1.Derin etkiler
Görelilik, 20. yüzyılın en ünlü bilimsel teorilerinden biridir, ancak günlük yaşamımızda gördüğümüz şeyleri ne kadar iyi açıklar? 1905 yılında Albert Einstein tarafından formüle edilen görelilik teorisi, fizik yasalarının her yerde aynı olduğu düşüncesidir. Teori, nesnelerin uzaydaki ve zamandaki davranışını açıklar ve kara deliklerin varlığından, yerçekimi nedeniyle hafif bükülmeye, yörüngesindeki Merkür gezegeninin davranışına kadar her şeyi tahmin etmek için kullanılabilir.
Teori aldatıcı bir şekilde basittir.İlk olarak, “mutlak” referans çerçevesi yoktur.Bir nesnenin hızını veya momentumunu veya zamanı nasıl deneyimlediğini her ölçtüğünüzde, daima başka bir şeyle ilişkili oluşudur. İkincisi, ışığın hızı, kimin ölçtüğü ya da ölçen kişinin ne kadar hızlı gittiğinin önemi yoktur.
Üçüncüsü, hiçbir şey ışıktan daha hızlı ilerleyemez. Einstein’ ın en ünlü teorisinin sonuçları derindir. Işığın hızı her zaman aynıysa, bu, Dünya’ya göre çok hızlı giden bir astronotun, Dünya’ ya bağlı bir gözlemcinin alacağından daha yavaş bir şekilde işaret eden saniyeleri ölçeceği anlamına gelir – zaman esasen zaman genişlemesi olarak adlandırılan bir fenomen olan astronot için zaman yavaşlar.
Büyük bir yerçekimi alanındaki herhangi bir nesne hızlanıyor, bu nedenle zaman genişlemesine de maruz kalacak. Bu arada, astronotun uzay gemisi uzunluğu daralmaya maruz kalacak, bu da uzay aracını uçarken fotoğrafını çektiğinizde, hareket yönünde “kıvrılmış” gibi görüneceği anlamına gelir.
Ancak gemideki astronot için hepsi normal gözüküyordu. Ek olarak, uzay gemisinin kütlesi Dünyadaki insanlar açısından da artıyor gibi görünüyor. Ancak göreceli etkileri görmek için ışığın hızına yakın bir mesafeden yakınlaştırma yapmanız gerekmez.Aslında, günlük yaşamlarımızda görebildiğimiz birkaç görecelilik örneği ve Einstein’ ın haklı olduğunu gösteren bugün kullandığımız teknolojiler bile var. İşte görecelikleri eylem halinde görmenin bazı yolları.
2.Elektromıknatıs
Manyetizma göreceli bir etkidir ve eğer elektrik kullanıyorsanız, jeneratörler çalışıyor olduğu için göreliliğe teşekkür edebilirsiniz. Bir tel halkası alıp manyetik bir alanda hareket ettirirseniz, bir elektrik akımı üretirsiniz.Teldeki yüklü parçacıklar, bazılarını hareket etmeye ve akımı yaratmaya zorlayan değişen manyetik alandan etkilenir. Fakat şimdi, teli hareketsiz olarak hayal edin ve mıknatısın hareket ettiğini hayal edin.
Bu durumda, tel içindeki yüklü parçacıklar (elektronlar ve protonlar) artık hareket etmemektedir, bu nedenle manyetik alan onları etkilememelidir.Ama öyle ve bir akım hala akıyor. Bu, ayrıcalıklı bir referans çerçevesinin olmadığını göstermektedir. Kaliforniya Claremont’ taki Pomona Koleji’ nde fizik profesörü olan Thomas Moore, değişen bir manyetik alanın elektrik akımı yarattığını belirten Faraday Yasasının neden doğru olduğunu göstermek için görelilik ilkesini kullanıyor.
Moore, “Bu, transformatörlerin ve elektrik jeneratörlerinin arkasındaki temel ilke olduğundan, elektrik kullanan herkes göreliliğin etkilerini yaşıyor” dedi. Elektromıknatıslar görelilikle de çalışır.Bir elektrik akımı doğru akım (DC) bir tel üzerinden aktığında, elektronlar malzemenin içinden geçer.Normalde tel, elektriksel olarak nötr görünür, net pozitif veya negatif yük olmadan.
Bu yaklaşık aynı sayıda proton (pozitif yük) ve elektron (negatif yük) olmasının bir sonucudur.Ancak, DC akımıyla yanına başka bir kablo koyarsanız, akımın hangi yönde hareket ettiğine bağlı olarak teller birbirlerini çeker veya iter.
Akımların aynı yönde hareket ettiği varsayıldığında, ilk teldeki elektronlar, ikinci teldeki elektronları hareketsiz olarak görürler. (Bu, akımların yaklaşık olarak aynı güçte olduğunu varsayar). Bu arada, elektronların bakış açısından, her iki teldeki protonlar hareket ediyor gibi görünüyor.Göreceli uzunluktaki daralma nedeniyle, bunlar daha yakın aralıklarla görünmektedir, bu nedenle tel uzunluğu başına negatif yükten daha pozitif bir yük vardır.
Şarj gibi ilerlediğinden, iki tel de iter. Ters yöndeki akımlar daha çekicidir, çünkü ilk tel açısından, diğer teldeki elektronlar birlikte daha kalabalık olduğundan net bir negatif yük oluşturur.Bu arada, ilk teldeki protonlar net bir pozitif yük oluşturuyor ve karşıt yükler çekiyor.
