Loading...
 
en
Serkan BEKİROĞULLARI

Görelilik Kuramı 

Einstein'ın genel görelilik kuramı, Dünya etrafında uzay-zamanının sadece çarpık değil, aynı zamanda gezegenin dönüşüyle ​​de büküleceğini öngörmüştür. Yerçekimi Probu B bunun doğru olduğunu gösterdi.

Kredi: NASA

1905'te Albert Einstein, fizik yasalarının tüm hızlandırıcı olmayan gözlemciler için aynı olduğunu ve bir boşluktaki ışığın hızının tüm gözlemcilerin hareketlerinden bağımsız olduğunu belirledi. Bu, özel görelilik kuramıydı. Tüm fizik için yeni bir çerçeve ve yeni uzay ve zaman kavramları önerdi.

Einstein daha sonra 10 yılını teoride hızlanmaya dahil etmeye ve 1915'te genel görelilik kuramını yayımlamaya harcadı. İçinde, büyük nesnelerin uzay-zaman içinde yerçekimsel olarak hissedilen bir çarpıklığa neden olduğunu belirledi.

 

 

Yer çekimi römorkörü

İki nesne "yerçekimi" olarak bilinen bir diğerine bir çekim gücü uyguluyor. Sör Isaac Newton, üç hareket yasasını formüle ederken iki nesne arasındaki yerçekimini ölçtü. İki beden arasındaki çekiş gücü, her birinin ne kadar masif olduğuna ve ikisinin ne kadar uzak olduğuna bağlıdır. Dünya'nın merkezi sizi ona doğru çekerken bile (sizi yere sıkı sıkıya bağlı tutarak), kütle merkeziniz Dünya'ya geri çekiliyor. Ancak daha büyük bir beden, sizden çekmeyi zorlukla hissederken, çok daha küçük kütlenizle, aynı güç sayesinde kendinizi sağlam bir şekilde kökleşmiş buluyorsunuz. Yine de Newton yasaları, yer çekiminin bir mesafenin üzerinde hareket edebilecek bir nesnenin doğuştan gelen bir gücü olduğunu varsayar.

Albert Einstein , özel görelilik kuramında, fizik yasalarının tüm hızlandırıcı olmayan gözlemciler için aynı olduğunu ve bir gözlemcinin gittiği hızdan bağımsız olarak bir vakum içindeki ışığın hızının aynı olduğunu gösterdi . Sonuç olarak, uzay ve zamanın uzay-zaman olarak bilinen tek bir süreklilik içine gömüldüğünü buldu. Bir gözlemci için aynı anda meydana gelen olaylar başka zamanlarda farklı zamanlarda ortaya çıkabilir.

Einstein, genel görelilik kuramının denklemlerini çözerken, büyük nesnelerin uzay-zaman içinde bir çarpıtmaya neden olduğunu fark etti. Trambolinin merkezinde büyük bir beden kurmayı düşünün. Gövde kumaşı aşağı doğru bastırarak küçülmeye sebep olur. Kenarın etrafında yuvarlanan bir mermer, bir gezegenin yer çekimi uzayda kayalara doğru çekildiği gibi, aynı şekilde içe doğru sarılırdı. 

 

 

Deneysel kanıt

Enstrümanlar uzay-zamanını ne de görüp ölçemeseler de, eğrilmesinin öngördüğü fenomenlerin birçoğu doğrulanmıştır.

 

 

Yer çekimi lensi : Kara delik gibi büyük bir nesnenin etrafındaki ışık bükülür ve arkasında yatan şeylerin lensi olarak hareket etmesine neden olur . Gök bilimciler bu yöntemi, devasa nesnelerin arkasındaki yıldızları ve galaksileri incelemek için kullanırlar.

Pegasus takımyıldızındaki bir kuasar olan Einstein's Cross, yerçekimi lensinin mükemmel bir örneğidir. Kuasar, Dünya'dan yaklaşık 8 milyar ışıkyılı uzaklıkta ve 400 milyon ışıkyılı uzaklıkta bir galaksinin arkasında bulunuyor. Galaksinin dört görüntüsü galaksinin etrafında görünür, çünkü gökadanın yoğun çekimi, kuasardan gelen ışığı büker.

