Albert Einstein

Albert Einstein (14 Mart 1879 - 18 Nisan 1955) Almanya doğumlu bir bilim insanıydı. Teorik fizik üzerine çalışmıştır. Görelilik kuramını geliştirdi. Teorik fizik alanında 1921 yılında Nobel Fizik Ödülü'nü aldı. Ünlü denklemi E = m c 2 {\displaystyle E=mc^{2}} {\displaystyle E=mc^{2}}(E = enerji, m = kütle, c = ışık hızı).

Kariyerinin başında Einstein, Newton mekaniğinin klasik mekaniğin yasaları ile elektromanyetik alanın yasalarını uzlaştırmak (bir araya getirmek) için yeterli olduğunu düşünmüyordu. Bunu düzeltmek için 1902-1909 yılları arasında özel görelilik kuramını geliştirdi. Einstein ayrıca Isaac Newton'un yerçekimi fikrinin de tamamen doğru olmadığını düşünüyordu. Bu nedenle, özel görelilik konusundaki fikirlerini yerçekimini de kapsayacak şekilde genişletti. 1916'da kütle çekim teorisi ile genel görelilik üzerine bir makale yayınladı.

1933 yılında Einstein Amerika Birleşik Devletleri'ni ziyaret ediyordu. Almanya'da Adolf Hitler ve Naziler iktidara gelmişti. Yahudi kökenli olan Einstein, Hitler'in antisemit politikaları nedeniyle Almanya'ya dönmedi. Amerika Birleşik Devletleri'nde yaşadı ve 1940 yılında Amerikan vatandaşı oldu. Dünya Savaşı'nın başlaması üzerine Başkan Franklin D. Roosevelt'e bir mektup göndererek Almanya'nın nükleer silah yapma sürecinde olduğunu açıkladı; bu nedenle Einstein ABD'nin de bir nükleer silah yapmasını önerdi. Bunun üzerine Manhattan Projesi başlatıldı ve ABD tarihte atom bombasını yapan ve kullanan ilk ülke oldu (Almanya'ya değil, Japonya'ya). Einstein ve Manhattan projesinde çalışan Richard Feynman gibi diğer fizikçiler daha sonra bombanın Japonya'da kullanılmasından pişmanlık duydular.

Einstein Princeton'da yaşadı ve hayatının geri kalanında çalıştığı İleri Araştırmalar Enstitüsü'ne davet edilen ilk üyelerden biriydi. Yaygın olarak tüm zamanların en büyük bilim insanlarından biri olarak kabul edilir. Katkıları, kuantum mekaniği ve görelilik de dahil olmak üzere fiziğin tüm modern dallarının temellerinin atılmasına yardımcı olmuştur.

Albert Einstein 1947'deZoom
Albert Einstein 1947'de

Yaşam

Erken dönem yaşamı

Einstein 14 Mart 1879'da Ulm, Württemberg, Almanya'da doğdu. Ailesi Yahudi'ydi ama çok dindar değildi. Ancak Einstein hayatının ilerleyen dönemlerinde Yahudiliğe büyük ilgi duymaya başladı. Einstein 2 yaşına kadar konuşmaya başlamadı. Küçük kız kardeşi Maja'ya göre, "Dil konusunda o kadar zorluk çekiyordu ki, etrafındakiler asla öğrenemeyeceğinden korkuyorlardı". Einstein yaklaşık 4 yaşındayken babası ona manyetik bir pusula verdi. İğnenin her zaman kuzeyi gösterecek şekilde kendi kendine nasıl hareket ettiğini anlamak için çok uğraştı. İğne kapalı bir kutudaydı, yani rüzgar gibi hiçbir şey iğneyi itemezdi ama yine de hareket ediyordu. Einstein bu şekilde fen ve matematik çalışmalarına ilgi duymaya başladı. Pusulası ona bilim dünyasını keşfetmesi için fikirler verdi.

Büyüdüğünde İsviçre'de bir okula gitti. Mezun olduktan sonra orada patent ofisinde bir iş buldu. Orada çalışırken, büyük bir bilim adamı olarak ünlenmesini sağlayan makaleleri yazdı.

Einstein, Ocak 1903'te 20 yaşındaki Sırp kadın Mileva Marić ile evlendi.

1917 yılında Einstein, neredeyse ölümüne neden olacak bir hastalığa yakalandı. Kuzeni Elsa Löwenthal onu sağlığına kavuşturdu. Bu olaydan sonra Einstein 14 Şubat 1919'da Mileva'dan boşandı ve 2 Haziran 1919'da Elsa ile evlendi.

