İçeriğe atla

Görelilik ilkesi: Revizyonlar arasındaki fark

k
[kontrol edilmiş revizyon][kontrol edilmemiş revizyon]
kDeğişiklik özeti yok
{{düzenle|Temmuz 2008}}
{{Birleş|Görelilik ilkesi}}
{{Birleş|Görelik Teorisi}}
[[Dosya:spacetime curvature.png|thumb|300px|Genel görelilikte açıklanan [[Üç boyutlu uzay|üç boyutlu]] [[uzayzaman]] eğriliği analojisinin [[İki boyutlu uzay]] üzerinde bir izdüşümü]]
Fizikte '''görelilik ilkesi''' fiziksel kuramları değerlendirmek için bir kriterdir. (Ayrıca başlangıçta söylemek uygun olur ki; fizikte görelilik ilkesi felsefi anlamda fiziğin bütünü için temel kavramlardan biridir. Dolayısıyla [[Albert Einstein|Einstein]]'in söz konusu [[özel görelilik]] ve [[genel görelilik]] kuramları ile karıştırmamak gerekir.)
'''Görelik teorisi''' ya da basitçe fizikte '''görelilik''' genellikle [[Albert Einstein]]'ın iki teorisini kapsar. Bunlar [[özel görecelik]] ve [[genel görecelik]]tir.
 
Görelilik ilkesi aynı koşullar için öne sürülen fizik yasasının aynı olmaması durumunda bu fizik yasasının eksikliği olduğunu iddia eder. Görelilik ilkesi kapsamındaki ilkeler fiziğin her adımında başarıyla uygulanagelmiştir, üstü kapalı olarak [[Newton mekaniği]]nde ve açıkça Einstein'in [[özel görelilik]] ve [[genel görelilik]] kuramlarında görüldüğü gibi.
Görecelik teorileri tarafından tanıtılan kavramlar şunları içerir;
*Çeşitli miktardaki ölçümler gözlemcilerin [[hız]]larına göredir. Özellikle alan sözleşmeleri ve [[zaman genişlemesidir]].
* [[Uzayzaman]]: Uzay ve zaman birlikte ve birbirlerine göre düşünülmelidir.
*Işığın hızı değişmez yani tüm gözlemciler için aynıdır. ‘’Görelilik teorisi’’ dönemi ‘’göreli teorisi’’ ifadesine dayanıyordu. ’’Göreli teorisi’’ ifadesi 1906 yılında teorinin, görelilik ilkesini nasıl kullanıldığını vurgulayan By Max Planck tarafından kullanıldı.
 
== Temel görelilik ilkeleri ==
Aynı bildirinin tartışma bölümünde Alfed Bucherer ilk kez ‘’görelilik teorisi’’ ifadesini kullandı.
Geniş ölçüde, görelilik ilkelerinin bilimsel disiplinlerde yer aldığı varsayılır. En yaygın inanç, herhangi bir doğa kanununun zamanla değişmediği; her zaman aynı kaldığıdır. Bu bağlamda, bilimsel gözlemlerin ortaya koyduğu yasaların gözlemi yapandan bağımsız olması gerektiği varsayımıdır.
 
Herhangi bir görelilik ilkesi açıkladığı doğa yasasında bir simetri öngörür.
==Kapsamı==
Görelilik teorisi 20. yüzyıl boyunca teorik [[fizik]] ve [[astronomiye]] dönüştü. İlk yayınlandığında, görelilik [[Isaac Newton]]tarafından öncelikle oluşturulan 200 yıllık mekanik teorisinin yerine geçti.
Fizik alanında, görelik [[temel parçacıklar]] ve onların temel etkileşimlerinin bilimini geliştirdi ve nükleer çağla birlikte yol gösterdi. [[Kozmoloji]] ve [[astrofizik]], görelilik ile birlikte, nötron yıldızları, kara delikler ve yer çekimsel dalgalar gibi olağanüstü astronomik olayları tahmin etti.
 
