Doğduğunda kafası kocaman ve şişman bir bebek olan Einstein, çocukluğunda çok zor konuşmuştu. 9 yaşına kadar konuşmakta zorlanıyordu. Üniversiteye giriş sınavını da kazanamamıştı. İşte böyle bir bir insan dünya bilim tarihininin en büyük devrimini yaptı.
E=mc² formülü; enerjinin maddeye, maddenin de enerjiye dönüştüğünü ifade eder.Tıkla - Benzer makale: Gökyüzü neden mavidir, gün batımında neden kızarır? İşte ilginç cevabı!
Şimdi bir benzetme yapalım; Eğer gelişmiş bir uzay aracına durmadan yakıt atarsak ışık hızına ulaşacaktır, yakıt atmaya devam edersek, ışık hızını aşamayacağından dolayı; atılan yakıt enerjisi maddeye dönüşecektir.
Güneşten bize gelen ısı ve ışık enerjisi; maddenin enerjiye dönüşmesidir. 2 hidrojen birleşerek bir helyumu oluşturduğunda, kaybedilen kütle; ısı-ışık şeklinde enerjiye dönüşür. Bir atom bombasının patlamasıyla da, madde enerjiye dönüşür. Atomun parçalanarak kendinden küçük iki atoma dönüşmesiyle; başlangıçtaki atom kütle kaybedecektir. Kaybettiği bu kütle de, ısı ve ışık enerjisi olarak dışarı verilecektir. (Yanı sıra; atom çok hızlı olarak çarpıştırırlırsa, madde enerjiye dönüşür.)
Bu formüle göre; kütle ve enerji aslında aynı şey. Enerjiyi sıkıştırıp katılaştırırsak kütleyi elde ederiz. Ve kalemin ucu kadar kütleyi tamamen enerjiye çevirirsek nasıl büyük bir enerjinin ortaya çıkabilceğini bu formül üzerinden anlayabilir.
E=mc2 formülü, enerji ile kütle arasında ilişki kurar. Burada;
M: Kütle
C: Işık Hızı (299.792.458 m/s, Ramı yuvarlarsak ışık hızı saniyede 300 kilo metere eder)
İzafiyet teorisinin ilkelerini birbirlerine zıt, iki yönde ışık enerjisi saçan bir cisim üzerine uygulayarak Einstein, cismin enerji yaydıkça kütlesinin azaldığını ortaya koydu. Kurduğu mantığa devam ederek, cismin kütlesinin, içerdiği enerji miktarının bir ölçüsü olduğu sonucuna vardı. Böylelikle enerji ve kütle arasında bir denklem ortaya çıkardı.
Işık hızı 3x108 metre/saniyedir. Einstein'ın denklemine göre 1 kg kütle 9x1016 joule'lük enerjiye dönüşür. Bir jolue, bir elmayı yerden kaldırıp masaya koymak için gereken enerji kadar küçük bir enerji olarak düşünülebilir. Fakat kilogramlık bir kütlenin enerjiye dönüşmesi çok büyük miktarlarda joule yani büyük bir enerji ortaya çıkarır.
Şimdi de ışık hızına değinelim:
Şimdi şöyle düşünelim; Helikopterlerden birinin hızı 280 km iken diğerini 300'e çıkaralım. Bu defa yavaş gidene göre hızlı giden 20 km/saat (300-280=20) hızla hareket ediyor gibi görünür. İki cismin hızları, bu şekilde izafidir yani görecelidir yani mutlak değildir.
Şimdi de hızı epeyce arttıralım. Yapmadan önce ışığın saniyede 300 km (300 km/sn) hızla ilerlediğini hatırlayalım. Işık hızını örnek verirken marifet ışıkta değil 300 km/sn hızının bütün maddeler için fizik kanunlarını değiştirdiğinde. Şimdi yapacağımızı yapalım: Uçağımızının hızını saniyede 299.980 km olacak (km/sn) şekilde ayarlayalım. Deli gibi uçuyoruz :) Ve yanımızdan hızla bir ışık demetinin geçtiğini düşünelim.
Bize paralel bizden 20 km/sn daha hızlı ilerliyor. Bu durumda ışık hızını 20 km/sn olarak algılayacağımızı mı düşündünüz?
Maalesef böyle değil.
Evet, söz konusu olan IŞIK HIZI ise bu kez böyle olmayacak. Çünkü madde ışık hızına ulaştığında fizik kanunları baştan aşağı değişiyor.
