

geçmişte hocalarımdan birisinin, bir dakika elini kızgın bir fırının içine sok sana bir saat gibi gelir çok güzel bir kızla bir saat takıl sana bir dakika gibi gelir yaklaşımıyla açıkladığı teori. * *

Albert Einstein ın zamanında atıp kaçtığı, insanın aklını oynattırabilecek teoridir.
bu teoriyi anlatacak insanın adam akıllı objektif yaklaşması lazımdır, olaya farklı boyutları eklemeden anlatan fizikçi de çok nadirdir.

yıllarca ''ikizler paradoksu'' deyip geçilecek, anlaşılamayacak teoridir.

kısa bir örnekle anlatmak gerekirse aralarında gıdım fark olmayan 2 ikiz kardeş düşünün bunlardan biri dünyada kalıyor diğeriyse ışık hızında yada ona yakın bir hızla uzuya gidiyor uzaya giden döndüğünde dünyadaki kardeş için çok uzun zaman geçmiştir ve yaşlanmıştır uzaydan gelense hala aynıdır ve zaman çok az geçmiştir.

izafiyet teorisiyle ilgili hersey soylendiginden galeride ki izafiyet karikatürleriyle konuya eglence katılmasının doğru olacağını düşündüğüm teoridir.

bir türlü aklımın almadığı, atılmış bir teori sorunsalıdır. makro boyutta ispatı yoktur.

einstein'ın büyük ses getiren, modern fiziğe çok büyük katkısı olan kuramıdır. albert michelson vakti zamanında bir deney yapar. optik bir alet geliştirir bu alet dünyanın dönme hızını, güneşten gelen ışığın hızına ekleyerek hesaplar. dünyanın saniyedeki dönme hızı 30 km, ışığın saniyedeki hızı 300.000 km. bu sonucun 300.030 çıkması gerekirken hep 300.000 çıkar. herkes bunun neden yanlış olduğunu açıklamaya çalışırken, einstein doğruluğunu açıklamak için kafa patlatır ve bu meşhur teoremi geliştirir. formül bilindiği üzere e=m.c² dir. bu teoreme göre ışık hızına ulaşmak için kütlenin neredeyse sıfır olması gerekir ve yine derki eğer ışık hızına ulaşırsa bir cisim kütlesi artar, uzayı kaplar. bu kuramda zamanın göreliliği üzerinedir. zaman ve mekanın birbiriyle ilişkili olduğu, birbirine göre göreli olduğu söylenir. yani uzayda eş zamanlılık yoktur. gene bu teorem derki ışık hızına ulaşan bir cisim için zaman durur, boyda kısalma olur. bunu meşhur ikizler paradoksuyla açıklarlar hep. işte efendim iki tane aynı yaşta, aynı boyda ikiz vardır. biri dünyada bırakılırken diğeri ışık hızıyla uzaya gönderilir. dünya zamanıyla aradan atıyorum 20 yıl geçsin. ışık hızına ulaşan cisim için zaman daralır yani kısalır. uzaydaki adam için atıyorum bu süre 10 yıla tekabül edecektir. yani ışık hızına ulaşan kişi dünyaya döndüğünde ikizinden genç ama kısa olacaktır. yani zaman, yere, mekana göre değişkendir. zaman görelidir. ışık hızına ulaşan bir rokettin bir yerinde patlama olursa, patlama da ışık hızında olacağı için roketteki adam bunu göremeyecektir. zaman durmasından kasıtta budur. yani uzay zaman birbiriyle ilişkilidir ve uzay zaman olmaksızın bükülemez yani aslında zamanın bir şekli vardır.

bu teoriye göre iki tane insan düşünün. ikisi de aynı yaşta olsun. biri ışık hızında giden bir uzay aracına binip uzaya uçsun ve diğeri de dünyada kalsın. 30 sene sonra uzaya giden kişi dünyaya geri dönsün. dünyada kalan kişinin yarı yaşında olacak kadar genç kalacaktır. çünkü ışık hızında hareket edildiğinde zaman yavaşlar.

Hayatımda gördüğüm en saçma teorilerden bir tanesi. Yok uzayda zaman kısalırmış da, yok ikizin birisi 20 diğeri 40 yasinda olurmuş da bla bla bla...

