Albert EINSTEIN
( 1431879 Almanya 1841955 Amerika )
1905 yılında ışığın davranışını inceleyen deneyler yaptı 25 yaşında yaptığı çalışmalar sonucunda Fotoelektrik etki olarak adlandırılan makalesini Alman Annalen der Physik isimli dergide yayınlattı
Işığın bir makineli tüfekten çıkan kurşunlar gibi kesikli ve darbeli parçacıklar halinde yol aldığını ileri sürdü ve bu parçacıklara Foton adını verdi Fotonların enerjisi ışığın frekansına bağlıydı ve frekans arttıkça fotonun enerjisi de yükseliyordu Frekans ile fotonun enerjisi arasındaki bağıntı Planck'ın E hf formülü ile izah ediliyordu Işığın iki karaktere sahip olduğunu, hem dalgalar hem de parçacıklar halinde ilerlediğini belirterek Planck'ın teorisini tamamladı
Einstein'ın Teoremleri
Uzay ve Zaman
Einstein teorisine göre uzay zaman eğridirUzay zamanın eğriliği kütle çekimi, yani gravitasyona eşittirBunu
anlatacak bir örnek: Bir portakalın üstüne üç toplu iğne batıralım ve bu toplu iğnelere göre bir bıçakla portakalı keselimOrtaya portakal kabuğundan yapılmış bir üçgen çıkacaktırO üçgeni alıp masaya koyarsanız üç
genin kenarlarının düz olmadığını görürsününüz
Düz bıçakla kestiğimiz kenarlar eğridirŞimdi aynı şekilde diyelimki
siz dünyadan bir uyduya bir sinyal gönderdinizO da bu sinyali başka bir uyduya gönderdi ve ikinci
uydudan sinyal tekrar dünyaya aksettirildiIşığın yörüngesi en kısa mesafedelerden oluşan bir jeodezik üçgendir
Eğer güneş bu üçgenin içinde ise o zaman ortaya çıkan kenarları dışa doğru eğri bir üçgendir, tıpkı
portakal kabuğu gibi
Çünkü güneşin kütlesinden dolayı ışık eğri bir yörünge takip ediyorBunu güneş tutulması esnasında arka plandaki yıldızlarının yerlerinin kaymasından görmüştük
Şimdi Einstein gibi şöyle düşünebilirsiniz :Ben güneşi ortadan kaldırayım ama uzay zamanı o üçgeni verecek şekilde eğri yapayım, tıpkı
portakalın üstünde olduğu gibiBir bakış açısına göre güneşin kütle çekimi ışığın yörüngesini saptırıyor düz olmaktanÖteki görüşte güneş hiç ortada yok, uzay zamanın eğriliği ışığın yörüngesinin düz olmamasını sağlıyor
Kuantum
Atomaltı dünyada geçerli olan ve kuantum mekaniğince betimlenen ilişkilerin garipliğini hepimiz az çok biliyoruzGelgelelim, iş bu garipliklerin nedenine geldiğinde, açıklamak için ortaya fırlayacak gönüllü yokYa da
şimdiye değin yoktu diyelim: Bir İngiliz bilim adamı, iddalı bir öneriyle bu garipliklerin sırrını çözdüğünü söylüyor
Kuantum dünyasını yöneten ilke belirsizlikÖrneğin, bir atom çekrdeği çevresinde dönen bir elektronun yörüngesi, üst üste binmiş bir olasılıklar bulutuBu belirsizlik, ancak bir ölçüm yapıldığında somut ve tek bir değere kavuşuyorAncak bu gerçekdeğer de aslında gerçek değil;çünkü yapılan gözlem parçacıkların ya konumunu, ya da hızını çarpıtıyorKuantum dünyasının bir başka garipliği de, birbirinden çok uzakta bulunan
bir parçacık çiftinin iki üyesinden birine yapılan müdahalenin, ötekini de aynı anda etkilemesi
Warwick Üniversitesi fizikçilerinden Mark Hadley, Einstein'ın bir önerisinden yararlanarak bu bilmeceyi
çözdüğünü öne sürüyorBüyük ölçekte Evren'i başarıyla açıklayan genel görelilik kuramının sahibi Einstein, parçacıkların aslında uzay içinde küçük bükülmeler olduğunu öne sürmüştüHadley de bu düşünceyi gelişti
rerek parçacıkları, uzayzaman içinde geondenen bükülmeler olarak ele alıyorBir geon içinde zaman,
kendi üstüne doğru bükülerek, bir parçacığa geçmişinde olduğu kadar geleceğindeki olaylardan da etkilen me olanağı sağlarDaha önceki çalışmalarında Hadley, bunun kuantum dünyasının garipliklerini nasıl açıklayabileceğini ortaya koymuştu
Kanada'nın Toronto Üniversitesi fizikçilerinden Jonas Mureika, geon kuramının, kuantum dünyasındaki gar ripliklerin, klasik fizikle nasıl açıklanabileceği konusunda güzel bir örnek olduğu görüşündeGene de, zamanla oynarken dikkatli olmak gerekirdiye uyarıyorSorulması gereken, zamanın yönü, kuantum düzeyinde değişebiliyorsa, büyük ölçekteki Evren'de neden değişemiyor?
