Özel ve Genel Görelilik İlkesi

Albert Einstein tarafından

Önceki düşüncelerimizin temelini oluşturan temel ilke, göreliliğin özel ilkesiydi, yani tüm tekdüze hareketin fiziksel göreliliği ilkesi. Bir kez daha anlamını dikkatlice analiz edelim.

Bize aktardığı fikir açısından, her hareketin yalnızca göreli bir hareket olarak değerlendirilmesi gerektiği her zaman açıktı. Dolgu ve demiryolu vagonunda sıklıkla kullandığımız resme dönersek, buradaki hareketin, her ikisi de eşit derecede haklı olan aşağıdaki iki biçimde gerçekleştiği gerçeğini ifade edebiliriz:

(a) Taşıyıcı sete göre hareket halinde,
(b) Set, arabaya göre hareket halindedir.

(A) ‘da, (b)’ de vagondaki dolgu, meydana gelen hareketin ifadesinde referans gövdesi olarak hizmet eder. Eğer bu sadece ilgili hareketi tespit etmek veya tanımlamakla ilgili bir soruysa, bu, hareketi hangi referans bedene atıfta bulunduğumuz için prensipte önemsizdir. Daha önce de belirtildiği gibi, bu apaçık ortadadır, ancak araştırmalarımızın temeli olarak aldığımız “görelilik ilkesi” adı verilen çok daha kapsamlı ifadeyle karıştırılmamalıdır.

Kullandığımız ilke, sadece herhangi bir olayın açıklaması için referans bedenimiz olarak arabayı veya dolguyu eşit derecede iyi seçebileceğimizi savunmakla kalmaz (bunun için de apaçık ortadadır). Prensibimiz daha çok şunu ileri sürer: Genel doğa yasalarını deneyimlerden elde ettikleri şekliyle, bunları kullanarak formüle edersek.

(a) referans gövde olarak set,
(b) referans-kuruluş olarak demiryolu vagonu,

o zaman bu genel doğa yasaları (örneğin, mekaniğin yasaları veya ışığın vakumda yayılması yasası) her iki durumda da tamamen aynı biçime sahiptir. Bu aynı zamanda şu şekilde de ifade edilebilir: Doğal süreçlerin fiziksel tanımı için, K1 referans cisimlerinin hiçbiri diğerine kıyasla benzersiz değildir (aydınlatılmış “özel olarak işaretlenmiştir”). İlkinden farklı olarak, bu ikinci ifadenin a priori olması zorunlu değildir; “hareket” ve “referans-cisim” kavramlarında yer almaz ve onlardan türetilebilir; doğruluğu veya yanlışlığı konusunda yalnızca deneyim karar verebilir.

Bununla birlikte, bugüne kadar, doğa kanunlarının formülasyonuyla bağlantılı olarak tüm K referans cisimlerinin eşdeğerliğini hiçbir şekilde korumadık. Kursumuz aşağıdaki satırlarda daha fazlaydı. İlk olarak, hareket durumu Galile yasasının ona göre geçerli olduğu bir referans cismi K var olduğu varsayımından yola çıktık: Kendi kendine bırakılan ve diğer tüm parçacıklardan yeterince uzaklaşan bir parçacık hareket eder. düzgün bir çizgide. K (Galilean referans bedeni) ile ilgili olarak, doğa kanunları olabildiğince basit olmalıydı. Ancak K’ye ek olarak, tüm K1 referans gövdelerine bu anlamda tercih edilmeli ve bunlar, düzgün doğrusal ve dönmeyen hareket durumunda olmaları koşuluyla, doğal yasaların formülasyonu için K’ye tam olarak eşdeğer olmalıdır. K’ye saygı; tüm bu referans bedenleri Galilean referans bedenleri olarak kabul edilmelidir. Görelilik ilkesinin geçerliliği yalnızca bu referans bedenler için varsayıldı, ancak diğerleri için değil (örneğin, farklı türden harekete sahip olanlar). Bu anlamda, göreliliğin özel ilkesinden veya özel görelilik teorisinden bahsediyoruz.

Bunun aksine, “genel görelilik ilkesi” ile aşağıdaki ifadeyi anlamak istiyoruz: K, K1, vb. Tüm referans cisimleri, doğal fenomenlerin tanımı (genel doğa yasalarının formülasyonu) için eşdeğerdir, ne olursa olsun hareket halleri olabilir. Ancak daha ileri gitmeden önce, bu formülasyonun daha sonraki bir aşamada ortaya çıkacak nedenlerden dolayı daha soyut bir formülasyonla değiştirilmesi gerektiğine işaret edilmelidir.

Özel görelilik ilkesinin tanıtımı haklı kılındığından, genellemeden sonra çabalayan her akıl, genel görelilik ilkesine doğru adımı atma eğilimini hissetmelidir. Ancak basit ve görünüşte oldukça güvenilir bir değerlendirme, her halükarda şimdilik böyle bir girişimde çok az başarı umudu olduğunu öne sürüyor gibi görünüyor; Kendimizi eski dostumuza, tek tip bir hızda seyahat eden vagonun transfer edildiğini hayal edelim. Düzgün bir şekilde hareket ettiği sürece, vagonun yolcusu arabanın hareketinden duyarlı değildir ve bu nedenle davanın gerçeklerini isteksizce yorumlayabilir, vagonun hareketsiz olduğunu, ancak hareket. Üstelik, göreliliğin özel ilkesine göre, bu yorum, fiziksel açıdan da oldukça haklı.

Arabanın hareketi şimdi, örneğin güçlü bir fren uygulamasıyla olduğu gibi, tekdüze olmayan bir harekete değiştirilirse, o zaman arabanın yolcusu buna karşılık gelen güçlü bir sarsıntı yaşar. Gecikmiş hareket, vagondaki kişiye göre vücutların mekanik davranışında kendini gösterir. Mekanik davranış, daha önce ele alınan durumdakinden farklıdır ve bu nedenle, aynı mekanik yasaların, hareketsiz veya dururken arabaya atıfta bulunulduğu gibi, tek tip olmayan şekilde hareket eden şaryoya göre geçerli olması imkansız görünmektedir. düzenli hareket. Her halükarda, Galile yasasının tek tip olmayan hareket eden vagon ile ilgili olarak geçerli olmadığı açıktır. Bu nedenle, genel görelilik ilkesine karşıt olarak, şu anki noktada, tek tip olmayan harekete bir tür mutlak fiziksel gerçeklik vermek zorunda olduğumuzu hissediyoruz. Ancak ilerleyen kısımlarda yakında bu sonucun sürdürülemeyeceğini göreceğiz.

Daha fazlasını okumak için http://www.EffortlessPhysicsLessons.com/relativity/ adresine gidin.

Stephan Bourget, fizikçi
Zahmetsiz Fizik Dersleri
http://www.EffortlessPhysicsLessons.com