Göreliliğin Açıklaması
Ne anlama geldiğini çok az insan anlasa da, göreliliği Einstein’ın keşfettiğini tüm dünya bilir. Göreliliğin açıklamasına yönelik sorulardan bunalan Einstein sonunda sekreterine şöyle demişti: “Güzel bir kızla parktaki bir bankta otururken bir saat bir dakika gibi geçer, ama sıcak bir sobanın üstünde oturduğunda bir dakika bir saat gibi gelir.”
Burada ancak Einstein’ın uzay ve zaman konusundaki temel bazı çıkarımlarına yer verebiliriz. Einstein, Newton’un tüm gökcisimlerinin hareketini açıklamaya yönelik evrensel bir referans çerçevesi olan “mutlak uzay” varsayımını, deneysel doğrulamadan yoksun olduğu için reddediyordu. Onun yerine hareket eden bir cismin uzaydaki konumunun, belli bir koordinatlar sistemine göre belirlenmesi gerektiğini ve bunu elektromanyetik ışınım için de geçerli olması gerektiğini ileri sürdü.
Öte yandan gözlemcinin hareketi ne olursa olsun, ışığın sabit bir hızla (saniyede 300 milyon metreden biraz az) ilerlediği de ölçülmüştü. Evrensel bir referans sistemi olmadan, bunun hiçbir anlamı yok gibi görünüyordu; tabii mutlak zamanda reddedilmediği sürece. Onun yerine Einstein ışık hızının tüm koordinat sistemlerinde, yayıcı ya da alıcının hareketinden bağımsız şekilde aynı olduğunu ileri sürdü; ne kadar hızlı hareket edilirse edilsin, ışık asla yakalanamazdı. Böylece özel görelilik teorisi 1905’te mutlak olanın yerine göreliliği ve uzay-zamanı getirdi.
Özel Görelilik
Özel görelilik sabit hızlı hareket eden gökcisimleri için geçerlidir, ivmeli olanlar için değil. Bu yüzden de kütleçekimi göz önüne almaz. 1916’ya gelindiğinde Einstein kütleçekimi de hesaba katmış ve genel göreliliği ortaya atmıştı. Kütleçekim ile ivmenin, bir anlamda birbirine denk olduklarını fark etmişti. Kütleçekimi yaratan şey, Newton’un fiziksel temas olmaksızın belli bir mesafeden etki eden gizemli kuvvet değil, uzayın, daha doğrusu uzay-zamanın bükülmesiydi. Madde uzaya nasıl büküleceğini, uzay ise maddeye nasıl hareket edeceğini söylüyordu; işte Einstein’ın genel görelilik teorisinin son derece basitleştirilmiş bir ifadesi.
Genel göreliliğin test edilişi. Bu teorinin öngörüleri pek çok kez, gitgide artan doğruluk dereceleriyle test edildi. Gerçekten de Küresel Konumlama Sistemi genel göreliliği temel alarak işler. Söz konusu testlerin ilki ve en ünlüsü 1919’da gerçekleşti. Güneş tutulması sayesinde gökbilimciler, yıldız ışığının Güneş’in kütleçekimiyle, göreliliğin öngördüğü açıda bükülüp bükülmediğini ölçebildiler. (Deneyin başarısı Einstein2ı neredeyse bir gecede ünlü yaptı.) 1971’de, sezyum-ışınlı atom saatleri ticari uçuşlara eşlik etti ve önce doğuya sonra batıya doğru Dünya’nın çevresini dolaştı.
ABD Deniz Kuvvetleri Gözlemevi’nde bulunan bir atom saatine kıyasla, doğuya giden saatler zaman kaybederken, batıya gidenler zaman kazandı. Bu da göreliliğin “kinematik zaman genişlemesi” öngörüsünü doğruluyordu: İki saat birbirine kıyasla hareketsizse, vakitleri birbirine uyar, hareket halindeler ise uymaz. En son ve doğruluğu en yüksek deney ise NASA’nın 2004’te fırlattığı Kütleçekim Sondası B ile gerçekleştirilen deneydi. Araç göreliliğin öne sürdüğü bir varsayımı test etmek üzere tasarlandı: Dünya uzayda dönerken, uzay zamanı da “sürükler.”