İçeriğe atla

Bell'in Uzay Gemisi Paradoksu

Yukarıda: S'de tel daralırken uzay gemileri arasındaki mesafe sabit kalır. Aşağıda: S'de telin uzunluğu sabit kalırken uzay gemileri arasındaki mesafe artar.

Bell'in uzay gemisi paradoksu özel görelilikte bir düşünce deneyidir. Bu deney ilk olarak E. Dewan ve M. Beran tarafından 1959 yılında tasarlanmıştır ve J. S. Bell geliştirilmiş halini deneye dahil edince geniş ölçüde tanınır hale gelmiştir. Hassas bir ip veya tel iki uzay gemisini birbirine bağlar. Her iki uzay gemisi, eylemsiz çerçeve olarak belirlenen S’ye göre ölçüldüğünde eşit olarak ve aynı anda ivmelenmeye başlarlar, böylece S’deki tüm zamanlarda aynı hıza sahip olurlar. Bu nedenle, uzay gemileri aynı uzunluk daralmasına bağlı kalırlar. Böylece tüm sistemin S referansında başlangıçlardaki uzunluklarına göre eşit olarak daraldığı görülür. Bu nedenle, ilk bakışta, telin ivmelenme boyunca kırılmaması beklenir.

Fakat bu görüşün yanlış olduğu Dewan, Beran ve Bell tarafından belirlenmiştir. Başlangıçtaki uzunluklarına göre, iki gemi arasındaki uzaklık Lorentz (uzunluk) daralmasına uğramamaktadır. Çünkü S referansında, her iki uzay gemisinin eşit ve aynı anda ivmelenmesi nedeniyle uzay gemilerinin aralarındaki uzaklığın aynı kalması beklenir. Ayrıca, bu iki gemi arasındaki durgun uzaklığın anlık sabit referans noktalarında (S’) artar çünkü uzay gemilerinin ivmeleri eşzamanlılık göreliliği nedeniyle burada eş zamanlı değildir. Diğer yandan, elektriksel kuvvetler tarafından bir arada tutulan fiziksel bir obje olan ip aynı durgun uzunluğu korur. Yani, S çerçevesinde, hareketteki objelerin elektromanyetik alanı dikkate alındığında sonuçlarının elde edildiği Lorentz daralması gerçekleşmelidir. Böylece, her iki çerçevede de yapılan hesaplamalar ipin kopacağını gösterir; S’ çerçevesinde eş zamanlı olmayan ivmelenme ve uzay gemileri arasındaki artan uzaklık nedeniyle ve S çerçevesinde ipin daralması nedeniyle.

Aşağıda, objenin durgun uzunluğu veya uygun uzunluğu objenin durgun çerçevesinde ölçülen uzunluğudur. (Bu uzunluk, bu olaylar objenin durgun çerçevesinde uç noktada eş zamanlı ölçüldüğü zaman özel durumda iki olay arasındaki uygun uzaklığa uyar.)

Dewan ve Beran

Dewan ve Beran düşünce deneyini yazarak belirttiler:

“Eylemsiz bir çerçeve S’de durgun, aynı özelliklerde yapılan iki roketi göz önünde bulundurun. Hadi bunlar aynı yöne bakıyor ve biri diğerinin arkasında olsun. Eğer önceden belirlenmiş zamanda iki roketin de aynı anda ( S’ye göre) ateşlendiğini varsayarsak, deneyin geri kalanı boyunca roketlerin hızları S’ye göre aynı olur ( roketlerin hızları zamanın fonksiyonu olmasına rağmen). Tanıma göre bu roketler göreceli hızlarla hızlandığı zaman bile ikisi arasındaki uzaklığın S’ye göre değişmeyeceği anlamına geliyor.”
[1]

Sonra bu plan tekrarlandı ama bu sefer ilk roketin arkası ikinci roketin önüne ipek bir ip ile bağlandı. Dewan ve Beran şu sonuca vardılar:

“Özel teoriye göre ip S’ye göre daralmalı çünkü S’ye göre bir hıza sahip. Fakat roketler S’ye göre sabit uzaklığı sürdürdükten sonra ip (başlangıçta gergin olduğunu varsaydığımız) kısalamaz: bu yüzden ipin elastik limitine ulaştığı ve koptuğu yeterince yüksek hızlara kadar bir baskı oluşmalı.”
[1]

Dewan ve Beran da Lorentz dönüşümü uygulanması ile ortaya çıkan, ilk roketin anlık kışkırttığı eylemsiz çerçevenin bakış açısından çıkan sonucu tartıştılar:

 eşitliğinden dolayı (..) burada kullanılan her bir çerçeve  faktörü yüzünden farklı bir eşleme düzenine sahip. Bu artarken, öndeki roketin anlık bir eylemsiz çerçeveye göre arkadaki roketten sadece çok uzakta gibi görüneceğini değil, aynı zamanda daha erken harekete başlamış gibi görüneceğini gösterir.”
[1]

Şu şekilde sonuçlandırdılar:

“Biri şu sonuca varabilir; bir cisim tüm bölümleri aynı ivmeye sahip olacak şekilde herhangi bir yol ile eylemsiz bir çerçeveye göre harekete zorlandığında (veya alternatif olarak, eylemsiz bir çerçeveye göre boyutları sabittir ve dönme hareketi yoktur ), böyle bir cisim genel relativistik deneyde sıkışmalıdır.”
[1]

