Einstein'in İcatları Nelerdir? Einstein'in İcatları Hakkında Bilgiler - Einstein

Einstein'in İcatları Nelerdir? Einstein'in İcatları Hakkında Bilgiler - Einstein
Einstein'in İcatları Nelerdir? Einstein'in İcatları Hakkında Bilgiler - Einstein

EINSTEIN VE ATOM BOMBASI
Çok az buluşun insanlık üzerindeki etkisi, Einstein'in özel izafiyet teorisindeki kadar büyük olmuşturBu teoriyle barışçıl nükleer enerjinin kapıları açıldığı gibi, atom ve hidrojen bombalarının yapımında gerçekleşmiştirBu teorinin bir çok yönü vardır, fakat bizi burada ilgilendiren, maddenin; güneşin çekirdeğinde bulunabilecek kadar yüksek ısılarda ısı enerjisine dönüşebileceğini gösteren ünlü E = MC2 denklemidir Bu denklemde geçen C, saniyede 300000 km gibi inanılmaz bir hız olan ışık hızını göstermektedir Dolayışıyla,çok küçük miktarda bir maddenin dev miktarda bir enerji açıga çıkaracağı görülecekti
1905'te Einstein'in kendisi bile bunu patlatabileceğine hiç inanmıyorduİnsanın atomdan,dizgin altına alamayacağı bir güç üretebilecegi konusundaki kuşkuları uzun sürmedi1920'ler ile1930'larda Atomla ilgili buluşlarda muazzam bir gelişme olduMaddenin içine hapsolmuş enerjinin açığa çıkması için çok büyük sıcaklıklara gerek olmadığı hemen keşfedildiBu,Atomları başka Atomlarla bombardıman ederek de yapılabilirdi Lord Rutherford, Atomların merkezindeki aşırı bir nüvenin yani çekirdeğin etrafını kuşatan elektronlardan oluşan gevşek bir yapısının olduğunu ortaya koyarak, Atom kuramlarının temellerini atmıştı
1919'da hidrojen Atomonu ayırmayı başarıp insan ürünü ilk nükleer tepkimeyi elde eden kişi oldu1932'de Sir James Chadwick Atomları nötron parçacıklarıyla bombardıman ederek bu gelişmeyi daha da ileri götürdü1938'e gelene dek Otto Hahn ile Lise Meitner nükleer parçalanmanın bütün ilkelerini bulmuştuFakat ilk sürekli parçalanma tepkimesini 1942'de Chicago'da italyan bilim adami Enrico Fermi gerçekleştirdiFakat bütün bu gelişmeler olurken Hitler'in gücü de giderek artan bir tehdit oluşturmaya başlamıştı
kaynak

Einstein’in icatları

Görelilik kuramını geliştirmiş, kuantum mekaniği, istatistiksel mekanik ve kozmoloji
dallarına önemli katkılar sağlamıştır Kuramsal fiziğine katkılarından ve fotoelektrik etki
olayına getirdiği açıklamadan dolayı 1921 Nobel Fizik Ödülü’ne layık görülmüştür

Fizik alanındaki çalışmaları modern bilimi büyük ölçüde etkiledi Kendisi
özellikle zaman ve uzay için düzenlenmiş bağlılık (izafiyet) teorisiyle tanındı
Bu teori üç bölüme ayrılır: Newton mekaniğinin yasalarını değiştiren ve
kütle ile enerjinin eşdeğerli olduğunu öne süren sınırlı bağlılık (1905);
eğrisel ve sonlu olarak düşünülen dört boyutlu bir evrene ait
çekim teorisini veren genel bağlılık (1916); elektro-manyetizma ve yerçekimini aynı
alanda birleştiren daha geniş kapsamlı teori denemeleri Albert Einstein, ilk
iki teorinin geçerliliği atom fiziği ve astronomi alanında yapılan deneylerle
çok başarılı bir biçimde sınanmıştır; çağdaş fiziğin temel taşları arasında
yer alırlarSöylediği güzel bir söz vardır "Ben atomu iyi bir
şey için keşfettim,insanlar atomla birbirlerini öldürüyorlar"

Einstein'ın fizik alanındaki çalışmaları modern bilimi büyük ölçüde etkiledi

Bu teori üç bölüme ayrılır:

