Einstein, ondan yüz yıl ileride olan görelilik teorisini neden ortaya atabilir?
1905'te Einstein, fizikte bir devrim yaratan ve modern fiziğin temel taşını doğuran özel görelilik olan uzay-zamanın çığır açan bir teorisini önerdi. On yıl sonra, Einstein yeni bir yerçekimi teorisi ortaya attı: Genel Görelilik. Yüz yıldan fazla bir süre sonra, Einstein'ın teorik öngörüleri modern teknoloji tarafından kademeli olarak onaylandı. Öyleyse, bilim ve teknoloji henüz gelişmemişken Einstein neden bu kadar gelişmiş bir teori ortaya atabildi?
Aslında Einstein'ın zamanında görelilik teorisinin tohumları filizlenmeye başlamıştı. Zaman 20. yüzyıla girdiğinde, fizikçiler genellikle Fizik Binasının temelde tamamlandığına ve sonraki nesillerin sadece bazı onarım işleri yapması gerektiğine inanıyorlardı. Bununla birlikte, Fizik Binası'nın üzerinde yüzen kara bir bulut, bazı fizikçileri rahatsız etti.
Daha önceki fizikçiler, ışığın yayıldığı ortam olan boşlukta her yerde eterin olduğuna inanıyorlardı.Eter sistemi, evrenin mutlak sabit referans çerçevesidir. Eterin varlığını kanıtlamak için iki fizikçi Michelson ve Morey ünlü bir ışık girişim deneyi yaptılar. Sonuçlar, evrende eter olmadığını ve herhangi bir referans çerçevesinde ışık hızının sabit olduğunu gösteriyor.
Işık hızının değişmezliği ile ilgili olarak, ışık hızı için daha önceki Maxwell formülünde görülebilir. Maxwell'in ışık hızı formülünde, ışığın hızını hesaplamak için iki sabit (vakum dielektrik sabiti ve vakum geçirgenliği) yalnızca vakumla ilgilidir ve yönlülük yoktur, bu da ışık hızının sabit olduğu anlamına gelir.
Bununla birlikte, eter kavramı o dönemin fizikçilerinin düşüncelerine nüfuz etti ve o dönemdeki büyük fizikçi Lorenz bile her zaman eterin varlığında ısrar etti. Michelson-Morley deneyini açıklamak için Lorentz matematiksel bir yöntem olan Lorentz dönüşümü önerdi.
Einstein tamamen farklı bir görüş ortaya koydu: Deneyin sonuçlarında ısrar etti ve ışık hızının sabit olduğuna, ancak zaman ve uzayın değiştiğine inanıyordu. Böylece Einstein, özel görelilik teorisini yarattı. Einstein'ın görüşüne göre, Newton'un mutlak uzay-zaman görüşü geçerli değildir ve uzay-zaman, farklı referans çerçevelerinden dolayı farklıdır. Özel görelilik teorisinden çıkarılan saat-yavaş etkisi ve kütle-enerji denklemi nihayet deneylerle onaylandı ve uygulandı.
Einstein, özel görelilik teorisini kurduktan sonra, yerçekiminin görelilik sistemine nasıl dahil edileceğini araştırmaktadır. Einstein, yerçekimi fenomenini açıklamak için madde ve enerjinin geometrik etkilerini kullanarak uzay-zamanı büktü ve böylece genel görelilik teorisini yarattı.
Genel göreliliğe dayanarak, Einstein yerçekimsel mercekleme etkisi, yerçekimsel kırmızıya kayma, kara delikler ve yerçekimi dalgaları dahil olmak üzere bir dizi önemli tahmin yaptı. Ancak o dönemde, sınırlı teknolojik seviye nedeniyle pek çok tahmin doğrulanamadı. Sadece son yıllarda yerçekimi dalgaları ve kara delikler gibi olaylar doğrudan tespit edildi.
Einstein'ın ileri fizik kuramlarını ortaya koyabilmesinin bir nedeni, elbette son derece keskin fizik düşüncesinden ayrılamaz ve bunun bir nedeni de Einstein'ın devlerin omuzlarında durmasıdır. O dönemde, birkaç fizikçi özel görelilik teorisine zaten yakındı. Beş yıl sonra bile, özel görelilik Einstein'a ait değildir.
Ancak genel görelilik teorisi farklıdır Einstein olmasaydı, belki de hiç kimse bir 50 yıl içinde bu yerçekimi teorisini öneremezdi. Genel görelilik, Einstein'ın hayatındaki en gurur verici başarısıdır ve teorisinin sonunda deneylerle doğrulanacağına inanıyordu.
