Sabit Hız ve Gözlemciler
 

Hangi kaynaktan okuduğumu anımsayamadığım bir yazıdaki örnek şöyle idi:
Cetvelle çizilmiş gibi dümdüz uzanan inişli-çıkışlı bir yol var.
İniş ve çıkış mesafelerinin çok farklı olduğunu varsayalım.
Örneğin 500 metre iniş,900 metre yokuş,sonra 1000 metre iniş,1500 metre yokuş...gibi.
Bu yolda bir otomobil sabit hızla,diyelim ki 100 km. hızla ilerliyor.

Yolun herhangi bir noktasında 90 derece olmak üzere yükselen balondaki bir kişi,yeterli yükseklikte iniş-çıkışları fark edemez ve yolu çizgi halinde görür.
Bu balondaki bir gözlemci,yolun inişli-çıkışlı olduğunu biliyorsa sorun yok.
Ama arazi yapısını bilmiyorsa otomobil sabit hızla ilerlediği halde ona ilk önce yavaşlayıp hızlanıyormuş gibi gelir.
Kendisine otomobilin sabit hızla gittiği söylendiğinde arazinin inişli-çıkışlı olduğunu hemen anlayacaktır.
Şimdi aşırı bir varsayım yaparak tüm dünyası dosya kağıdı gibi dümdüz olan başka gözlemciyi ele alalım.
Bu kişiye otomobilin sabit hızla gittiği kolay kolay anlatılamaz.

Bizim için evrenin hem mekan hem de zaman açısından yapısı son gözlemci gibi değil midir?

Hepimiz evreni yerküremizin koşulları içinde anlamaya çalışıyoruz.
Üstelk her türlü bilgimiz henüz çok yeni sayılır.
İlk yaşam belirtilerinin başladığı günlerden bugüne kadar olan süreyi 4 ay kabul edersek,ortaçağdan günümüze olan süreyi ancak bir saniyeye sığdırabiliriz.
Bu durumda bilgi seviyemizin henüz nerelerde olduğunu kolaylıkla kavrayabiliriz.


Kuram olarak Görelilik, ilk olarak Galileo Galilei'nin hızlarla ilgili düşüncesinde ortaya çıkmıştır. Galilei'ye göre sabit hızla giden bir gözlemci veya sabit duran gözlemci aynı fiziksel yasaları kullanmalıdır. Örneğin sabit hızla giden bir gemide yukarı doğru bir taş atarsanız aynı yere düşecektir - sabit durduğunuzda olduğu gibi. Bu anlayış Newton fiziğinde formülasyona dökülmüştür. Sabit hızla giden bir cisim veya sabit duran bir cisim için geçerli olan Newton denklemlerinin şekli aynıdır. Burada şunu belirtmekte fayda var. Sabit hızla giden bir cisim gözlemciye göre tanımlanmaktadır.


Eğer bir cisimle beraber aynı sabit hızla gidiyorsanız sizin için cisim hareketsiz görünecektir. Fakat dışarıdan bakan bir gözlemci için cisim hareketli kabul edilir. Görelilik kelimesi burada ortaya çıkmaktadır. Bizim gözlemlediğimiz hızlar mutlak değildir. Ancak gözlemciye göre tanımlanmaktadır. Ama gözlemlenen olay için geçerli olan yasaların şekli aynıdır. Sabit hızla giden (ivmelenmeyen) referans sistemlerine eylemsiz referans sistemi denir. Bu kavramın özel görelilik kuramında çok önemli bir yeri vardır. Özel görelilik kuramına göre hiç bir eylemsiz referans sisteminin bir diğerine bir üstünlüğü yoktur ve hepsinde yapılan gözlemler aynı derecede geçerlidir. Düzgün-doğrusal hareketli cisimlerin elektrodinamiğinde Einsten şunları keşfetmişti: Bizler 3 uzay ve 1 zaman boyutunun meydana getirdiği, 4 boyutlu uzay-zaman evreninde yaşıyoruz.
Zaman boyutu ve akışı, hareketli cisimlerin hızına bağlıdır.
Kütle, hareketli cisimlerin hızına bağlıdır.

Cismin hareket doğrultusundaki boyu, cismin hızına bağlıdır.
4 boyutlu evrende "aynı anda olma" kavramı da mutlak değildir, görelidir, yani aynı andalık gözlemciden gözlemciye değişir.
Farklı hızda hareket eden cisimlerin uzay-zaman referansları birbirinden farklıdır.
Işık hızı evrendeki üst hız limitidir. Özel görelilik kuramının gücü ve sağlamlığının en önemli nedeni,sadece iki kabullenim (postulate)üzerine inşa edilmiş olmasıdır. Bu kabullenimler:

Fizik yasaları evrenin her yerinde ve bütün eylemsiz referans sistemlerinde aynı şekilde işler.(Bu kabüllenim evrensel bir referans sitemin yokluğundan kaynaklanmaktadır.Eğer fizik yasaları birbirine göre bağıl harekette bulunan farklı gözlemcilere göre farklı olsalardı ;gözlemciler,bu farklılıkları kullanarak uzayda hangisinin "durgun",hangisinin "hareketli" olduklarını bulabilirlerdi.Fakat böyle bir farklılık yoktur ve görelilik ilkesi bu gerçeğin ifadesidir.)
Işığın hızı, bütün eylemsiz referans sistemlerinde aynı ve sabittir. Kuramın temel aldığı bu iki kabullenimden biri çürütülemediği sürece kuram doğruluğunu koruyacaktır.