NEDEN HIZLANINCA ZAMAN YAVAŞLAR ?

Hepimiz o ünlü teoriyi duymuşuzdur , einstein ın özel görelilik teorisini peki hiç düşündünüzmü neden hızlanınca zaman yavaşlar ne tür bir etkisi var bunun hıza. Merak etmeyin bunu adım adım anlatacaz ancak lütfen yazıyı sonuna kadar okuyun.

Bundan önce bazı kavramları anlamamız lazım.

1. EYLEMSİZ REFERANS SİSTEMİ NEDİR?

Okulda çoğumuz kartezyen koordinat sistemini duymuşuzdur . işte bir cismin nerede olduğunu tanımlamak istiyorsak onun x,y,z koordinatları ile belli ederiz. bu üçünün birleştiği yere orjin yani sıfır noktası deriz. bu koordinatlarda orjindan ne kadar uzaklaştığını belli eder. Evrenimiz 3 boyutlu olduğu içi 3 koordinat ekseni ile ifade ederiz .

Ancak burada anlamamız gereken şu herkes kendini orjin olarak kabul edebilir mesela ben derim ki orjin noktası yani sıfır noktası benim ali, ayşe yada okul benden bu kadar mesafedeler işte biz buna eylemsiz referans sistemi deriz.

Bazılarınız hani einstein 4 boyutlu demişti ona ne oldu diyebilirsiniz. Şimdi ona gelelim mesela a birinin yerine tanımlamak istiyorsanız onun x,y,z koordinatını ve hangi zamanda olduğunuda belirtmelisin o zaman t yi yani zamanıda ekleyerek 4 boyutlu haler getirebiliriz. Buna geri dönecez tabi şimdilik diğer bilmemiz gereken başlığa gelelim

2.) BAĞIL HIZ NEDİR ?

okulda azda olsa fizik görenler tabi bunu anlayacaklardır ama biz bilmeyenlere yinede açıklayalım.

Bağıl demek hızın göreli olduğu demektir aslında hızım şu kadar yada şu kadar diye bir şey yoktur. gerçek olan şu benim şuna göre bu kadar olacaktır. Mesela siz oturduğunuz sandalyede hızınız sıfır olduğuu düşünüyorsunuz ama dünya hem kendi ekseni etrafında hem güneş etrafında dönüyor ayrıca güneşle birlikte samanyolu galaksisinin etrafında dönüyor tabi birde samanyolunun büyük çekicinin etrfaında döndüğünü unutmamalıyız.

Biz aslında herhangi bir şeyin hızını belirtirken örn. araba onun hızını dünyaya göre alırız.

ve dünyayı sıfır kabul ederiz.

şimdi bunu biraz daha somutlaştıralım mesela doğuya doğru giden bir otobüs düşünelim sizde o otobüse dışarıda durgun bir şekilde bakıyorsunuz. Otobüsün hızı 100 km/h olsun ayrıca otobüsün içinde otobüsle aynı yönde 10 km/h ile giden bir yolcu oldun bu durumda içerdeki adamın hızı size kaç olur ?

otobüsün içinde oturan bir başkasına göre kuşkusuz adamın hızı 10 km/h saat olur çünkü içerdeki herkes zaten otobüs ile birlikte 100 km / h ile gidiyor adam ise ekstradan birde 10 km/ h saat ile gidiyor

ancak size göre işler biraz daha farklı

birincisi içerdeki adam 100 km/h hıza sahip çünkü otobüs onu taşıyor ancak siz durgunsunuz ayrıca 10 km/h birde yürüme hızı var ikisin toplamı 110 km/h saat eder tamda bunun içerdeki kişi ve size göre bir adamın hızı 2 farklı şekilde çıktı

çok temel fizik varsayımı vardır oda bütün fiziksel yasalar bütün eylemsiz referans sistemlerinde aynıdır. Eylemsiz referans sistemini hatırlayın şimdi yani burada demek istiyorki fiziksel yasalar senini koordinat sistemini bağlamaz herkesin koordinat sistemine göre aynıdır ve aynı şekilde işler. Diyebilirsinizki maxwell denklemleri ne alaka00 + C olarak görürsüzünüz hani hiçbirşeyi C yi yani ışık hızını geçemezdi. Evet herşeyin kırılma nokatsı bu işte buraya geri döneceği z biraz sabredelim hani otobüste oturan birine göre C dışarıda duran size göre C + 100 çıkmıştı o nasıl olacak diyebilirsiniz işte tamda burada einsten devreye girip yukarıda yaptığımız otobüs deneylerinde bir eksiklik olduğunu anlamıştı ona da geleceğiz merak etmeyin

3. )MAXWELL DENKLEMLERİ NEDİR , NEDEN ÖNEMLİDİR ?