Sonra şunlar arasında bir fark olmayacağı itirazını tartıştılar a) bağlanan çubuğun iki ucu arasındaki mesafe ve b) eylemsiz bir çerçeveye göre aynı hız ile hareket ede birbirine bağlanmamış cisimlerin arasındaki mesafe. Dewan ve Beran tartışarak bu itirazları ortadan kaldırdılar:

• İki roket tamamen aynı yollarla inşa edildiği ve S’de aynı anda aynı ivme ile harekete başladıkları için S’deki tüm zamanlarda aynı hıza sahip olmalılar. Yani, S’de aynı mesafe kat ediyorlar, böylece karşılıklı mesafeleri bu çerçevede değişemiyor. Bunu dışında, eğer mesafe S’de daralsaydı, bu roketlerin bu çerçevede farklı hızları olacağı anlamına gelirdi ve de bu önceki yorum ve ivme ile çelişirdi. 

 • Onlar a) ve b) durumları arasında gerçekten bir fark olacağını da tartıştılar: a) çubuğun sabit olarak görülebilir olduğu sürece aynı kaldığı S0’da durgun uzunluğu I0 kavramına dayalı olağan durum olan uzunluk daralması. Bu koşullar altında, S’de çubuk daralır. Fakat bu durumda mesafe sabit olarak görülemez. b) S0’da eşit olmayan ivmeler nedeniyle mesafe arttığı için ve roketler birbirleriyle bilgi değişimi yapmak ve hızlarını bunları karşılamak amacıyla ayarlamak zorunda olacağı için – bütün bu karışıklıklar durum a)’da ortadan kalkmaz. 

Bell

Bell önerdiği gibi dikey bir düzenleme.

Bell’in modeli olan düşünce deneyinde üç uzay gemisi A, B ve C bilinen eylemsiz referans çerçevesinde başlangıçta durgunlar ve B ve C uzay gemileri A ile eşit uzaklıktalar. Sonra, A uzay gemisi ilk referans noktasında sabit kalırken bu gemi tarafında aynı anda olmak üzere B ve C uzay gemilerine dikey yönde (özdeş ivme profili ile önceden programlanmış) ivmelenmeye başlamalarına neden olan bir sinyal gönderilir. Bell’e göre, bu B ve C’nin (A’nın durgun çerçevesine göre) her an eşit hızlara sahip olacağı anlamına gelir ve böylece birinden diğerine sabit bir mesafede yer değişimi sürecektir. Şimdi, eğer kırılgan ip B ve C arasına bağlanırsa, uzunluk daralmasından dolayı artık yeterince uzun olmayacak ve böylece kırılacaktır. Bell “doğal daralmanın yapay önleminin dayanılmaz baskıyı önleyeceği” sonucuna vardı.

Bell paradoksu sunduğu zaman seçkin bir deneyciden çok şüphecilik ile karşılaştığını rapor etti. Tartışmayı çözmeye kalkışmak için, CERN’den resmi ve sistematik olmayan bir incelemenin görüşü alındı. Bell’ e göre hatalı olarak savunulan ipin kopmayacağı açık fikir birliği vardı. Bell eklemeye devam eder,

“Tabii ki, ilk olarak yanlış cevabı alan birçok insan daha fazla etki ile doğru cevabı alır. Genellikle onlar B veya C gözlemcilerinin nasıl gözüktüğü konusunda çalışma yapmak zorunda hissederler. Mesela, B’nin C’yi çok çok daha arkasında sürüklendiğini, böylece verilen bir parça ipin daha uzun mesafeye yayılamayacağını bulurlar. Bu sadece çalışma yapıldıktan sonradır ve muhtemelen sadece tedirginliğin kalan hissi ile bu insanlar sonunda A’nın hesaplamaları açısından tamamen önemsiz olan Fitzgerald daralmasını içeren sonuçları kabul ederler.”

Uzunluk daralmasının önemi

Genel olarak, bir cismin bütün parçaları eylemsiz bir çerçevede aynı yolla ivmelendikleri zaman rölativistik baskının ortaya çıktığı ve uzunluk daralmasının gerçek fiziksel sonuçları olduğu Dewan & Beran ve Bell tarafından sonuçlandırılmıştır. Örneğin, Bell cisimler ve cisimler arasındaki uzunluk daralmasının S çerçevesinde rölativistik elektromanyetizma kullanılarak açıklanabileceğini savundu. Bu çarpık elektromanyetik moleküller arası alanlar eğer engel olunursa cisimlerin daralması ve baskı hissetmesi için hareketine neden olur. Tersine, boşlukta cisimler arasında böyle kuvvetler yoktur.[2] (Genel olarak, Richard Feynman sabit hızla hareket eden yükün potansiyelinin Lorentz dönüşümü ile nasıl sağlandığını gösterdi (Liénard–Wiechert potansiyeli tarafından temsil edildiğine göre). Tarihsel açıdan, Feynman  Hendrik Lorentz'in Lorentz dönüşümünde aslında aynı yola vardığını kastetti.[3]