Tek Formül
Einstein'ın Gravitasyon Teorisi makro kozmos'un, Kuantum Teorisi ise mikro koznos'un yapı ve işleyişini
açıklıyorAncak bu iki teori birbiriyle çelişiyorYerçekimine kuantum mekaniğinin kanunlarını uygulamaya
çalıştığınızda, ortaya saçma sonuçlar çıkıyorAncak mikro ve makro kozmos dünyaları birnirinden tümüyle
ayrıldığından bu çelişki bir sorun yaratmıyorYine de fizikçilerin en büyük umut ve arayışı iki teori arasındaki
çelişkiyi ortadan kaldıracak yeni bir formül bulmakBu konuda en büyük atılım 80'lerin ortasında geldi
Michael Green ve John Schwarz adlı iki fizikçi parçacıkların bir nokta biçiminde değil de, sonsuz uzunluğu
olan incecik iplikçikler olarak (string) tahayyül edilebileceğini ortaya attılarBu iplikçik teorisinin işlemesi için
algılayabildiğimiz 4 boyutlu bir alem yerine önce 10 sonra 11 boyutlu bir alemin varlığını ortaya attılarİşte o
zamandan beri String teorisinin yardımıyla, fizikçiler Tek Formülü bulmaya her yıl yaklaşıyorlarEinstein'ın
dediği gibi, Evrenin en anlaşılmaz tarafı anlaşılabilir olmasıdır
Işık Hızı
Kendinden önce yapılan çalışmaların birçoğunu tepetaklak eden ve görelilik kuramıyla fizikte bir devrime devrime yol Albert Einstein'ın gelip dayandığı son sınır ışık hızı olmuştuEvrendeki bütün değerler bir tür
göreliliğe bağlıyken ışık hızı dokunulmazdıIşık hızı geçerli olabilen en yüksek hızı oluşturuyordu onun içinNe
neseler, ne ışınlar ne de sinyaller daha hızlı hareket edebilirdiAstronomik ölçümler de Einstein'ın kuramını destekliyordu doğrusuAma son zamanlardaki gelişmeler, neredeyse tabusal bir özellik taşıyan ışık hızına
yönelik kuşkuları her gün biraz daha artırıyor
Köln'lü fizik profesörü Gunter Nimtz bu kuşkunun önemli müsebbiplerinden biriLaboratuvarında gerçek
leştiği basit deneylerle ışık hızının aşılabileceğini idda ediyorNimtz'in yaptığı deneyde, bir yandan bildiğimiz
ışık ışınları, bir yandan da mikro dalga sinyaller boru biçimindeki metalik bir iletkenin içinden geçerek ulaşıyor hedefeÜstelik Nimtz, bu yolla anlamlı sinyaller de gönderebileceğini kanıtlamak için miko dalgalara,radyo yayınlarında olduğu gibi, Mozart senfonilerinden bölümler yüklüyorSonuç: içi boş iletken borudan geçen
mikro dalgalara yüklü müzik parçası, hiçbir engelle karşılaşmadan yayılan ışık ışınlarını, saniyenin bir kaç milyarda biri kadar bir farkla da olsa sollayıp geçiyorNimtz'e göre işin komik olan yanı, engelli koşucunun engelsiz koşucuyu yaya bırakması
Bütün bu olup bitende komik bir yan bulan yalnızca Nimtz
Çünkü meslektaşları bir yandan Einstein'ın görelilik kuramının doğayı açıklamakta hala temel kılavuz olduğu yolundaki görüşlerini sürdürürken, öteyandan
Kölnlü fizikçinin rakipleri bile yapılan ölçümlerin doğru olduğunu kabul ediyorlarAncak iş, ortaya çıkan sonucun, görelilik kuramının ötesinde bir fenomen olarak açıklanması noktasına gelince yollar ayrılaıyorAvusturyalı astrofizikçi Paul Davies, Einstein'ın devrimi kusursuz değildidiyorDavies'e göre görelilik kuramının
bizi nereye kadar götüreceği tam olarak bilinmiyor henüz, ayrıca Einstein'ın kendisi de, teorisini geliştirirken
önceki yüzyılın yanılgılarından tümüyle kurtulabilmiş değildiDahi fizikçiyle hesaplaşmayı sürdüren Davies,
bir noktadan daha yükleniyor Einstein'a: En temel soruyu sormamıştı o, zamanın nasıl oluştuğu sorusunu!