3.Global Konumlandırma Sistemi
Aracınızın GPS navigasyonunun olduğu kadar doğru çalışması için, uyduların göreceli etkileri göz önünde bulundurması gerekir. Bunun nedeni, uydular ışık hızına yakın herhangi bir şeyde hareket etmemesine rağmen, hala oldukça hızlı gidiyorlar.Uydular ayrıca yeryüzündeki yer istasyonlarına sinyal gönderiyorlar.Bu istasyonlar (ve arabanızdaki GPS ünitesi) yörüngedeki uydulardan daha fazla yer çekimi nedeniyle daha fazla hızlanma yaşıyor.
Bu noktayı kesinleştirmek için, uydular saniyenin milyarda birine (nanosaniye) kadar doğru olan saatler kullanırlar.Her bir uydu Dünya’dan 20.600 mil (20.300 kilometre) yukarıda olduğundan ve saatte yaklaşık 6.000 mil (10.000 km / s) hızla hareket ettiğinden, her gün yaklaşık 4 mikrosaniye düşen göreceli bir zaman genişlemesi meydana gelir.Yerçekimi etkilerini eklersekistasyon yaklaşık 7 mikrosaniye kadar gider.
Bu 7.000 nanosaniye demek. Fark çok gerçektir: Göreceli bir etki göze alınmazsa, bir sonraki benzin istasyonuna yarım mil (0.8 km) olduğunu söyleyen bir GPS ünitesi sadece bir gün sonra 8 mil uzakta olacağını söyler.
4.Altının sarı rengi
Metallerin çoğu parlaktır çünkü atomlardaki elektronlar farklı enerji seviyelerinden veya “orbitallerden” atlarlar. Metale çarpan bazı fotonlar, daha uzun bir dalga boyunda olsa da emilir ve yeniden yayılır. En görünür ışık olsa da, sadece yansıtılır. Altın ağır bir atomdur, bu yüzden iç elektronlar göreceli kütle artışının yanı sıra uzunluk büzülmesinin de önemli olduğu kadar hızlı hareket ederler. Sonuç olarak, elektronlar çekirdeğin etrafında daha kısa yollarda, daha fazla momentumla dönerler.İç yörüngelerdeki elektronlar, dış elektronların enerjisine daha yakın olan enerjiyi taşır ve absorbe edilen ve yansıyan dalga boyları daha uzundur.
Daha uzun ışık dalga boyları, genellikle sadece yansıtılacak olan görünür ışığın bir kısmının absorbe edileceği ve bu ışığın spektrumun mavi ucunda olduğu anlamına gelir. Beyaz ışık, gökkuşağının tüm renklerinin bir karışımıdır, ancak altının durumunda, ışık absorbe edildiğinde ve yeniden yayıldığında, dalga boyları genellikle daha uzundur. Bu, gördüğümüz ışık dalgalarının karışımı içinde daha az mavi ve mor olması eğiliminde olduğu anlamına gelir. Sarı, turuncu ve kırmızı ışık maviden daha uzun bir dalga boyunda olduğundan altın rengi sarımsı görünür.
5.Altın kolayca korozyona uğramaz
Altının elektronları üzerindeki göreceli etki, metalin başka herhangi bir şeyle kolayca korozyona girmemesi veya reaksiyona girmemesinin bir nedenidir. Altın, dış kabuğunda yalnızca bir elektrona sahiptir, ancak yine de kalsiyum veya lityum kadar reaktif değildir. Bunun yerine, altın olan elektronların olması gerekenden “daha ağır” olmaları atom çekirdeğine yakın tutulur. Bu, en dıştaki elektronun, herhangi bir şeyle reaksiyona girebileceği bir yerde olma ihtimalinin olmadığı anlamına gelir – çekirdeğe yakın olan diğer elektronları arasında olduğu gibi.
6.Civa bir sıvıdır
Altına benzer şekilde, cıva da ağır bir atomdur, hızları ve dolayısıyla kütle artışı nedeniyle elektronları çekirdeğine yakın tutulur. Civa ile, atomları arasındaki bağlar zayıftır, bu nedenle cıva daha düşük sıcaklıklarda erir ve gördüğümüzde tipik olarak bir sıvıdır.
7.Eski televizyon
Sadece birkaç yıl önce çoğu televizyonda ve monitörde katod ışın tüpü ekranları vardı.Bir katod ışını tüpü, büyük bir mıknatısla fosfor yüzeyine elektronlar ateşleyerek çalışır.Her elektron, ekranın arkasına çarptığında ışıklı bir piksel yapar.Elektronlar, resmin ışık hızının yüzde 30’una kadar çıkmasını sağlamak için ateşlenir.Göreceli etkiler göze çarpar ve üreticiler mıknatısları biçimlendirdiğinde, bu etkileri göz önünde bulundurmaları gerekir.
8.Işık
Eğer Isaac Newton mutlak bir dinlenme çerçevesi olduğunu varsaymakta haklı olsaydı, ışık için farklı bir açıklama yapmalıydık, çünkü hiç olmazdı. Pomona Koleji’nden Moore, “Sadece manyetizma olmayacak, ışık da olmayacak, çünkü görecelilik, elektromanyetik bir alandaki değişikliklerin anında değil, sınırlı bir hızda hareket etmesini gerektiriyor” dedi.“Görelilik bu gerekliliği yerine getirmezse… elektrik alanlarındaki değişiklikler anında… elektromanyetik dalgalar yerine iletilecekti ve hem manyetizma hem de ışığa gerek kalmayacaktı.”
Editör / Yazar: Burcu AKIN
Yorumlar 2