Ancak, Petkov (2009)[4] ve Franklin (2009)[5] bu paradoksu farklı yorumladılar. Onlar roketler arasındaki durgun uzunluğun artmasına neden olan roketlerin çerçevesindeki eşit olmayan ivmelenme nedeniyle telin kopacağına katılıyorlardı (bkz Minkowski diyagramı  analiz bölümü). Ancak, onlar S çerçevesinde roketlerin baskılarının uzunluk daralmasına neden olacağını reddettiler. Onların fikrine göre bunun nedeni uzunluk kısalmasının "fiziksel gerçekliğe" sahip olmamasıydı ama sadece Lorentz dönüşümünün sonucu, yani tek başına asla bir yerde baskıya neden olamayacak dört boyutlu uzayda bir rotasyon gibi. Yani S çerçevesini de içeren bütün referans çerçevelerinde birçok baskı ve telin kopması yalnızca rölativistik ivmenin etkisi olması gerekiyordu.[4][5]

Tartışmalar ve yayınlar

Paul Nawrocki (1962),[6] hala geçerli olan orijinal analizini bir cevapta gösterirken[7] telin neden kırılması gerektiğini üç iddia ile vermiştir. Yıllar sonra ve Bell'in kitabından sonra, Matsuda ve Kinoshita bir Japon dergisindeki paradoksun yeniden keşif versiyonunun yayınlandığı makaleden sonra birçok eleştiri aldıklarını rapor etmiştir. Matsuda ve Kinoshita özel kâğıtlardan bahsetmemiştir ama yalnızca Japonca yazılan bu itirazları belirtmişlerdir.[8]

Ancak, birçok yayında telde baskıların ortaya çıktığı bazı yeni formülasyonlar, değişiklikler ve farklı senaryolar ile kararlaştırılmıştır; mesela Evett & Wangsness (1960),[9] Dewan (1963),[7] Romain (1963),[10] Evett (1972),[11] Gershtein & Logunov (1998),[12] Tartaglia & Ruggiero (2003),[13] Cornwell (2005),[14] Flores (2005),[15] Semay (2006),[16] Styer (2007),[17] Freund (2008),[18] Redzic (2008),[19] Peregoudov (2009),[20] Redžić (2009),[21] Gu (2009),[22] Petkov (2009),[4] Franklin (2009),[5] Miller (2010),[23] Fernflores (2011),[24] (2012) Kassner gibi.[25] Benzer bir problem de açısal ivme ile ilgili olarak tartışılmıştır: Grøn (1979),[26] MacGregor (1981),[27] (1982, 2003) Grøn.[28][29]

Analizi

Dönen disk 

Bell'in uzay gemisi paradoksu cisimler arasındaki durgun uzunluğun korunması ile ilgili değildir (Born katılığındaki gibi), ama cisimlerin hareket ettiği eylemsiz çerçeveye göre mesafenin korunması ile ilgilidir. Tarihsel olarak, Albert Einstein zaten dönüş çerçevesinde, dönen bir diskin çevresinin eylemsiz çerçevede dönenden daha büyük ölçüleceğini genel görelilik'in geliştirilme sürecinde fark etmişti.[29] 1916'da Einstein açıkladı:[30]

"Bir dairenin çevresinin ve çapının yarıçap ile karşılaştırıldığında oldukça küçük ölçüldüğünü ve iki sonucun bölümünü elde ettiğimizi varsayalım. Eğer bu deney Galile sistemi K' ile ilişkili olarak ölçülen çubuklarla hareketsiz, durgun yapılsaydı, bölüm π olurdu. K'ya göre durgunda ölçülen çubuklarla bölüm π'den büyük olacaktı. Eğer biz sabit K' sisteminden ölçülen tüm süreci göze alırsak ve yarıçap boyunca uygulananlar olmazken Lorentz daralmasına uğrayan çevreye başvuran ölçülen çubukları dikkate alırsak bu kolayca anlaşılır olur. Dolayısıyla Öklid geometrisi K için uygulanmaz."

Bu noktaya Einstein tarafından 1919'da kesin olarak değinilmiştir, verilen[29]

,

 dönüş çerçevesinde çevre, laboratuvar çerçevesinde,  Lorentz faktörüdür . Bu nedenle, bir Born katılığı durumda bu dönüşün içindeki sabit bir durumdan bir disk getirmek için imkânsızdır. Bunun yerine,disk sabit dönüş durumuna girene kadar ivmelenen dönüşün bölümü boyunca baskılar ortaya çıkar.[29]

İvmelenen gemiler

Benzer şekilde, Bell'in uzay gemisi paradoksunda gemiler arasındaki ilk durgun uzunluk  ile yeni durgun uzunluk  (ivmelenmeden sonra S çerçevesinde eş hareketli uzunluk) ve yeni dinlenme   arasındaki ilişki S' çerçevesinde ivmelenmeden sonra şu şekildedir: .[4][5][7][15]

.