Newton mekaniğinin yasalarını değiştiren ve kütle ile enerjinin eşdeğerli olduğunu öne süren Özel Görelilik (1905);
Eğrisel ve sonlu olarak düşünülen dört boyutlu bir evrene ait çekim teorisini veren Genel Görelilik (1916);
Elektro-manyetizma ve yerçekimini aynı alanda birleştiren daha geniş kapsamlı teori denemeleri

İlk iki teorinin geçerliliği atom fiziği ve astronomi alanında yapılan deneylerle çok başarılı bir biçimde sınanmıştır; çağdaş fiziğin temel taşları arasında yer alırlar Einstein atom ile ilgili olarak: "Ben atomu iyi bir şey için keşfettim,ama insanlar atomla birbirlerini öldürüyorlar" demiştir Ayrıca birçok kişinin ilgisini çeken "Neden Sosyalizm?" adlı yazısı Monthly Review adlı aylık dergisinin, ilk sayısının, ilk yazısıdır

20 yüzyılın en önemli kuramsal fizikçisi olarak nitelenen Albert Einstein, Görelilik kuramını (diğer adları ile İzafiyet Teorisi ya da Rölativite Kuramı) geliştirmiş, kuantum mekaniği, istatistiksel mekanik ve kozmoloji dallarına önemli katkılar sağlamıştır Kuramsal fiziğine katkılarından ve fotoelektrik etki olayına getirdiği açıklamadan dolayı 1921 Nobel Fizik Ödülü'ne layık görülmüştür (Nobel Ödülü'nün ve Nobel Komitesi'nin o zamanki ilkeleri doğrultusunda, bugün en önemli katkısı olarak nitelendirilen Görelilik kuramı fazla kuramsal bulunmuş ve ödülde açıkça söz konusu edilmemiştir)

Albert Einstein ve Atom hakkında bilgi

Albert Einstein
(1879 -1955)

- "Okula gitmem neden gerekiyor, babacığım?" Sert görünüşlü baba, sekiz yaşındaki oğlunu tepeden süzdü

- "Albert, kara cahil biri olarak mı büyümek istiyorsun, yoksa?"

- "Kara cahil de ne demek?"

İyi döşenmiş geniş salonun öbür ucundan bir kahkaha yükseldi Baba ile oğul, birlikte, büyük piyano başındaki anneye döndüler

- "Ah Hermancığım, bilmiyor musun, o oyunda Albert'le başa çıkamayacağını?" "Doğrusunu istersen, ne demek istediğini anlayamıyorum" diye kekeledi kocası

Eski bir Macar halk şarkısını çalmayı sürdüren bayan Einstein,

- "Haydi, haydi, bilmezlikten gelme Bilmiyor muyum sanki, Albert'i soru sormaktan vazgeçirmek için sorusuna soruyla yanıt vermek taktiğini!" Ama görüyorsun ya, yürümüyor!" dedi

Albert seğirterek annesinin yanına gitti; tuşlar üzerinde kayan usta parmaklar ona bir anda ne sorduğunu unutturmuştu Piyano şarkı söylüyordu, adeta! İki tuşa sert bir vuruşla çalmasını noktalayan anne, taburesinde döndü, oğlunu kolları arasına aldı Albert'in koyu gür, dalgalı saçlarının üstünden kocasına gülümsedi: - "Görüyorsun ya, Albert'i soru sormaktan alıkoymanın bir yolu vardır: benim müziğim!"

Baba da gülümsedi; bir şey demeğe kalmadan, oğlan annesinin kucağında dönerek,

- "Soru sormak kötü bir şey mi?" diye sordu Bu kez gülme sırası babasındaydı:

- "İşte sana! Boşuna övünme, senin müziğinin de onu durduracağı yok"

Anne kocasını duymazlıktan gelerek, oğluna döndü:

- "Soru sormanın hiçbir kötü yanı yok, tatlım Yeter ki, soruların karşındakini küçük düşürmeye ya da kırmaya yönelik olmasın!"

- "Ama ben öyle bir şey yapmıyorum, anneciğim Bilmediğim o kadar çok şey var ki, sorarak öğrenmek istiyorum; her şeyi öğrenmek istiyorum"

Anne gururla gülümsedi; baba ise biraz duraksamalı,

- "Peki, dediğin gibi gerçekten her şeyi öğrenmek istiyorsan yavrum, okula neden gitmen gerektiğini nasıl sorabilirsin? Okul soruların yanıtlandığı yer değil midir?" diye araya girdi

- "Değildir, babacığım!" dedi çocuk "Yanıtlamak şöyle dursun, soru bile sordurmuyorlar, insana Okuldan hoşlanmıyorum Hapishanedeymişim gibi sanki Öğretmenler gardiyanlardan farksız; sıralar arasında gidip gelen gardiyanlar!"