Gravitasyonel mercekleme, bilim adamlarının oldukça hoş şeyler görmesine izin verebilir, ancak yakın zamana kadar, lensin etrafındaki noktalar oldukça durağan kalmıştır. Ancak, objektifin etrafında dolaşan ışık farklı bir yoldan geçtiği için, her biri farklı bir süre boyunca seyahat ettiğinde , bilim adamları büyük bir gök ada ile büyütüldüğü için bir süper nova dört farklı zaman içinde gözlemlediler .

Bir başka ilginç gözlemde, NASA'nın Kepler teleskobu, bir ikili sistemde kırmızı bir cüce yörüngede dönen beyaz bir cüce olarak bilinen ölü bir yıldız gördü. Beyaz cüce daha masif olmasına rağmen, arkadaşından çok daha küçük bir yarıçapa sahiptir.

California Institute of Technology'den Avi Shporer yaptığı açıklamada , "Teknik, 3000 km uzaklıktaki bir ampule, yaklaşık olarak Los Angeles’tan New York’a kadar uzanan bir alanda bir pire tespit etmeye eşdeğerdir." Dedi .

 

 

Merkür'ün yörüngesindeki değişiklikler : Merkür'ün yörüngesi, devasa güneş etrafındaki uzay-zamanın eğriliğinden dolayı zaman içinde çok kademeli olarak kaymaktadır. Birkaç milyar yılda Dünya ile bile çarpışabilirdi .

 

 

Dönen cisimler etrafında uzay-zamanının çerçeve-sürüklenmesi : Dünya gibi ağır bir nesnenin dönmesi, etrafındaki uzay-zamanını bükmeli ve çarpıtmalıdır. 2004 yılında NASA, Gravity Probe B GP-B'yi başlattı . Hassas bir şekilde ayarlanmış uydu, jiroskopların eksenlerinin zaman içinde çok az kaymasına ve sonuç olarak Einstein'ın teorisine denk düşmesine neden oldu.

"Bal dalmış sanki dünyayı düşünün" Yerçekimi Probe-B Stanford Üniversitesi'nin baş araştırmacı Francis Everitt, bir de söz konusu açıklamada.

"Gezegenin dönmesiyle, etrafındaki bal dönebilir ve uzay ve zamanla aynıdır. GP-B, Einstein'ın evreninin en derin tahminlerinden iki tanesini doğruladı ve astrofizik araştırmaları boyunca geniş kapsamlı etkilere sahipti."

 

Yer çekimi kırmızıya kayması : Bir nesnenin elektromanyetik radyasyonu, bir çekim alanı içinde hafifçe dışarı doğru gerilir. Bir acil durum aracında sirenlerden çıkan ses dalgalarını düşünün; Araç bir gözlemciye doğru ilerledikçe ses dalgaları sıkıştırılır, ancak hareket ettikçe gerilir veya kırmızıya kaydırılır . Doppler Etkisi olarak bilinen aynı fenomen, tüm frekanslarda ışık dalgalarıyla ortaya çıkar. 1959'da, iki fizikçi, Robert Pound ve Glen Rebka, Harvard Üniversitesi'nde bir kulenin yan tarafına radyoaktif demirin gama ışınlarını vurdu ve yer çekiminin neden olduğu çarpıklıklar nedeniyle doğal frekanslarından çok daha azını buldu.

 

 

Yer çekimi dalgaları : İki kara deliğin çarpışması gibi şiddet olaylarının, yer çekimi dalgaları olarak bilinen uzay zamanlarında dalgalanmalar oluşturabildiği düşünülmektedir . 2016 yılında, Lazer İnterferometre Yer çekimi Dalga Gözlem evi ( LIGO ), bu anlatı göstergelerinin kanıtlarını bulduğunu açıkladı.

