Özel görelilik teorisi bilimin en büyük başarılarından biriydi. Evrene bakış tarzımızı o denli devrimcileştirmişti ki, ancak dünyanın yuvarlak olduğunun keşfedilmesiyle karşılaştırılabilirdi. Göreliliğin, kısmen yerine geçtiği eski Newton yasalarından çok daha kesin bir ölçüm yöntemi inşa etmesi, devasa ileri adımlar atılmasını da olanaklı kıldı. Ne var ki, zamana ilişkin felsefi sorun Einstein’ın görelilik teorisiyle ortadan kaldırılmış değildir. Eğer yeni bir şey varsa, o da bu sorunun eskisinden çok daha keskin hale gelmesidir. Daha önce de açıkladığımız gibi, zamanın ölçülmesinde öznel ve hatta keyfi bir yön olduğu açıktır. Ancak bu, zamanın salt öznel bir şey olduğu sonucuna çıkmaz. Einstein’ın tüm yaşamı, doğanın nesnel yasalarının peşinden gitmeye adanmıştı. Sorun, zaman da dahil olmak üzere doğa yasalarının, herkes için, nerede olduklarından ve hangi hızda hareket ettiklerinden bağımsız olarak, aynı olup olmadığıdır. Bu sorunda, Einstein bocalamıştır. Bazen bunu kabul eder gözükmüş, bazen de reddetmiştir. Doğanın nesnel süreçleri, kendilerinin gözleniyor ya da gözlenmiyor oluşlarınca belirlenmez. Kendilerinde ve kendileri için vardırlar. Evren ve bu nedenle de zaman, onları gözlemleyecek insanoğlu olmadan önce de vardı ve onlarla kendini meşgul edecek insan kalmadığında da varolmayı sürdürecektir. Maddi evren, ölümsüz, sonsuz ve sürekli değişim halindedir. Bununla birlikte, insan aklının evreni kavrayabilmesi, onun bizim için bir gerçeklik haline gelebilmesi için, onu parçalı kavramların diline çevirmek, analiz etmek ve ölçmek gerekir. Evreni gözleyiş tarzımız (gözlenmekte olan şeye müdahale edecek fiziksel süreçler içermediği sürece) onu değiştirmez. Ancak onun bize görünüş tarzı gerçekten de değişebilir. Bizim açımızdan, dünya durgun gözükür. Fakat dünyamızdan uzaklaşmakta olan bir astronot açısından, dünya, yanından hızla fırlayıp geçen bir şey olarak görünür. Çok ince bir espri anlayışına sahip görünen Einstein’ın, bir keresinde şaşkın bir bilet kontrol memuruna, “Oxford bu trene kaçta varıyor?” diye sorduğu söylenir.
Devamını oku “Görelilik Paradoksu”
Etiket: Einstein
Şeyler Arasındaki İlişkiler
Birçok kavram bütünüyle göreli bir karakterdedir. Meselâ, birine, bir evin yolun solunda mı yoksa sağında mı olduğu sorulduğunda, bu soruyu yanıtlamak imkânsızdır. Bu, kişinin eve göre hangi yönde ilerlediğine bağlıdır. Diğer taraftan, bir nehrin sağ kıyısından bahsetmek mümkündür, çünkü nehrin akışı nehrin yönünü belirler. Benzer şekilde, arabaların yolun sağından gittiğini (en azından Türkiye’de) söyleyebiliriz, çünkü arabanın hareketi yoldaki iki olası yönden birindedir. Ne var ki tüm bu örneklerde, “sol” ve “sağ” kavramlarının, ancak kendisiyle tanımlandıkları yön gösterildikten sonra bir anlam kazanmalarından ötürü, göreli oldukları görülür. Aynı şekilde, “gece mi gündüz mü?” diye sorduğumuzda yanıt nerede olduğumuza bağlıdır. Londra’da gündüzdür ama Avustralya’da gece. Gece ve gündüz göreli kavramlardır, yerküre üzerindeki konumumuz tarafından belirlenirler. Bir cisim, verili bir gözlem noktasından uzaklığına göre daha büyük ya da daha küçük görülecektir. “Yukarı” ve “aşağı” da, dünyanın düz değil de yuvarlak olduğu keşfedildikten sonra değişen göreli kavramlardır. Bugün bile, “sağduyunun”, insanların Avustralya’da “başaşağı” yürüyebildiklerini kabul etmesi güç bir şeydir. Yine de, diklik kavramının mutlak değil göreli olduğunu kavradığımızda ortada bir çelişki yoktur.
