Eddington Deneyi İle Genel Görelilik Teorisi Nasıl İspatlandı?

29 Mayıs 1919, bilimde devrim yaratan bir güneş tutulması tarihidir. Bu tutulma, Albert Einstein’ın genel görelilik teorisini test etmesiyle ünlüdür. Bu astronomik olayın fotoğrafları bize garip bir şey gösterdi. Kararma sırasında görünen yıldızlardan birkaçı yanlış yerdeydi. Einstein bunu öngörmüştü. Genel görelilik teorisini kullanarak, bir tutulma sırasında yıldızların gökyüzündeki konumlarının değişeceği ileri sürmüş hatta bu konu üzerine bahse bile girmişti.

Ona göre iki görüntü arasında 1,7 arksaniyelik fark olmalıydı. (1 arksaniye 1 derecenin 3600’de biri kadardır). İşin ilginç yanı, Einstein bu hesaplamayı uzayı gözlemleyerek değil, masa başında denklemler aracılığı ile yapmıştı. Sonrasında da bu fikir Eddington deneyi ile ispat edildi.

Görelilik Teorisinin Kanıtlanması: Eddington Deneyi Nasıl Gerçekleşti?

Einstein o zamanlar fazla bilinmiyordu. 1915’te genel göreliliği önermişti ve bilim camiasının ilgisini yerçekimi hakkında tamamen yeni bir düşünce biçimiyle çekmişti. Ancak hiç kimse teorinin doğru olduğunu deneysel olarak kanıtlayamamıştı. Neyse ki, Einstein’ın teorisinin bir kopyası, Cambridge Gözlemevi’nin yöneticisi ve bir matematik dehası olan Sir Arthur Eddington’ın eline geçti. Eddington, bu teoriyi doğru bir şekilde anlayabilecek matematik becerisine sahip birkaç İngiliz astronomundan biriydi.

Genel Görelilik’le tanışmasının ardından hızlı bir şekilde İngiltere’de göreliliği savunanların başında geldi. Kendisi bunu kanıtlayabileceğini düşündü. Sonrasında da göreliliği test etmek için Kraliyet Astronomu Sir Frank Watson Dyson ile birlikte çalışmaya başladı.

Einstein, 1915 yılında yayımladığı Genel Görelilik Teorisi’nde, büyük bir cismin oluşturduğu kütleçekimi kuvveti (uzay-zaman bükülmesi) nedeniyle bu cismin yakınına yaklaşan ışığın yolunun sapacağını, diğer bir deyişle büküleceğini belirtir.

Tam Güneş tutulması esnasında çekilen ve arka plandaki yıldızları gösteren bir fotoğraf, aynı bölgede daha önce çekilen bir fotoğrafın kıyaslanması sonucunda, Güneşe yakın bölgedeki yıldızların konumlarındaki sapmalar, Einstein’in önermesinin ispatı olabilirdi.

Bir tutulmayı fotoğraflamanın ne kadar zor olabileceğinin farkında olan Eddington ve Dyson, iki keşif gezisi planladı. Arthur Stanley Eddington rehberliğindeki bir grup araştırmacı güneş tutulmasını gözlemlemek için Afrika’nın güneyinde doğru yol aldı. Bu esnada, bir başka grup ise, Brezilya’ya doğru İngiltere’den yola çıkmışlardı. Ölçümler yapıldı. Sonrasında da bilim dünyası nefesleri tutup gelecek haberi beklemeye başladı.

İngiliz astrofizikçi Sir Arthur Eddington’ın -Frank Watson Dyson’ın da desteğiyle- 20.yüzyılın başlarında yerçekimi nedeniyle ışığın bükülmesini gözlemsel olarak teyit etmesi, bugün Einstein’ın teorisinin fiziğin en temel yasalarından birisi olarak anılmasında büyük bir rol oynamıştı. 