Foton Telepatisi
Bilimsel deneyler bazen büyük bir başarıyla sonuçlanırİsviçre'de üç kenti kapsayan bir alanda yapılan foton
deneyi de böyle bir zaferle bitti!Deney Cenevre'de ve ondan sırasıyla 7,3 km ve 4,5 km uzaklıktaki
Bernex ve Bellevue kentleri arasında yapıldı
Aralarında 10 km uzaklık olan iki foton, ayna karşısında her seferinde birbirleriyle aynı davranışı göstermiş
tirFotonlardan biri yanrıyansıtıcı bir aynadan geçmişse, ondan 10 km uzaktaki öteki foton da aynı anda yarı yansıtıcı bir aynadan geçmiştirBiri yansıdıysa, aynı anda öteki de yansımıştırSanki her biri, diğerinin o anda ne yaptığını bilmektedir
Özel görelilik kuramına göre, hiç bir sinyal ışıktan daha hızlı (300000kmsaniye) gidemez; oysa aralarında
10 km olan iki foton aynı anda (arada zaman geçmeden) aynı davranışı göstermektedir
Einstein, maddede ki belirsizliğin bilgimizin azlığından ve kuantum kuramının eksikliğinden kaynaklandığına inanıyordu
Einstein'a göre tümüyle gerekirci (determinist) bir gerçeklik vardı; fakat bu, kuantum fiziğinin tanımlayabileceğinden çok daha derinlerdeydi
Bu varsayımasaklı değişkenlervarsayımı denmektedirEinstein, Boris Podolsky ve Nathan Rosen gibi diğer iki fizikçiyle birlikte, bir düşünce deneyi yapmayı düşündü; bu deney
yeni doğmuş kuantum kuramında bir mantık çelişkisi olduğunu gösterecek, böylece bu kuramın eksik olduğunu ortaya çıkaracaktı
Bu üç fizikçinin yapmayı tasarladıkları deney, İsviçreli araştırmacıların yapmış oldukları bu deneydi1930 yıl
larında bu deneyi gerçekleştirmek teknik bakımdan olanaksızdıTam tersi oldu!EPR (EinsteinPodolsky
Rosen) paradoksufizik araştırmalarına on yıllarca damgasını vurdu
Bir lazerden çıkan bir foton (ışık parçacığı) bir KNbO3 kristalinden geçerken daha az enerjili iki fotona ayrılır
Her foton bir optik lif içine girer ve yolu üstünde yarıyansıtıcı bir aynaya rastlarAyna tamamen raslantıya bağ lı olarak, fotonu bazen yansıtır, bazen geçirirAynayı geçen foton bir dedektöre çarparDeney şunu göstermiştir:
Aralarında 10 km'den fazla bir uzaklık bulunan bu iki foton, her an birbirlerinin tıpatıp aynı davranışları gösterir
ler; şöyle ki fotonlardan biri aynadan geçmişse, öteki degeçer; yansımışsa öteki de yansırEinstein bu olaya uzaktan hayaletsel bir etki adını vermiştir
kaynak bilim
( 1431879 Almanya 1841955 Amerika )
1905 yılında ışığın davranışını inceleyen deneyler yaptı 25 yaşında yaptığı çalışmalar sonucunda Fotoelektrik etki olarak adlandırılan makalesini Alman Annalen der Physik isimli dergide yayınlattı
Işığın bir makineli tüfekten çıkan kurşunlar gibi kesikli ve darbeli parçacıklar halinde yol aldığını ileri sürdü ve bu parçacıklara Foton adını verdi Fotonların enerjisi ışığın frekansına bağlıydı ve frekans arttıkça fotonun enerjisi de yükseliyordu Frekans ile fotonun enerjisi arasındaki bağıntı Planck'ın E hf formülü ile izah ediliyordu Işığın iki karaktere sahip olduğunu, hem dalgalar hem de parçacıklar halinde ilerlediğini belirterek Planck'ın teorisini tamamladı
Einstein'ın Teoremleri
Uzay ve Zaman
Einstein teorisine göre uzay zaman eğridirUzay zamanın eğriliği kütle çekimi, yani gravitasyona eşittirBunu