Bu uzunluk artışı farklı şekillerde hesaplanabilir. Örneğin, eğer ivmelenme bitmişse gemiler son durgun S' çerçevesinde aynı konumu sabit olarak sürdürecekler, yani sadece S çerçevesinden S' çerçevesine dönüşen x koordinatları arasındaki mesafeyi ölçmek gerekli olacaktır. Eğer ve S çerçevesinde gemilerin pozisyonlarıysa, gemilerin durgun olan yeni S' çerçevesinde pozisyonları:[5]

Başka bir metot eşzamanlılık göreliliğinin önemini kanıtlaya Dewan (1963) tarafından gösterilmiştir.[7] S' çerçevesinin görünümü olarak tanımlanan her iki gemi ivmelenme bittikten sonra durgun olacaklar. Eşzamanlılık göreliliği nedeniyle aynı zaman farkı ile A gemisinden önce B gemisinin ivmelenmesi ve durmasına rağmen Gemiler  'de S çerçevesinde aynı anda ivmeleniyor (ivmelenin sonsuz küçüklükte bir zamanda gerçekleştiğini varsayarsak):

Ayrıca bakınız

  • (Görecelilik)hiperbolik hareket
  • Fiziksel paradoks
  • Rindler koordinatları
  • Supplee paradoksu
  • İkiz paradoksu

Kaynakça

  1. ^ a b c d Dewan, Edmond M.; Beran, Michael J. (20 Mart 1959). "Note on stress effects due to relativistic contraction". American Journal of Physics. 27 (7). American Association of Physics Teachers. ss. 517-518. Bibcode:1959AmJPh..27..517D. doi:10.1119/1.1996214. 
  2. ^ Bell, John Stewart (1987). Speakable and unspeakable in quantum mechanics. Cambridge: Cambridge University Press. ISBN 0-521-52338-9. 
  3. ^ Feynman, R.P. (1970), "21–6. The potentials for a charge moving with constant velocity; the Lorentz formula", The Feynman Lectures on Physics, 2, Reading: Addison Wesley Longman, ISBN 0-201-02115-3 
  4. ^ a b c d Vesselin Petkov (2009): Accelerating spaceships paradox and physical meaning of length contraction, arXiv:0903.5128, published in: Veselin Petkov (2009). Relativity and the Nature of Spacetime. Springer. ISBN 3642019625. 
  5. ^ a b c d e Franklin, Jerrold (2010). "Lorentz contraction, Bell's spaceships, and rigid body motion in special relativity". European Journal of Physics. 31 (2). ss. 291-298. arXiv:0906.1919 $2. Bibcode:2010EJPh...31..291F. doi:10.1088/0143-0807/31/2/006. 
  6. ^ Nawrocki, Paul J. (Ekim 1962). "Stress Effects due to Relativistic Contraction". American Journal of Physics. 30 (10). ss. 771-772. Bibcode:1962AmJPh..30..771N. doi:10.1119/1.1941785. 
  7. ^ a b c d Dewan, Edmond M. (Mayıs 1963). "Stress Effects due to Lorentz Contraction". American Journal of Physics. 31 (5). ss. 383-386. Bibcode:1963AmJPh..31..383D. doi:10.1119/1.1969514. 
  8. ^ Matsuda, Takuya; and Kinoshita, Atsuya (2004). "A Paradox of Two Space Ships in Special Relativity". AAPPS Bulletin. Cilt February. ss. ?. 
  9. ^ Evett, Arthur A.; Wangsness, Roald K. (1960). "Note on the Separation of Relativistically Moving Rockets". American Journal of Physics. 28 (6). ss. 566-566. Bibcode:1960AmJPh..28..566E. doi:10.1119/1.1935893. 
  10. ^ Romain, Jacques E. (1963). "A Geometrical Approach to Relativistic Paradoxes". American Journal of Physics. 31 (8). ss. 576-585. Bibcode:1963AmJPh..31..576R. doi:10.1119/1.1969686. 
  11. ^ Evett, Arthur A. (1972). "A Relativistic Rocket Discussion Problem". American Journal of Physics. 40 (8). ss. 1170-1171. Bibcode:1972AmJPh..40.1170E. doi:10.1119/1.1986781. 
  12. ^ Gershtein, S. S.; Logunov, A. A. (1998). "J. S. Bell's problem". Physics of Particles and Nuclei. 29 (5). ss. 463-468. Bibcode:1998PPN....29..463G. doi:10.1134/1.953086. 
  13. ^ Tartaglia, A.; Ruggiero, M. L. (2003). "Lorentz contraction and accelerated systems". European Journal of Physics. 24 (2). ss. 215-220. arXiv:gr-qc/0301050 $2. doi:10.1088/0143-0807/24/2/361. 