Bilim adamları, 2014 yılında, Antarktika'daki Kozmik Ekstragalaktik Polarizasyon (BICEP2) teleskopunun Arka Plan Görüntülemesini kullanarak Big Bang'den kalan yer çekimi dalgalarını tespit ettiklerini duyurdular. Bu dalgaların kozmik mikrodalga zeminine gömülü olduğu düşünülmektedir . Bununla birlikte, daha fazla araştırma, verilerinin görüş alanında tozla kirlendiğini ortaya koymuştur.

"Çok erken evrenin bu eşsiz kayıt aranıyor heyecanlı olduğu kadar zordur," Jan Tauber, kozmik dalgalara aramak için Planck uzay görevi için Avrupa Uzay Ajansı'nın proje bilim adamı, bir de söz konusu açıklamada .

LIGO, 14 Eylül 2015 tarihinde onaylanmış ilk çekim dalgasını tespit etti . Louisiana ve Washington merkezli bir çift enstrüman, yakın zamanda yenilenmişti ve internete girmeden önce kalibre ediliyorlardı. İlk belirleme o kadar büyüktü ki, LIGO sözcüsü Gabriela Gonzalez'e göre, ekibin kendisinin gerçek bir sinyal olduğunu ve bir aksaklık olmadığı konusunda ikna etmek için birkaç aylık bir analiz yaptı.

Haziran 2016'da düzenlenen 228 Amerikan Astronomi Topluluğu toplantısında, “İlk tespitte çok açık olduğu için çok şanslıydık” dedi.

Bir ikinci sinyalin aynı yıl 26 Aralık tespit edildi ve üçüncü bir aday onunla birlikte söz edilmiştir. İlk iki sinyal neredeyse kesin olarak astrofizik olsa da - Gonzalez bir milyonda bir bölümden daha az bir bölümün bulunduğunu söyledi - üçüncü adayın sadece yüzde 85'i yer çekimsel dalga olma olasılığı var.

Birlikte, iki sıkı tespit, içe ve çarpışan spiral kara delik çiftleri için kanıt sağlar . Zaman geçtikçe Gonzalez, LIGO ve Hindistan tarafından planlananlar gibi diğer yaklaşan enstrümanlar tarafından daha fazla yer çekimi dalgalarının tespit edileceğini tahmin ediyor .

Gonzalez, "Genel göreliliği test edebiliriz ve genel görelilik testi geçti." Dedi.

 

 


 

Albert Einstein 
1879-1955

Newton'un yerçekimi teorisi çok geçmeden sorgulanmadan kabul edildi ve bu yüzyılın başına kadar tartışmasız kaldı. Daha sonra Albert Einstein , 1905'te Özel Görelilik Kuramı'nın ve onun 1915'teki Genel Görelilik Kuramı'nın tanıtımıyla fiziğin temellerini sarstı. İlki, Newton'un Üç Kanun Yasası'nın sadece yaklaşık olarak doğru olduğunu ve hızın ışığın yaklaştığı zaman bozulduğunu gösterdi. . İkincisi, Newton'un Yerçekimi Yasası'nın da sadece yaklaşık olarak doğru olduğunu ve çok güçlü yer çekimi alanlarının varlığını gösterdiğini gösterdi.

      Özel görelilik

İsviçre'de bir patent memuru olarak Einstein, hareket eden gözlemcilerin olayları durağan gözlemcilerden farklı görmeleri üzerine düşünmeye başladı. O götürüldü

ÖZEL RELATİVİTENİN İLK POSTULÜSÜ: Gözlemciler, diğer nesnelere göre tek biçimli hareketi asla tespit edemezler.

Bu bizim ortak deneyimimizin bir parçası. Bir trende oturmak için beklediğinizde ve bitişik pistteki tren hareket etmeye başladığında, hangi trenin hareket ettiğinden emin olmadığınız zamanlar olabilir. Diğer trenin hareket ettiğini anladığınız arka plan nesnelerine göre hareket yokluğunuzu gördükten sonra.

