Fizik

Güneş Tutulması Sayesinde Genel Görelilik Teorisi Nasıl İspatlandı?

Yüz yıl önce, Albert Einstein herkesin bildiği bir isim değildi. Onun süper starlığa yükselişi, 29 Mayıs 1919’da, ay ve güneşin güneş tutulması için tam olarak sıraya dizildiği zaman başladı. Bu astronomik olayın fotoğrafları bize garip bir şey gösterdi: Karartma 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.

Bu çılgın fikir kimileri tarafından zırvalık olarak nitelendirilse de onu ciddiye alanlar oldu ve iddianın doğruluğunu test edebilmek adına güneş tutulması zamanını beklemeye karar verdiler. Neyse ki fazla beklemelerine gerek kalmadı. 29 Mayıs 1919’da 20. yüzyılda gerçekleşecek en uzun süreli tutulma olacaktı. Tam Güneş tutulması esnasında çekilecek  olan ve arka plandaki yıldızları gösterecek bir fotoğraf, aynı bölgede daha önce çekilen veya çekilecek olan bir fotoğrafla  kıyaslandığında, Güneşe yakın bölgedeki yıldızların konumlarında belirlenebilecek sapmalar, Einstein’in önermesinin ispatı olabilirdi.

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.

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

Neyse ki, Einstein’ın teorisinin bir kopyası, Cambridge Gözlemevi’nin yöneticisi ve bir matematik dehası olan Sir Arthur Eddington’ın eline geçti.  Kendisi Einstein’a inandı ve göreliliği test etmek için Kraliyet Astronomu Sir Frank Watson Dyson ile birlikte çalışmaya başladı. 1919 yılının Mayıs ayıydı. Sir Arthur Stanley Eddington rehberliğindeki bir grup araştırmacı güneş tutulmasını gözlemlemek için Afrika’nın güneyinde doğru yol alırken, Charles Rundle Davidson rehberliğindeki bir başka grup ise, Brezilya’ya doğru İngiltere’den yola çıkmışlardı. Bu iş için olası olumsuz hava koşulları nedeniyle iki farklı bölgede çekim yapacak, iki ekip hazırlandı. Bir ekip Brezilya’nın yolunu tutarken, diğeri de Afrika’ya doğru yol aldı. Ölçümler yapıldı ve 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. 

O günkü koşullar altında aylar süren bu bekleyiş, sonucunda Eddington, Brezilya  ve  Afrika’dan  alınan  yıldız  görüntülerini  analiz  ederek, fotoğraflarda  belirlenen yıldız pozisyonlarının arasındaki farkları 1,61 ve 1,98 arksaniye olarak açıklamasıyla sonlandı. Cisimlerin uzay-zamanı büktüğü iddiası gerçekti. Newton’un  “uzay  statiktir” düşüncesi  geçerliliğini  yitirmişti.

Matematiğin fiziğe yaptığı bu katkı o yıllarda birçok bilim dalını da etkiledi. Herkes devamında matematik kullanarak dünyayı keşfetmenin büyüsüne kapıldı. Bu durum sadece fizikçileri değil, ekonomistleri bile etkiledi zamanla. Sonuçta üretim, tüketim, harcama hepsi sayılarla ifade edilen değerlerdi. 20. yüzyılın ikinci yarısından itibaren matematiksel modeller birçok bilimde kullanılmaya başlandı.

Einstein’ın genel görelilik kuramı, karadeliklerin davranışından gezegen yörüngelerinin hesaplanma­sına, kütleçekimsel mercek etkisinden Büyük Patlama olayına, karanlık madde ölçümlerinden genişleyen evren modellerine kadar pek çok farklı alanda son de­rece başarılı sonuçlar verdi ve modern fiziğin teme­lini değiştirdi. Ancak Einstein belki de farkında olmadan bir devrim yapmıştı aslında, bu bilişsel devrim ve tetikledikleri ile devamında gelen hiçbir şey artık eskisi gibi olmayacaktı.

Kaynaklar ve İleri Okumalar: How The 1919 Solar Eclipse Made Einstein The World’s Most Famous Scientist; https://www.discovermagazine.com/

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.

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Başa dön tuşu