FİZİK

Görelilik Teorisi Günlük Hayatımızda Karşımıza Nerede Çıkar?

Albert Einstein, 1905 yılında Görelilik teorisini geliştirdi. Bu çığır açan düşünce de beraberinde çevremizdeki dünyayı düşünme ve algılama biçimimizi şekillendirdi.

Peki ama günlük hayatımızda gerçekleşen olaylarda görelilik teorisi etkilerini nasıl hissettirir? Bunu anlatmaya geçmeden önce bazı açıklamaların yapılması gerekiyor…

Özel görelilik teorisi, fizik yasalarının, evrende durağan veya hareketli olmayan bir nesneye veya gözlemciye göre eşit davrandığını temel alır. Bir boşlukta, ışık hızı birçok gözlemciden bağımsız olarak sabittir. Fakat bir sorun vardı, peki ya ivmelenme ve yerçekimi?

Einstein, 10 yılını teoriye ivmelenmeyi katmaya çalışarak geçirdi ve 1915’te genel görelilik teorisini yayınladı. Teorisinde, büyük nesnelerin yerçekimi olarak hissedilen uzay-zamanda, ivmelenmenin bir çarpıma neden olduğuna karar verdi.

Bu özel ve genel görelilik teorileri toplu olarak “Görelilik Teorisi” olarak isimlendirilir. Teori karmaşık gibi gözükse de aslında son derece basittir.

1-  İlk olarak, “mutlak” bir referans yoktur, dolayısıyla görelidir. Bir nesnenin hızını, momentumunu veya geçiş zamanını her ölçtüğünüzde, daima başka bir şeyle ilişkilidir.

2- Işığın hızı, hareket halinde olsun ya da olmasın sabittir.

3- Hiçbir şey ışıktan daha hızlı değildir.

Bu temel bilgini eşliğinde görelilik teorisinin günlük hayatımızdaki etkilerini öğrenmeye başlayabiliriz.

Gündelik Yaşantımızda Görelilik Teorisi

1. Küresel konumlandırma sistemi (GPS)

Görelilik Teorisi

Navigasyon aletlerinin bağlı olduğu uydular konumunuzu belirlerken görelilik etkisini hesaba katarlar. Eğer GPS görelilik etkisini hesaplamasaydı bugün 0.8 km uzaklıkta olan petrol istasyonu sadece 1 gün sonra 8 km uzaklıkta gösteriliyor olurdu.

Yaklaşık ışık hızında hareket etmese de, GPS uyduları oldukça hızlı ilerler. (yaklaşık 10.000 km/s). Aynı zamanda, yerçekimi üzerinde daha büyük bir etkisi olan Dünya yüzeyine, sinyaller gönderirler. Bu, her gün yaklaşık 4 mikrosaniye ekleyerek algılanamayan göreceli bir zaman genişlemesine neden olur ve bu süre yerçekiminin etkisi ile 7 mikrosaniyeye kadar çıkabilir.

2- Metaller Parlak Görülür

altın

Birçok metal atomlardaki elektronlar değişik enerji seviyelerinden veya orbitallerden atladığı için parlak görünürler. Metale çarpan çoğu proton emilir ve daha uzun dalga boylarında yayılır. Böylece en görünür olan ışık en fazla yansıtılan ışıktır.

Altın ağır bir atomdur, böylece iç tabakalardaki elektronlar görelilik kütle artışına maruz kalacak kadar hızlı hareket edebilir ve uzunluk daralması meydana gelebilir. Bu onlara daha fazla momentum ve daha kısa yollar sağlar.

Bu elektronlar en dış yörüngedekiler kadar enerjiye sahiptir ve bu nedenle daha uzun dalga boyu emilir ve yansıtılır. Bu, “normal” den daha fazla ışığın absorbe edileceği, yani spektrum ucunun mavi olduğu anlamına gelir. 

Daha fazla bilgi edinmek istiyorsanız buraya tıklayınız

3. Elektromıknatıslar

Manyetizma da görelilik etkisiyle çalışır. Eğer elinize telden bir halka alır ve manyetik alanın içinde hareket ettirirseniz elektrik akımı yaratırsınız. Telin içindeki yüklü parçacıklar değişen manyetik alandan etkilenir ve akım oluştururlar.

Şimdi de telin durduğunu ve mıknatısın hareket ettiğin düşünelim. Bu defa telin içindeki yüklü parçacıklar hareket etmeyecek, manyetik alanın onları etkilememesi gerekiyor. Ancak etki ediyor ve hala akım oluşuyor. Bu bize ayrıcalıklı referansın olmadığını gösterir.