anlatacak bir örnek: Bir portakalın üstüne üç toplu iğne batıralım ve bu toplu iğnelere göre bir bıçakla portakalı keselimOrtaya portakal kabuğundan yapılmış bir üçgen çıkacaktırO üçgeni alıp masaya koyarsanız üç
genin kenarlarının düz olmadığını görürsününüz
Düz bıçakla kestiğimiz kenarlar eğridirŞimdi aynı şekilde diyelimki
siz dünyadan bir uyduya bir sinyal gönderdinizO da bu sinyali başka bir uyduya gönderdi ve ikinci
uydudan sinyal tekrar dünyaya aksettirildiIşığın yörüngesi en kısa mesafedelerden oluşan bir jeodezik üçgendir
Eğer güneş bu üçgenin içinde ise o zaman ortaya çıkan kenarları dışa doğru eğri bir üçgendir, tıpkı
portakal kabuğu gibi
Çünkü güneşin kütlesinden dolayı ışık eğri bir yörünge takip ediyorBunu güneş tutulması esnasında arka plandaki yıldızlarının yerlerinin kaymasından görmüştük
Şimdi Einstein gibi şöyle düşünebilirsiniz :Ben güneşi ortadan kaldırayım ama uzay zamanı o üçgeni verecek şekilde eğri yapayım, tıpkı
portakalın üstünde olduğu gibiBir bakış açısına göre güneşin kütle çekimi ışığın yörüngesini saptırıyor düz olmaktanÖteki görüşte güneş hiç ortada yok, uzay zamanın eğriliği ışığın yörüngesinin düz olmamasını sağlıyor
Kuantum
Atomaltı dünyada geçerli olan ve kuantum mekaniğince betimlenen ilişkilerin garipliğini hepimiz az çok biliyoruzGelgelelim, iş bu garipliklerin nedenine geldiğinde, açıklamak için ortaya fırlayacak gönüllü yokYa da
şimdiye değin yoktu diyelim: Bir İngiliz bilim adamı, iddalı bir öneriyle bu garipliklerin sırrını çözdüğünü söylüyor
Kuantum dünyasını yöneten ilke belirsizlikÖrneğin, bir atom çekrdeği çevresinde dönen bir elektronun yörüngesi, üst üste binmiş bir olasılıklar bulutuBu belirsizlik, ancak bir ölçüm yapıldığında somut ve tek bir değere kavuşuyorAncak bu gerçekdeğer de aslında gerçek değil;çünkü yapılan gözlem parçacıkların ya konumunu, ya da hızını çarpıtıyorKuantum dünyasının bir başka garipliği de, birbirinden çok uzakta bulunan
bir parçacık çiftinin iki üyesinden birine yapılan müdahalenin, ötekini de aynı anda etkilemesi
Warwick Üniversitesi fizikçilerinden Mark Hadley, Einstein'ın bir önerisinden yararlanarak bu bilmeceyi
çözdüğünü öne sürüyorBüyük ölçekte Evren'i başarıyla açıklayan genel görelilik kuramının sahibi Einstein, parçacıkların aslında uzay içinde küçük bükülmeler olduğunu öne sürmüştüHadley de bu düşünceyi gelişti
rerek parçacıkları, uzayzaman içinde geondenen bükülmeler olarak ele alıyorBir geon içinde zaman,
kendi üstüne doğru bükülerek, bir parçacığa geçmişinde olduğu kadar geleceğindeki olaylardan da etkilen me olanağı sağlarDaha önceki çalışmalarında Hadley, bunun kuantum dünyasının garipliklerini nasıl açıklayabileceğini ortaya koymuştu
Kanada'nın Toronto Üniversitesi fizikçilerinden Jonas Mureika, geon kuramının, kuantum dünyasındaki gar ripliklerin, klasik fizikle nasıl açıklanabileceği konusunda güzel bir örnek olduğu görüşündeGene de, zamanla oynarken dikkatli olmak gerekirdiye uyarıyorSorulması gereken, zamanın yönü, kuantum düzeyinde değişebiliyorsa, büyük ölçekteki Evren'de neden değişemiyor?
