Fizik / Astrofizik Tüm Yazılar

Eğri Uzay Zaman Basitçe Nedir?

Hazırlayan: Zafer Emecan

Işık, Güneş gibi yıldızlar ve benzeri (karadelik, nötron yıldızı, galaksiler vs) büyük kütleli cisimlerin yakınından geçerken “yön değiştirir”. Daha başka bir ifade ile, ışık da diğer tüm cisimler gibi kütleçekiminden etkilenir.

Işığın kütleçekimden nasıl etkilendiği ile ilgili açıklama gerçekte çok karışıktır. Çünkü, ışığı oluşturan foton isimli parçacığın bir kütlesi yoktur. Kütlesi olmayan bir parçacığın ise kütleçekiminden etkilenmesini mantıken bekleyemeyiz. Fakat, görünür gerçek; ışığın da kütleçekiminden etkilendiği yönünde. Fazla detaya girmeden bu durumu şöyle temel düzeyde açıklayalım: Fotonlar “durgun halde iken” kütlesizdir. Ancak, hareket halinde iken yüksek hızlarından dolayı bir kinetik enerjiye sahip olurlar. Einstein’ın Görelilik Kuramı sayesinde enerji ile maddenin aynı şey olduğunu bildiğimize göre, kinetik enerjiye sahip olan fotonun hareket halindeyken ölçülebilir küçük bir kütlesinin olması gerekir. Yani, fotonlar (ışık) kütleçekiminden etkilenir.

egri-uzay578

Bu nedenle, bakış açımıza göre Güneş’in hizasında bulunan kimi yıldızları, “eğilen” ışığı nedeniyle olduğundan farklı konumlarda görürüz. Örnekteki yıldız, gerçekte A noktasında bulunmasına rağmen, kendisinden gelen ışık kütleçekim nedeniyle Güneş’in yanından geçerken eğildiği için onu B noktasında görürüz. Eğer Güneş yerine çok çok daha büyük kütleli bir cisim söz konusu olabilseydi, belki de yıldızdan gelen ışık o gökcismine “düşecekti” ve biz yıldızı hiç göremeyecektik.

Evrende hiçbir şey, ışıktan daha hızlı yol alamaz. Buna her türlü gökcismi ve parçacık da dahil. Örneğin bir meteor, saatte 50 bin km hızla Dünya’nın yanından düz bir biçimde geçmek isterken, gezegenimizin kütleçekimi onu yolundan saptırır ve yönünü değiştirir. Cisim ne kadar yavaş geçiyorsa, Dünya’nın çekimi yönünü o kadar fazla değiştirecektir. Aynı biçimde, gezegenimizin (veya başka bir gökcisminin) yanından ne kadar hızlı geçerseniz, kütleçekimin yaratacağı etki sizin için o kadar az olur. Dolayısıyla, bir meteorun Dünya’nın yanından yönü değişmeden geçebilmesi için çok hızlı hareket ediyor olması gerekir.

Bir kaykay ile, düz bir yolda tümüyle düz bir doğrultuda gitmeye çalıştığınızı düşünün. Gidemezsiniz. Yolun yapısındaki küçük hatalar ve denge merkezinizdeki küçük değişiklikler sizin az da olsa eğri bir yol izlemenize neden olur.

Bir kaykay ile, düz bir yolda tümüyle düz bir doğrultuda gitmeye çalıştığınızı düşünün. Gidemezsiniz. Yolun yapısındaki küçük hatalar ve denge merkezinizdeki küçük değişiklikler sizin az da olsa eğri bir yol izlemenize neden olur.

Buradan şunu anlamış olmalısınız; hareket hızınız ne kadar fazla ise, çevrenizdeki gökcisimlerinin kütleçekiminden o kadar az etkilenir ve o kadar düz bir doğrultuda hareket edersiniz. Ancak, evrendeki en yüksek hız ışık hızı olduğu için, her cisim kütleçekiminden öyle ya da böyle etkilenecek ve asla düz bir doğrultuda (yeterince uzun mesafeler için) hareket edemeyecek.

Einstein’ın “eğri uzay-zaman” dediği olgu, en basit ifadeyle budur. Kütleçekim nedeniyle uzayda düz bir doğrultuda yolculuk yapabilmek, ışık dahil her madde için yeterince büyük uzaklıklar söz konusu ise pratikte mümkün değildir. Yani, asla uzayda (yeterince uzun mesafede) matematiksel olarak mükemmel düz bir çizgide ilerleyemezsiniz. Sizin düz olarak algılayacağınız rotanız, çevrenizdeki büyük kütleli cisimlerin etkisi ile gerçekte eğri büğrü bir hal alır.

uzay-yollar

Uzayda, tıpkı bir dağ yolunda olduğu gibi düz bir doğrultuda yol almanız mümkün olmaz. Eğer bu dağ yolunda arabanızla hareket ediyorsanız, yolun eğriliğini takip etmekten başka şansınız yoktur. Eğer bu eğriliği takip etmek istemiyorsanız, hedefe düz biçimde ulaşmak için arabanızı ve yolu kullanmaktan başka bir yöntem geliştirmeniz gerekir.

Ayrıca, ışığın kütleçekiminden etkilenerek bu şekilde “kırınım”a uğrayıp yön değiştirmesi, astronomlar için bulunmaz bir nimet olan “kütleçekimsel mercek” etkisine yol açar. Bu sayede normalde görmemizin mümkün olmadığı çok uzak göksel yapıları görmemiz mümkün olur.

Burada şunu belirtmek gerekiyor: Yukarıdaki anlatımdan kafanızda şekillendiği gibi, eğri uzay gerçekten de uzay zaman dokusunun eğri olduğu anlamına gelmez. Uzayın dokusunun gerçekte nasıl olduğu hakkında bir bilgimiz yok. Ancak bu doku tamamen düz olsa bile, kütleçekim size etki edeceği için alacağınız yol eğrileşecektir. Yani, uzayın dokusu ister eğri olsun, ister düz olsun, uzay zaman içinde her cisim eğri bir yol izlemeye mahkumdur ve pratikte uzay zaman dokusunu eğri olarak düşünmek zorundayız.

Zafer Emecan

Hep daha fazla okumak gerekir...

Yazar Hakkında

Zafer Emecan

Bir astronomi işçisi. Kozmik Anafor’un kurucusu, her şeyi ve hiçbir şeyi. Alakasız üniversiteler bitirmiş olmasına rağmen, içinden atamadığı gökbilim sevgisini kaleme, klavyeye, araştırmalara dökmeye çalışan, haddini bilen, ama bazen aşan amatör bir bilimci.