Çocuklar

Einstein'ın ilk kızı "Lieserl" idi (gerçek adını kimse bilmiyor). Novi Sad, Voyvodina, Avusturya-Macaristan'da 1902 yılının ilk aylarında doğdu. Çok kısa süren hayatını (2 yıldan az olduğuna inanılıyor) Sırp büyükanne ve büyükbabasının bakımında geçirdi. Kızıl hastalığından öldüğüne inanılmaktadır. Bazıları, Down sendromu olarak adlandırılan bozuklukla doğmuş olabileceğine inanmaktadır, ancak bu asla kanıtlanamamıştır. Einstein'ın torunu, Mileva ve Einstein arasında 1897'den Eylül 1903'e kadar değiş tokuş edilen 54 aşk mektubunu (çoğu Einstein'dan) içeren bir ayakkabı kutusunu keşfettiği 1986 yılına kadar kimse onun varlığından haberdar değildi.

Einstein'ın iki oğlu Hans Albert Einstein ve Eduard Tete Einstein'dı. Hans Mayıs 1904'te İsviçre'nin Bern kentinde, Eduard ise Temmuz 1910'da İsviçre'nin Zürih kentinde doğdu. Eduard 55 yaşında Zürih Psikiyatri Üniversitesi Hastanesi'nde felç geçirerek öldü. Şizofreni hastalığı nedeniyle hayatını akıl hastanelerine girip çıkarak geçirmişti.

Daha sonraki yaşam

Birinci Dünya Savaşı'nın başlamasından hemen önce Almanya'ya geri döndü ve orada bir okulun müdürü oldu. Nazi hükümeti iktidara gelene kadar Berlin'de yaşadı. Naziler Yahudi olan ya da Yahudi ailelerden gelen insanlardan nefret ediyordu. Einstein'ı "Yahudi fiziği" yaratmaya yardım etmekle suçladılar ve Alman fizikçiler onun teorilerinin yanlış olduğunu kanıtlamaya çalıştılar.

1933'te Nazilerin ölüm tehditleri altında ve Nazi kontrolündeki Alman basınının nefretiyle Einstein ve Elsa Amerika Birleşik Devletleri'nde Princeton, New Jersey'e taşındı ve 1940'ta Birleşik Devletler vatandaşı oldu.

Dünya Savaşı sırasında Einstein ve Leó Szilárd, ABD Başkanı Franklin D. Roosevelt'e bir mektup yazarak ABD'nin atom bombası icat etmesi gerektiğini, böylece Nazi hükümetinin kendilerini alt edemeyeceğini belirttiler. Mektubu imzalayan tek kişi oydu. Ancak, atom bombasını yaratan proje olan Manhattan Projesi'nin bir parçası değildi.

Bir Yahudi olan ancak İsrail vatandaşı olmayan Einstein'a 1952 yılında başkanlık teklif edilmiş ancak Einstein "İsrail Devletimizin teklifi beni derinden etkiledi ve bunu kabul edemeyeceğim için hem üzüldüm hem de utandım. " Ehud Olmert'in başkanlığı İsrailli olmayan bir başka kişiye, Elie Wiesel'e teklif etmeyi düşündüğü bildirilmiş, ancak Wiesel'in "hiç ilgilenmediği" söylenmiştir.

Princeton, New Jersey'deki Institute for Advanced Study'de 18 Nisan 1955'te aort anevrizması patlaması nedeniyle ölene kadar fizik dersleri verdi. Ölümünden saatler önce hala kuantum fiziği hakkında yazıyordu. Nobel Fizik Ödülü'ne layık görüldü.

Özel görelilik kuramı

Özel görelilik kuramı Einstein tarafından 1905 yılında Hareketli Cisimlerin Elektrodinamiği Üzerine adlı makalede yayımlanmıştır. Hem mesafe ölçümlerinin hem de zaman ölçümlerinin ışık hızının yakınında değiştiğini söyler. Bu, ışık hızına yaklaştıkça (saniyede yaklaşık 300.000 kilometre), uzunlukların kısaldığı ve saatlerin daha yavaş işlediği anlamına gelir. Einstein özel göreliliğin iki fikre dayandığını söylemiştir. Birincisi, fizik yasalarının birbirlerine göre hareket etmeyen tüm gözlemciler için aynı olduğudur.

Aynı yönde aynı hızda giden şeylerin "eylemsiz bir çerçeve" içinde olduğu söylenir.

Aynı "çerçeve" içindeki insanlar bir şeyin ne kadar sürede gerçekleştiğini ölçerler. Saatleri aynı zamanı gösterir. Ancak başka bir "çerçevede" saatleri farklı bir hızda hareket eder. Bunun nedeni aşağıdaki gibidir. Bir gözlemci nasıl hareket ederse etsin, eğer o yıldızdan gelen ışığın hızını ölçerse, bu her zaman aynı sayı olacaktır.