Genel Görelilik Teorisi
Özel görelilik
, bir cismin belli bir gözlemciye göre sabit bir hızla ve sabit bir yönde hareket ettiği durumlarda tümüyle yeterlidir. Ne var ki, pratikte hareket asla sabit değildir. Hareketli cismin hızında ve doğrultusunda değişimlere yol açan kuvvetler her zaman söz konusudur. Atomaltı parçacıklar kısa mesafelerde muazzam hızlarla hareket ettiğinden, daha fazla hızlanacak zamanları yoktur ve bu parçacıklara özel görelilik uygulanabilir. Bununla birlikte, gezegenlerin ve yıldızların hareketinde, özel göreliliğin yetersiz kaldığı görülmüştür. Burada devasa kütleçekim alanlarının neden olduğu büyük ivmelerle ilgileniriz. Bir kez daha söz konusu olan şey nicelik ve nitelik sorunudur. Atomaltı düzeyde, kütleçekim, diğer kuvvetlerle karşılaştırıldığında önemsiz büyüklüktedir ve ihmâl edilebilir. Gündelik yaşamdaysa, tersine, kütleçekim hariç diğer tüm kuvvetler ihmâl edilebilir.
Einstein, göreliliği yalnızca sabit hızlı harekete değil, genel olarak harekete uygulamaya girişti. Böylelikle kütleçekimi ele alan genel görelilik teorisi ortaya çıktı. Bu teori yalnızca Newton’un klasik fiziğinden, onun mutlak mekanik evreninden değil, aynı zamanda Eukleides’in mutlak klasik geometrisinden de bir kopuşa işaret etmektedir. Einstein, Öklid geometrisinin yalnızca ideal olarak düşünülmüş bir soyutlama olan “boş uzaya” uygun olduğunu gösterdi. Gerçekte, uzay “boş” değildir. Uzay, maddeden ayırt edilemez. Einstein, uzayın kendisinin maddi cisimlerin varlığıyla koşullandığını iddia etti. Bu düşünce, genel görelilik teorisinde, görünüşte paradoksal bir iddiayla dile getirilir; ağır cisimlerin yakınlarında “uzay eğrilir”. Gerçek, yani maddi evren, hiç de, kusursuz çemberleriyle, dümdüz doğrularıyla, vs. Öklid geometrisinin dünyası gibi değildir. Gerçek dünya düzensizliklerle doludur. Düz değildir, tastamam “çarpık”tır. Diğer taraftan, uzay, maddeden ayrı ve onun yanı sıra varolan bir şey değildir. Uzayın eğriliği, uzayı “dolduran” maddenin eğriliğini dile getirmenin yalnızca bir başka biçimidir. Örneğin, ışık ışınlarının uzaydaki cisimlerin kütleçekim alanlarının etkisiyle büküldüğü kanıtlanmıştır.