  14. ^ Cornwell, D. T. (2005). "Forces due to contraction on a cord spanning between two spaceships". EPL (Europhysics Letters). 71 (5). ss. 699-704. Bibcode:2005EL.....71..699C. doi:10.1209/epl/i2005-10143-x. 
  15. ^ a b Flores, Francisco J. (2005). "Bell's spaceships: a useful relativistic paradox". Physics Education. 40 (6). ss. 500-503. Bibcode:2005PhyEd..40..500F. doi:10.1088/0031-9120/40/6/F03. 4 Mart 2016 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 22 Mayıs 2016. 
  16. ^ Semay, Claude (2006). "Observer with a constant proper acceleration". European Journal of Physics. 27 (5). ss. 1157-1167. arXiv:physics/0601179 $2. Bibcode:2006EJPh...27.1157S. doi:10.1088/0143-0807/27/5/015. 
  17. ^ Styer, Daniel F. (2007). "How do two moving clocks fall out of sync? A tale of trucks, threads, and twins". American Journal of Physics. 75 (9). ss. 805-814. Bibcode:2007AmJPh..75..805S. doi:10.1119/1.2733691. 
  18. ^ Jürgen Freund (2008). "The Rocket-Rope Paradox (Bell's Paradox)". Special Relativity for Beginners: A Textbook for Undergraduates. World Scientific. ss. 109-116. ISBN 981277159X. 
  19. ^ Redžić, Dragan V. (2008). "Note on Dewan Beran Bell's spaceship problem". European Journal of Physics. 29 (3). ss. N11-N19. Bibcode:2008EJPh...29...11R. doi:10.1088/0143-0807/29/3/N02. 
  20. ^ Peregoudov, D. V. (2009). "Comment on 'Note on Dewan-Beran-Bell's spaceship problem'". European Journal of Physics. 30 (1). ss. L3-L5. Bibcode:2009EJPh...30L...3P. doi:10.1088/0143-0807/30/1/L02. 
  21. ^ Redžić, Dragan V. (2009). "Reply to 'Comment on "Note on Dewan-Beran-Bell's spaceship problem"'". European Journal of Physics. 30 (1). ss. L7-L9. Bibcode:2009EJPh...30L...7R. doi:10.1088/0143-0807/30/1/L03. 
  22. ^ Gu, Ying-Qiu (2009). "Some Paradoxes in Special Relativity and the Resolutions". Advances in Applied Clifford Algebras. 21 (1). ss. 103-119. arXiv:0902.2032 $2. doi:10.1007/s00006-010-0244-6. 
  23. ^ Miller, D. J. (2010). "A constructive approach to the special theory of relativity". American Journal of Physics. 78 (6). ss. 633-638. arXiv:0907.0902 $2. Bibcode:2010AmJPh..78..633M. doi:10.1119/1.3298908. 
  24. ^ Fernflores, Francisco (2011). "Bell's Spaceships Problem and the Foundations of Special Relativity". International Studies in the Philosophy of Science. 25 (4). ss. 351-370. doi:10.1080/02698595.2011.623364. 4 Mart 2016 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 22 Mayıs 2016. 
  25. ^ Kassner, Klaus (2011). "Spatial geometry of the rotating disk and its non-rotating counterpart". American Journal of Physics. 80 (9). ss. 772-781. arXiv:1109.2488 $2. Bibcode:2012AmJPh..80..772K. doi:10.1119/1.4730925. 
  26. ^ Grøn, Ø. (1979). "Relativistic description of a rotating disk with angular acceleration". Foundations of Physics. 9 (5-6). ss. 353-369. Bibcode:1979FoPh....9..353G. doi:10.1007/BF00708527. 
  27. ^ MacGregor, M. H. (1981). "Do Dewan-Beran relativistic stresses actually exist?". Lettere al Nuovo Cimento. 30 (14). ss. 417-420. doi:10.1007/BF02817127. 
  28. ^ Grøn, Ø. (1982). "Energy considerations in connection with a relativistic rotating ring". American Journal of Physics. 50 (12). ss. 1144-1145. Bibcode:1982AmJPh..50.1144G. doi:10.1119/1.12918. 
  29. ^ a b c d Øyvind Grøn (2004). "Space Geometry in a Rotating Reference Frame: A Historical Appraisal" (PDF). G. Rizzi and M. Ruggiero (Ed.). Relativity in Rotating Frames. Springer. ISBN 1402018053. 
  30. ^ Einstein, Albert (1916). "Die Grundlage der allgemeinen Relativitätstheorie" (PDF). Annalen der Physik. Cilt 49. ss. 769-782. Bibcode:1916AnP...354..769E. doi:10.1002/andp.19163540702. 24 Eylül 2015 tarihinde kaynağından arşivlendi (PDF). Erişim tarihi: 22 Mayıs 2016. 