Bir astronotun farklı bir evrende yapayalnız olduğunu düşünün. Sadece bir astronot ve bir uzay gemisi var. Hareket ediyor mu? Sabit mi duruyor? Bu sorular hiçbir şey ifade etmez. Neden? Çünkü hareket ettiğimizi söylediğimizde çeşitli zamanlarda başka bir şeye olan uzaklığımızı ölçebileceğimizi kastediyoruz. Eğer sayılar büyürse uzaklaşıyoruz demektir. Sayılar küçülürse yaklaşıyoruz demektir. Harekete sahip olmak için en az iki şeye sahip olmalısınız. Bir uçak saatte birkaç yüz kilometre hızla hareket ediyor olabilir ama yolcular "ben burada oturuyorum" der.

Bazı insanların bir uzay gemisinde olduğunu ve doğru bir saat yapmak istediklerini varsayalım. Bir uca bir ayna, diğer uca da basit bir makine koymuşlar. Aynaya doğru kısa bir ışık patlaması gönderir ve sonra bekler. Işık aynaya çarpıyor ve geri yansıyor. Makine üzerindeki bir ışık detektörüne çarptığında, makine "Sayım = 1" der, aynı anda aynaya doğru kısa bir ışık patlaması daha gönderir ve bu ışık geri geldiğinde makine "Sayım = 2" der. Belirli bir sayıda sıçramanın bir saniye olarak tanımlanmasına karar verirler ve makinenin bu sayıda sıçrama tespit ettiği her seferde saniye sayacını değiştirmesini sağlarlar. Saniye sayacını her değiştirdiğinde, makinenin altındaki bir lombozdan dışarıya bir ışık da yanıp söner. Böylece dışarıdaki biri her saniye yanıp sönen ışığı görebilir.

Her ilkokul çocuğu d=rt (mesafe eşittir hız çarpı zaman) formülünü öğrenir. Işık hızını biliyoruz ve makine ile ayna arasındaki mesafeyi kolayca ölçebilir ve ışığın kat ettiği mesafeyi vermek için bunu çarpabiliriz. Böylece hem d hem de r'ye sahip oluruz ve t'yi kolayca hesaplayabiliriz. Uzay gemisindeki insanlar yeni "ışık saatlerini" çeşitli kol saatleri ve diğer saatlerle karşılaştırırlar ve yeni ışık saatlerini kullanarak zamanı iyi bir şekilde ölçebildiklerinden memnun olurlar.

Şimdi bu uzay gemisi çok hızlı gidiyor. Uzay gemisindeki saatten bir parıltı görürler ve sonra bir parıltı daha görürler. Sadece bu parlamalar bir saniye arayla gelmiyor. Daha yavaş bir hızda geliyorlar. Işık her zaman aynı hızda gider, d = rt. Bu yüzden uzay gemisindeki saat dışarıdaki gözlemci için saniyede bir kez yanıp sönmüyor.

Özel görelilik, Albert Einstein'ın E=mc2 formülünde enerjiyi kütle ile de ilişkilendirir.

Her iki yıldızdan gelen ışık aynı hıza sahip olarak ölçülürZoom
Her iki yıldızdan gelen ışık aynı hıza sahip olarak ölçülür

Kat edilen mesafe farklı referans standartlarına göredirZoom
Kat edilen mesafe farklı referans standartlarına göredir

Işık saati dururken daha hızlı, hareket halindeyken daha yavaşZoom
Işık saati dururken daha hızlı, hareket halindeyken daha yavaş

Kütle-enerji eşdeğerliği

Kütle-enerji eşdeğerliği olarak da adlandırılan E=mc2 Einstein'ın en ünlü olduğu konulardan biridir. Fizik ve matematikte, kütle enerjiye veya enerji kütleye dönüştüğünde ne olduğunu gösteren ünlü bir denklemdir. Denklemdeki "E" enerji anlamına gelir. Enerji, nesnelere diğer şeyleri ne kadar değiştirebildiklerine bağlı olarak verdiğiniz bir sayıdır. Örneğin, bir yumurtanın üzerinde asılı duran bir tuğla, yumurtaya onu kıracak kadar enerji verebilir. Yumurtanın üzerinde asılı duran bir tüy, yumurtaya zarar vermek için yeterli enerjiye sahip değildir.

Enerjinin üç temel biçimi vardır: potansiyel enerji, kinetik enerji ve durgun enerji. Bu enerji biçimlerinden ikisi yukarıda verilen örneklerde ve sarkaç örneğinde görülebilir.