Genel Görelilik Teorisi’ni kanıtlayan ilk isim: Arthur Stanley Eddington

O günkü koşullar altında bu bekleyiş aylarca sürdü. Ancak sonucunda 6 Kasım’da Eddington ve Dyson, İngiltere’deki Royal Society ve Royal Astronomical Society’nin ortak toplantısında sonuçlarını gösterdiler. Eddington, Brezilya  ve Afrika’dan alınan yıldız görüntülerini analiz ederek, fotoğraflarda belirlenen yıldız pozisyonlarının arasındaki farkları 1,61 ve 1,98 arksaniye olarak açıkladı. Cisimlerin uzay-zamanı büktüğü iddiası gerçekti. Diğer bir deyişle Newton’un  “uzay  statiktir” düşüncesi geçerliliğini yitirmişti.

genel görelilik teorisi,
Görelilik teorisine göre uzay ve zaman bir bütündür ve kauçuk bir örtü gibi davranır. Kütleçekim nesnelerin kütlesine göre bu örtüyü gerer ve deforme eder. Kütleçekim dalgaları özellikle karadeliklerden ve kendi etrafında hızla dönen çok yoğun yıldızlar olan pulsarlardan yayılır. Einstein’ın genel görelilik kuramı günümüzde evreni modellemek için kullanılır.

Einstein’ın genel görelilik teorisi, yalnızca Dünya’nın ve güneş sistemimizdeki diğer gezegenlerin hareketini açıklamakla kalmaz. Modern kozmolojimizde, kara deliklerin etrafındaki gibi, eğri uzayın uç örneklerini de açıklar. Ve bir bütün olarak evrenin tarihini ve genişlemesini tanımlamaya yardımcı olur.

Einstein’ın genel görelilik kuramı, modern fiziğin teme­lini değiştirdi. Einstein belki de farkında olmadan bir devrim yapmıştı. Bu devrim ve tetikledikleri ile devamında gelen hiçbir şey artık eskisi gibi olmayacaktı. 1919 tam güneş tutulmasından bu yana, Einstein’ın görelilik teorisi birçok farklı şekilde tekrar tekrar kanıtlandı. Ancak Arthur Stanley Eddington olmasaydı Einstein’ın bu teoriyi doğrulama yolunda bir hayli yalnız kalacağı ortadaydı.



Kaynaklar ve İleri Okumalar:

  • How The 1919 Solar Eclipse Made Einstein The World’s Most Famous Scientist. Yayınlanma tarihi: 24 Mayıs 2019; Bağlantı: https://www.discovermagazine.com/
  • The solar eclipse that proved Einstein right; Yayınlanma tarihi: 29 Mayıs 2021; Bağlantı: https://earthsky.org/

Dip Not:

Matematiksel, 2015 yılından beri yayında olan ve Türkiye’de matematiğe karşı duyulan önyargıyı azaltmak ve ilgiyi arttırmak amacıyla kurulmuş bir platformdur. Sitemizde, öncelikli olarak matematik ile ilgili yazılar yer almaktadır. Ancak bilimin bütünsel yapısı itibari ile diğer bilim dalları ile ilgili konular da ilerleyen yıllarda sitemize dahil edilmiştir. Bu sitenin tek kazancı sizlere göstermek zorunda kaldığımız reklamlardır. Yüksek okunurluk düzeyine sahip bir web sitesi barındırmak ne yazık ki günümüzde oldukça masraflıdır. Bu konuda bizi anlayacağınızı umuyoruz. Ayrıca yazımızı paylaşarak da büyümemize destek olabilirsiniz. Matematik ile kalalım, bilim ile kalalım

Matematiksel

Sibel Çağlar

Merhabalar. Matematik öğretmeni olarak başladığım hayatıma 2016 yılında kurduğum matematiksel.org web sitesinde içerikler üreterek devam ediyorum. Matematiğin aydınlık yüzünü paylaşıyorum. Amacım matematiğin hayattan kopuk olmadığını kanıtlamaktı. Devamında ekip arkadaşlarımın da dahil olması ile kocaman bir aile olduk. Amacımıza da kısmen ulaştık. Yolumuz daha uzun ama kesinlikle çok keyifli.
Başa dön tuşu