Fakat dinlenmeye devam ederseniz veya derin uzayda sabit bir hızla ilerliyorsanız ve başka bir uzay gemisinin sabit bir hızla ilerleyerek geçtiğini görüyorsanız, hangi uzay gemisinin gerçekten hareket ettiğini söyleyemezsiniz. Bu, ABSOLUTE REST OLARAK HİÇBİR ŞEKİLDE "her şey akrabadır" anlamına gelir. Bunu söylemenin başka bir yolu da, fizik yasalarının, birbirine bağlı olarak bir SABİT HOLÜDÜRÜNDE hareket eden gözlemciler arasında ayrım yapmamasıdır.

 

 

 

ÖZEL RELATİVİTENİN İKİNCİ POSTÜSÜ: Masif nesnelerin hızından farklı olarak, ışık hızı sabittir ve tüm gözlemciler için kendi SABİT HOLÜSÜNDEN bağımsız olarak ışık kaynağına doğru veya uzak olandan aynıdır.

İster inanın ister inanmayın, Einstein'ın ünlü denklemi E = mc 2 ile gelmesi için yukarıdakilerin hepsi yeterliydi . (Senin için aynı şeyi yapman için ödev problemi olarak bırakıyorum --- sadece şaka yapıyorum!)

Bu sonucun nedeninin bir kısmı, eğer büyük bir nesne bir gözlemcinin bakış açısına göre hareket etse de, başka bir gözlemcinin görüldüğü gibi dinlenirse, o zaman bir gözlemci nesnenin sıfır enerjisini ölçerken diğer gözlemcinin sonlu bir enerjiyi ölçmek. Fizik yasalarının, iki gözlemcinin iki "referans karesinde" tutarlı olması, birbirine göre sabit hız ile hareket etmesinin, hareket halindeki bir cismin değil, istirahat halindeki bir bedenle ilişkili bir enerji olması gerektiği ortaya çıkmaktadır. .

Bütün bu etkiler, ancak nesnelerin hızı ışığın hızına yaklaştığında. Günlük hayatlarımızdaki etkilerin anlaşılması ve hissedilmesi zordur çünkü hepimiz Newton fiziğinin egemen olduğu çok daha küçük hızlar yaşıyoruz.

 

    Genel görelilik

Genel Relativite Teorisi daha da incelikli ve hatta bu dersin kapsamı ötesinde. Yine de, bazı temel fikirler açıklanabilir.

İlk olarak, ÖZEL RELATİVİTE etkilerinin göreceli olarak hareket eden, ancak göreceli hareketin SABİT VOLİYETE sahip olduğu hızlı hareket eden nesneler için ortaya çıktığını unutmayın. GENEL RELATIVITY HIZLI MOTORLAR VE HIZLANDIRIYOR.

 

Genel Relativite: Eşdeğerlik Prensibi

Einstein, ilk olarak bir yerçekimsel alanda serbestçe düşmenin sabit bir ivmeyle sonuçlandığını (hızın sabit bir hızda değiştiğini) not etmiştir. Daha sonra bir gözlemcinin bir yerçekimsel alanda serbestçe düşme ve bir roket gibi bir başka eşit hızlanma mekanizması arasında ayrım yapmasının imkansız olduğunu fark etti. Bu EŞİTLİK İLKESİ

Einstein daha sonra, ivme, nesnelerin uzay ve zaman boyunca nasıl hareket ettiklerini ve yerçekiminde serbest düşüşün ve herhangi bir homojen ivmelenmenin ayırt edilemez olduğunu, yerçekiminin nesneler üzerindeki etkisinin aslında uzayın kendisi üzerindeki doğrudan etkisi ile tarif edilebileceğini düşündüğü için dikkate alınmıştır. Bu derin bir içgörü olduğu ortaya çıktı.