== Göreliliğin özel ilkesi ==
===İki teori görüşü===
Özel görelilik kuramının birinci varsayımına gore:<!--
 
ATIF
Görelilik teorisi, birden fazla yeni [[fiziksel teori]]nin temsilcisi oldu. Bunun için bazı açılamalar var. İlk olarak, özel görelilik [[1905]] yılında yayımlandı ve genel göreliliğin son şekli 1916 yılında yayımlandı.
--><ref name=Einstein>{{Kitap kaynağı|title=Görelikik ilkesi: özel ve genel görelilik kuramlarının açıklayıcı özgün kaynaklarının yekunu |author=Einstein, A., Lorentz, H. A., Minkowski, H., & Weyl, H. |page=p. 111 |url=http://books.google.com/books?id=yECokhzsJYIC&pg=PA111&dq=postulate+%22Principle+of+Relativity%22&lr=&as_brr=0&sig=ACfU3U2GFu6cWo5WHzgumuNEqum_fBiTiw
|isbn=0486600815 |publisher=Courier Dover Publications |year=1952 }}</ref><!--
 
-->{{Quotation|''Özel görelikik ilkesi'': Eğer bir koordinatlar sistemi seçilirse, fizik yasaları bu sistemde geçerli ise aynı yasalar diğer bir hareketli koordinatlar sisteminde de geçerlidir. |Albert Einstein: ''Genel görelilik kuramının ilkeleri'', Section A, §1}}
İkincisi; [[genel görelilik]], [[kozmolojik]] ve [[astrofizik]] alanında uygulanabilirken özel görelilik temel parçacıklar ve bunların etkileşimleri için de geçerlidir.
Bu varsayım '''eylemsiz gözlem çerçevesi'''ni tanımlar.
 
Özel görelilik kuramı fizik yasalarının bütün [[eylemsiz gözlem çerçevesi]](leri)nde aynı olması gerektiğini fakat eylemli olanlarda değişiklik gösterebileceğini söyler.
Üçüncü olarak özel görelilik 1920 yılında fizik topluluğunda kabul edildi. Bu teori hızla [[atom fiziği]], [[nükleer fizik]] ve [[kuantum]] mekaniğinin yeni alanlarda teorisyenler ve deneyselciler için önemli ve gerekli bir araç oldu. Bunun aksine, genel göreliliğin yararlı olduğu saptanamamıştır. Çoğu uygulamanın astronomik ölçeklerde olduğu gibi deneyselciler için az uygulanabilir olduğu ortaya çıktı. Sadece Newton'cu kütle çekim teorisi tahminlerine küçük düzeltmeler yapmaya sınırlı görünüyordu.
 
=== Newton mekaniğinde ===
Son olarak [[tensor analysis|genel görelilik matematiğinin]] çok zor olduğu ortaya çıktı. Sonuç olarak, dünyada az sayıda insanın bu teorini detaylarına tam olarak anladığını düşünüyordum ama bu [[Richard Feynman]] tarafından çürütülmüştür. Ardından 1960'larda fizik ve astronomi genel görelik merkezi yapımıyla sonuçlanan kritik bir ilgi canlanması oluştu. Genel görelilik çalışmalarının büyük ölçüde gelişmiş hesaplamaları için yeni matematiksel teknikler uygulandı. Bundan itibaren fiziksel ayırt edilebilir kavramlar matematiksel karmaşıklıkta izole edilmiştir. Ayrıca genel görelilik ile ilgili olan egzotik astronomik olayların keşfi, bu katolizin canlanmasına yardımcı oldu. Astronomik olaylar [[kuazar]]ların ([[1963]]), arka plan 3-kelvin mikrodalga radyasyon ([[1965]]), [[pulsar]]ların ([[1967]]) ve ilk [[kara delik]] adaylarının keşfini ([[1981]]) de içerir.
 
{{ana|Galilean görelilik}}
==Görelilik teorisi hakkında ==
Özel görelilik ilkesi ilk kez [[Galileo Galilei]] tarafında 1639'da Galileo Galilei'nin [[Dialogue Concerning the Two Chief World Systems]]'ında dile getirilmiştir. Açıklama için [[Galileo'nun gemisi]]'ni mecaz olarak kullanmıştır.
 
=== Özel görelilikte ===
Einstein, görelik teorisin ‘’ teoriler prensibi’’ adı verilen bir sınıfa ait olduğun belirtti. Analitik bir yöntem kullanılır. Bunun anlamı bu teoriyi oluşturan unsurlar hipoteze bağlı değildir ama deneysel keşfe bağlıdır. Deneysel keşif doğa süreçlerin genel özelliklerini anlamaya yol açar. Matematiksel modeller daha sonra gözlenen doğa süreçleri açıklamak için geliştirilmiştir. Bu nedenle analitik araçlarla sahip olunması gereken gerekli koşullar saptanır. Ayrı olayların bu şartları karşılaması gerekir. Deneyim sonuçlara uygun olmalıdır.
 
