uzay zaman bükülmesi

1. bu başlık aklıma Kara Şövalye üçlemesi ve 2010 tarihli Başlangıç (Inception) filmlerinden tanıdığımız İngiliz film yönetmeni ve senarist Christopher Nolan’ın yönettiği Interstellar filmini getirdi. Film, kara delikler, zaman yolculuğu ve solucandelikleri konusunu işleyen en gerçekçi bilimkurgu filmi olarak kabul ediliyor. filmin danışmanı da ünlü teorik fizikçi Kip Thorne. uzay zaman bükülmesinin en basite indirgenmiş hali ile anlatımı için izlenmeye değer.

2. Newton yasalarına göre zaman, mutlak bir büyüklüktü. Uzaydan farklıydı. Einstein da bu farklı sanılan kavramları birleştirerek uzay zamanı kavramını çıkardı.

Newtona göre zaman akışı hiç zaman değişmiyordu. Herkes her şeyi aynı ölçüyordu. Fakat Einstein görelilik adını verdiğimiz olayla bu düşünceyi yıkmayı başardı. Yani Einsteine göre farklı gözlemciler aynı nesneleri farklı ölçebiliyor. Örnekle açıklamak gerekirse; iki farklı gözlemci düşünelim önlerinde uzun bir bina var. Bu gözlemcilerden biri binaya yakınken diğeri binadan daha uzakta. Yakın olan gözlemci binayı onlarca metre görürken uzak olan gözlemci binayı sadece bir kaç santimetre olarak görür. Tam olarak görelilik bu.

Klasik mekanikte, Öklid uzayı kullanımı, uzayzamanı kendine mal etmek yerine, zamanı gözlemcinin hareket durumundan bağımsız olarak evrensel ve değişmez gibi kabul edip ele alır. Göreliliğe dayalı bağlamda ise zaman, uzayın üç boyutundan ayrı olarak düşünülemez; çünkü bir cismin vektörel hızı, ışığın hızı ve bir de güçlü kütle çekimsel alanların gücü ile ilişkilidir. Bu kütle çekimsel alanlar zamanın ilerleyişini yavaşlatabilir ve bir o kadar da gözlemcinin hareket durumuna bağlıdır. Bu nedenle de evrensel değildir.

Evrensel dediğimiz, bir olgunun evrenin her köşesinde doğru ve değişmez olmasıdır. Ancak Albert Einstein'ın kurduğu Görelilik Kuramı'na göre zaman evrenin her köşesinde aynı değildir ve gözlemciye göre değişir, görecelidir. Örneğin, kütle uzayzamanda eğrilikler yaratır. Burada zaman bükülür ve zaman bu eğride bulunan bir gözlemciye göre, dışarıda duran bir başka gözlemciye olandan daha yavaş akar. İşte burada zaman evrensel değildir.

einstein durumu şöyle açıklar:

yatağınızın üzerine serdiğiniz çarşafın iki boyutlu yüzeyi uzay-zaman olsun. avucunuzdaki çeşitli ağırlıktaki misketleri gelişigüzel serpiştirin yatağın üzerine. her misket kendi ağırlığı kadar bükecektir uzay-zamanı. Einstein, zamanı uzayın dokusuna örülmüş bir halde düşünmüştür. (bir kağıt üzerine çizdiğiniz bir nokta sıfır boyutlu olacak, kağıt üzerinde çizdiğiniz iki noktayı birleştirir iseniz bu tek boyutlu, kağıt üzerinde sadece bir yüzü gözükecek şekilde bir şekil çizer iseniz -mesela kare- iki boyutlu olacaktır.)

Basit bir örnekle açıklamak gerekirse; elimizde bir taş var önümüzdeki göle taşı bırakıyoruz gölde dalgalanmalar olur. Dalgalanmaya sebep olan şey isen taşın kendisidir.

şimdi elimizde 1cm çapında sonsuza yakın kütleye sahip bir misket olduğunu düşünelim. yatağın üzerinde oluşturacağı bükülme öyle yüksek olacaktır ki çarşafı delecektir. gerçek üç boyutlu bir uzayda bu delik çarşaf üzerinde başka bir noktaya açılan bir kapı işlevi görebilir.İşte zaman da bu şekilde demir bilye ile simgelediğimiz kütle yardımıyla bükülebilir. Kütlenin artışı, bu kütlenin uzay-zaman düzlemini büküşünü arttırır. Kütle arttıkça göçük de artar. Eğer kütle ölçülemeyecek boyutlarda aşırı büyük olursa uzay-zaman düzlemi ışığı bile hapsedecek kadar göçecektir. İşte bu göçük kara delik olarak adlandırılır.

Işığın kütle çekimden nasıl etkilendiği ile ilgili açıklama gerçekte çok karışıktır. Çünkü, ışığı oluşturan foton isimli parçacığın bir kütlesi yoktur. Kütlesi olmayan bir parçacığın ise kütle çekiminden etkilenmesini mantıken bekleyemeyiz. Fakat, görünür gerçek; ışığın da kütle çekiminden etkilendiği yönünde.

Fotonlar durgun halde iken kütlesizdir. Ancak, hareket halinde iken yüksek hızlarından dolayı bir kinetik enerjiye sahip olurlar. Einstein’ın Görelilik Kuramı sayesinde enerji ile maddenin aynı şey olduğunu bildiğimize göre, kinetik enerjiye sahip olan fotonun hareket halindeyken ölçülebilir küçük bir kütlesinin olması gerekir. Yani, fotonlar (ışık) kütle çekiminden etkilenir.

hareket hızınız ne kadar fazla ise, çevrenizdeki gökcisimlerinin kütle çekiminden o kadar az etkilenir ve o kadar düz bir doğrultuda hareket edersiniz. Ancak, evrendeki en yüksek hız ışık hızı olduğu için, her cisim kütle çekiminden öyle ya da böyle etkilenecek ve asla düz bir doğrultuda (yeterince uzun mesafeler için) hareket edemeyecektir.

Einstein’ın “eğri uzay-zaman” dediği olgu, en basit ifadeyle budur. Kütle çekim nedeniyle uzayda düz bir doğrultuda yolculuk yapabilmek, ışık dahil her madde için yeterince büyük uzaklıklar söz konusu ise pratikte mümkün değildir.

Eğer ekran, gözünüze 30 cm uzakta ise bu kelimeleri, saniyenin milyarda 4'ü kadar önceki halleriyle görürsünüz. Ay'a bakarsanız, onu 1,5 saniye önceki haliyle görürsünüz. Güneş'i 8 dakika önceki haliyle, çıplak gözle görülebilen yıldızları ise birkaç yıl ila 10.000 yıl önceki halleriyle görürsünüz. (link: https://www.kozmikanafor.com/egri-uzay-zaman/ Kaynak)

Edit, boyut bilgisini yanlış vermişim kimse e uyarmıyor.