Galileo Görelilik Prensibi

0
1047
galileo görelilik prensibi

Bu yazımda kısaca Galileo görelilik prensibi hakkında bahsetmek istiyorum. Hareketlerin, nedenleri ile bağlantılı olarak incelenmesi, mekaniğin konusudur. Mekaniği biçimsel bir açıklamasında, hareketleri nedenlerine değinmeden tanımlamak (yani kinematik) ister istemez, dina­miğin yetki alanına giren her tür açıkla­ma girişiminden önce gelir.

Ama bu biçimsel açıklama kademeli bir biçimlendirmenin sonucudur; bu bi­çimlendirmenin hareket noktalanndan biri, kuşkusuz insanın vücut hareketle­rini duyumu olmuştur ve bu duyum da doğal olarak dinamik niteliklidir. Bu bakımdan saf kinematik betimleme­nin dinamik kavramların hazırlanma­sından önce gelmemesi akla yakındır, aslında bu iki kavram bir arada bulunur. Kuvvet kavramı giderek daha çok netlik kazanırken, hareketin betimlenmesi, ar­tan bir kesinlik ve titizlikle tanımlanan cisimler üzerinde duruyordu.

Böylece, biçim değiştirmeyen, yani rastgele iki noktası arasında değişmez bir uzaklığı koruyan katı kavramı ortaya çıktı. Bu durumda kinematik, cismi kendi üzerinde dönme olanağın­dan kurtarmak için maddesel nokta ile ilgilenmek zorunda kaldı. Bu mad­desel nokta için bir yörünge ve bir hız tanımlanabilir: üç boyutlu uzayımızda, maddesel noktanın konumu her an üç eksenli bir sistemdeki (yani koordinat sistemi) üç koordinatıyla tanımlanır.

Sonuç olarak, maddesel bir noktanın hareketinin betimlenmesi, konumunu tanımlamak için seçilen koordinat siste­mine bağlıdır. Özellikle, göreli hareket halindeki koordinat sistemlerinde, maddesel noktanın yörüngesi ve hızı farklıdır: bir sinek bir uçağın içinde uçuyorsa, bunun yere göre hızı, uçağa göre hızından çok farklıdır.

Koordinat sisteminin bu temel rolü­nü, XVII. yy’n başında Galileo, aydınlı­ğa kavuşturmuş ve göreli hareket ha­lindeki koordinat sistemlerini inceleme­ye başlamıştır. Bu incelemenin, Kopernik modelinin astronomide ortaya koy­duğu problemlere nasıl bağlı olduğu kolayca anlaşılabilir: Dünya, Güneş çevresinde yer değiştirirken, Ay, Dün­ya çevresinde nasıl yer değiştirmekte­dir? 50 yıl sonra, Newton klasik meka­nik kuramını tamamlarken de, gezegenlerin hareketi hâlâ birinci plandaydı.

galileo görelilik

Galileo Göreliliği

Galileo Galilei (1564-1642) sadece modern fiziğin babası değil, aynı zamanda, deneyin belirleyici rolüne herkesten önce dikkati çeken, Kopernik siste­minin inançlı bir taraftan olan ve bunu kanıtlayıcı tezler ortaya koymaya çalışmış bir astro­nomdur. Kendi geliştirdiği gök dürbünüyle bu tür kanıtlar elde etmiş, ama bunları, mekanik ve genel fizik yasaları alanında da aramıştır. Dünya ve Güneş için aynı yasaları ortaya koyan bu girişimi, devrimci niteliktedir ve Kilise ile anlaşmazlıklarının da başlangıcını oluşturmuştur.

Oysa, Dünya’nın yer değiş­tirmesine karşı ortaya atılan en önemli iddia, Dünya’nın hareket etmesi durumunda cisimlerin onu izleyemeyeceği olgusuydu: ne Ay, ne atmosfer, ne kuşlar, ne de insanlar, Dünya üzerinde kalabilirdi.

Jüpiter’in dört uydusunu gök dürbünüyle keşfettiğinde, Galileo’nin duyduğu büyük sevinç çok iyi anlaşılmaktadır: bir ge­zegeni izleyen bir değil, tam dört ay vardı ve kimse, bunların hareket ettiğini inkar edemezdi. Galiei, bu durumda Dünya’nın kımıldamadığının hissedilmesi olayına görelilik ilkesiyle cevap veriyordu: hız hissedilmez.