Tek Formül
Einstein'ın Gravitasyon Teorisi makro kozmos'un, Kuantum Teorisi ise mikro koznos'un yapı ve işleyişini
açıklıyorAncak bu iki teori birbiriyle çelişiyorYerçekimine kuantum mekaniğinin kanunlarını uygulamaya
çalıştığınızda, ortaya saçma sonuçlar çıkıyorAncak mikro ve makro kozmos dünyaları birnirinden tümüyle
ayrıldığından bu çelişki bir sorun yaratmıyorYine de fizikçilerin en büyük umut ve arayışı iki teori arasındaki
çelişkiyi ortadan kaldıracak yeni bir formül bulmakBu konuda en büyük atılım 80'lerin ortasında geldi
Michael Green ve John Schwarz adlı iki fizikçi parçacıkların bir nokta biçiminde değil de, sonsuz uzunluğu
olan incecik iplikçikler olarak (string) tahayyül edilebileceğini ortaya attılarBu iplikçik teorisinin işlemesi için
algılayabildiğimiz 4 boyutlu bir alem yerine önce 10 sonra 11 boyutlu bir alemin varlığını ortaya attılarİşte o
zamandan beri String teorisinin yardımıyla, fizikçiler Tek Formülü bulmaya her yıl yaklaşıyorlarEinstein'ın
dediği gibi, Evrenin en anlaşılmaz tarafı anlaşılabilir olmasıdır
Işık Hızı
Kendinden önce yapılan çalışmaların birçoğunu tepetaklak eden ve görelilik kuramıyla fizikte bir devrime devrime yol Albert Einstein'ın gelip dayandığı son sınır ışık hızı olmuştuEvrendeki bütün değerler bir tür
göreliliğe bağlıyken ışık hızı dokunulmazdıIşık hızı geçerli olabilen en yüksek hızı oluşturuyordu onun içinNe
neseler, ne ışınlar ne de sinyaller daha hızlı hareket edebilirdiAstronomik ölçümler de Einstein'ın kuramını destekliyordu doğrusuAma son zamanlardaki gelişmeler, neredeyse tabusal bir özellik taşıyan ışık hızına
yönelik kuşkuları her gün biraz daha artırıyor
Köln'lü fizik profesörü Gunter Nimtz bu kuşkunun önemli müsebbiplerinden biriLaboratuvarında gerçek
leştiği basit deneylerle ışık hızının aşılabileceğini idda ediyorNimtz'in yaptığı deneyde, bir yandan bildiğimiz
ışık ışınları, bir yandan da mikro dalga sinyaller boru biçimindeki metalik bir iletkenin içinden geçerek ulaşıyor hedefeÜstelik Nimtz, bu yolla anlamlı sinyaller de gönderebileceğini kanıtlamak için miko dalgalara,radyo yayınlarında olduğu gibi, Mozart senfonilerinden bölümler yüklüyorSonuç: içi boş iletken borudan geçen
mikro dalgalara yüklü müzik parçası, hiçbir engelle karşılaşmadan yayılan ışık ışınlarını, saniyenin bir kaç milyarda biri kadar bir farkla da olsa sollayıp geçiyorNimtz'e göre işin komik olan yanı, engelli koşucunun engelsiz koşucuyu yaya bırakması
Bütün bu olup bitende komik bir yan bulan yalnızca Nimtz
Çünkü meslektaşları bir yandan Einstein'ın görelilik kuramının doğayı açıklamakta hala temel kılavuz olduğu yolundaki görüşlerini sürdürürken, öteyandan
Kölnlü fizikçinin rakipleri bile yapılan ölçümlerin doğru olduğunu kabul ediyorlarAncak iş, ortaya çıkan sonucun, görelilik kuramının ötesinde bir fenomen olarak açıklanması noktasına gelince yollar ayrılaıyorAvusturyalı astrofizikçi Paul Davies, Einstein'ın devrimi kusursuz değildidiyorDavies'e göre görelilik kuramının
bizi nereye kadar götüreceği tam olarak bilinmiyor henüz, ayrıca Einstein'ın kendisi de, teorisini geliştirirken
önceki yüzyılın yanılgılarından tümüyle kurtulabilmiş değildiDahi fizikçiyle hesaplaşmayı sürdüren Davies,
bir noktadan daha yükleniyor Einstein'a: En temel soruyu sormamıştı o, zamanın nasıl oluştuğu sorusunu!