3 uzay ve 1 zamanın oluşturduğu uzay-zamanda yaşıyoruz.
Özel görelilik teoremi ve genel görelilik kuramı birbirine bağlanır. Aşağıda belirtildiği gibi özel görelilik kuramı yerçekimi hariç tüm fiziksel olaylara uygulanır. Genel teori yerçekimi kanunu ve diğer doğa güçlerine olan ilişkisini sağlar.
 
Zaman boyutu ve akışı hareketli cisimlerin hızına bağlıdır.
==Özel görelilik==
 
Kütle hareketli cisimlerin hızına bağlıdır.
Özel görelilik [[uzay zamanı]] yapısının bir teorisidir. Özel görelilik [[klasik mekaniğin]] çelişkili olan iki önermesine dayanmaktadır.
 
Cismin hareket doğrultusundaki boyu cisimin hızına bağlıdır.
#Fizik kanunları bir diğerine göre tek biçimli bir hareketle tüm gözlemciler için aynıdır.
#Bir boşlukta ışık kaynağının hareketi ya da bunların birbirine göre hareketi ne olursa olsun ışık hızı tüm gözlemciler için aynıdır.
 
4 boyutlu evrende “aynı andalık kavramı mutlak değildir, görelilidir, yani aynı andalık gözlemciden gözlemciye değişir.
Elde edilen teori deneyde klasik mekanikten daha iyi sonuçlar veriyor. Örneğin, varsayım 2, [[Michelson-Morley deneyinin]] sonuçlarını açıklar. Ayrıca teori pek çok şaşırtıcı ve beklenenin aksine sonuçlara sahiptir. Bunlar:
*[[Eş zamanlı görelilik]]: Eğer gözlemciler bağıl hareketli ise Bir gözlemci için Eş zamanlı ii olay Başka bir gözlemci için aynı anda olmayabilir.
*[[Zaman genişlemesi]]: Hareketli [[saatler]] bir gözlemcinin durağan saatinden daha yavaşken ölçülür.
*[[Bağıl kütle]]
*[[Uzunluk daralmas]]: Nesneler gözlemciye göre hareket ediyorsa, nesnelerin kısaltılması ölçülür
*[[Kütle enerji Denkliği]]: E= em, enerji ve kütle eşitlenebilir ve dönüşebilir
*[[Sonlu maksimum hız]]: Hiçbir fiziksel nesne mesaj ya da çizgi ışığın boşluktaki hızından daha hızlı olamaz.
 
Işık hızı en üst hızdır.
==Genel görelilik==
 
'''Öngörüleri'''
Genel görelilik, 1907-1915 yılları arsında Einstein tarafından geliştirilen bir yerçekimi teorisidir. Genel Göreliliğin geliştirilmesi denklik ilkesiyle başladı bu sonuç serbest düşmenin eylemsizlik hareketi olduğunu söyler. Bir nesne [[serbest düşüş]] yaptığında ona uygulanan bir [[kuvvet]] olmamasına rağmen düşer, bu klasik mekanikte olduğu gibi [[yerçekimi]] kuvvetinden kaynaklanır. Bu klasik mekanik ve [[özel görelilik]] ile uyumsuzdur, çünkü bu teorilerde eylemsizlik hareketli nesnelere birbirine göre hızlandırmıyorlar ama nesneler serbest düşüş halindeler. Einstein bu problemi çözmek için uzay zamanına eğmeyi önerdi. 1915 yılında Einstein kütle, enerji ve momentumla birlikte uzay zamanı eğriliğini içeren alan denklemlerine geliştirdi.
 
-Cisimler hızlandıkça zaman cisim için daha yavaş akmaya başlayacaktır.
Genel görelilik sonuçlarından bazıları şunlardır:
 
-Cisimler hızlandıkça kinetik enerjilerinin bir kısmı kütleye dönuşür, durağan kütleye sahip cisimler hiçbir zaman ışık hızına erişemeyeceklerdir.(e=mc<sup>2</sup>)
*Saatler derin [[yerçekimsel]] kuyularda daha yavaş çalışır. Buna [[yerçekimsel]] zaman genişlemesi denir.
*Evren genişliyor ve bunun uzak kısımları ışık hızından daha hızlı bir şekilde bizden uzaklaşır.
 