A pendulum converts potential energy to kinetic energy and back.

Bir gülle demir bir halkadan ipe asılıdır. Bir at gülleyi sağ tarafa çeker. Gülle serbest bırakıldığında şemada gösterildiği gibi ileri geri hareket edecektir. Halatın halkadaki hareketi ve diğer yerlere sürtünmesinin sürtünmeye neden olması ve sürtünmenin her zaman biraz enerji götürmesi dışında bunu sonsuza kadar yapacaktır. Sürtünmeden kaynaklanan kayıpları göz ardı edersek, at tarafından sağlanan enerji gülleye potansiyel enerji olarak verilir. (Enerjisi vardır çünkü yüksektedir ve aşağıya düşebilir.) Gülle aşağıya doğru sallandıkça giderek daha fazla hız kazanır, böylece dibe yaklaştıkça daha hızlı gider ve önünde durursanız size daha sert çarpar. Sonra kinetik enerjisi tekrar potansiyel enerjiye dönüştüğü için yavaşlar. "Kinetik enerji" sadece bir şeyin hareket ettiği için sahip olduğu enerji anlamına gelir. "Potansiyel enerji" ise bir şeyin başka bir şeyden daha yüksek bir konumda olması nedeniyle sahip olduğu enerji anlamına gelir.

Enerji bir formdan diğerine geçtiğinde, enerji miktarı her zaman aynı kalır. Üretilemez ya da yok edilemez. Bu kurala "enerjinin korunumu yasası" denir. Örneğin, bir topu fırlattığınızda, enerji siz topu bırakırken elinizden topa aktarılır. Ancak elinizde olan enerji ile şimdi topta olan enerji aynı sayıdadır. Uzun bir süre boyunca insanlar enerjinin korunumu hakkında konuşulacak tek şeyin bu olduğunu düşündüler.

Enerji kütleye dönüştüğünde, enerji miktarı aynı kalmaz. Kütle enerjiye dönüştüğünde, enerji miktarı da aynı kalmaz. Ancak, madde ve enerji miktarı aynı kalır. Enerji kütleye, kütle de enerjiye Einstein'ın E = mc2 denklemiyle tanımlanan bir şekilde dönüşür.

Einstein'ın denklemindeki "m" kütle anlamına gelir. Kütle, bir cismin içinde bulunan madde miktarıdır. Tuğla gibi bir madde parçasındaki proton ve nötron sayısını biliyorsanız, toplam kütlesini tüm protonların ve tüm nötronların kütlelerinin toplamı olarak hesaplayabilirsiniz. (Elektronlar o kadar küçüktür ki neredeyse ihmal edilebilirler.) Kütleler birbirlerini çekerler ve Dünya'nınki gibi çok büyük bir kütle yakınındaki şeyleri çok sert bir şekilde çeker. Jüpiter'de Dünya'dakinden çok daha ağır olursunuz çünkü Jüpiter çok büyüktür. Ay'da ağırlığınız çok daha az olur çünkü Ay, Dünya'nın altıda biri kadar bir kütleye sahiptir. Ağırlık, tuğlanın (ya da kişinin) kütlesi ve onu bir yaylı terazide aşağı çeken şeyin kütlesi ile ilgilidir - bu kütle güneş sistemindeki en küçük aydan daha küçük ya da Güneş'ten daha büyük olabilir.

Ağırlık değil kütle enerjiye dönüştürülebilir. Bu fikri ifade etmenin bir başka yolu da maddenin enerjiye dönüştürülebileceğini söylemektir. Kütle birimleri bir şeyin içindeki madde miktarını ölçmek için kullanılır. Bir şeyin kütlesi ya da içindeki madde miktarı, o şeyin ne kadar enerjiye dönüştürülebileceğini belirler.

Enerji aynı zamanda kütleye de dönüştürülebilir. Eğer bir bebek arabasını yavaşça yürürken itiyorsanız ve itmenin kolay olduğunu düşünüyorsanız, ancak hızlı yürürken itiyorsanız ve hareket etmenin daha zor olduğunu düşünüyorsanız, o zaman bebek arabasında neyin yanlış olduğunu merak edersiniz. Sonra koşmayı deneseydiniz ve bebek arabasını daha yüksek bir hızda hareket ettirmenin bir tuğla duvara karşı itmek gibi olduğunu görseydiniz, çok şaşırırdınız. Gerçek şu ki, bir şey hareket ettirildiğinde kütlesi artar. İnsanlar normalde kütledeki bu artışı fark etmezler çünkü insanların normalde hareket ettikleri hızda kütledeki artış neredeyse hiçtir.