4. Altın kolayca paslanmaz

İzafiyet (Görelilik) teorisi sadece altının cazip rengini etkilemez. Aynı zamanda, altının diğer malzemelerle tepkimeye girme kabiliyetini de etkiler.

Altın en dış katmanında sadece 1 elektron taşır ancak bu durum onu kalsiyum veya lityum gibi kolay tepkimeye giren bir madde yapmaz. Dahası altın elementinde atomlar olması gerekenden ağırdır ve sıkı sıkıya çekirdeğe yaklaşmışlardır.

Bu, elektronların diğer atomlardan etkilenme olasılıklarının daha düşük olması demek ve çekirdeğe yakın olan diğer altın elektronları ile birlik yapmaları daha olasıdır.

5. Cıvanın sıvı olması

Altına benzer biçimde cıva atomları da ağırdırlar ve hızları, kütle artışlarıyla beraber çekirdeğe yakın dururlar. Cıvada atomlar arası bağlar zayıf olduğu için düşük sıcaklıklarda erirler ve cıva gündelik hayatta gördüğümüz sıvı formuna ulaşır.

6. Eski televizyonunuz

televizyon

Birkaç yıl öncesine kadar televizyon ekranları tüplüydü ve içerilerinde katot ışın tüpleri vardı. Bu katot ışın tüpü büyükçe bir mıknatısla fosfor yüzeye elektronları fırlatıyordu. Her bir elektron ekrana çarparak bir piksellik görüntü oluşturuyordu. Elektronlar bu görev için ışık hızının % 30’uyla fırlatılıyordu. Görelilik etkisini hesaplayan üreticiler mıknatıslarını bu kurallara göre tasarladılar.

7- Işık

ışık, Görelilik Teorisi

Isaac Newton, Evren’de mutlak durağanlığın olduğunu öne sürdü. Bu doğruysa, ışık hiç olmamalıdır.

Pomona Koleji’nden Andrew Moore şöyle açıklamıştır:

Sadece manyetizma değil, ışık da olmazdı, çünkü görelilik, elektromanyetik bir alandaki değişikliklerin anlık bir hız yerine hareket etmesini gerektiriyor çünkü eğer görelilik bu şartı yerine getirmezse, elektrik alanlarındaki değişiklikler anında iletilecektir… elektromanyetik dalgalar yerine hem manyetizma hem de ışık gereksiz olurdu.

8. Süpernovalar ve Varoluşumuz

Süpernovalar görelilik etkisinin kuantum etkilerine baskın gelmesi sonucu, dev yıldızların küçük, sert nötron yıldızlarına gelmesine yol açan, yıldızın kendi ağırlığı altında çökmesine yol açan patlamalardır.

Bir süpernovada yıldızın dış katmanı çekirdeğe doğru çökmeye başlar ve dev patlamaya yol açar. Bu sırada demirden daha ağır elementler oluşur. Eğer görelilik olmasaydı dev yıldızlar yaşamlarını beyaz cüceler olarak bitirecekler, asla patlamayacaklardı.

Bizler süpernovaların parçalanmış bedenlerinden yapılmış canlılarız.

9- Nükleer Enerji ve Güneş Işıgı

Göreliliğin bir diğer etkisi nükleer santrallerin çalışmasını sağlayan prensip ve güneşimizin ışıldamasının altında yatan neden olan kütle ve enerjinin birbirine dönüşümüdür. Bir diğer etkisini dev yıldızların ölümü olan süpernova patlamalarında görürüz.

Okumaya devam edelim: Görelilik Kuramı Hakkında Bilmediklerimiz

Kaynak: https://interestingengineering.com/10-ways-can-see-einsteins-theory-relativity-real-life-keyword-theory-relativity

Matematiksel

Paylaşmak Güzeldir

Sibel Çağlar

Kadıköy Anadolu Lisesi, Marmara Üniversitesi, ardından uzun süre özel sektörde matematik öğretmenliği, eğitim koordinatörlüğü diye uzar gider özgeçmişim… Önemli olan katedilen değil, biriktirdiklerimiz ve aktarabildiklerimizdir bizden sonra gelenlere... Eğitim sisteminin içinde bulunduğu çıkmazı yıllarca iliklerimde hissettikten sonra, peki ama ne yapabilirim düşüncesiyle bu web sitesini kurmaya karar verdim. Amacım bilime ilgiyi arttırmak, bilimin özellikle matematiğin zihin açıcı yönünü açığa koymaktı. Yolumuz daha uzun ve zorlu ancak en azından deniyoruz.

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Kapalı