-Cisimler hızlandıkça hareket doğrultusundaki boyları kısalmaya uğrayacaktır.
Teknik olarak genel görelilik, Einstain alan denklemlerin kullanımı olan bir [[yerçekimi]] teorisidir. Alan denklemlerinin çözümlerini nesnelerin eylemsizlik hareketinin nasıl olduğunu ve özel topolojisini tanımlayan metrik transörlerdir.
 
-Özel görelilik, mantığımıza ve sağ duyumuza aykırı bir evren tanımladığından bilimciler 100 yılı aşkın bir süredir bunun doğruluğunu gözleri ile görmek ve bir açık bulmak umudu ile deneyler yapıp durmaktadırlar. Bu öngörülerin pek çoğu 1905'dan günümüze dek defalarca denenmiş ve doğru çıkmıştır:
==Deneysel kanıtlar==
İçlerinde çok hassas atom saatleri taşıyan uçaklar değişik yönlere doğru değişik hızlarla hareket ettirilmiş ve saatlerin kuramın hesaplarına yeterince uygun olarak yavaşladığı/hızlandığı gözlenmiştir.
 
-Zamandaki yavaşlamanın sadece saatte meydana gelmediğini, gerçekte yaşandığının kanıtı ilk olarak nötrino ve mü-mezon deneylerinde ortaya çıkmıştır. Güneşten dünyamıza gelen nötrino ve müonların ışık hızına çok yaklaştıkları (%99.4) için ömürlerinin (yaşam sürelerinin) Dünya'da üretilen durağan olanlara göre çok daha uzun olduğu görülmektedir.
=== Özel görelilik testleri ===
[[Dosya:Michelson-Morley experiment (en).svg|thumb|[[Michelson–Morley deneyinin]] bir diyagramıdır.]]
 
-Parçacık hızlandırıcılarındaki hızlandırma deneylerinde bugüne kadar kütlesi olan hiçbir cisim, atom veya elektron ışık hızına çıkarılamamıştır. Hız arttıkça kütlesi de arttığı için ivmelendirilmesi zorlaşmaktadır.
Tüm çürütülebilir bilimsel teoriler gibi, görelilik deneyle test edebilir tahminler yapar. Özel görelilik durumu; görelilik ilkesini ışık hızının sürekliliğini ve zaman genişlemesini de içerir. Özel görelilik tahminleri Einstain tarafından 1905 yılından beri yayınlanan bildirilerde sayısız testlerle doğrulandı. Ancak 1881 ve 1938 yılları arasında yapılan 3 test doğruluğu için kritikti. Bunlar [[Michelson–Morley ]], [[Kennedy–Thorndike]] ve [[Ives–Stilwell deneyleridir]]. Einstein, 1905 yılında ilk prensiplerden [[Lorentz dönüşümlerini]] türetti.
 
== Kaynakça ==
Maxwell denklemleri klasik elektromanyetizma temeli karakteristik hız ile hareket eden bir ışık gibi tanımlanır. Modern görüş ışığın iletim için ortama gerek olmadığını savunuyor fakat Maxwell ve onun çağdaşları ışık dalgalarının sesin havada yayıldığı gibi bir ortamda yayıldığına inanıyordu. Bu varsayımlar ortama ışık saçan eter denir.Michelson-Morley deneyi eter rüzgarı yani eterin yeryüzüne göre hareketinin ikinci dereceden etkilerini tespit etmek için tasarlanmıştır. Michelson bunu gerçekleştirmek için Michelson interferometre denen bir enstrüman tasarlanmıştır. Cihaz beklenen etkileri saptamak için yeterince doğru oldu ama Michelson ilk kez 1881 yılında yaptığı ve 1887 yılında tekrarladığı deneylerden boş bir sonuç elde etti. Bir eter rüzgarını algılamakta başarısızlık, hayal kırıklığına neden olmasına rağmen, sonuçlar bilimsel topluluk tarafından kabul edildi Eter paradigmasını kurtarmak için bir girişimde Fitzgerald ve Lorentz maddelerin uzunluğunun eter yoluyla harekete göre değiştiğini savunan bir hoc hipotezi yarattı. Bu Fitz Gerald-Lorentz daralmasının kökeni oldu ve onların hipotezi teorik bir temele sahip değildi. Michelson –Morley deneyinin sıfır sonucunun yorumu, ışığın gidiş dönüş seyahat süresinin izotropik olmasıdır Fakat sonuç eter teorisini hesaplama ya da özel görelilik tahminlerini doğrulamak için yeterli değildi.
{{kaynakça}}
 
[[Kategori:Görelilik]]
[[Dosya:Kennedy-Thorndike experiment DE.svg|left|thumb| [[Kennedy–Thorndike deneyi]] girişim saçaklar ile gösterilmektedir.]]
 