Hızlar ışık hızına yaklaştıkça, kütledeki değişiklikleri fark etmemek imkansız hale gelir. Günlük hayatta hepimizin paylaştığı temel deneyim, araba gibi bir şeyi ne kadar sert itersek o kadar hızlı gitmesini sağlayabileceğimizdir. Ancak ittiğimiz şey zaten ışık hızının büyük bir kısmında gidiyorsa, kütle kazanmaya devam ettiğini görürüz, bu nedenle daha hızlı gitmesini sağlamak gittikçe zorlaşır. Herhangi bir kütlenin ışık hızında gitmesini sağlamak imkansızdır çünkü bunu yapmak sonsuz enerji gerektirir.

Bazen bir kütle enerjiye dönüşür. Radyoaktivite dediğimiz bu değişimleri yapan elementlerin yaygın örnekleri radyum ve uranyumdur. Bir uranyum atomu bir alfa parçacığı (helyumun atom çekirdeği) kaybedebilir ve daha hafif bir çekirdeğe sahip yeni bir element haline gelebilir. O zaman bu atom iki elektron yayacaktır, ancak henüz kararlı olmayacaktır. Sonunda Pb elementine ya da kurşun dediğimiz şeye dönüşene kadar bir dizi alfa parçacığı ve elektron yayacaktır. Kütlesi olan tüm bu parçacıkları dışarı atarak kendi kütlesini daha küçük hale getirmiştir. Aynı zamanda enerji de üretmiştir.

Çoğu radyoaktivitede, bir şeyin tüm kütlesi enerjiye dönüşmez. Bir atom bombasında uranyum kripton ve baryuma dönüşür. Ortaya çıkan kripton ve baryumun kütlesi ile orijinal uranyumun kütlesi arasında küçük bir fark vardır, ancak değişimle açığa çıkan enerji çok büyüktür. Bu fikri ifade etmenin bir yolu Einstein'ın denklemini şu şekilde yazmaktır:

E = (muranyum - kripton ve baryum) c 2

Denklemdeki c2 ışık hızının karesi anlamına gelir. Bir şeyin karesini almak, onu kendisiyle çarpmak anlamına gelir, dolayısıyla ışık hızının karesini alırsanız, saniyede 299.792.458 metre, çarpı saniyede 299.792.458 metre olur ki bu da yaklaşık olarak
(3-108 )2 = (9-1016
 metre2 )/saniye2 =90.
000.000.000.000 metre2 /saniye2
 Yani bir kilogramın ürettiği enerji:
E = 1 kg - 90,000,000,000,000 metre2 /saniye2
 E = 90,000,000,000,000 kg metre2 /saniye2
 orE = 90,000,000,000,000,000
jouleor
E = 90.000 terajoule

Hiroşima üzerinde patlayan atom bombasından yaklaşık 60 terajoule açığa çıkmıştır. Yani uranyum kripton ve baryuma dönüştüğünde, atom bombasındaki radyoaktif kütlenin yaklaşık bir gramının üçte ikisi kaybolmuş (enerjiye dönüşmüş) olmalıdır.

Einstein'ın Nobel Ödülünü kazandıktan sonra çekilmiş bir fotoğrafı, 1921Zoom
Einstein'ın Nobel Ödülünü kazandıktan sonra çekilmiş bir fotoğrafı, 1921

Albert Einstein, 1921Zoom
Albert Einstein, 1921

BEC

Bose-Einstein yoğuşması fikri, S. N. Bose ve Prof. Einstein arasındaki bir işbirliği sonucunda ortaya çıkmıştır. Einstein'ın kendisi icat etmemiş, bunun yerine fikri geliştirmiş ve popüler hale gelmesine yardımcı olmuştur.

Sıfır noktası enerjisi

Sıfır noktası enerjisi kavramı 1913 yılında Albert Einstein ve Otto Stern tarafından Almanya'da geliştirilmiştir.

Momentum, kütle ve enerji

Klasik fizikte momentum denklemle açıklanır:

p = mv

nerede

p momentumu temsil eder

m kütleyi temsil eder

v hızı (sürati) temsil eder

Einstein klasik fiziği, hareket eden maddenin hızına bağlı kütle artışını da içerecek şekilde genelleştirdiğinde, enerjinin iki bileşenden oluştuğunu öngören bir denkleme ulaşmıştır. Bileşenlerden biri "durgun kütle", diğeri ise momentumdur, ancak momentum klasik şekilde tanımlanmamıştır. Denklem tipik olarak her iki bileşen için de sıfırdan büyük değerlere sahiptir:

E2 = (m0 c2 )2 + (pc)2

nerede

E bir parçacığın enerjisini temsil eder

m0 parçacığın hareket etmediği zamanki kütlesini temsil eder

p parçacığın hareket halindeyken sahip olduğu momentumu temsil eder

c ışık hızını temsil eder.