Bir gemi ve kıyı.

Einstein savlarını açıklamak için genellikle trenleri ve gar pe­ronlarını kullandı. Galileo ise, aynı konuda gemi ve kıyı örneğini kullanmakla yetindi.

Hareket etmeyen bir geminin direğinin tepesinden bir cisim bırakılırsa, bu doğruca direğin dibine düşer. Peki, gemi ilerlerse ne olur? Cisim düşerken direğin dibi yer değiştirirse ne olur? Galileo, cismin gene direğin dibine düşeceğini söyler. Başka bir deyişle, kıyıdan bakıldığında, düşen cisim, gemiyle birlikte ilerler. Ama gemiden bakıldı­ğında, gemi ister hareketsiz olsun, ister düzgün doğrusal, yanı sabit bir hızda hareket etsin, cismin hareketi tümüyle aynı olacaktır. Dahası, geminin içinde yapılan hiçbir deney geminin hareketsiz mi olduğunu, yoksa düzgün doğrusal bir hareket mi yaptığını bilmemize imkân vermez. Şüphesiz, hızının, ister büyüklük bakımından (yavaşlama veya hızlanma), ister doğrultu bakımından (dönme) olsun, değiştiği bilinebilir. Ama, ancak hız de­ğişimleri hissedilebilir, hızın kendi değil.

Başka bir deyişle, birbirlerine göre düzgün ötelenme hareketi yapan iki koordinat sisteminde, fizik yasaları aynıdır. Oysa, bir cisim birinci koordinat sistemine göre hareketsiz olsa da, İkinciye göre düzgün bir hareket yap­maktadır: bu durumda hare­ketsizlik, düzgün hareketten farklı yapıda değildir. Hareketsizlik, bir koordinat sisteminde görelidir; hareketsizliğin dikkat çekici bir durumunu tanımlayacağı (ve bundan faydalanılarak hızın hissedileceği mutlak koordinat sistemi yoktur.

Hızların bileşimi

Albert Einstein kendi göreliliğini bulduğuna göre, Galileo’nin gö­reliliğinde bazı şeylerin yanlış olduğu kuşkusuna kapılabiliriz. Ama, yukarıda ortaya konan görelilik ilkesi evrensel bir geçerliliğe sahiptir. Bazı özel ko­şullarda evrensel geçerliliğini kaybetmesi, bu göreliliğin, hızların bileşimine dayanarak yapılan yorumundan kaynaklanır.

Hareket halinde bir otomobilin içinde uçan bir sinek bulunduğunu varsayalım. Sineğin yola göre hızı, arabaya göre hızıyla arabanın yola göre hızının toplamına eşittir. Galileo’nin ileri sürdüğü hızların bileşimi ilkesi budur ve söz ko­nusu hızlar, ışık hızı (300000 km/sn) yanında çok küçük kaldığı sürece, bir sorun yoktur. Ama tersi durumda her şey değişir: çünkü ışığın arabaya göre hızı, arabanın hızı ne olursa olsun, yola göre hızıyla aynıdır.

İşte Einstein, bu çelişkiyi bir açıklığa kavuşturacaktır. Ve o bizi, görelilik ilkesini değil, hızların bileşimini tartışmaya yöneltecektir.

İlginizi çekebilecek diğer yazılar:

Paylaşır mısınız?
Önceki İçerikNano Gıda ve Nano Gıda Kullanım Alanları
Sonraki İçerikVektörlerin Özellikleri
Oğuzhan Mallı
Merhaba Ben Oğuzhan Mallı Mühendis Beyinler sitesinin editörüyüm, Bir süre Karadeniz Teknik Üniversitesinde Elektrik ve Elektronik mühendisliği okuduktan sonra, yurtdışında eğitimime devam etmekteyim. Advanced seviyesinde İngilizce ve Rusça bilmekteyim. Yazılarımda yaptıklarımla, düşüncelerimle ilgili pek çok şey bulabilirsiniz. Yorumlarınız, düşünce ve tavsiyeleriniz benim için çok önemli. Yalnızca “Merhaba, buralardaydım.” demek için dahi olsa vakit ayırıp bıraktığınız her bir yorum için çok teşekkür ederim. Bütün yorumlara cevap vermeye çalışıyorum.

Düşünceleriniz Nedir?