Devamını oku “Genel Görelilik Teorisi”
Görelilik
Albert Einstein hiç şüphesiz zamanımızın en büyük dahilerinden biriydi. Yirmi birinci ve otuz sekizinci doğum günleri arasında, bilimde birçok düzeyde büyük yankılar uyandıran bir devrimi tamamladı. İki büyük buluşu, Özel Görelilik Teorisi (1905) ve Genel Görelilik Teorisi (1915) idi. Özel görelilik yüksek hızlarla ilgilidir, genel görelilik ise kütleçekimle. Einstein’ın teorileri, son derece soyut karakterde olmalarına karşın, nihayetinde deneylerden türetilmişti ve başarılı pratik uygulamalara yol açmıştı, ki bu uygulamalar onun görüşlerinin doğruluğunu defalarca onayladılar. Einstein, 19. yüzyıl fiziğinde içsel bir çelişkiyi açığa vuran ünlü Michelson-Morley deneyinden, “bilim tarihinin en büyük negatif deneyinden” (Bernal) yola çıkmıştı. Bu deneye, ışığın görülen hızının, hareketsiz olduğu varsayılan “eter” içerisinde hareket eden gözlemcinin hızına bağlı olduğunu göstererek elektromanyetik ışık teorisini genelleştirmek üzere girişilmişti. Sonunda, gözlemci hangi doğrultuda hareket ederse etsin, ışığın ölçülen hızlarında hiçbir farklılık bulunamadı. J. J. Thomson daha sonraları, güçlü elektriksel alanlar içinde hareket eden elektronların hızlarının, klasik Newton fiziğinin öngördüğünden daha yavaş olduğunu gösterdi. 19. yüzyıl fiziğindeki bu çelişkiler özel görelilik teorisi tarafından çözüme bağlandı. Eski fizik, radyoaktivite olgusunu açıklamaktan acizdi. Einstein bunu, “eylemsiz” maddenin içine hapsolmuş muazzam miktardaki enerjinin küçük bir kısmının açığa çıkması olarak açıkladı.
Einstein 1905’te İsviçre patent bürosunda bir sekreter olarak çalışırken boş zamanlarında kendi özel görelilik teorisini geliştirdi. Yeni kuantum mekaniğinin keşiflerinden yola çıkarak, ışığın uzayda bir kuantum biçiminde (enerji paketleri olarak) hareket ettiğini gösterdi. Bu yaklaşım, daha önceleri kabul edilmiş ışığın dalga teorisiyle açıkça çelişikti. Aslında Einstein eski ışığın parçacık teorisini bütünüyle farklı bir tarzda yeniden canlandırmıştı. Burada ışık, çelişik bir karaktere sahip, aynı anda hem parçacık hem de bir dalga özelliği gösteren yeni tip bir parçacık olarak görülüyordu. Bu şaşırtıcı teori, spektroskoplar kadar Maxwell denklemlerini de kapsayacak şekilde 19. yüzyıl optiğinin tüm büyük keşiflerinin muhafaza edilmesini mümkün kıldı. Fakat ışığın uzayda hareket edebilmek için, kendine has bir vasıtaya, “eter”e ihtiyaç duyduğu şeklindeki kalıplaşmış eski düşünceyi de yok etti. Özel görelilik, ışığın boşluktaki hızının, ışık kaynağının gözlemciye göre hızı ne olursa olsun, her zaman aynı sabit değerde ölçüleceği kabulünden hareket eder. Dahası, özel görelilik, enerji ve kütlenin aslında eşanlamlı olduklarını ifade eder. Bu, diyalektik materyalizmin temel felsefi postülasının –madde ve enerjinin birbirinden koparılamaz niteliğinin, hareketin (“enerji”) maddenin varoluş tarzı olduğu düşüncesinin– çarpıcı bir doğrulanışıdır.
Devamını oku “Görelilik”
Belirsizlik İlkesi
Evrensel bir teori olarak Newton mekaniğinin gerçek ölüm çanları, 20. yüzyılın başlarında kuantum mekaniğinin beşiğinde duran Einstein, Schrödinger, Heisenberg ve diğer bilimciler tarafından çalınmıştı. “Elementer parçacıklar”ın davranışları klasik mekanik tarafından açıklanamıyordu. Yeni bir matematik geliştirilmeliydi. Bu matematikte, “faz-uzayı” gibi, “operatörler” gibi önemli rol oynayan kavramlar mevcuttur. Faz-uzayında, bir sistem, koordinat olarak kendi serbestlik dereceleri olan bir nokta olarak tanımlanır. Operatörler ise, bizzat büyüklükten ziyade daha çok işleme benzemesi anlamında cebirsel büyüklüklerle uyuşmayan büyüklüklerdir (aslında sabit özellikleri değil ilişkileri ifade ederler). Olasılık da çok önemli bir rol oynar, ama “içkin olasılık” anlamında: bu kuantum mekaniğinin başlıca karakteristiklerinden biridir. Gerçekte kuantum mekanik sistemler, izleyebilecekleri tüm olası yolların üst üste binmesi olarak yorumlanmalıdırlar.
Devamını oku “Belirsizlik İlkesi”