Einstein Gibi Düşünmek
Albert Einstein fizik tarihinin en popüler simalarından biridir. Onu bu denli popüler yapan dilini çıkartarak verdiği poz olsa gerek. Yıllar içinde fizik kitaplarının tamamında kendine yer bulan beyaz saçları diken diken olmuş amcamızın aslında gerçekte kim olduğu ve ne yaptığıyla çoğumuz ilgilenmedik. Küçükken bize öğretilen ezber bilgilerde okul hayatında başarısız bir öğrenci kalıp cümlesi ile yaftaladığımız kişinin gerçekte kim olduğuyla ilgilenmek istiyorum. Bugün fizik dünyası Einstein fiziğine nasıl bakıyor? Yaşlı amcamızı ve bugün tüm dünyada tanınır hale gelen ünlü denklemini, bize ne anlatmak istediğini anlamaya çalışacağız.
Einstein Işık fikri Üzerine
Bir çoğumuzun hayatında çok önemsiz olan bir soru, bazı insanların aklını her an kurcalayarak değerli cevaplara dönüşebiliyor. Bir ışık demetinin üzerinde hareket ediyor olsaydım ne görürdüm? Bilim kurgu filmlerini izleyenler bu soruya, sağdan soldan akan ışıklar göreceğimiz cevabını verebilir. Bu cevabın fiziksel olarak tamamen yanlış olduğunu söylemeliyim. Işık hızında hareket etmenin imkânsız olması bir yana bu mümkün olsaydı dahi görüntüye dair tüm algılarımızı yitirirdik. Etrafımızda tamamen donmuşa yakın bir görüntü ile karşılaşırdık. Bize ulaşamayacak fotonlar görüntü algımızı köreltirdi. Işık hızında hareket edebilmenin hayali, evrenin bu denli büyük olmasının en büyük etkisidir. İnsanın ulaşabilme tutkusu ve hayalinin anahtarı ışığın muazzam hızında karşılıyor bizi.
GÖRELİLİĞİN DOĞUŞU
Albert Einstein’nın büyük bir ilgi ile popülerleşmiş teorisinin, ondan yıllar öncesinde ki üç temel üzerinde inşa edilişinden bahsetmek, bu konuda daha değerli olacak. İlk olarak ışık fikrinin devrimsel sürecindeki en önemli kişi olan Hendrik Lorentz’den bahsedeceğim. Hollandalı fizikçi Hendrik Lorentz, görelilik teorisinin temelini oluşturan dönüşümleri türetmiştir. Kendi adıyla anılan bu Lorentz Dönüşümleri, Görelilik teorisini var eden en büyük fikirlerden biridir. Lorentz’in tüm buluşlarını tek tek saymayacak, görelilik teorisi ile olan ilişkini açıklamaya çalışacağız.
1.Lorentz Dönüşümleri
Lorentz dönüşümleri referans sistemi olmaksızın ışığın hızının nasıl yazılabileceğini düşünmenin bir sonucudur. Dönüşümler, özel izafiyet teorisinde, farklı referans sistemleri arasındaki zaman ve koordinat değerlerinin bağıntılarının açıklamasıdır. Bu bağıntılar bir hareketin referans sistemi olmaksızın yazılması üzerine olan fikrin gelişmiş bir biçimidir. Hareketli cisimlerin birbirlerine göre olan büyüklüklerinin dönüşüm değerlerini elde etmek için kullanılır.
2. Öklit Dışı Geometri
Görelilik teorisinin temellerini oluşturan fikirlerde ikinci durağımız geometri. Öklid ve postülatları uzun bir dönem tüm matematik ve geometrinin değişmezleri olmuştur. 19.yüzyılın başlangıcı nihayet Öklid dışı geometrinin yaratılmasında belirleyici adımlara tanık olacaktı. Carl Friedrich Gauss ve Ferdinand Karl Schweikart birbirlerine çok yakın tarihler de bağımsız olarak Öklid dışı geometri hakkında önemli şeyler keşfetti ancak hiçbir şey yayımlamadı.
Bu yeni fikir ile ilgili, 1829-1830’da Rus matematikçi Nikolai Ivanovich Lobachevsky ve 1832’de Macar matematikçi János Bolyai ayrı ayrı ve bağımsız olarak hiperbolik geometri(b) üzerine incelemeler yayınladılar. Bugün hiperbolik geometri, Lobachevskian veya Bolyai-Lobachevskian geometrisi olarak da adlandırılır. Her iki matematikçi de birbirinden bağımsız olarak, Öklid dışı geometrilerin temelini oluşturan fikirleri ve kuramları ortaya koymuşlardır. Bu fikirler gelecek yıllarda Einstein’ın fikirlerinin temeli olacaktır.
Bernhard Riemann 1854 kendi adıyla anılan Reimann Geometrisini yayımladı; paralel çizgiler barındırmadığı için Öklid dışı geometri olarak tanımlandı.Riemann, geometriyi bir eğrilik tensörü olarak formüle ederek Öklid dışı geometrinin daha yüksek boyutlara uygulanmasına izin verdi. Beltrami 1868 yılında, Riemann’ın geometrisini negatif eğriliğin uzaylarına uygulayan ilk kişiydi. Bu buluş Einstein’ın evrenine atılan ilk adım oluyordu. Fikirlerin bir yapı gibi yükselerek var olduğunu görmemiz için çok önemliydi.
3.Eylemsiz Referans Sistemleri
Fizikte, eylemsiz referans sistemleri, uzayı ve zamanı doğrultudan ve zamandan bağımsız şekilde tanımlar. Eylemsiz referans sistemleri Einstein göreliliğini anlamak için çıktığımız yolculuğumuzun son durağı. Eylemsiz referans, eylemsizlik çerçevesindeki bir sistemin fiziğinin sistem dışında ki hiçbir nedeni olmadığını belirtit.Tüm eylemsiz çerçeveler, birbirine göre durağan, doğrusal hareket halindedir; bunlardan herhangi biriyle hareket eden bir hareketli için, ivmeölçer sıfır ivmeyi algılayacaktır. Eylemsizlik çerçevesine ait olan ölçümler, dönüşümlerle diğer eylemsiz referans sistemlerine dönüştürülebilir.
İZAFİYET
Genel göreliliği var eden ve Einstein’ın düşünme sürecine ondan yıllar önce temel atan onlarca isim onlarca insan sayabiliriz. Bu fikirler Einstein’ı anlamak, onun düşüncesini kavrayabilmek için çok önemli. Fikirler var olmadan çok önemli süreçlerden geçer bu süreç bazı fikirleri bulan kişiden yüzlerce yıl önce başlamış olabiliyor. Einstein’ın Görelilik teorisi 20. Yüzyıla kadar yaşamış adını saydığım ve sayamadığım yüzlerce fikrin olgunlaşması ve bir zihinde birleşmesi sonucu oluşmuştur. Geçmişi, temelleri ve fikirlerin özünü bilmek, anlamaya çalışmak; yeni fikirler ortaya koymanın tek şartıdır. Einstein’ın adını duyduğunuz da ona kadar gelen ve bu gökdeleni var eden yüzlerce isimde aklınıza gelirse yeni bir fikir için ilk adımı atmışsınız demektir.
