Özel Görelilik 5: Boy Kısalması

Özel göreliliğin bir diğer önemli sonucu da boy kısalmasıdır. Tıpkı zaman genişlemesinde olduğu gibi, ışık hızına yakın hızlarda boy da göreli olarak değişime uğrar.

Bir cisme göre durgun olan biri tarafından ölçülen uzunluk, o cismin öz uzunluğudur. Yine aynı cismin, kendine göre hareketli bir referans sistemi tarafından ölçülen uzunluğu öz uzunluğundan küçüktür. Bunun nasıl olduğunu daha önceki bilgilerimizden yola çıkarak gösterelim.

Buradan görüyoruz ki, cismin durgun halindeki uzunluğu olan öz uzunluğu, bu uzunluğuna paralel doğrultuda hareket ederken boyu kısalır. Elbette ki bu kısalmanın ciddi miktarlarda olması için bu hızın ışık hızına çok yakın hızlarda olması gerekir. Bunun için aşağıdaki grafikte gama çarpanının ışık hızına yakın hızlarda nasıl değiştiğine bakabiliriz. Zaman kısalmasının aksine buradaki çarpanın ters olduğuna dikkat ediniz. Dolayısıyla ışık hızına yaklaştıkça boyun da 0’a yaklaştığını görürüz.

Aşağıdaki resimde üst kısımda Ay’a ışık hızına yakın bir hızda yaklaşmakta olan gözlemcinin gördüğü an resmedilmiş. Ona göre Ay kendisine ışık hızına yakın bir hızla yaklaştığında Ay’ın boyu kendisi hareketine paralel doğru boyunca kısalmış olarak görünür.

Alt kısımda ise bu sefer diğer referans sisteminden olay gözlemlenir. Dünya’dan bakan bir gözlemci kendisine ışık hızına yakın bir hızla yaklaşan uzay aracının, geliş doğrultusu boyunca boyunun kısaldığını görür.

Bu zamana kadar anlattıklarımız özet olarak “Görelilik” kavramının ne olduğunu doğru açıklayabilmek ve bunun sonucunda nasıl olaylar gerçekleştiğini anlatmaktı. Yani söz konusu Özel Görelilik olduğunda, problemi doğru belirlemek, problemi çözmekteki esas anahtardır. Bunun için bir önceki yazıda ele aldığımız Zaman Genişlemesi ve İkizler Paradoksu‘nu iyice anlamanızı tavsiye ediyoruz.

Ögetay Kayalı

1) Referans Sistemleri

2) Lorentz Dönüşümleri

3) Michelson – Morley Deneyi

4) Zaman Genişlemesi ve İkizler Paradoksu 

5) Boy Kısalması 

6) Kütlenin ve Momentumun Göreliliği