Bu denklemin iki özel durumu vardır.

Bir fotonun durgun kütlesi yoktur, ancak momentumu vardır. (Bir aynadan yansıyan ışık, aynayı ölçülebilen bir kuvvetle iter). Bir foton söz konusu olduğunda, m0 = 0 olduğundan:

E2 = 0 + (pc)2

E = pc

p = E/c

Bir fotonun enerjisi, frekansı ν veya dalga boyu λ'dan hesaplanabilir. Bunlar birbirleriyle Planck bağıntısı ile ilişkilidir, E = hν = hc/λ, burada h Planck sabitidir (6.626×10−34 joule-saniye). Frekans ya da dalga boyunu bilerek fotonun momentumunu hesaplayabilirsiniz.

Kütlesi olan hareketsiz parçacıklar durumunda, p = 0 olduğundan, o zaman:

E02 = (m0 c2 )2 + 0

ki bu sadece

E0 = m0 c2

Bu nedenle, Einstein'ın denkleminde kullanılan "m0 " miktarı bazen "durgun kütle" olarak adlandırılır. ("0" bize hızın 0 olduğu durumdaki enerji ve kütleden bahsettiğimizi hatırlatır). Bu ünlü "kütle-enerji ilişkisi" formülü (genellikle "0 "lar olmadan yazılır) kütlenin büyük miktarda enerjiye sahip olduğunu, dolayısıyla belki de kütlenin bir kısmını daha kullanışlı bir enerji formuna dönüştürebileceğimizi öne sürer. Nükleer enerji endüstrisi bu fikre dayanmaktadır.

Einstein, momentumu hıza bağlayan klasik formülü (p = mv) kullanmanın iyi bir fikir olmadığını, eğer birisi bunu yapmak isterse, hız ile değişen bir parçacık kütlesi (m) kullanması gerektiğini söyledi:

mv2 = m02 / (1 - v2 /c2 )

Bu durumda, E = mc2 ifadesinin hareketli parçacıklar için de geçerli olduğunu söyleyebiliriz.

Albert Einstein'ın İsrail Bilimler ve Beşeri Bilimler Akademisi'ndeki heykeli.Zoom
Albert Einstein'ın İsrail Bilimler ve Beşeri Bilimler Akademisi'ndeki heykeli.

Einstein sonraki yıllarında, 1950'lerdeZoom
Einstein sonraki yıllarında, 1950'lerde

Genel Görelilik Kuramı

Hakkında bir dizi makalenin bir parçası

Genel görelilik

Spacetime curvature schematic

G μ ν + Λ g μ ν = 8 π G c 4 T μ ν {\displaystyle G_{\mu \nu }+\Lambda g_{\mu \nu }={8\pi G \over c^{4}}T_{\mu \nu }} G_{\mu \nu }+\Lambda g_{\mu \nu }={8\pi G \over c^{4}}T_{\mu \nu }

·          

    • Giriş
    • Tarih
  • Matematiksel formülasyon

·          

    • Testler

Temel kavramlar

  • Görelilik ilkesi
  • Görelilik Teorisi
  • Referans çerçevesi
  • Eylemsiz referans çerçevesi
  • Dinlenme çerçevesi
  • Momentum merkezi çerçevesi
  • Eşdeğerlik ilkesi
  • Kütle-enerji eşdeğerliği
  • Özel görelilik
  • Çift özel görelilik
  • de Sitter değişmez özel görelilik
  • Dünya hattı
  • Riemann geometrisi

Fenomenler

Uzayzaman

  • Denklemler
  • Biçimcilik

Denklemler

  • Doğrusallaştırılmış yerçekimi
  • Einstein alan denklemleri
  • Friedmann
  • Jeodezikler
  • Mathisson-Papapetrou-Dixon
  • Hamilton-Jacobi-Einstein
  • Eğrilik değişmezi (genel görelilik)
  • Lorentzian manifoldu

Biçimcilik

  • ADM
  • BSSN
  • Newton Sonrası

İleri teori

  • Kaluza-Klein teorisi
  • Kuantum yerçekimi
  • Süperçekim

Çözümler

  • Schwarzschild (iç)
  • Reissner-Nordström
  • Gödel
  • Kerr
  • Kerr-Newman
  • Kasner
  • Lemaître-Tolman
  • Taub-NUT
  • Milne
  • Robertson-Walker
  • pp-dalgası
  • van Stockum tozu
  • Weyl-Lewis-Papapetrou
  • Vakum çözümü (genel görelilik)
  • Vakum çözümü

