Işık düz bir çizgide mi hareket eder? Bu, ilkokul öğrencilerine öğretmek için bir ifadedir, bu şekilde daha doğru tanımlamalıyız!
Işığın yayılmasının özü, sadece düz bir çizgi değil, en kısa rota boyunca seyahat etmektir! İki boyutlu bir düzlemdeki düz bir çizginin iki nokta arasındaki en kısa mesafe olduğunu herkes bilir.İki boyutlu bir düzlem, üç boyutlu bir uzayın özellikleriyle bükülürse, düz çizgi bir eğri olur ve bu, eğrideki iki nokta arasındaki en kısa mesafedir! Bu yüzden sadece en kısa yolu takip edin!
Einstein, elektromanyetik radyasyon ve ışık üzerine deneyler yaparak kendi özel görelilik teorisini kurdu. Bu yolu takip ederek, evrensel çekim üzerine düşünmeye başladı ve sonunda genel görelilik ile ortaya çıktı. Einstein'ın orijinal özel görelilik teorisi, mutlak bir durgunluk olmadığı varsayımına dayanıyordu. Ve genel görelilik teorisi de mutlak ölçek kuvvetleri ve ivmeler olmadığı varsayımına dayanmaktadır.
Öncelikle yerçekimini içeren görelilik problemini düşünün. Işık hızı, bir aksiyom olan ve özel göreliliğin temelini oluşturan geniş bir sabittir. Işığın enerjisi vardır ve yerçekimi sadece kütleye değil aynı zamanda çeşitli enerji biçimlerine de etki eder, bu nedenle yerçekimi ışık demetini büker.
Işık huzmesi güneş gibi devasa bir malzemenin yanından geçtiğinde bu eğilme çok belirgin olacaktır. Yerçekimi evrenin her yerinde olduğu için, ışık huzmesi her zaman rahatsız olacaktır. Bu nedenle, görelilik teorisinde bahsedilen, ışığın tekdüze bir hızda düz bir çizgi boyunca hareket ettiği şeklindeki temel varsayım, evrendeki yerçekimini kapatmanın bir yolu olmadığı sürece imkansız görünüyor.
Einstein bunun acil bir sorun olduğunu fark etti ve onu tamamen çözmesi on yıl alacaktı. Ve serbest düşen bir nesneyi düşündüğünde, aniden bu zamanda yer çekiminin gerçekten kapatıldığını fark etti. İvme ve yerçekimi aynı şeydir Bu fikir çok önemlidir, yani şu anda nesneye etki eden bir kuvvet olmadığı için sabit bir hızda hareket etmektedir. Düşen kayanın ağırlığı yoktur. Yakalarsanız, hissettiğiniz ağırlık aslında taşın yere düşmesini engelleyen bir kuvvettir. Ayaklarımızın altındaki sert zemin, dünyanın kalbine düşmemizi engelledi. Zemin bize direnç verir ve düşmemizi engeller Bu direnç genellikle hissettiğimiz ağırlıktır. Zemin ve toprak buhar ise, o zaman kilo vereceğiz ve sonunda bu güzel gezegenin merkezine düşeceğiz.
İvme ve yerçekimi eşdeğerdir
Bunu bir başlangıç noktası olarak kullanarak, Einstein başka bir düşünce deneyi gerçekleştirdi. Serbest düşen bir kabinde olduğunuzu varsayalım Kabinde pencere yok, bu yüzden dışarıda neler olup bittiğini bilmenizin hiçbir yolu yok. Belki bu kabin arızalı bir asansör veya dünyanın etrafında dönen daha az korkunç bir uydudur. Uydu örneğinde, siz ve uydu dünyanın etrafında serbestçe hareket ediyorsunuz. Asansör örneğinde, etrafınızda herhangi bir çekim kuvveti hissedemezsiniz. Örneğin, topu elinizde bırakırsanız, dünyanın yerçekiminden etkilenecek ve sonunda sizinle aynı hızda dünyanın merkezine doğru uçacak ve size göre hareketsiz kalacaktır. Astronotların uzay aracında yüzebilmelerinin nedeni, kendilerinin ve uzay aracının aynı hızda "düşmeleridir". Astronotların yerçekimi alanının etkisine düştüğünü bildiğimiz için şanslı olsak da, astronotlar kuvveti kendileri hissedemezler.Uzay aracının kapalı ortamında, tamamen hareketsiz olduklarını düşünebilirler.
Einstein, serbest düşüşün "ağırlıksız" durumunda, dünyanın gerçek yerçekiminin iz bırakmadan ortadan kaybolduğunu fark etti. Aynısı kirişler için de geçerlidir. Tıpkı normal nesneler gibi, ışık da büyük nesnelere çekilecektir. Bu, 1919'da tam güneş tutulması gerçekleştiğinde doğrulandı. Tam bir güneş tutulması meydana geldiğinde, uzak yıldızlar insanların gözlerindeki "normal" konumdan saparlar çünkü bu yıldızlardan gelen ışık, güneşin yanından geçerken güneşin yerçekimi alanı tarafından bükülür.
Serbest düşen bir kabinde kilitlendiğinizi varsayın ve ardından kabin zemini ile yatay olarak bir el feneri ışığını açın.Aynı zamanda yerde doğru ölçüm yapılır.Işığın yerçekimi ile hafifçe "düştüğü" ölçülecektir. bükme. Işık, kabinin bir ucundan diğer ucuna uçarken, karşı bölme ile aynı hızda yeryüzüne doğru düşecektir. Sonuç olarak, kabinin içinden ışık düz bir çizgide hareket eder ve bir kez daha tüm fenomenler, gerçekten de zorlamadan özgür bir ortamda durduğunuzu gösterir.
Serbest düşen bir kutunun ortasında bir el feneri var. Yaydıkları ışık kutudan geçer ve yerçekimi kutuyu ve ışını aynı anda yere doğru çeker. Şekil (a) 'da, kavisli ışık yolu yerden birkaç nanosaniye içinde görünmektedir. (B) 'de kutu içindeki kişinin hissettiği ışık yolu gösterilmektedir. Hem kutu hem de ışık aynı oranda düştüğü için, ışık kutunun içinde yatay ve doğrusal olarak hareket eder.
