1916 yılında Albert Einstein tarafından yayınlanan genel görelilik kuramı, belli kütleye sahip cisimlerin birbirlerine bir çekim kuvveti uyguladığını ortaya koydu. Bu kurama göre iki cismi birbirlerine çeken güç, cisimlerin kütleleri ve aralarındaki mesafeyle doğrudan bağlantılı.
Dünya çekirdeği bizleri kendisine doğru çeker, aynı zamanda biz de dünyayı kendimize doğru çekeriz. Kütlesi devasa büyüklükte olan Dünya bizim çekimimizi neredeyse hissetmiyorken, bizler çok daha düşük kütleli olmamızdan ötürü Dünya’nın çekim alanının etkisinde kalıyoruz. Kamyon ve aracın birbirini çekmesi durumunda, kamyonun üstün geleceğini bilirsiniz. Tamamen aynı mantık.
Göreliliğin Bize Sundukları
Görelilik teorisi uzay, kütle, zaman, kütle çekimi ve enerji gibi kavramlara olan bakış açısını tamamen değiştirdi. İşte kısaca teorinin ortaya sürdüğü bazı düşünceler;
- Zaman… Hepimize göre aynı hızda mı ilerler? Görelilik bunun cevabını “hayır” olarak açıklıyor. Çok hızlı bir şekilde hareket eden insana göre zaman, yerinde duran bir bireye göre daha yavaş ilerler. Bu düşünce “zaman genleşmesi” olarak açıklanır.
- Enerji ve kütle aynı şeydir, ancak farklı birer yapıdadır. Meşhur E = mc2 denklemi bunu kanıtlar.
Bu formüle göre enerji, belli bir kütlenin ışık hızının karesiyle çarpılmasına eşit. Süpernova gibi yüksek şiddetli patlamalarda ortaya çıkan devasa enerjinin sebebi de tam olarak bu.
- Einstein’a göre uzay üç boyuttan oluşur, bir de dördüncü boyut vardır; zaman. Uzay-zaman bir tramboline benzetilir. Üzerine bırakılan bir cismin hafif yere çökmesi de, bir kütlenin uzay-zamanı bükmesiyle benzerdir.
- Einstein’ın kütle ile enerjinin aynı şey olduğu düşüncesine göre. Hızlı ilerleyen bir kişinin kütlesi, yavaş ilerleyenlere göre daha fazla gibidir. Einstein, hızla ilerleyen kişinin kinetik enerjisindeki artışın bunun sebebi olduğunu düşünüyordu.
- Yine görelilik kuramına göre; örneğin hızla ilerleyen bir tren, nispeten daha yavaş olan bir trene göre hareket doğrultusunca kısalmış gibi gözükür. Tren ışık hızına ne kadar yaklaşırsa bu etki o kadar artar.
Görelilikten Önce Kütleçekim Görüşü
Einstein’ın görelilik kuramından önce, kütle hareketlerini incelemek için kullanılan referans çoğunlukla Newton’un yasalarıydı. Newton ne diyordu hemen hatırlayalım; elmanın ağaçtan düşmesine sebep olan çekim (yerçekimi) kuvveti, Dünya’nın Güneş yörüngesinde hareket etmesini sağlayan kuvvetle benzer bir kuvvetti. Aralarında olan çekim sonucu tüm bunlar gerçekleşiyordu.
Yaşadığı dönemde imkanları nispeten kısıtlı olan Newton, kütleçekimle ilgili sadece bunları söylemişti. Çok ayrıntılarına inmesi mümkün olmadı.
Einstein, görelilik ve uzay-zaman düşüncesinin temelleri David Hume’un “İnsan Doğası Üzerine Bir İnceleme” eseriyle de bağlantılıydı. Hume’da Einstein gibi, zaman ile nesnelerin hareketlerinin birbiriyle bağlantılı olduğu düşüncesindeydi. Bununla birlikte bilimsel deneylerde kanıtın asıl olduğunun ve mantığın tek başına yetersiz olduğu kanısındaydı.
Ayrıca Hume’un çalışmalarına yönelik Einstein birçok kez, “David Hume’un yaptığı çalışmalar olmasa, büyük ihtimalle göreliliğin çözümünü yapamayacaktım.” benzeri ifadeler kullanmıştır.
Özel Görelilik ve Genel Görelilik
- Özel Görelilik Kuramı, sadece durağan cisimleri kapsarken, Genel Görelilik Kuramı hareket halindeki cisimlerle de ilgilidir.
- Özel Görelilik Kuramını açıklamak için birkaç basit matematiksel formülü yeterlidir. Ancak Genel Görelilik Kuramında durum biraz karmaşıklaşır ve farklı matematiksel yapılara ihtiyaç duyulur. Hatta Genel Göreliliği açıklamak için, Einstein’dan sonraki dönemde bile farklı geometrik ve cebirsel ifadeler geliştirildi.
- Özel Göreliliğe göre, bir nesnenin ışık hızına çıkması için sonsuz bir enerji ve sonsuz bir momentum gerekir. Bu mantıken sağlanamayacağı için ışık hızına ulaşmak mümkün değil.