Foton Telepatisi
Bilimsel deneyler bazen büyük bir başarıyla sonuçlanırİsviçre'de üç kenti kapsayan bir alanda yapılan foton
deneyi de böyle bir zaferle bitti!Deney Cenevre'de ve ondan sırasıyla 7,3 km ve 4,5 km uzaklıktaki
Bernex ve Bellevue kentleri arasında yapıldı
Aralarında 10 km uzaklık olan iki foton, ayna karşısında her seferinde birbirleriyle aynı davranışı göstermiş
tirFotonlardan biri yanrıyansıtıcı bir aynadan geçmişse, ondan 10 km uzaktaki öteki foton da aynı anda yarı yansıtıcı bir aynadan geçmiştirBiri yansıdıysa, aynı anda öteki de yansımıştırSanki her biri, diğerinin o anda ne yaptığını bilmektedir
Özel görelilik kuramına göre, hiç bir sinyal ışıktan daha hızlı (300000kmsaniye) gidemez; oysa aralarında
10 km olan iki foton aynı anda (arada zaman geçmeden) aynı davranışı göstermektedir
Einstein, maddede ki belirsizliğin bilgimizin azlığından ve kuantum kuramının eksikliğinden kaynaklandığına inanıyordu
Einstein'a göre tümüyle gerekirci (determinist) bir gerçeklik vardı; fakat bu, kuantum fiziğinin tanımlayabileceğinden çok daha derinlerdeydi
Bu varsayımasaklı değişkenlervarsayımı denmektedirEinstein, Boris Podolsky ve Nathan Rosen gibi diğer iki fizikçiyle birlikte, bir düşünce deneyi yapmayı düşündü; bu deney
yeni doğmuş kuantum kuramında bir mantık çelişkisi olduğunu gösterecek, böylece bu kuramın eksik olduğunu ortaya çıkaracaktı
Bu üç fizikçinin yapmayı tasarladıkları deney, İsviçreli araştırmacıların yapmış oldukları bu deneydi1930 yıl
larında bu deneyi gerçekleştirmek teknik bakımdan olanaksızdıTam tersi oldu!EPR (EinsteinPodolsky
Rosen) paradoksufizik araştırmalarına on yıllarca damgasını vurdu
Bir lazerden çıkan bir foton (ışık parçacığı) bir KNbO3 kristalinden geçerken daha az enerjili iki fotona ayrılır
Her foton bir optik lif içine girer ve yolu üstünde yarıyansıtıcı bir aynaya rastlarAyna tamamen raslantıya bağ lı olarak, fotonu bazen yansıtır, bazen geçirirAynayı geçen foton bir dedektöre çarparDeney şunu göstermiştir:
Aralarında 10 km'den fazla bir uzaklık bulunan bu iki foton, her an birbirlerinin tıpatıp aynı davranışları gösterir
ler; şöyle ki fotonlardan biri aynadan geçmişse, öteki degeçer; yansımışsa öteki de yansırEinstein bu olaya uzaktan hayaletsel bir etki adını vermiştir
kaynak bilim