İlgili Araştırma Makaleleri

<span class="mw-page-title-main">Kuvvet</span> kütleli bir cisme hareket kazandıran etki

Fizik disiplininde, kuvvet bir cismin hızını değiştirmeye zorlayabilen, yani ivmelenmeye sebebiyet verebilen - hızında veya yönünde bir değişiklik oluşturabilen - bir etki olarak tanımlanır, bu etki diğer kuvvetlerle dengelenmediği müddetçe geçerlidir. Itme ya da çekme gibi günlük kullanımda yer alan eylemler, kuvvet konsepti ile matematiksel bir netliğe ulaşır. Kuvvetin hem büyüklüğü hem de yönü önemli olduğundan, kuvvet bir vektör olarak ifade edilir. Kuvvet için SI birimi, newton (N)'dur ve genellikle F simgesi ile gösterilir.

<span class="mw-page-title-main">Genel görelilik</span> kütle-zaman ilişkisini tanımlayan teori

Genel görelilik teorisi, 1915'te Albert Einstein tarafından yayımlanan, kütleçekimin geometrik teorisidir ve modern fizikte kütle çekiminin güncel açıklamasıdır. Genel görelilik, özel göreliliği ve Newton'un evrensel çekim yasasını genelleştirerek, yerçekimin uzay ve zamanın veya dört boyutlu uzayzamanın geometrik bir özelliği olarak birleşik bir tanımını sağlar. Özellikle uzayzaman eğriliğine maruz kalmış maddenin ve radyasyonun, enerjisi ve momentumuyla doğrudan ilişkilidir. Bu ilişki, kısmi bir diferansiyel denklemler sistemi olan Einstein alan denklemleriyle belirlenir.

<span class="mw-page-title-main">Elektron</span> Temel elektrik yüküne sahip atomaltı parçacık

Elektron, eksi bir temel elektrik yüküne sahip bir atomaltı parçacıktır. Lepton parçacık ailesinin ilk nesline aittir ve bileşenleri ya da bilinen bir alt yapıları olmadığından genellikle temel parçacıklar olarak düşünülürler. Kütleleri, protonların yaklaşık olarak 1/1836'sı kadardır. Kuantum mekaniği özellikleri arasında, indirgenmiş Planck sabiti (ħ) biriminde ifade edilen, yarım tam sayı değerinde içsel bir açısal momentum (spin) vardır. Fermiyon olmasından ötürü, Pauli dışarlama ilkesi gereğince iki elektron aynı kuantum durumunda bulunamaz. Temel parçacıkların tamamı gibi hem parçacık hem dalga özelliklerini gösterir ve bu sayede diğer parçacıklarla çarpışabilir ya da kırınabilirler.

<span class="mw-page-title-main">Henri Poincaré</span> Fransız matematikçi ve fizikçi

Jules Henri Poincare Fransız matematikçi, teorik fizikçi, mühendis ve bilim felsefecisiydi. Yaşamı boyunca var olduğu şekliyle disiplinin tüm alanlarında mükemmel olduğundan, genellikle bir bilge ve matematikte "Son Evrenselci " olarak tanımlanır.

Takyon, ışıktan hızlı giden farazi parçacıklardır. İlk tanımı Arnold Sommerfeld'e atfedilmişse de, aslında ilk olarak George Sudarshan ve Gerald Feinberg tarafından yazılmıştır. Çoğu fizikçi için fiziğin bilinen yasaları ile tutarlı değildir, çünkü ışıktan daha hızlı parçacıkların olamayacağı tahmin edilmektedir. Takyonlar, Albert Einstein'in ünlü Genel görelilik yasasındaki v2 /c2 ifadesindeki cismin hızı (v) ışık hızından (c) büyük olursa ne olur sorusunun cevabıdırlar. Bu nedenle takyon parçacıklarının kütleleri reel sayı ile değil karmaşık sayılar ile ifade edilir aynı zamanda v daima c den büyük olacağından, takyonlar için en yavaş hız ışık hızıdır. Ancak tam olarak ışık hızında da olamazlar çünkü ışık hızında olursalar v2/c2 = 1 olacağından bu ifade tanımsız olur. Bununla birlikte, negatif kare kütle alanlar genellikle, "takyonlar" olarak adlandırılır ve aslında modern fizikte önemli bir rol oynamaya başlamıştır. Potansiyel tutarlı teoriler, ışıktan daha hızlı parçacıkların Lorentz değişmezinin kırılmasına dahil olanlara izin verir böylece özel göreceliğin altında yatan simetriye, ışığın hızı bir bariyer değildir, Böylece gerçek dünya için sınır olan ışık hızı burada da değerini korur. Buradan çıkarılacak sonuç ise, takyonların varlığının fizik ve matematik kurallarına aykırı olmadığıdır. Bunu takyonların varlığına delil olarak gösterenler vardır. Aynı (v)>(c) değerlerinin zaman denklemi içinde yerine konulması sonucunda zaman kavramının takyonlar için tıpkı kütle gibi imajiner olduğunu gösterir. Zaman gerçek olmadığı içinde zamanın oku olan entropi artışı söz konusu olmaz ve bu nedenle takyonlar evreni gerçek evrenin aksine büzüşmezler tam tersine sanal kütleleri nedeniyle çekim etkisine girmediklerinden evreni gererler. Böylece, başlanılan noktaya geri dönülen bir küresel evren modeli yerine takyon evreni için kenarları olmayan bir sonsuz evren söz konusudur. Ayrıca takyonların hızı enerjileri azaldıkça artar. Bu nedenle radyasyon yaydıkları varsayıldığında, azalan enerjileri nedeniyle sürekli hızlanırlar ve nihayet sıfır enerji için sonsuz hıza ulaşırlar. Enerji azaldıkça hızları arttığından dolayı kuvvet denilen etki hareketle aynı yönde olduğunda takyonların hızını arttırmaz tam tersine yavaşlatır. Birçok fizikçinin nötrino ve teorik takyonların özellikleri arasındaki olası bağlantıyı anlamaya çalışmış olduğuna dikkat etmek önemlidir.

Lorentz kuvveti, fizikte, özellikle elektromanyetizmada, elektromanyetik alanların noktasal yük üzerinde oluşturduğu elektrik ve manyetik kuvvetlerin bileşkesidir. Eğer q yük içeren bir parçacık bir elektriksel E ve B manyetik alanın var olduğu bir ortamda v hızında ilerliyor ise bir kuvvet hissedecektir. Oluşturulan herhangi bir kuvvet için, bir de reaktif kuvvet vardır. Manyetik alan için reaktif kuvvet anlamlı olmayabilir, fakat her durumda dikkate alınmalıdır.

