BİLİM VE TEKNOLOJİ

İkizler Paradoksu ve Yorumu

Özel Görelilik Einstein tarafından ortaya atıldıktan sonra bazı tartışmalar ortaya çıktı. Bunlardan biri de ikizler paradoksudur.

Yazımda önce Özel Görelilikten kısa ve basit bir şekilde bahsedip daha sonra ikizler paradoksunu, doğurduğu düşünceleri ve neden gerçek bir paradoks olmadığını anlatacağım.

Özel görelilik; zamanın, mekanın ve hareketin göreli olduğunu söyler. Bunu basitçe anlamak için bir düşünce deneyi yapacağız. Ancak önce iki önermenin doğru olduğunu varsaymamız gerekiyor (şu ana kadarki gözlemlerimiz bunlarla örtüşüyor) :

  1. Fizik yasaları herkes için aynı şekilde işler.
  2. Işığın hızı bütün gözlemcilere göre aynı ve sabittir.

Artık deneyimize geçebiliriz:

Durgun ve Gezgin adında ikiz kardeşler düşünelim (Şekil-1). Durgun Dünya üzerinde duruyor; Gezgin ise bir uzay aracı içinde herhangi bir hızda hareket ediyor olsun. İkisinin yanında da adına ışık saati diyeceğimiz bir düzenek duruyor olsun: birbirine bakan, aralarında 1 metre mesafe olan iki ayna ve arada gidip gelen bir ışık.

Durgun’a göre kendi saatinde ışığın bir aynadan diğerine ulaşması (|AB| mesafesini kat etmesi) için gereken süre kuşkusuz 1/c (t1) olacaktır. Ancak Durgun, Gezginin saatine baktığında onun saatinin kendininkine göre geri kaldığını görür! Neden böyle olduğunu inceleyelim.

Durgun, Gezgin’in saatine baktığında ışığın aldığı yolu (x) Şekil-2’deki gibi görür. Aynı şekilde ışığın bir aynadan diğerine ulaşması (|CD| mesafesini kat etmesi) için gereken süreyi hesaplarsak x/c (t2) sonucunu elde ederiz. Hipotenüs kendisini oluşturan kenarlardan daima büyüktür. O halde t2, t1‘den daha büyük olmak zorundadır. (x>1 ise x/c>1/c)

Sonuç olarak Durgun’un gözlemine göre Gezgin daha yavaş yaşlanacak ve hatta düşünceleri bile yavaşlayacaktır! Gezgin daha sonra Dünya’ya geldiğinde Durgun daha yaşlı olacaktır. Yani daha çok yıl yaşamış olacaktır.

Buraya kadar her şey doğruydu. Ancak bazı filozoflar bundan yola çıkarak “Hareket göreliyse, uzay aracındaki kardeşe göre de Dünya’daki kardeş hareket ediyormuş gibi görünür ve daha yavaş yaşlanır. Dolayısıyla Dünya’ya gittiğinde de Dünya’daki kardeşini kendinden daha genç görür. O halde Fizikte de gösterildiği gibi her şey görelidir, gerçeklik bile!” dediler.

İkiz ikilemine paradoks denmesinin sebebi budur. Düşündüklerine göre iki kardeş de bir araya geldiklerinde diğer kardeşi kendinden daha genç görür. Ancak bu düşünce yanlıştır. Çünkü aslında buradaki hareket göreli değil mutlaktır! Kesin bir doğrulukla söyleyebiliriz ki hareket eden Durgun değil Gezgin’dir. Gezgin, uzay aracı ivmelendiğinde eşyaların bir kenara yığılmasından, mutlak olarak hareket edenin kendisi olduğunu bilebilir. Aynı şekilde Durgun herhangi bir ivmelenme hissetmeyeceği için hareket edenin Gezgin olduğunu bilebilir. Oysa hareket eğer ivme yoksa göreli olur. Uzay aracı sabit hızla çembersel hareket yapmış olsa bile bir ivme söz konusudur. O halde sistemde simetri yoktur ve bir paradokstan bahsedemeyiz deriz.

Filozofların ve fizikçilerin farklı düşünmelerinin sebebi bakış açılarıydı. Her zaman inceledikleri konular aynı olmasa da bu örnekteki gibi aynı konuları inceledikleri olur. Temeldeki fark filozofların gözlem yapıp düşünmeleri, fizikçilerin ise gözlem yapıp düşünüp ve üstüne bir de deney yapmalarıdır. Kimse burada filozofların haklı olduğunu söylemez. Çünkü fizikçilerin izledikleri bilimsel yöntem denilen süreç onların fikirlerinin daha isabetli olmasını sağlar. Yine de fizikçiler her zaman haklı çıkmaz. O halde kesin doğru yoktur, daha doğru vardır!

Olabildiğince sade bir şekilde anlatmaya çalıştım. Umarım anlaşılır olmuştur.

Ayrıca Fiziği beraber öğrenebileceğimiz, tartışabileceğimiz bir ortam oluşturmak adına bir grup kurmayı düşünüyorum. Eğer ilgilenirseniz benimle iletişime geçebilirsiniz.

Yazıyla veya başka bir konuyla ilgili görüşmek için iletişim:

Telefon: 0 505 066 55 27

E-posta: [email protected]

Yazının tamamı ve şekiller bana aittir.

Daha Fazla Göster

İlgili Makaleler

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak.

Başa dön tuşu