(bkz: bunlar derin konular)

zamanın sadece birbirine göre sabit hızlarla giden referans sistemlerinde aynı hızla ilerlediğini söyleyen görüş.teori: kendinden önce bütün referans sistemlerinde eşit kabul edilen zaman ve uzayın göreli büyüklük; bunların yerine ışık hızının mutlak büyüklük olduğunu kabul etmiş ve sonradan ispatlamıştır.

Einstein diyor ki hareket kesin değildir ben su an arabada hareket halindeyim ama kime gore disardan seyreden bir gözlemciye gore arabanin soforune gore duruyorum bana göre ise disardaki gozlemci hareket halinde uzaydan dünyaya bakan birine gore ise hepimiz dünyadaki herkes hareket halinde eğer galaksinin disindan birisi bakabilseydi uzaydan bizi seyreden kişide ona gore hareket halinde olacaktı Einstein isim hizina ulasildiginda zamanın durduğunu soyler izafiyeti az biraz bilen biri ikizler paradoksunu bilir dünyada kalan bir kardeş ve isik hizina yakin bir hizla seyahat eden diğer ikiz kardeş dunyadakine a uzatdakine b diyelim einsteine gore dünyaya gore 30 yil gibi sure geçecek şekilde uzaydaki kardeş seyahat ederse bu sure uzaydaki kardeş için çok daha kisadir 1 Vega 2 sene gibi dolayisiyla dünyadaki ikiz yaslanacak ama seyahat eden genç kalacaktir peki ya Einstein in goreleligine gore herkes başka birseye gore hareket halindeyse uzay mekigindeki b ye görede a hareket halindedir oyleyse yaslanan neden dünyadaki kardeş oluyor uzaydakide olabilirdi.

zaman göreceli fakat zaman , hareket ve mekanın birbirine bağlı olduğunu açıklar.

mesela ben hareket halindeyken yanımda aynı hızla geçen bir araç bana göre benimle birlikte hareketsizdir. dışardaki bir gözlemci tarafından da ikimiz de hareket halindeyiz. öyleyse zaman görecelidir.

aynı şekilde hız arttıkça zamanın daha çabuk geçtiğini de belirtir. ışık hızına ulaştığında zaman sıfırdır. yanı zaman denilen kavram durur. her ne kadar sezgisel olarak anlayamasak da deneysel olarak kanıtlanmış gerçeği ortaya çıkar. bu noktada akıllara ikizler paradoksu gelir.

iki kardeşten biri dünyada kalıp diğerinin uzaya ışık hızına yakın bir hızla seyahat etmesi halinde zamanın daha az akmasıdır , bu sayede uzaya seyahat eden kardeş dünyaya döndüğünde 40 yasında ise ikizinin 60 yaşında olduğu gerçeğini ortaya çıkarır. hız arttıkça zaman kısalmıştır. ayrıca uzaya hareket eden kardeşinde boyu diğerine göre daha kısa olacaktır.

her ne kadar hız ve zaman göreceli de olsa ışığın hızı tüm gözlemciler tarafından aynıdır.

sadece teori halindedir. günümüzde ışık hızına ulaşmak imkansız olması sebebiyle akıllarda sorular bırakır.

özel görelilik olmasının sebebi ise yalnızca eylemsiz gözlem çerçevesine uygulanışı olmasından kaynaklanır. içinde yerçekim kuvvetini de barındıran , tüm gözlem çerçevelerine göre uygulanan genel görelilik teoremi geliştirilmiştir.

izafiyet Teorisini biraz anlaşılır seviyeye indirgeyelim.