Karı koca birbirlerine tedirgin gözlerle bakıştılar Albert'in bu suçlamalarına ne diyebilirlerdi ki

İşte her şeyi sorgulayan bu çocuk, ilerde büyük bilimsel atılımların yanı sıra özentisiz, erdemli bilge kişiliğiyle de tüm dünyanın ilgi odağı olacaktı

Albert Einstein, Güney Almanya'nın Ulm kentinde dünyaya geldi Küçük bir elektrokimya fabrikasının sahibi olan babası başarılı bir iş adamı değildi Annesinin dünyası müzikti; özellikle Beethoven'in piyano parçalarını çalmak en büyük tutkusuydu Aile Musevî kökenliydi, ama dinsel bağnazlıktan uzak, açık görüşlü, kültürel etkinliklerle zengin bir yaşam içindeydi Ne var ki, çocuğun ilk yıllardaki gelişmesi kaygı vericiydi Özellikle konuşmadaki gecikmesi aileyi telaşa düşürmüştü

Albert, içine kapanıktı; çocukların arasına katılmaktan, oyun oynamaktan hoşlanmıyordu Okulu sıkıcı buluyor, ezbere dayanan eğitim disiplinine katlanamıyordu "Gimnazyum"da geçen orta öğrenimi mutsuz ve başarısızdı Mühendis amcasının özel ilgisi olmasaydı, belki de öğrenimden tümüyle kopacaktı Amca, yeğene cebir ve geometriyi sevdirdi Geometri özellikle Albert'i bir tür büyülemişti

Einstein, yıllar sonra amcasına borcunu şöyle dile getirir: "Çocukluğumda yaşadığım iki önemli olayı unutamam Biri, beş yaşımda iken amcamın armağanı pusulada bulduğum gizem; diğeri on iki yaşımda iken tanıştığım Öklit geometrisi Gençliğinde bu geometrinin büyüsüne girmeyen bir kimsenin ilerdi kuramsal bilimde parlak bir atılım yapabileceği hiç beklenmemelidir!"

Einstein, yüksek öğrenimini güç koşullara göğüs gererek Zürih Teknik Üniversitesi'nde yapar Mezun olduğunda iş bulmak sorunuyla karşılaşır Üniversitede asistanlık bir yana orta okul öğretmenliği bile bulamaz Sonunda bir okul arkadaşının yardımıyla Bern Patent Ofisi'nde sıradan bir işe yerleşir; ama asıl dünyası olan bilimden kopmaz; çok geçmeden büyüsü bugün de süren devrimsel atılımlarıyla yaratıcı dehasını kanıtlar 1905'te Annalen der Physik dergisinde yayımlanan üç çalışmasının her biri, fizik tarihinde bir dönüm noktası sayılabilecek nitelikteydi

Bunlardan biri, şimdi "fotoelektrik etki" dediğimiz bir olaya ilişkindi Newton, ışığı tanecikler akımı, kimi bilim adamları ise dalga devinimi diye nitelemişti Aslında ışığın davranışını açıklamada iki kuramın birbirine bir üstünlüğü yoktu; ancak, Newton'un adı parçacık kuramına bir tür ağırlık sağlamaktaydı

Ne var ki, 19 yüzyılın başlarında Young'la başlayan, Fresnel ve daha sonra Faraday ve Maxwell'in çalışmalarıyla pekişen deneyler dalga kuramına belirgin bir üstünlük sağlamıştı Einstein'ın fotoelektrik çalışması bu gelişmeyi bir bakıma tersine çevirmekle kalmaz, Planck'ın 1900'de ortaya sürdüğü kuantum teorisini de çarpıcı bir biçimde doğrular

Daha az bilinen ikinci çalışma "Brown devinimi" denen bir olayı açıklıyordu 1850'lerde İngiliz botanikçisi Robert Brown, mikroskopla polenleri incelerken, taneciklerin su içinde gelişigüzel sıçramalarla devinim içinde olduğunu gözlemlemişti Ancak bu gözlem 1905'e dek açıklamasız kalır