Tabi şimdi burada maxwell denklemlerine girmeyeceğiz sadece bizim işimize yarayanları alalım.

çok temel fizik varsayımı vardır oda bütün fiziksel yasalar bütün eylemsiz referans sistemlerinde aynıdır. Eylemsiz referans sistemini hatırlayın şimdi yani burada demek istiyorki fiziksel yasalar senini koordinat sistemini bağlamaz herkesin koordinat sistemine göre aynıdır ve aynı şekilde işler.Diyebilirsinizki maxwell denklemleri ne alaka

maxwell elektromanyetik denklemleri birleştirerek 4 temel basit yasaya indirgemiştir ama ondan önce bize ışık hızını (c ) veren bir formül bırakmıştır aslında biz ışık hızını oturup deneylerle falan bulmadık ondan önce bu formüle göre bulmuştuk yani bunu bir çeşit yasa olarak olarak düşünün burası çok önemli çünkü. işte tam burada einstein devreye giriyor ve diyorki fizik yasaları tüm eylemsiz referans sistemlerinden bağımsızdır o zaman ışık hızıda tüm eylemsiz referans sistemlerinden bağımsız olmalı yani ışık hızı herkese herşeye göre aynı olmalıydı yani sabit olmalıydı. yukarıda yaptığımız otobüs deneyi gibi ışık hızını geçmemeli şöyle düşünün bir 100 km/h ile giden bir araba yanınızdan hızla geçecktir ancak siz 90 km/h ile gitseydiniz diğer araba sizin yanınızdan yavaşça geçecektir şimdi aynısını ışık için düşünelim mesela ışık hızın %99 u ile gittiğinizi düşünün ışık yanınzdan tıpkı diğer araba gibi yavaşça geçmeyecektir tıpkı hızı sıfır olan biri gibi bir anda yani hızı C olacak şekilde geçecektir işte herkese göre ışık hızının aynı olması demek bu işte. Ee hani otobüste oturan birine göre C dışarıda duran size göre C + 100 çıkmıştı o nasıl olacak diyebilirsiniz işte tamda burada einsten devreye girip yukarıda yaptığımız otobüs deneylerinde bir eksiklik olduğunu anlamıştı onada geleceğiz merak etmeyin

4.) HIZ KOORDİNATLARI

Zamanın nasıl oluyorda yavaşladığına gelmeden önce bilmyenler için çok basit bir konuyu anlatalım.

bir eğik bir şekilde attığımızda onun 2 farklı hızı vardır 1. yukarı doğru 2. yatay yani ileri doğru vardır bunları genelde yukarı doğru olan hızı x yatay hızı y koordinatlrı ile gösteririz

Yine aynı şekilde doğuya (doğuya Y ekseni diyebiliriz) doğru giden bir otobüs düşünelim ve hızı 100 km/h olsun

ali otobüsün içinde bulunsun ve topu yukarı ( yukarı X ekseni diyebiliriz) doğru 10 km/h saat ile atsın sizde dışarıda durmuş otobüsü izliyorsunuz peki içerde durmuş ali ve dışarıda duran siz topu nasıl algılarsınız. Ali ile top otobüsle birlikte zaten doğuya doğru gidiyor top ise ekstradan yukarıya doğru gidiyor yani ali topu yukarı doğru bir hareket olarak algılar

Sizin için işler biraz daha farklı çünkü top havaya atılırken zaten ali ile birlikte otobüste doğuya doğru yani X ekseninde 100 km/h lik hızı var aynı şekilde 10 km/h lik yukarı yani Y ekseninde hızı var . hem X hemde Y ekseninde hızı olduğunu görürsünüz tıpkı yukarıda yerleştirdiğimiz resimdeki gibi bir atış hareketi olur siz onu tabiri caizse çapraz olarak gidiyor görürsünüz.

bunu zamanın yavaşlamasının nasıl olduğunu belirtmek için kullanacaz bunu bilmekte kesinlikle fayda var.

