Uzay zaman nedir?

30 Aralık 2019 08:28 tsi
Uzay zaman nedir?

Uzay zaman nedir?                   

Uzay-zaman düzlemi, bildiğimiz üç boyutu dördüncü boyut olan zaman ile birleştiren kavramsal bir modeldir. Günümüzde kabul gören fizik teorilerine göre, uzay-zaman, evrendeki devasa nesnelerin hareketinin yanı sıra ışık hızına yakın süratte gerçekleşen hareketler sonucu ortaya çıkan göreceli etkileri açıklar.

İlgili makale: Evrenin En’leri: Evrendeki En Devasa 12 Nesne

Uzay zaman kim tarafından bulundu?

Ünlü fizikçi Albert Einstein görelilik teorisinin bir parçası olarak uzay-zaman kavramını geliştirmede yardımcı oldu. Einstein ‘ın bu çalışmasından önce, bilim insanları fiziksel olayları açıklamak için birbirinden ayrı iki teoriyi kullanıyordu: NASA’ya göre, Isaac Newton’un fizik yasaları büyük nesnelerin hareketlerini tanımlıyor, James Clerk Maxwell ‘in elektromanyetik modellemeleri de ışığın özelliklerini açıklıyordu.     

İlgili makale: Muhtemelen duymadığınız en önemli fizikçi: James Clerk Maxwell

Bununla ilgili olarak: Newton’un Hareket Yasaları

Ancak 19. yüzyılın sonunda gerçekleştirilen deneyler ışıkla ilgili çok önemli bir özelliği ortaya çıkardı. Deney verileri, ışığın her koşulda aynı hızda seyahat ettiğini gösterdi. 1898 yılında Fransız fizikçi ve matematikçi Henri Poincaré, ışık hızının aşılamaz bir limit olabileceğini iddia etti.

Aynı dönemde, diğer araştırmacılar, nesnelerin hızlarına bağlı olarak boyut ve kütlelerinin değişmesinin mümkün olup olmadığını tartışıyorlardı.

Einstein 1905 ‘te öne sürdüğü ışık hızının sabit olduğunu gösteren izafiyet teorisi ile birlikte tüm bu fikirleri tek bir teoride birleştirmiş oldu. Ancak bunun doğru olabilmesi için uzay ve zamanın, ışık hızının tüm gözlemciler için aynı olduğu tek bir düzlemde birleştirilmesi gerekmekteydi.

İlgili makale: Einstein, Uzay, Zaman ve İzafiyet Teorisi

Uzay ve zaman görecelidir yani gözlemcinin hızına göre değişir. Örneğin: Çok hızlı seyahat eden bir kişi, daha yavaş seyahat eden birisiyle kıyaslandığında zamanın daha yavaş ilerlediğini ve etrafındaki nesnelerin uzunluklarının daha küçük olduğunu gözlemleyecektir. Ancak ışık hızı, uzay ve zamandan çok daha temel bir kavram.

İlgili makale: Işık Hızından Daha Hızlı 4 Şey

Uzay-zamanın tek bir düzlem olduğu fikri, Einstein ‘ın kendi başına ulaştığı bir sonuç değildi. 1908 yılında bir seminerde “Bundan böyle tek başına uzay ve zaman kavramları gölgeler
içinde yok olmaya mahkumdur. Ve ancak bu iki kavramın birleşmesi bağımsız bir gerçeklik oluşturabilecektir” şeklinde konuşma gerçekleştiren Alman matematikçi Hermann Minkowski bu konuda bir dönüm noktasıdır.

İlgili: MİNKOWSKİ DİYAGRAMI VE ÖZEL GÖRELİLİK

Onun tarif ettiği uzay-zaman günümüzde Minkowski uzay-zamanı olarak bilinir. Ayrıca görelilik ve kuantum alan teorisi hesaplamaları için bir temel niteliği taşımaktadır. Kuantum alan teorisi, astrofizikçi ve bilim yazarı Ethan Siegel’a göre atom altı parçacıkların hareketlerini alan boyutunda tanımlıyor.

İlgili makale: Kuantum Teorisi: Işınlanmanın garip doğası, tardigradlar ve dolanıklık

Peki uzay zaman nasıl çalışıyor?

Günümüzde insanlar uzay-zaman hakkında konuştuklarında genellikle onu kauçuktan bir düzlem olarak tanımlıyorlar. Böyle bir tanım, genel görelilik teorisini oluştururken yerçekimi kuvvetinin uzay-zaman düzlemindeki bükülmeleriden kaynaklandığını fark eden Einstein ‘dan kaynaklanıyor.