Bilim İnsanları

  • Einstein
  • Lorentz
  • Hilbert
  • Poincaré
  • Schwarzschild
  • de Sitter
  • Reissner
  • Nordström
  • Weyl
  • Eddington
  • Friedman
  • Milne
  • Zwicky
  • Lemaître
  • Gödel
  • Wheeler
  • Robertson
  • Bardeen
  • Walker
  • Kerr
  • Chandrasekhar
  • Ehlers
  • Penrose
  • Hawking
  • Raychaudhuri
  • Taylor
  • Hulse
  • van Stockum
  • Taub
  • Newman
  • Yau
  • Thorne
  • Diğerleri

·         v

·         t

·         e

Genel Görelilik Teorisi, özel görelilik teorisinin oluşturulmasından on yıl sonra, 1915 yılında yayımlanmıştır. Einstein'ın genel görelilik teorisi uzay-zaman fikrini kullanır. Uzayzaman, üç uzamsal (uzay) ve bir zamansal (zaman) boyutu olan dört boyutlu bir evrene sahip olduğumuz gerçeğidir. Herhangi bir fiziksel olay bu üç uzay boyutunun içinde bir yerde ve zamanın bir anında gerçekleşir. Genel görelilik teorisine göre, herhangi bir kütle uzayzamanın eğrilmesine neden olur ve diğer kütleler de bu eğrileri takip eder. Daha büyük kütle daha fazla eğriliğe neden olur. Bu, yerçekimini (kütle çekimini) açıklamanın yeni bir yoluydu.

Genel görelilik, kütlesel bir nesneye yaklaştığında ışığın bükülmesi olan kütleçekimsel merceklenmeyi açıklar. Bu açıklamanın doğruluğu bir güneş tutulması sırasında, güneşin uzak yıldızlardan gelen yıldız ışığını bükmesinin tutulmanın karanlığı nedeniyle ölçülebildiği zaman kanıtlanmıştır.

Genel görelilik aynı zamanda kozmoloji (evrenimizin büyük mesafelerdeki ve uzun zamanlardaki yapısına ilişkin teoriler) için de zemin hazırlamıştır. Einstein, evrenin hem uzayda hem de zamanda biraz eğri olabileceğini, böylece evrenin her zaman var olduğunu ve her zaman var olacağını ve böylece bir nesne evrende hiçbir şeye çarpmadan hareket ederse, çok uzun bir süre sonra diğer yönden başlangıç yerine geri döneceğini düşündü. Hatta değişmeyen bir evrenin matematiksel bir modeline izin vermek için denklemlerini bir "kozmolojik sabit" içerecek şekilde değiştirdi. Genel görelilik teorisi aynı zamanda evrenin sonsuza kadar yayılmasına (daha büyük ve daha az yoğun hale gelmesine) izin verir ve çoğu bilim insanı astronominin bunun olduğunu kanıtladığını düşünür. Einstein, kozmolojik sabit olmadan da iyi evren modellerinin mümkün olduğunu fark ettiğinde, kozmolojik sabiti kullanmasını "en büyük gafı" olarak adlandırdı ve bu sabit genellikle teorinin dışında bırakıldı. Ancak birçok bilim insanı artık kozmolojik sabitin evren hakkında bildiğimiz her şeye uyması için gerekli olduğuna inanıyor.

Popüler bir kozmoloji teorisi Büyük Patlama olarak adlandırılır. Büyük Patlama teorisine göre, evren 15 milyar yıl önce "yerçekimsel tekillik" olarak adlandırılan bir ortamda oluşmuştur. Bu tekillik küçük, yoğun ve çok sıcaktı. Bu teoriye göre, bugün bildiğimiz tüm madde bu noktadan çıktı.

Einstein'ın kendisi "kara delik" fikrine sahip değildi, ancak daha sonra bilim insanları evrende uzay-zamanı ışığın bile kaçamayacağı kadar büken bir nesne için bu ismi kullandılar. Bu ultra yoğun nesnelerin, güneşimizin en az üç katı büyüklüğündeki dev yıldızlar öldüğünde oluştuğunu düşünüyorlar. Bu olay bir süpernova olarak adlandırılan olayı takip edebilir. Kara deliklerin oluşumu kütleçekim dalgalarının önemli bir kaynağı olabilir, bu nedenle kütleçekim dalgalarını kanıtlama arayışı önemli bir bilimsel uğraş haline gelmiştir.

