Genel Görelilik Kuramı Üzerine

[propulsion]

Bu paylaşımımda Genel Görelilik Kuramı üzerinde bilgi veren bir paylaşım yapmak istiyorum.

Newton’un klasik çekim teorisi, merkür’ün enberi noktasının ilerlemesi, ışığın kütleli cisimler yakınından geçerken sapması, tayf çizgilerinin gravitasyonel kırmızıya kayması gibi bazı çekim kökenli olayları açıklamakta yetersiz kalmakta idi.

Bu nedenle teorinin, gerek içerik ve gerekse ilkeler açısından düzeltilip geliştirilmeye gereksinimi vardı. Newton’un klasik çekim teorisinin temel ilkeler açısından geliştirilip düzeltilmesi denemelerinden biri de onu Einstein’ın Özel Görelilik Kuramı bazında yeniden inşa etme çalışmaları olmuştur.

Einstein, aslında, 1905’te “görelilik” (evrendeki hareket mutlak olmayıp sadece relatif-göreli-harekettir) kavramını ortaya attığında; 200 yıl önce Newton zamanından beri kabul edilen hareket görüşünü değiştirmiştir.

Özetle Özel Görelilik Kuramı, madde-enerji eşdeğerliliğine  (E = mc2) ek olarak ışık hızına yakın hızlarda hareket edildiğinde zamanın yavaşlayacağı, uzaklıkların kısalacağı gibi alışılmamış etkileri tahmin ediyordu.

Genel Görelilik Kuramı; Einstein’ın 1907’de, çekim ve ivmeli hareketin benzer olduğunu gözlemlemesinden sonra geçen uzun bir çalışması sonucu ortaya çıktı.

1915 yılında tamamladığı bu teori ile Einstein, düz uzay ve mutlak zaman yerine eğrilikli uzay-zaman’da yaşadığımızı göstermek istedi ve açıklanamayan çekim kökenli olaylara mantıklı açıklamalar getirdi.

Birinci dünya savaşından bir yıl sonra Genel Göreliliğin öngörülerinden biri olan ışığın kütle çekimi ile bükülmesi denendi.

Bu çalışmada (Mayıs 1919’da), İngiliz bir ekibin Güneş tutulmasını izlemek için düzenlediği araştırma gezisinde, Güneş yakınlarındaki bir yıldızın tutulma zamanındaki ve normal zamanlardaki konumlarını birbiriyle karşılaştırdılar.

Bu ekibin düşüncesine göre Einstein’ın önerisi doğruysa, yıldızların konumunun çok az değişmesi gerekiyordu. Gerçekten de öyle oldu tam da kuramın öngördüğü kadar. Kuramı doğrulanan Einstein bir kez daha çok büyük bir prestij kazandı.

Fizikçiler açından bakıldığında Genel Görelilik Kuramında Einstein, serbest düşme sırasında çekim ve ivmenin eşdeğer olduğunu ortaya koymuş  ve fizik kanunlarının, elektromanyetizmanın denklemleri gibi, yerel Lorentz ve yerel konum değişmezliğini sağlayacağını göstermişti.

Genel Görelilik Kuramının Dayandığı İlkeler:
- Genel Kovaryans (fiziksel olayların incelendikleri referans (koordinat) sisteminden bağımsız olmaları) Prensibi
 -Eşdeğerlik Prensibi
   
Einstein, bu iki temel ilkeyi matematik olarak formülleştirip kendi adıyla anılan ve kütle çekim etkisini açıklayan alan denklemlerini (Einstein  Alan Denklemleri) buldu. Bu denklemler, sayıca 10 tane ve nitelik olarak ikinci mertebeden türevler içeren diferansiyel denklem sisteminden oluşmaktadır.

Özel Görelilik, temel parçacıkların küçük dünyasını ve etkileşimlerini anlama gayretlerimize yardımcı olurken Genel Görelilik ise büyük patlama, kara delikler, nötron yıldızları ve gravitasyonel dalgalar gibi büyük ölçekteki olayları açıklamaya çalışır.

Ve aslında Özel ve Genel Görelilik birbirinden bağımsız gibi görünmesine karşın; Görelilik Kuramı genel anlamda uzay-zaman, çekim ve mekanik kuramlarının tümünü kuşatan tek bir kuramdır.