Neler olup bittiğinin fiziksel bir resmi aşağıdaki gibi bir şeydir: Trambolin pedinde hiçbir şey olmayan çok büyük bir trambolini düşünün. Trambolin yastığı düz ve zemine paralel kalır. Şimdi, trambolin pedinin ortasına ağır bir bowling topu yerleştirin. Yastığın ortası aşağı doğru sarkacak. Eğer trambolin yastığının uzay-zamanı temsil ettiğini ve bowling topunun yerçekimsel bir nesneyi temsil ettiğini varsayarsak, bu durumda tramplenin sarkması, yer çekiminin etkisi altında uzay zamanının eğimini temsil eder. Şimdi, daha hafif bir top alıp, trambolinin kenarına yerleştirirsek, bowling topuna doğru yuvarlanacağını görebiliriz. Bovling topuna olan bu cazibe, bowling topu uzaya doğru giden yolun uygun şekilde kavisli olmasından kaynaklanmaktadır. Ancak genel görelilik

        Eşdeğerlik İlkesinin Sonuçları

Başka bir şekilde, ışık büyük bir nesneyi geçtikçe, ışık yolu aslında bir yerçekimi alanı tarafından bükülür. Bu etki güneş tutulması sırasında bile ölçülebilir. Güneşin konumunun arkasında olduğunu bilen yerlerin yıldızları aslında güneş tutulması sırasında gözlemlenebilir; çünkü ışık kavisli bir yolda bükülür!

Burada Newton'un yerçekimi teorisi ile Genel Görelilik Kuramı'nın ima ettiği çekim teorisi arasındaki farklılıkları özetliyorum. Yerçekimsel alanın gücü zayıf olduğu sürece, her zamanki deneyimlerimiz olduğu sürece, özdeş tahminler yaparlar. Bununla birlikte, iki teorinin birbirinden ayrıldığı ve dolayısıyla dikkatli deneylerle test edilebildiği önemli tahminler vardır.

  1. Merkür'ün yörüngesinin oryantasyonunun, bitişik şekilde gösterildiği gibi zaman içinde uzayda prime olduğu bulunmuştur (etkinin büyüklüğü bu şekilde büyük ölçüde abartılmıştır). Bu genellikle "perihelionun presesyonu" olarak adlandırılır, çünkü perihelionun pozisyonunun hareket etmesine neden olur. Bunun sadece bir kısmı Newton'un teorisindeki pertürbasyonlarla açıklanabilir. Bu baskıda, yüzyılı aşkın bir 43 saniye daha vardır. Bu, Genel Relativite Teorisi tarafından tahmin edilir ve meydana geldiği gözlemlenir (bir ark saniyesi açısal derecenin 1 / 3600'ü kadardır). Bu etki son derece küçüktür, ancak ölçümler çok hassastır ve bu gibi küçük etkileri çok iyi tespit edebilir.

     

  2. Einstein'ın teorisi, Newton'un tahminlerine aykırı olarak, ışık yayılımının yönünün bir yerçekimsel alanda değiştirilmesi gerektiğini öngörür. Kesin gözlemler, Einstein'ın hem etki hem de büyüklüğü hakkında haklı olduğunu göstermektedir. Çarpıcı bir sonuç yerçekimi lensidir.

     

  3. Genel Relativite Teorisi, güçlü bir yerçekimsel alandan gelen ışığın, Newton'un teorisinin aksine, dalga boyunun daha büyük değerlere (astronomların "kırmızı bir değişim" olarak adlandırdığı) kayması gerektiğini öngörür. Bir kez daha, ayrıntılı gözlemler böyle bir kırmızı kaymayı ve büyüklüğünün Einstein'ın teorisi tarafından doğru bir şekilde verildiğini göstermektedir.

     

    Modern Yerçekimi Teorisi

Ve günümüzün duruşları var. En iyi mevcut yerçekimi teorisi, Genel Relativite Teorisi'dir. Ancak, sadece hızlar ışığınkiyle karşılaştırılabilirse veya yerçekimsel alanlar Dünya'da karşılaşılandan çok daha büyükse, Relativite teorisi ve Newton'un teorileri tahminlerinde farklılık gösterirler. Çoğu durumda Newton'un üç kanunu ve onun çekim teorisi yeterlidir. Bu konuya kozmolojinin sonraki tartışmalarımızda geri döneceğiz.

Share:
''سْــــــــــــــــــمِ اﷲِالرَّحْمَنِاارَّحِيم''