İnançlar

Birçok bilim insanı sadece işleriyle ilgilenir, ancak Einstein aynı zamanda politika ve dünya barışı hakkında da sık sık konuşmuş ve yazmıştır. Sosyalizm ve tüm dünya için tek bir hükümete sahip olma fikirlerini seviyordu. Ayrıca yeni bir İsrail ülkesi yaratma çabası olan Siyonizm için de çalıştı.

Einstein'ın ailesi Yahudiydi, ancak Einstein bu dini hiçbir zaman ciddi bir şekilde uygulamadı. Yahudi filozof Baruch Spinoza'nın fikirlerini beğenmiş ve Budizm'in de iyi bir din olduğunu düşünmüştür. []

Einstein, bilim insanlarının dünyayı çok daha iyi anlamalarına yardımcı olan birçok fikir düşünmüş olsa da, diğer bilim insanlarının beğendiği bazı bilimsel teorilere katılmamıştır. Kuantum mekaniği teorisi, ne kadar çok bilgiye sahip olursak olalım daha kesin bir şekilde tahmin edilemeyen, yalnızca belirli olasılıklarla gerçekleşebilecek şeyleri tartışır. Bu teorik arayış, Einstein'ın önemli çalışmalar yaptığı istatistiksel mekanikten farklıdır. Einstein kuantum teorisinin, bir şeyin gerçekten ölçüldüğünde doğru çıkma olasılığından daha fazlasını reddeden kısmından hoşlanmıyordu; doğru teoriye ve yeterli bilgiye sahip olduğumuz takdirde her şeyi tahmin etmenin mümkün olması gerektiğini düşünüyordu. Bir keresinde şöyle demişti: "Tanrı'nın evrenle zar attığına inanmıyorum."

Einstein bilime çok yardımcı olduğu için adı artık birçok farklı şey için kullanılıyor. Fotokimyada kullanılan bir birime onun adı verilmiştir. Avogadro sayısının bir ışık fotonunun enerjisiyle çarpımına eşittir. Einsteinium kimyasal elementi de bilim adamının adıyla anılmaktadır. Argoda bazen çok zeki bir kişiye "Einstein" deriz.

Eleştiri

Çoğu bilim insanı Einstein'ın özel ve genel görelilik kuramlarının çok iyi işlediğini düşünüyor ve kendi çalışmalarında bu fikirleri ve formülleri kullanıyorlar. Einstein kuantum mekaniğindeki olayların tamamen şans eseri meydana gelebileceğini kabul etmemiştir. Tüm doğal olayların saf şans içermeyen açıklamaları olduğuna inanıyordu. Daha sonraki yaşamının çoğunu genel görelilik teorisini, Maxwell'in elektromanyetizma teorisini ve belki de daha iyi bir kuantum teorisini içerecek bir "birleşik alan teorisi" bulmaya çalışarak geçirdi. Çoğu bilim insanı onun bu girişiminde başarılı olduğunu düşünmemektedir.

Sorular ve Yanıtlar

S: Albert Einstein ne zaman doğdu?


C: Albert Einstein 14 Mart 1879'da doğdu.

S: Teorik fizik alanında ne üzerine çalıştı?


C: Albert Einstein klasik mekanik yasaları ile elektromanyetik alan yasalarını bir araya getirmeye çalıştı.

S: Nobel Fizik Ödülü'nü ne için aldı?


C: Albert Einstein, teorik fizik alanındaki çalışmaları nedeniyle 1921 yılında Nobel Fizik Ödülü'nü almıştır.

S: Ünlü denklemi nedir?


C: Ünlü denklemi E = mc2'dir (E = enerji, m = kütle, c = ışık hızı).

S: Isaac Newton'un yerçekimi fikri hakkında ne düşünüyordu?


C: Albert Einstein, Isaac Newton'un yerçekimi fikrinin tamamen doğru olmadığını düşündü, bu yüzden özel görelilik hakkındaki fikirlerini yerçekimini de içerecek şekilde genişletti.

S: Adolf Hitler ve Naziler iktidara geldiğinde neden Almanya'ya dönmedi?


C: Hitler'in Yahudi karşıtı politikaları nedeniyle Albert Einstein, Adolf Hitler ve Naziler iktidara geldiğinde Almanya'ya dönmedi.

S: Manhattan Projesi'ne ne yol açtı?


C: Albert Einstein, Başkan Franklin D. Roosevelt'e Almanya'nın nükleer silah yaptığını açıklayan bir mektup gönderdi; bu, ABD'nin de bir tane yapmasını tavsiye etmesine yol açtı ve sonunda Manhattan Projesi'ne yol açtı.

AlegsaOnline.com - 2020 / 2023 - License CC3