Fizik Kuramları - Görelilik

GÖRELİLİK a. Bilginin göreliliğini kabul eden görüş. (Eşanl. izafiyet, rölativite.) —Antropol. Kültürel görelilik, kültürlerin çok çeşitli olmalarını ve batılı bilim anlayışı açısından açıkça akıldışı bir nitelik taşımalarını, farklı kültürlere sahip bireylerin farklı bilgi dünyalarında yaşamalarıyla ve bu bireylerin inanç ve tasarımlarının içinde bulundukları kültürel ortamla ilişkili olmasıyla açıklamaya çalışan düşünce okulu.
—Fiz. Görelilik kuramları, bir karşılaştırma sistemine bağlı büyüklüklerden belli dönüşümlere (her kurama özgü) göre çıkarılan bir karşılaştırma sistemine ilişkin olayları, aynı büyüklükleri ve bu değişmez büyüklükler arasındaki bağıntıları gösteren fizik yasalarını betimlemek için, eşdeğer karşılaştırma sistemlerinin bulunduğunu öne süren kuramlar kümesi. (Eşanl. BAğıllık.) [Bk. ansikl. böl.] —ansikl. Antropol. Kültürel görelilik kuramı, kültürel antropolojinin (ya da kültür-cülük) ABD'Iİ kurucuları ve bu arada özellikle F. Boas, A. Kroeber ve M. Mead tarafından ortaya konuldu. Bu antropologlara göre, bireyi biçimlendiren şey, biyolojik ve psikolojik tümel niteliklerden çok, onun içinde yaşadığı kültürün özgül nitelikleridir. Kültürlerin çeşitliliği nedeniyle, farklı kültürlere sahip bireyler, köklü bir biçimde ayrı ve birbiriyle kıyaslanması mümkün olmayan bilgi evrenleri içinde yetişirler. Kültür bir bütün oluşturur; ve başka kültürlerin garip görünen bazı özellikleri, kendi öz ortamlarında ele alındığında pekâlâ anlaşılıp açıklanabilir. Bu yaklaşımın zorunlu sonucu şudur: kültür evrenleri arasında geçit yoktur, bir kültür evreni olarak hepsi birbirine eşittir; ve bilgi,benimsenen kültürel bakış açısına bağlıdır. Kültürel görelilik kavramı buradan doğar. Bu kuramsal yaklaşım, özellikle E. Sa-pir ve B. VVhorf gibi bazı amerikalı dilbilimci antropologların diller arasındaki an-lambilimsel farklılıklar konusundaki çalışmalarında kendine destek buldu: bu dilbilimci antropologlara göre, sözkonusu farklılıklar, düşünce süreçlerinde de bazı mukabil farklılıklar bulunduğunu gösterir (yani düşünce süreci, dillere ve kültürlere göre değişir). Biyolojinin ve N. Chamsky'den esinlenen (bilgi psikolojisi) ruhdilbilimin etkisiyle, kültürel görelilik giderek daha fazla itiraza uğramaktadır.
—Fiz. Galilei göreliliği. Newton mekaniğinde, birbirine göre düzgün öteleme devinimi yapan iki karşılaştırma sisteminde gerçekleştirilecek iki özdeş deneyin, özdeş sonuçlar verdiği öne sürülür: örneğin, bir bilardo vuruşu, hem karada, hem de düzgün doğrusal devinim yapan bir gemide, aynı sonuçları verir. Dolayısıyla, kapalı bir fiziksel sistemde yapılan ölçmelere dayanarak, bu sistemin devinimsiz ya da düzgün ötelenme halinde olduğunu söylemek olanaksızdır. Başka bir deyişle,
( - KİNEMATİK, KARŞILAŞTIRMA* SİSTEMİ )
Galilei göreliliğinde zaman, karşılaştırma sistemine bağlı değildir. (1) bağıntılarının bir sonucu da, karşılaştırma sisteminin değişimi halinde, hızları toplama yasasının ortaya çıkışıdır. ( - • Özel görelilik. XIX. yy. boyunca gelişen elektromanyetiklik yasaları ile Galilei görelilik ilkesi arasında çelişkiler ortaya çıktı: gerçekten de bu yasalar, (1) dönüşümüyle değişmezliğini koruyamaz. Kaldı ki optik alanındaki ilerlemeler, hızların bileş-tirilmesine ilişkin klasik yasanın tersine, ışığın c hızının, karşılaştırma sistemi ne olursa olsun değişmediğini gösterdi.
Elektromanyetiklik yasalarının değişmez oldukları, koordinatların bir başka dönüşüm yasasıyla (Lorentz dönüşümü) gösterilebilir; bu dönüşüm, Ox'e koşut v hızıyla, birbirlerine göre düzgün ötelenme devinimi yapan iki karşılaştırma sistemi için, aşağıdaki ifadeyle verilir:
Nitekim Einstein, bir karşılaştırma sisteminden öbürüne geçişi ifade etmek için, Galilei'nin (1) yasasının yerini (2) yasasının alması gerektiğini ve bütün fizik yasalarının (2) dönüşümüyle değişmez kaldığını öne sürdü. Bu yeni görelilik ilkesi, özellikle mekaniği tümüyle gözden geçirme zorunluluğu doğuran, özel görelilik kuramıyla noktalandı.