Dünya, güneş gibi devasa nesneler uzay-zamanda bükülmelere yok açan bozulmalar yaratır. Bu bükülmeler de evrendeki bütün nesnelerin hareket ettikleri yolları daraltır çünkü nesneler bu eğrilikler boyunca hareket etmek zorundadır. Yerçekimi sonucu oluşan hareket aslında uzay-zamandaki bükülmeler boyunca gerçekleşen harekettir.

Uzay Zaman Bükülmesi

NASA Gravity Probe B (GP-B) adlı uzay görevi sonucunda, 2011 yılında Dünya etrafındaki uzay-zaman bükülmesinin şeklini gözlemledi ve sonuçların Einstein ‘ın tahminleriyle uyuştuğunu buldu.

Bununla ilgili olarak: Uzay-zamandaki Dalgalanmalar Solucan Deliklerinin Şeklini Ortaya Çıkartabilir. Ancak doğal olarak birçok insan bunun tam olarak ne olduğunu anlamakta zorluk çekiyor.

İlgili makale: Solucan Delikleri Var Mı? Gerçekten solucan deliklerinden geçebilir miyiz?

Her ne kadar uzay-zamanı bir kauçuktan bir düzleme benzediğini düşünsek de, bu benzetme uzay zaman dört boyutlu olduğu için yetersiz kalıyor. Çünkü bükülen şey, bu kauçuk düzlem benzetmesinde bir şekilde gösterebildiğimiz uzayla sınırlı kalmıyor.

Zaman da bükülüyor. Tüm bunları açıklamak için kullanılan karmaşık denklemler bilim insanları için bile oldukça zor. Astrofizikçi Paul Sutter Live Science ‘ın alt sitesi Space.com için yazdığı bir yazısında “Einstein çok güzel bir araç inşa etti ancak bize onunla ilgili kullanım kılavuzu bırakmadı.

Bunu şöyle açıklayayım, genel görelilik o kadar karmaşık ki birisi teorinin denklemleriyle ilgili sonuç bulduğunda ona ismini veriyor. Bu da onları neredeyse bir efsane yapmaya yetiyor.” dedi.

İlgili makale: Gerçek Yaşamda Einstein’ın Görelilik Teorisini Görebilmenin 8 Yolu

Bilim insanları neyi bilmiyor?

Bu karmaşıklığına rağmen görelilik fiziksel olayları açıklamada kullanılan en iyi yöntem
olmayı sürdürüyor. Ancak bilim adamları oluşturdukları modellerin yetersiz kaldığının
farkında.

Çünkü görelilik hala, atom altı parçacıkların özelliklerini tam anlamıyla açıklayan ama yerçekimi kuvvetini kapsamayan kuantum mekaniği ile birleştirilebilmiş değil. Kuantum mekaniği evreni oluşturan küçük parçacıkları kesintili ya da nicemlenmiş olarak tanımlamaktadır.

İlgili makale: Kuantum Mekaniği ‘ni Kullanmanın 5 Pratik Yolu

Yani ışığı oluşturan parçacıklar olan fotonlar, ayrı gruplar halinde hareket eden küçük ışık grupları gibidir. Bazı teorisyenler görelilik ve kuantum mekaniğini birleştirme düşüncesiyle, uzay-zamanın kendisinin de bu nicelenmiş parçalar şeklinde olabileceğini iddia etti.

Avrupa Uzay Ajansı’ndaki araştırmacılar, gezegenimizin etrafında uçarak uzay-zaman hakkında oldukça detaylı verileri ortaya çıkarabilecek gama ışını patlamaları olarak adlandırılan uzak, güçlü patlamaların neredeyse hatasız ölçümlerini yapacak olan Quantum Exploration of SpaceTime (GrailQuest) görevi için Gamma-ray Astronomy International laboratuvarının kurulmasını önerdi. Böyle bir görevin on beş yıl içerisinde başlatılması mümkün değildi.

İlgili makale: Işıktan Daha Hızlı Olmaları Gama Işını Patlamalarının Zamanda Geri Gitmesine Mi Neden Oluyor?

Fakat eğer gerçekleştirilseydi, belki de fizikteki en büyük gizemleri çözmede bize büyük yardımı dokunurdu.

Çeviri: Kerem Hacıoğlu

Kaynak: https://www.livescience.com/space-time.html

 https://beyinsizler.net/uzay-zaman-nedir/

Bu haber 6,043 defa okundu.