5.) GÖRELİ ZAMAN

Tıpkı yukarıda bahsettiğimiz hızın göreli olması gibi zaman da görelidir . Ancak otobüsle yaptığımız düşünce deneyinde eksiklik olduğunu belirtmiştik çünkü ışık foğru bir şekilde vermiyordu aslında yukarıda yaptıklarımızın hepsi doğru bütün fiziksel yasaları doğru ancak o formüller düşük hızlar için geçerli ve ışık hıznına yaklaşınca işlememeye başlıyor aslında göreli etkilerin dikkate alınmadığı formüllerdir göreli etkilerin ortaya çıktığı formüller lorentz dönüşümleridir ancak ne yazıkki burada o dönüşümlere giremeyiz .

einsteinde işte bu dönüşümler yardımıyla zamanın bulmuştur ancak biz bu zamanın yavaşlamasını başka bir düşünce deneyiyle kanıtlaycağız.

Hazır olun çünü yukarıda bahsettiğimiz bütün bilgileri birleştirecez

Bir tren düşünelim düz bir çizgi üzerinde 100 km/h saat ile gitsin. Trende hem altında hemde üstünde birer tane ayna olsun alt aynadan yukarıda aynaya doğru ışık gönderelim trendede ali bulunsun sizde dışarıda beklemiş treni izliyorsunuz.

Aliye göre ışık bir alttan bir üst aynaya doğru gidip gelir yani hız koordinatları bölümünde anlattığımız gibi ali onu yukarı gidiyor görür(Y ekseninde) ancak siz dışarıda duran biri olarak daha farklı görürsünüz çünkü otobüs doğuya doğru yani X eksenindede gidiyor görürsünüz yani ışığın hem y hem de x ekseninde hızı olduğu için hız koordinatları bölümündeki top gibi çapraz gidiyor görürdünüz

buraya kadar anladıysak tekrar eski buluşumumuza gelelim ışık hem içerdeki hemde dışarıda duran size göre hızı eşittir bunu kanıtlamıştık neticede ama dikkat ettiyseniz size göre ışık çapraz yol aldı ve yolu uzadı içerde duran kişiye göre yukarı aşağı iken sizde çapraz ve yol uzun bir şekilde tezahür edildi ancak ışığın hızı değişmediyse nasıl olurda aynı sürede aynı hızla daha fazla yol alır? anlamadıysanız şöyle söyleyeyim arabanızla 100 km/h saat ile 1 saat gidiyorsunuz ve 100 km yol aldınız ancak başkasına göre 100 km/h ve 1 saatte 150 km yol aldınız peki bu nasıl mümkün olabilir yol büyüdü hız değişmediyse demekki zaman değişti yani başkasına göre 100 km/h 1 saatte 150 km aldınız dedimya hayır ona göre bir saat değil 1.5 saat olur (rakamlar analoji olsun diye farazidir ) anlamayanlar için biraz daha basitleştirerek anlatiyim

X = V.T diye bir denklemimiz var X = yol V = hız T = zaman

V = 50 km/h ve T = 5 saat olsun bu durumda X = 50.2 = 100 km eder (formülü anlamayanlar için)

şimdi ne demiştik ışık hızı yani V değişmedi ancak X büyüdü X = V.T değişmemesi için T nin büyümesi lazım anlayacağınız siz yani dışarıda duran birine göre zaman genişledi büyüdü. siz ve içeride duran birine göre farklı hızlar deneyimlediniz.

6.) HIZ VE ZAMAN ARASINDAKİ İLİŞKE NE PEKİ (SON) ?

Açıkçası bu soru hiçte göründüğü kadar kolay değil bu soru bizi yasların neden var olduğu sorusuyla karşı karşıya getirir. Neden hızlandıkça zaman yavaşlar ? çünkü evren böyle işler yasalar böyle, demekten başka çaremiz yok malesef

Yasalar neden var peki yada enerji ve madde neden nasıl oluyorda yasalara uyuyor?

neticede yasalar somut değil hepsi birer kural tıpkı bir ülkenin anayasa kitabı gibi işliyor .

madde ve enerjinin hiçbir bilinç veya seçim yapabilecek gücü yok unutmayın hepsi birer program dahilinde çalışıyor. Bu konuyu evrende düzen mi var kaos mu? yazsında kuşkusuz daha detaylı ele alacağız.

yazan : harun çevik