Einstein'ın bugün de geçerliliğini koruyan açıklaması oldukça basittir: Son derece hafif olan polenlerin ani kımıltıları, su moleküllerinin çarpmalarıyla oluşuyordu Gerçi molekül kavramı yeni değildi; ancak en güçlü mikroskop altında bile görülemeyecek kadar küçük olan moleküllerin varlığı ilk kez bu açıklamayla kanıtlanmış oluyordu

Yüzyılımızın başında Ernst Mach gibi kimi seçkin fizikçilerin bile gözlemsel kanıt yokluğu gerekçesiyle atom teorisine uzak durdukları bilinmektedir Öyle ki, bu olumsuz tutum, gazların kinetik teorisinin kurucusu Boltzman'ı intihara sürükleyecek kadar ileri gitmişti Einstein'ın açıklaması, bu tutuma son vermekle fiziğin içine düştüğü bir tıkanıklığı giderir

1905'in bilim dünyasına yeni bir ufuk açan üçüncü ve en önemli çalışması, Özel Görecelik (Special Relativity) kuramıdır Bu kuram, Einstein'ın genç yaşında kendini gösteren bir merakına dayanır Daha on dört yaşında iken Einstein, "Bir ışık ışınına binmiş olsaydım, dünya bana nasıl görünürdü, acaba?" diye sormuştu

19 yüzyılın sonlarında ışığın hızına ilişkin Michelson-Morley deneyi, bu merakı derinleştiren bir sorun ortaya koymuştu: Ses ve başka dalga olaylarının, tersine ışık hızının referans sistemine görecel olmayışı! Saatte 100 km hızla ilerleyen bir lokomotifin, iki istasyon arasında düdük çaldığını düşünelim Sesin ön ve arka istasyonlara değişik hızlarla ulaşacağını biliyoruz: Öndeki istasyona normal ses hızından saatte 100 km daha fazla, arkada kalan istasyona ise saatte 100 km daha yavaş bir hızla ulaşır Oysa trendeki insanlar için sesin hızında bir değişiklik yoktur; ön ve arka uçlara normal hızıyla aynı anda ulaşır Sesin hızı gözlemcinin hızına göreceldir

Işığa gelince Michelson Morley deneyleri, ışığın öyle davranmadığını göstermekteydi Işık kaynağı ile gözlemcinin birbirine görecel hareketlerine ne olursa olsun ışık hızında bir değişiklik gözlemlenmemekteydi Bu beklenmeyen bir sonuçtu; çünkü, sesin hava aracılığıyla yayıldığı gibi, ışığın da "esir" denen gizemli bir ortam aracılığıyla yayıldığı ve gözlemcinin hareketine bağlı olduğu sanılıyordu Esir gözlemlenebilir bir nesne değildi; ama öyle bir kavram olmaksızın optik olgular nasıl açıklanabilirdi? Kaldı ki, Maxwell'in elektromanyetik teorisi de esir türünden bir ortam varsayımına dayanıyordu

Einstein'ın getirdiği çözüm, deney sonuçlarını yansıtan şu iki temel ilkeyi içermektedir

1) Doğa yasaları ivmesiz hareket eden tüm sistemler için aynıdır;

2) Işığın hızı, kaynağına göre hareket halinde olsun veya olmasın, her gözlemci için aynıdır

Özel Görecelik Kuramı'nın öncüllerini oluşturan bu iki temel ilke, yeterince anlaşılmadıkça, Einstein devrimini kavramaya olanak yoktur Kuramın içerdiği tüm önermeler, bu öncüllerin mantıksal sonuçlarıdır Aslında deneysel nitelikte olan bu iki ilkenin yol açtığı kuramsal devrim, ilk bakışta şaşırtıcı görünebilir Ama sonuçlarına bakıldığında şaşkınlık, yerini büyük bir hayranlığa bırakmaktadır

Sonuçlardan biri, bir gözlemciye bağıl olarak nesnelerin hareketleri yönünde uzunluklarının kısaldığı, kütlelerinin arttığı öndeyişidir Örneğin, bir topu ışık hızına yakın (yakın, çünkü kurama göre ışık hızını yakalamaya ve aşmaya olanak yoktur) bir hızla uzaya fırlattığımızı varsayalım: Hareket dışındaki bir gözlemci için top bir tepsi gibi yassılaşırken, kütlesi büyük ölçüde artar Hızı kesildiğinde top, önceki biçim ve kütlesine döner