Bu kuram, kinematik alanında önemli sonuçların çıkarılmasını sağladı, iki olayı ayıran zaman aralığı, artık evrensel değildir; aralığın değeri, iki olayın aynı yerde oluşumuna yol açan bir karşılaştırma sisteminde (gerçek zaman aralığı adını alır) ya da önceki karşılaştırma sistemine göre düzgün devinim yapan bir başka karşılaştırma sisteminde (gerçek zamandan daima büyük gerçek olmayan zaman ölçülür) ölçülmesine göre değişecektir; bu olaylara "sürelerin uzaması" denir. Eşzamanlık kavramı artık mutlak değildir: bir karşılaştırma sisteminde farklı yerlerde, aynı anda oluşan iki olay, farklı torşılaştırma sistemlerinde aynı anda oluşmaz.
Ûte yandan iki cismi ayıran uzaklık bir karşılaştırma sisteminden öbürüne değişir: bir cetvelin, kendisine gör;e devinim halindeki bir karşılaştırma sisteminde belli bir anda ölçülen uzunluğu, bu cetvele bağlı bir karşılaştırma sisteminde ölçülen uzunluktan daha kısadır: buna uzunlukların büzülmesi ya da Lorentz büzülmesi denir.
(2) bağıntılarından çıkarılan, hızların birleştirilme yasası da, klasik yasadan farklıdır; ayrıca ışığın c hızı, bütün karşılaştırma sistemlerinde aynı değeri taşıyan ve deney sonuçlarıyla bağdaşan aşılamaz bir sınır oluşturur. Kaldı ki saatlerin çalışması, dolayısıyla zaman anlayışını değiştiren de, ışık hızının bu değişmezliğidir: bir saat, ışığın yayımı ve ışık darbesinin alımı arasındaki zaman aralığını ölçen bir aygıt olarak göz önüne alınmalıdır. Bu zaman aralığı, geçilen uzaklığa bağlı karşılaştırma sistemine ve ışığın değişmez hızına uymak zorundadır. Demek ki evrensel olmayan ve karşılaştırma sistemlerine göre değişen zamanların varlığı doğaldır.
Betimlenen olayların tümü, yalnızca cisimlerin v hızı, ışık hızına yakın olduğunda gözlenebilir, v/c oranı çok küçük olursa, (2) denklemleri,yaklaşık olarak (1) bağıntılarına indirgenir; dolayısıyla klasik mekanik, düşük hızlardaki olaylara uygulanır. Bizim ölçeğimizde, göreli etkiler asla algılanamaz.
Einstein ilkesi dinamik'te de çok büyük sonuçlar doğurdu. Dinamiği, yeni görelilik ilkesiyle bağdaştırmak için, Newton yasalarında değişiklik yapmak gerekti. Bu olgu Einstein'ı kütle, kuvvet ve enerji arasındaki bağıntıları yeniden yorumlamaya ve özellikle kütle ile enerji arasında aşağıda verilen ünlü bağıntıyı kurmaya yöneltti:
bağıntıda E, v hızıyla yer değiştiren m0C2 kütleli bir parçacığın toplam enerjisidir. Bu bağıntı, hızı sıfır olan bir parçacığın, eşitliğiyle verilebilecek bir kütle enerjisi taşıdığını gösterir. Bu enerji kütle yitimiyle başka enerji biçimlerine dönüşebilir. Buna karşılık, elektromanyetik enerji, kütle biçiminde maddeye dönüşebilir: bu iki süreç, nükleer tepkimelerde sürekli olarak gözlemlenir ve görelilik kuramı için en iyi doğrulamayı oluşturur.
Nihayet (3) bağıntısı, vhızı arttığında ve c'ye yaklaştığında, enerjinin sonsuz biçimde artacağını gösterir; bu olgu, c hızının neden aşılmaz bir sınır olduğunu açıklar.
• Genel görelilik. Einstein, yalnızca düzgün ötelenme halindeki karşılaştırma sistemlerine uygulanan özel görelilik ilkesini, hızlanan sistemler haline genelleştirmeye çalışırken, eşdeğerlik ilkesi denen temel bir ilkeyi formülleştirdi: ağırlığı olan kütlelerin eşitliği (örneğin P=mg ifadesinde olaya katılan) ve eylemsiz kütlelerin eşitliği(dinamiğin temel yasası F=my eşitliğinde ortaya çıkan), şu sonucu verir: kapalı ve sınırlı bir uzayda, bir çekim alanının etkileri ile hızlanan devinimlerden kaynaklanmış eylemsizlik kuvvetlerinin etkileri arasında bir ayrım yapmak olanaksızdır. Nitekim, yapay bir uyduda Yer'in çekimi, eylemsizlik kuvvetleriyle (uydunun devinimine bağlı merkezkaç kuvvet) tümüyle dengelenir; uydunun içinden bakıldığında, her şey hiçbir kuvvet yokmuş gibi görünür; alışılmış, ama yanlış adlandırmayla ağırlıksızlık hali deyimi işte bu olgudan kaynaklanır.
Demek ki genel görelilik mekanik ve çekimin bir bireşimini sağlar. Çekim etkileşimi, kütlelerin varlığından kaynaklanan bir uzay eğriliği olarak betimlenir; parçacıklar ise, Eukleides tipi olmayan bu eğri, uzay-zamanın ya da Minkowski uzayının, jeodezi eğrileri denen, minimum uzunluktaki eğrilerini betimler.
Genel göreliliğin en önemli sonuçları arasında, kütle ve ışıma arasındaki etkileşimi de saymak gerekir: ışık ışınları, büyük kütlelerin yakınından geçerken saparlar ve bir çekim alanında yer alan atomların yayımladığı ışımaların dalga boyları kırmızıya doğru kayar. Bu çeşitli etkiler, deneysel olarak gözlenmiştir.