Einstein'ın genel görelilik teorisi nedir?
Basitçe ifade etmek gerekirse, Einstein tarafından yüz yıldan fazla bir süre önce yaratılan genel görelilik teorisi, evrendeki gök cisimlerinin kütleçekimsel hareketini tanımlayan bir kütleçekim teorisidir. Yerçekimi teorisi ile ilgili olarak, ilk olarak 17. yüzyılda Newton tarafından önerilen evrensel çekim yasasıyla temasa geçtik. Öyleyse, Einstein'ın yerçekimi teorisi ile Newton'un arasındaki fark nedir?
Newton'un görüşüne göre, evrendeki herhangi bir kütle nesnesi arasında yerçekimi kuvveti olacaktır. Gök cisimleri kadar büyük, bakteri kadar küçük, yerçekimi her zaman mevcuttur. Mesafe ne kadar uzakta olursa olsun, yerçekimi olacaktır ve bu etki anlık bir aşırı mesafe etkisidir. Evrensel çekim yasasına göre, nesneler arasındaki çekim kuvveti, nesnelerin kütlesinin çarpımı ile orantılıdır ve nesneler arasındaki mesafe ile ters orantılıdır. Newton'un evrensel çekim yasası çok başarılıydı, elmanın neden yere indiğini, neden dünyanın güneş etrafında döndüğünü ve hatta daha önce keşfedilmemiş Neptün'ün varlığını tahmin ettiğini açıkladı.
Ancak 19. yüzyılda gökbilimciler, evrensel yerçekimi yasasının kusurlu olduğunu keşfettiler. Bir gezegen güneşin etrafında hareket ettiğinde, her dairenin günberi aslında farklıdır.Bu fenomene günberi devinimi denir. Gezegen güneşe ne kadar yakınsa, günberi devinim değeri o kadar büyüktür ve Merkür'ün günberi en büyük presesyon değerine sahiptir.
Gökbilimciler, Merkür'ün günberi deviniminin gözlemlenen değeri ile evrensel yerçekimi yasası tarafından hesaplanan sonuç arasında bazı farklılıklar olduğunu gözlemleyerek gözlemlediler.Gözlenen değer ile teorik değer arasındaki fark, gözlem hatasından çok daha büyük olan yüzyılda 43 saniyedir, bu nedenle teoride bir sorun olması gerekir. .
Einstein, Merkür'ün günberinin deviniminin mükemmel bir açıklamaya sahip olduğu, genel görelilik teorisini 20. yüzyılın başına kadar önermişti. Genel göreliliğe göre uzay, Newton tarafından tanımlandığı gibi tam olarak düz değildir, ancak kütle ve enerjinin etkisi altında bükülecektir. Kavisli bir uzayda, gök cisimleri ve ışık jeodezik boyunca hareket edecek ve böylece yerçekimi etkisi sergileyecektir.
Genel görelilik teorisine göre, güneş çevreleyen uzayı büker.Işık güneş yüzeyinin üzerinden geçerse, sapma açısı yaklaşık 1.75 yay saniyedir, bu da Newton'un yerçekimi teorisinin hesapladığı sonucun iki katıdır. Kısa bir süre sonra Eddington, arka plandaki yıldızın yaydığı ışığın güneşin çevresinden saptığı açıyı ölçmek için tam güneş tutulması zamanlamasını kullandı.Sonuç, Einstein'ın öngörüsüyle tutarlıydı ve bu da genel görelilik teorisini daha da doğruladı.
O zamandan beri, genel görelilik-yerçekimsel kırmızıya kayma, yerçekimi zaman genişleme etkisi, kütleçekim dalgası gibi birkaç büyük öngörü, modern fizikte genel göreliliğin önemli konumunu belirleyen tek tek onaylandı. Genel göreliliğin pratik uygulamalarından biri, seyrüsefer uydularının saat kalibrasyonudur. Navigasyon uydusu dünyadan uzak olduğundan, dünyanın yerçekimi kuvveti zayıftır, bu nedenle yerleşik saat yer saatinden daha hızlı hareket eder. Ek olarak, özel görelilik teorisinin getirdiği saat yavaş etkisi de dikkate alınmalıdır. Bu zaman farkı çok küçük olsa da navigasyon uydusu konumlandırma işleminde büyük hatalar olacaktır. Bu nedenle, görelilik teorisinin neden olduğu zaman uzama etkisinin ortadan kaldırılması gerekir, böylece navigasyon uydusu hassas konumlandırma rolünü oynayabilir.
Şimdiye kadar, genel görelilik, evrendeki yerçekimi fenomenini tanımlayan en başarılı teoridir. Evrensel kütleçekim yasası, zayıf yerçekimi alanındaki genel görelilik kuramının yalnızca yaklaşık bir teorisidir, ancak Newton kütleçekim kuramının biçimi daha basit olduğu için, kesinlik yüksek olmadığında kolaylıkla kullanılabilir.