Kurama göre hızı ışık hızına erişen bir nesnenin oylumu sıfır, kütlesi sonsuz olur Ancak öyle birşey düşünülemeyeceğinden, hiçbir nesnenin ışık hızıyla hareketi beklenemez Başka bir deyişle, kütle eyleme direnç demek olduğundan, kütlenin sonsuzlaşması hareketin yok olması demektir

Daha az şaşırtıcı olmayan bir sonuç da, zamanın görecelliği Örneğin, birbirine tam ayarlı iki saatten birini çok hızlı bir roketle uzaya yolladığımızı düşünelim Bu saatin yerdeki saate göre daha yavaş çalıştığı görülecektir Roket saniyede yaklaşık 260,000 km hızla yol alıyorsa, yerdeki saatin yelkovanı iki tam dönüş yaptığında roketteki saatin yelkovanı ancak bir tam dönüş yapacaktır Oysa rokette bulunan gözlemci için öyle bir yavaşlama söz konusu değildir; saat normal hızıyla çalışmaktadır Ne var ki, bu kişi dünyaya döndüğünde kendisini karşılayan ikiz kardeşini daha yaşlanmış bulacaktır

Kuramdan matematiksel olarak çıkan bu sonuçlar daha sonra deneysel olarak doğrulanmıştır

Kuramın belki de en önemli (atom bombası nedeniyle en çok bilinen) bir sonucu da madde ve enerji eşdeğerliliğine ilişkin denklemdir: (Denklemde E enerji, m kütle, c ışık hızı olarak kullanılmıştır)

Başlangıçta bu ilişkinin önemi yeterince kavranmamıştı Einstein'ın denklemi içeren yazısını yayımlamakta güçlükle karşılaştığını biliyoruz Oysa küçük bir kütlenin büyük bir enerji demek olduğunu ortaya koyan bu denklem yıldızların (bu arada Güneş'in) ışığı nasıl ürettiğini de açıklamaktaydı

Kuramın evren anlayışımız yönünden de kimi sonuçları olmuştur Bunlar arasında en önemlisi, hiç kuşkusuz uzay ve zaman kavramlarını birleştiren dört boyutlu uzay zaman kavramıdır

Özel Görecelik kuramı düzgün doğrusal (ivmesiz) hareket eden sistemlerle sınırlıydı Einstein'ın 1915'te ortaya koyduğu Genel Görecelik kuramı ise birbirine göre hızlanan veya yavaşlayan (yani ivmeli hareket eden) sistemleri de kapsıyordu Öyle ki, birinci kuramı, kapsamı daha geniş ikinci kuramın özel bir hali sayabiliriz

Özel Görecelik, Newton'un mekanik yasalarını değiştirmişti Genel Görecelik daha ileri giderek "gravitasyon" kavramına yeni ve değişik bir içerik getirmekteydi Klasik mekanikte gravitasyon, kütlesel nesneler arasında çekim gücü olarak algılanmıştı Buna göre, örneğin bir gezegeni yörüngesinde tutan şey, kütlesi daha büyük Güneş'in çekim gücüydü

Oysa, Genel Görecelik kuramına göre, gezegenleri yörüngelerinde tutan şey Güneş'in çekim gücü değil, yörüngelerin yer aldığı uzay kesiminin Güneş'in kütlesel etkisinde oluşan kavisli yapısıdır Öyle bir uzay yapısında, nesnelerin başka türlü hareketine fiziksel olanak yoktur Genel kuram, ayrıca gravitasyon ile eylemsizlik ilkesini "gravitasyon alanı" adı altında tek kavramda birleştiriyordu

Bu noktada Einstein'ın, Maxwell'in "elektromanyetik alan" kavramından esinlendiği söylenebilir Nitekim tanınmış bilim tarihçisi IB Cohen'in bir anısı bunu doğrulamaktadır: "Ölümünden iki hafta önce Einstein'ı ziyarete gitmiştim Sekreter beni çalışma odasına aldı İki duvar döşemeden tavana kitaplıktı Bir duvar geniş penceresiyle bahçeye bakıyordu; diğerinde iki tablo asılıydı: Elektromanyetik teorinin kurucuları Faraday ile Maxwell'in portreleri!

Genel Görecelik kuramının tüm mantıksal yetkinliğine karşın, hemen benimsenmesi bir yana anlaşılması bile kolay olmamıştır Eddington'a, "kuramı yalnızca üç kişinin anlayabildiği söyleniyor, doğru mu?" diye sorulduğunda, ünlü astrofizikçi bir an duraklar, sonra "üçüncü kişinin kim olduğunu düşünüyordum" der