e= mc^2 formülünü basit olarak lise ögrencisinin anlayacağı şekilde açarsak.
e= enerjidir (energy)
m= kütle (mass)
c= ışık hızı katsayısıdır. dikkat edin ışık hızı birimi değil ışık hızı katsayıdır. yani c=1 ışık hızını ifade eder. c=0,5 ışık hızının yarısı kadar bir hızı ifade eder.
şimdi formülü okumaya başlayalım.
e=mc^2 yani enerji= kütle çarpı ışık hızı katsayısının karesi.
ne demektir bu. bir kütlenin (ışık hızına göreceli olarak) çıktığı hız ile enerji arasındaki bağlantıyı verir.
örnek olarak.
diyelim siz 50 kilosunuz ve saatte 100 km hızla gidiyorsunuz.
saate 100 km hız= 100/60= dakikada 1,6 kmdir. o da = 1,6/60= saniyede 0,027 kmdir.
ışık hızı ise saniyede 299792km dir. yani siz saate 100 km hızla giderken ışık hızına göre hızınız yani c değeriniz= 0,027/299792= 0.00000009 (9x 10 üzeri -8) dur. c^2 değeriniz de bunun kendisi ile çarpımı yani 0,000000000000008 (8x 10 üzeri -15) dir.
şimdi formüle tekrar dönecek olursak
e = m carpı c^2
yani
e = 50kg carpı 0,000000000000008 = 0,0000000000004 cıkar.
kısaca 50 kgluk bir insan 100 km hızla ilerlediği zaman kütlesinin 0,00000000000004 kg ı enerjiye dönüşür. burada olay c dir. ışık hızı katsayısı olduğu için bu değer ve bizim çıkacağımız değerler ışık hızına göre çok düşük değerler olacağı için 0,00 dan sonra baya bir basamağı olan çok küçük bir sayıdır. bir de bunun karesini aldığımız zaman çok çok daha ufak bir sayı ortaya çıkmaktadır.
ancak biz eğer ışık hızına ulaşsak. yani ışık hızı katsıyımız 1 olursa yani c=1 olursa o zaman c^2 de 1 olur.
o zaman ışık hızında bir kişi için formüle tekrar bakacak olursak.
e= mc^2 idi. ve c^2 de = 1 olduğu için e=m olur. yani enerji= kütle olur.. yani ışık hızına çıkıldığında cismin kütlesinin tamamı enerjiye dönüşür.
bu formülle göre çıkarılacak sonuçlar nelerdir.
1) ışık hızına bir kütlenin çıkamayacağıdır. çünkü ışık hızına çıktığında bütün kütlesi enerjiye dönüşür. (formüldede görüldüğü üzere)
2) ışık hızı üst limitdir. zira ışık hızının üstüne çıkarsa eğer c katsayısı 1 den büyük bir rakama ulaşır ki bu da hiçbirşeyden yoktan var olmaz vardan yok olmaz kuramını yıkacaktır. çünkü ortaya çıkan enerji dönüşen kütle oranından büyük olacaktır. o yüzden bu formüle göre ışık hızı üst limit hızdır.
3) peki tamam ışık hızının en üst hız olduğunu kabul ettik. peki ben buradan 3/4 ışık hızında x yönüne doğru gidiyorum, x yönünden de bana doğru 3/4 hızında başka bir cisim geliyor. bu durumda birbirimize göre hızımız ne olur. ve biz birbirimize çarparsak ne hızla çarpmış oluruz gibi bir söylem ortaya çıkar. zira ben 100 km hızla giderken siz de 100 km hızla bana doğru gelirken kafa kafaya çarpışsak birbirimize 200 km hızla çarpmış oluruz. bu durumda 3/4 ışık hızındaki araçlar için durum nedir? onun içinde arkadaşın yorumu ışık hızının üstüne çıkıldığında boyut atlar, yani birbiri ile çarpışmaz başka boyuta geçerek orada birbirlerine çarpmadan devam ederler denir. *
formüllerin sonuç kısmına gelince olay biraz daha karmaşıklaşmakta olduğunun farkındayım ama en azından formülü herkesin anlayabileceği bir şekilde özetledim umarım.
bugünkü dersimiz bitmiştir arkadaşlar. sabredip de sonuna kadar okuyan bilim arkadaşlarımı tebrik ederim ama bundan sonrasında e=mc^2 ifadesi duyduklarında akıllarında bişiler olacağını umarım.

afiyet teorisiyle kapışır.

sadece bir teoridir!...

Albert Einstein a izafiyet teorisi ne diye sorduklarında elinizi 200 derecelik bir fırında bir dakika beklettiğinizde bu size 1 saat gibi gelir. Hoşlandığınız kızla bir saat geçirdiğinizde bu size 1 dakika gibi gelir. izafiyet teorisi de böyle bir şey demiş.

izafiyetle ilgili bir diğer örnek için;

(bkz: ikizler paradoksu)

Beynimizin tehlike anında kurtulma ihtimalini arttırmak için zaman algısını yavaşlatması göreliliğe bir örnektir.

einstein in teorisidir. cok onceden aslında türkler tarafindan bulunmuş ama teori cozulmemistir. dünyaya einstein i tanitan teori.