özel görelilik teorisi

• özel gölelilik teorisi, 1905 yılında henüz isviçre patent ofisi'nde memur olan albert einstein tarafından ortaya atılmıştır.
  özel görelilik teorisi'nin ne olduğunu öğrenmeden önce galileo galilei'nin görelilik teorisini bilmek lazımdır.
  - galileo galilei'nin görelilik teorisine göre bir cismin veya gözlemcinin hızı mutlak değildir, bir referans sistemine göre belirtilmesi gerekir. bunu daha iyi anlamak için düşünce deneyi yapılabilir.(bkz: düşünce deneyi)
  yolun kenarında duran bir a gözlemcisi düşünün. sizde bu gözlemciye göre saatte 20 km sağa giden bir trenin üzerindesiniz. aynı şekilde a gözlemcisine göre sola(size doğru) saatte 30 km giden bir araba hayal edin. size göre bu aracın hızı saattte 20+30=50 km'dir. araçta bulunan şoföre göre ise aracın hızı 0 km'dir. çünkü araçla aynı hızla hareket etmektedir. bu düşünce deneyinden anlamamız gereken şey hızın mutlak bir kavram olmadığı ve referans sistemine bağlı olduğudur.
  - galileo galilei'nin görelilik teorisinin ikinci önerisi ise sabit hızda yol alan bütün gözlemciler için fizik yasaları aynıdır. yani içinde bulunduğunuz araç sabit hızla gidiyorsa veya duruyorsa siz bu ikisi arasındaki farkı anlayamazsınız.(rüzgarı ve aracın sarsılmasını hesaba katmazsak)
  galileo'nun görelilik teorisi newton fiziğiyle tamamıyla uyum gösterir. ancak bu teori maxwell'in elektrik ve manyetizmayı birleştirdiği maxwell denklemleriile uyumsuzluk gösterir. maxwell denklemlerine göre elektromanyetik dalgalar ışık hızında yayılır. buradan sonuçla bildiğimiz ışığında aslında bir tür elektromanyetik dalga olduğu sonucuna varılır. ancak bu dalgaların hızı (bkz: ışık hızı) sabittir ve gözlemciden gözlemciye değişmez.
  ancak yinede ışığın hızının sabit olduğunu düşünülmüyordu. elektromanyetik dalgalar'ın dalga olması nedeniyle bir şeyin içinde yayılması gerektiği düşünülmüştür ve bu şeyede "esir(ether)" denmiştir. esir'in varlığını kanıtlayabilmek için ünlü michelson-morley deneyiyapılmıştır. bu deneyde 2 tane ışık hüzmesinden biri dünyanın döndüğü tarafa, diğer ışık hüzmesi ise zıt tarafa yollanmıştır. bu deneyin sonucunda dünyanın döndüğü tarafa gönderilen ışığın hızının "ışık hızı-dünyanın hızı" ve zıt tarafa gönderilen ışığın ise "ışık hızı+dünyanın hızı" kadar hıza sahip olması bekleniyordu. ancak deneyin sonucuna göre her iki ışık hüzmesinin hızıda ışık hızında olarak sabit kalmıştır.
  hendrik antoon lorentzbu sorunu aşmak için cisimlerin ışık hızına yaklaştıkça kısaldığını öne sürmüştür ancak bu açıklama deneyin sonuçlarını tam anlamıyla açıklamada yetersiz kalmıştır.
  isviçre paten ofisi'nde çalışan genç memur albert einstein bu sorunu çözmek için 1905 yılında annalen der physik'te "on the electrodynamics of moving bodies" adlı bir makale yayınlamıştır. bu newton fiziğinin ve uzay ve zaman kavramlarını kökünden değiştirmiştir. einstein, bu teoriye "özel görelilik teorisi" adını vermiştir. bu teorinin postulatlarını şu şekilde sıralayabiliriz;
  - ışık hızı her referans sistemi için sabittir.(her gözlemci ışık hızını aynı hızda algılar)
  - hiçbir cisim ışık hızına yaklaşamaz. yaklaşması için sonsuz enerji gerekir ki bu da imkansızdır.
  - zaman mutlak değildir. cisimler veya gözlemciler bir gözlemciye göre ışık hızına yaklaştıkça o gözlemciye göre zaman onlar için daha yavaş akar. örneğin bir ikiziniz olsa ve o size göre sizden ışık hızına yakın hızda uzaklaşsa siz 20 yıl yaşlanmışken o 10 yıl yaşlanmış olur.(sayılar atmasyondur)
  - "aynı anda" ifadesi göreli bir kavramdır ve gözlemciye göre değişir. yani bir gözlemci için aynı anda olan şey başka bir gözlemci için farklı zamanlarda olmuş olabilir.
  - zaman yavaşlaması ve aynı andalığın göreliliğin bir sonucu olarak cisimlerin hızları bir gözlemciye göre ışık hızına yaklaştıkça o gözlemciye göre gittikleri yön doğrultusunda kısalır.
  - elektromanyetik dalgalar(ışık dahil) boşlukta(uzay-zaman içerisinde) yol alırlar. çünkü esir maddesi bu teori sayesinde gereksiz hatta sorunlu bir kavram olmuştur.
  - fizik yasaları tüm referans çerçeveleri için aynıdır.
  einstein bu teorisi sayesinde hem michelson-morley deneyi'ne açıklık getirmiş hem de uzay ve zaman kavramlarımızı kökünden değiştirmiştir. einstein, bu teorinin sonuçlarının kütle ve enerji arasında bir ilişki olduğunu söylediğini görür ve 1907 yılında annalen der physik'te "does the ınertia of a body depend upon its energy content?" adlı makalesini yayınlar. bu makaleye göre;
  - kütle aslında maddenin durağanlık enerjisidir ve enerjiye dönüştürülebilir.
  - cisimin sahip olduğu toplam enerji ışık hızına yaklaştıkça sonsuza kayar.
  - momentum göreli bir kavramdır aynı şekilde ışık hızına yaklaştıkça sonsuza kayar.
  ancak bu teori sadece sabit hıza sahip olan cisimler için geçerlidir. ivmeli hıza(hızı sürekli değişen) sahip olan cisimler için özel görelilik teorisi geçerliliğini yitirir. einstein, bu sorunu çözmek için 1915 yılında genel görelilik teorisini ortaya atar. #45004370