<span class="mw-page-title-main">Hız</span> vektörel bir fiziksel nicelik

Hız, bir nesnenin hareket yönü ile birlikte olan süratini ifade eder. Hız, cisimlerin hareketini tanımlayan bir klasik mekanik dalı olan kinematikte temel bir kavramdır.

Wheeler–Feynman soğurucu teorisi elektromanyetik alan denklemlerinin, alan denklemleri olmalarından dolay, zaman evritimi altında simetrik olmaları gerektiği fikriyle doğmuştur. Bu aksiyomun fiziğin kendi içinde var olan simetriden kaynaklanıyor. Aslında görünürde bu tarz bir simetrinin kırılıp da bir yönün diğerlerine göre daha üstün olmasına sebep olabilecek bir sebep yoktur. Böylece bu simetriyi göz önüne alan bir teori bir zaman yönelimini diğerine tercih eden teoriler arasında daha seçkin bir özelliğe sahiptir. Burada Mach prensibini andıran bir başka anahtar fikir ise elementer bir parçacığın bir başka elementer parçak üzerine doğrudan etkiyemeyeceğidir. Bu kendiliğinden öz enerji problemini ortadan kaldırır. Bu teori kendisini kuran kişilerin, Richard Feynman ve John Archibald Wheeler adını almıştır.

Fizikte, Lorentz dönüşümü adını Hollandalı fizikçi Hendrik Lorentz'den almıştır. Lorentz ve diğerlerinin referans çerçevesinden bağımsız ışık hızının nasıl gözlemleneceğini açıklama ve elektromanyetizma yasalarının simetrisini anlama girişimlerinin sonucudur. Lorentz dönüşümü, özel görelilik ile uyum içerisindedir. Ancak özel görelilikten daha önce ortaya atılmıştır.

Lorentz faktörü veya Lorentz terimi bir cismin herhangi bir hıza sahip olmadığı durumla bir hıza sahip olması sırasında kütle, zaman ve uzay ölçümlerinde oluşacak ölçüm farklılıklarını açıklayan niceliktir. Lorentz faktörü, referans çerçeveleri arasında dönüşüm yapılabilmesini sağlayan Lorentz dönüşümünden doğar. Faktör, Lorentz elektrodinamiği içindeki erken görünümü yüzünden Hollandalı fizikçi Hendrik Lorentz adına ithaf edilmiştir.

Fizikte konuşlanma sistemi farklı zaman dilimlerinde nesnelerin konum ve yönelim gibi özelliklerini belirlemek ve ölçmek için kullanılan bir koordinat sistemini ifade etmektedir. Ayrıca bu özelliklerin temsilinde kullanılan kümelerini de içerebilmektedir. Daha zayıf bir anlamda, bir konuşlanma sistemi yalnızca koordinatları betimlememektedir, aynı zamanda bu sistemde hareket eden nesnelerin ayırt edilmesinde her zaman dilimi için aynı üç boyutlu alanları da tanımlamaktadır.

Galile değişmezliği ya da Galile göreliliği der ki; hareket kanunlarının hepsi eylemsiz çerçeve içinde olur. Galileo Galilei bu prensibi ilk olarak 1632'de İki Dünya Sistemi Hakkında Diyalog adlı kitabında kullanmıştır. Prensibi açıklarken gemi örneğini vermiştir. Sakin bir denizde, hiçbir yere çarpmadan sabit hızda giden gemide, güvertenin altında olan bir gözlemci geminin hareketsiz olduğunu ya da hareket edip etmediğini söyleyemez demiştir. Bir diğer güzel örnekse; Dünyamız Güneş'in etrafında saniyede yaklaşık olarak 30 kilometre/saniye hızla dönmektedir ve güvertedeki gözlemci gibi biz de Dünya hakkında teknik olarak bu eylemsiz çerçeve kuralına uymasa da aynı şeyleri söyleyebiliriz.

Einstein senkronizasyonu, farklı yerlerdeki saatlerin sinyal değişimleri vasıtasıyla senkronize edilmesi yöntemidir. Bu senkronizasyon yöntemi, halihazırda 19. yüzyılın ortalarında telegrafçılar tarafından kullanılmıştır; ancak ışık sinyalleri üzerine uygulayan ve görelelik teorisindeki temel rolünü fark eden Henri Poincaré ve Albert Einstein tarafından meşhur edilmiştir. Temel değeri, tek bir eylemsiz çerçevedeki saatler içindir.

Şablon:Yj:bekletmeli sil

Fizikte, foton gazı, fotonların gaz benzeri birikmesidir ki hidrojen ve neon gibi sıradan gazlarla basınç, sıcaklık, entropi gibi benzer özelliklere sahiptir. Foton gazının dengedeki en yaygın örneği siyah cisim ışımasıdır.