Michelson-Morley deneyi ışığın hızının izotropik olduğunu gösterirken, bu hızın büyüklüğünün farklı eylemsiz çevrelerde nasıl değiştiği hakkında hiçbir şey söylemez. Kennedy-Thorndike deneyi bunu yapmak için tasarlanmıştır ve ilk olarak 1932 yılında Roy Kennedy ve Edward Thorndice tarafından yapılmıştır. Onlar boş bir sonuç elde etti ve uzayda güneş sisteminin hızı dünyanın kendi yörüngesindeki hızının yaklaşık yarısı kadar fazla olmadığı sürece hiçbir etkisi olmadığı sonucuna vardılar. Bu olasılığın kabul edilebilir bir açıklama için çok tesadüfi olduğu düşünülüyordu, böylece kendi deneylerinin kendi sıfır sonucundan ışığın gidiş dönüş süresinin tüm eylemsiz referanslar için aynı olduğu sonucuna varılmıştır.
 
Ives-Stilwell deneyi, Herbert Ives ve GR. Stilwell tarafından ilk kez 1938 yılında yapılmış ve 1941 yılında daha iyi doğruluğa sahip bir sonuç elde edilmiştir. Bu Einstein tarafından 1905 yılından tahmin edilen enine Dopler kaymalarının klasik teorinin öngördüklerini karşılaştırmak ve bir Lorentz faktör düzeltmesine bakmaktı.
 
Bu klasik deneyler artan hassasiyetle birçok kez tekrarlandı. Diğer deneyler yüksek hızda göreli enerji ve momentum artışı hareketli parçacıkların zaman genişlemesi ve Lorentz ihlallerinin modern araştırmaları gibi deneyleri içerir.
 
=== Genel görelilik testleri ===
Genel görelilik birçok kez doğrulanmıştır. Diğer testler eşdeğerlik ilkesini doğrulamıştır.
 
==Tarihi==
Özel görelilik tarihi Albert A, Michelson, Hendrik Lorentz; Henri Poincare ve başkaları tarafında bulunan birçok teorik sonuca ve deneysel bulgulara sahiptir. Albert Einstein tarafından önerilen özel görelilik teorisi Max Planc, Hermam Minkowski ve diğerlerinin sonraki çalışmaları sayesinde sonuçlandı. Genel görelilik 1907 ve 1915 yılları arasında Albert Einstein tarafından geliştirilen bir yerçekimi teorisidir. Ayrıca 1915’ten sonra birçok bilim adamı da katkıda bulunmuştur.
 
==Günlük uygulamaları==
Görelik teorisi Küresel konumlama sistemi GPS gibi birçok modern elektronikte kullanılmaktadır.
GPS sistemleri üç bileşenden oluşmaktadır. Bunlar kontrol bileşeni, uzay bileşeni ve kullanıcının bileşenidir. Uzay bileşeni belirli yörüngelere yerleştirilen uydulardan oluşur. Kontrol bileşeni tüm verilerin gönderildiği ir istasyondan oluşur. GPS sisteminde birçok göreli etki meydana gelir. Bileşenlerin her biri farklı bir referans çerçevesinde olduğu için, tüm relavistik etkilerin hesaplanması gerekir böylece GPS hassasiyetle çalışır.
 
GPS sistemi kullanılan saatlerin senkronize edilmesi gerekir. GPS sistemlerinde, Dünya’nın yerçekimsel alanının hesaba alınması gerekir. Uzayda olan uydu için de göreli etkiler vardır GPS sistemleri, Görelilik teorisi nedeniyle böyle hassas çalışmaktadır.
 
==Azınlık görüşler==
Eistein’ın çağdaşları her seferinde yeni teorileri kabul etmezdi. Ancak şimdi görelik teorisi modern fiziğin bir dönüm noktası olarak kabul edilir. Einstein’ın modern anlayış göreliliğin yaratıcısı olduğunun kabul edilmesine rağmen bazıları bunu için diğerlerinin itibar hak ettiğine inanıyorlardı.
 
[[Kategori:Görelilik| Teori]]
[[Kategori:Genel görelilik kuramı| ]]
36.755

düzenleme