Sizin 80 km ilerlerken yanınızdan 100 km hızla geçen aracın sizden 20 km daha hızlı olması gerekirken, aksine sizden yine 100 km daha hızlı ilerlediğini düşünün, hem de siz 80 km hızla ilerlemeye devam ederken bile. Akıl alır gibi değil! Normalde böyle değilken, maddenin hızı saniyede 300 kilometreye (300 km/sn) ulaşınca kanunlar böyle değişiyor.
Şunu diyebilirsiniz; "O dediğiniz fizik yasaları koşullarında, uzaktan bizi izleyen birisi o zaman beni 80 km hızla ilerlediğimi görüyorsa, 100 km hızla giden aracı 180 km hızla ilerlediğini mi görür? Çünkü benim hızım 80 km ve o bana göre, benden 100 km daha hızlı gidiyor." İşte madde hızının saniyede 300 kilometreyi geçtiği durumda böyle olmuyor. Dışardan bakan birisi yine seni 80 km hızla, diğerini de 100 km hızla ilerlerken görür.
Hızımız ne olursa olsun yine de ışık hızını 300.000 km/sn olarak ölçülüyoruz. Peki neden böyle oluyor?
Bilim adamlarının 40 yılı aşkın bir süre boyunca çözemediği bu soruyu 1905 yılında Albert Einstein yanıtladı. Einstein böyle tuhaf bir durumun açıklamasının zamanda yattığını gördü. Sabit bir hızla ilerlediğine inandığımız zamanın hızı aslında sabit değildi ve zaman cisimlerinin hızına bağlı olarak farklı bir hızla akabiliyordu. Daha somut bir ifadeyle söylersek, 260.000 km/sn hızla, bir uzay taşıtında sadece 10 dk geçirip de dünyaya döndüğünüzde dünyada 20 dk geçmiş oluyor.Yüksek hızlarda hareket eden cisimler için sadece zaman yavaşlamıyor aynı zamanda uzaklıklarda daha kısa ölçülüyor.
Bu durumda, örneğin Odyseus, tarih kitaplarından öğrendiğimiz o ünlü yolculuğunu dünya denizlerinde değilde, sanki ışık hızına yakın süratte seyreden bir uzay gemisinde yapsaydı ne olacaktı biliyor musunuz?
Uzayda 10 yıl süren bir seyahate çıkıp dünyaya geri döndüğünde, 10 sene yaşlanacak belki ama dünyada onun dönüşünü bekleyen Peneloppe bu süre zarfında 15-20 yıl yaşlanacaktı.
Einstein'in ulaştığı bu sonuç, hıza ve konuma göre uzayda farklı zaman dilimleri olduğunu ortaya koyuyordu. Zaman mutlak değildi. İzafiyet Teorisi zamanın mutlaklığı kavramını çöpe atmıştı. Cisimler ışık hızına yaklaştıkça zaman daha ağır ilerliyordu. Böylece uzunluk, genişlik, yükseliğe ek olarak zamanda dördüncü boyut olarak matematikteki yerini aldı.
Einstein'in hareket denklemi zaman geriye döndürüldüğünde de geçerli olabilecekti. Zira fizik kanunlarında, zamanın geriye doğru hareket edemeyeceğini söyleyen bir kural yok. Gerçi insanlar üç boyutta her yöne hareket edebilseler de, zamanda henüz sadece ileri doğru hareket edebiliyorlar. O yüzden zaman tünelinde geçmişe yolculuk henüz bir varsayım olmaktan öteye gidebilmiş değil.
Kütle ve Enerji Korunumu
Yasaları Korunum kanunları fizikteki temel kanunlardır. Bu kanunlar evrende dönüşüme uğrayan niceliklerin toplam miktarının her zaman sabit kaldığını söyler. Fizikte bu niceliklere korunumlu büyüklükler denir. Einstein'dan önce fizikçiler, kütle ve enerjinin birbirinden tamamen farklı, korunumlu iki büyüklük olduğunu düşünmekteydi ve kütle ve enerji birbirinden ayrı korunum yasalarına sahipti.
Einstein kütle ve enerjinin aynı niceliğin iki farklı versiyonu olduğunu gösterdiğinde enerjinin ve kütlenin korunumu yasaları birleştirilerek kütle-enerji korunumu yasası oluşturuldu. Buna göre evrendeki toplam kütle-enerji miktarı sabit kalmak zorundadır fakat kütle ve enerji E=mc² dönüşüm denklemine göre birbirlerine dönüşebilirler. Örneğin evrendeki toplam kütle-enerjiyi korumak için nükleer ve kimyasal reaksiyonlar enerji yayınladığında reaksiyona giren maddelerin kütle kaybetmesi gerekmektedir. (ZERnews)
Tıkla - Benzer makale: Gökyüzü neden mavidir, gün batımında neden kızarır? İşte ilginç cevabı!