Fizikte ikiz paradoksu olarak adlandırılan ve düşünsel olarak gerçekleştirilmiş bir deney bulunmaktadır. Bu deney tamamen aynı özelliklere sahip olan ikizlerden birinin uzaya gönderilmesi ve diğerinin de dünya üzerinde kalması sonucu aralarındaki görünüm farkının zamana bağlı olarak nasıl değiştiği düşüncesi üzerine ortaya çıkarılmıştır. Uzaya gönderilen kardeşlerden biri yüksek hızlı bir roket tarafından uzaya fırlatılmış ve orada bir seyahate gönderilmiştir. Uzun bir zaman sonra evine döndüğündeyse ikiziyle yaş ve vücut olarak büyük bir farklılık ile karşılaşmıştır. Dünyada kalan ikizin daha hızlı yaşlandığı çünkü dünyadaki zamanın daha hızlı aktığı düşünülmektedir. Bu bir paradoks değil bir ikilemdir. Bu ikilem Genel relativite yasasının geliştirilmesinde de rol oynamıştır.

<span class="mw-page-title-main">Göreli Doppler etkisi</span>

Relativistik Doppler Etkisi ya da Göreli Doppler etkisi, adını ünlü bilim insanı ve matematikçi Christian Andreas Doppler'dan almakta olup, kısaca dalga özelliği gösteren herhangi bir fiziksel varlığın frekans dalga boyu Dalga boyu, bir dalga görüntüsünün tekrarlanan birimleri arasındaki mesafedir. Yaygın olarak Yunanca lamda (λ) harfi ile gösterilmektedir. hareketli bir gözlemci tarafından farklı zaman ve/veya konumlarda farklı algılanması olayıdır. Bu da göreli olduğunu belirtir. Herhangi bir A konumundan B konumuna gitmek icin fiziksel bir dalga ortamı'na ihtiyaç duyan dalgalar icin Doppler Etkisi hesaplamaları yapılırken, dalga kaynağı ve gözlemcinin birbirine göre konum, yön ve hızlarının yanında dalganın içinde veya üzerinde hareket ettiği dalga ortamının da fiziksel yapısı dikkate alınmak zorundadır. Eğer söz konusu dalga herhangi bir A konumundan B konumuna gitmek için fiziksel bir dalga ortamına ihtiyaç duymuyor ise Doppler Etkisi hesaplamalarında sadece dalga kaynağının ve gözlemcinin birbirine göre birim zamandaki konumlarının değerlendirilmesi yeterlidir. Göreli doppler olayı değişikliği olduğu frekansa ışık kaynağının göreceli hareketine göredir ve, Göreli Doppler etkisi relativistik olmayan farklı Doppler etkisi denklemleri dahil olarak zaman genişlemesi etkisini özel görelilik ve referans noktası olarak yayılma ortamı dahil değildir. Lorentz simetri gözlenen frekanslar için toplam farkı anlatır.

Emisyon teorisi, diğer adlarıyla emitör teorisi veya ışığın balistik teorisi 1887'deMichelson-Morley deneyinin sonuçlarını açıklayan, özel izafiyet teorisine rakip bir teoriydi. Emisyon teorileri ışık iletimi için belirli bir çerçevesi olmadığından izafiyet yasalarına uyar, fakat değişmezlik esasını uygulamak yerine ışığın kaynağına bağlı olarakc hızında yayıldığını söyler. Böylece emitör teorisi elektrodinamik ve mekaniği basit bit Newton teorisi ile kombine eder. Temel bilimsel görüşün dışında hala yanlıları olsa da, bu teori bilim adamlarının çoğunluğu tarafından kesinlikle gözden düşmüş sayılmaktadır.

<span class="mw-page-title-main">Durgun kütle</span>

Değişmez kütle, durgun kütle, gerçek kütle, tam kütle ya da sınır sistemleri durumunda basitce kütle, bir objenin veya Lorentz dönüşümlerine göre tüm referans çerçevelerinde aynı olan objelerin sisteminin toplam enerji ve momentum karakteridir. Eğer momentum çerçevesinin bir merkezi sistemde oluşuyorsa, sistemin değişmez kütlesi toplam enerjinin ışık hızının karesine bölümüyle bulunur. Diğer referans çerçevelerinde, sistemin enerjisi artar yalnız sistemin momentumu bundan çıkarılmıştır, yani değişmez kütle aynı kalır.

Bell teoremi fizikteki birbiriyle yakından ilişkili birkaç sonucu kapsayan bir terimdir ve bu sonuçların tümü kuantum mekaniği'nin, ölçümün doğası hakkında bazı temel varsayımların olduğu yerel gizli değişken teorileri ile uyumsuz olduğunu belirler. Buradaki "yerel", yerellik ilkesini, bir parçacığın yalnızca yakın çevresinden etkilenebileceği ve fiziksel alanların aracılık ettiği etkileşimlerin ışık hızından daha hızlı yayılamayacağı fikrini ifade eder. "Gizli değişkenler", kuantum teorisine dahil olmayan ancak yine de deneylerin sonucunu etkileyen kuantum parçacıklarının varsayılan özellikleridir. Bu sonuç ailesine adını veren fizikçi John Stewart Bell'in sözleriyle, "Eğer gizli değişkenli bir teori yerel ise, kuantum mekaniği ile uyuşmaz ve eğer kuantum mekaniği ile uyuşursa, yerel olmaz."