Albert Einstein Kimdir?

Albert Einstein Kimdir?

(14 Mart 1879 - 18 Nisan 1955)

Yahudi asıllı Almanyalı fizikçidir

20 yüzyılın en önemli kuramsal fizikçisi olarak nitelenen Albert Einstein, Görecelik 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 (Nobel Ödülü'nün ve Nobel Komitesi'nin o zamanki ilkeleri doğrultusunda, bugün Einstein'ın en önemli katkısı olarak nitelendirilen "Görecelik Kuramı" fazla kuramsal bulunmuş ve ödülde bundan açıkça söz edilmemiştir)

Albert Einstein'ın Hayatı

Albert Einstein, 1879 yılında Almanya'nın Ulm kentinde dünyaya geldi Babası Einstein & Cie adında bir elektrik fabrikası sahibi; annesi ise, klasik müziğe meraklı, eğitimli bir ev hanımıydı Konuşmaya geç başlaması ve içine kapanık bir çocuk olması, ailesini tedirginliğe düşürmüşse de, sonraki yıllarda sağlıklı bir çocuk olduğu anlaşıldı1880 de ailesiyle Münih'e taşındı Babası Hermann ve abisi Yakob burada Einstein cie adında elektrik mühendisliği ile bir şirket kurdular 1894 yılında ailesin iflası nedeni ile İtalya'ya taşındılar

Lise öğrenimini 1894'te İsviçre'de tamamladı ve 1896'da Zürih Politeknik Enstitüsü'ne (ETH) girdi Sırp asıllı Mileva Maric adlı bir fizik öğrencisi ile evlendi Mileva, Einstein'nın 1905'te çıkardığı araştırmanın matematik hesaplarında yardımcı olmuştur1921 yılında teorisi üzerinde çalışmak için New York'a gitti 1933 de Hitler'in ırkçı politikası sebebiyle Alman vatandaşlığından çıkartıldı ve Amerika'ya gitti ve buranın vatandaşı oldu

1933 de Almanya'da Nasyonal Sosyalist Partisi'nin İktidar olmasıyla çalışmalarına izin verilmeyen 40 bilim adamı adına Başbakan İsmet İnönü'ye bir mektup yazarak onların Türkiye'de çalışmalarına devam etmelerini istemişti İsmet İnönü bu isteği nazikçe reddetmişti

Bu dönemde Einstein'a İsrail Başbakanlığı teklif edildi ancak kabul etmedi Dr Chaim Weizmann ile Kudüs Musevi Üniversitesini Kurdu

1955'te yaşamını yitirene kadar bilim dünyasına pek çok katkıda bulundu 1916'da yayımladığı "Genel Görelilik Kuramı", 1921'de "fotoelektrik etki ve kuramsal fizik" alanında çalışmalarıyla Nobel Fizik Ödülü'nü aldı

Bern'de federal patent dairesinde görev aldı Bu görevden arta kalan zamanlarda çağdaş fizikte ortaya atılmaya başlanan problemler üzerinde bir çok araştırma yaptı Önce atomun yapısı ve Max Planck'ın kuantum teorisi ile ilgilendi Brown hareketine ihtimaller hesabını uygulayarak bunun teorisini kurdu ve Avogadro sayısının değerini hesaplayarak teorisini test etti Kuantum teorisinin önemini ilk anlayan fizikçilerden birisi oldu ve bunu ışıma enerjisine uyguladı Bu da onun, ışık tanecikleri veya fotonlar hipotezini kurmasını ve fotoelektrik olayını açıklayabilmesini sağladı

1905 yılında "Annalen der Physik" dergisinde bu çalışmalarını açıklayan iki yazısından başka, üçüncü bir yazısı daha çıktı ve bu yazıda görecelik teorisinin temelini attı Teorileri sert tartışmalara yol açtı 1909'da Zürih Üniversitesi'nde öğretim görevlisi oldu Prag'da bir yıl kaldıktan sonra, Zürih Politeknik Enstitüsü'nde profesör oldu 1913'de Berlin Kaiser-Wilhelm Enstitüsü'nde ders verdi ve Prusya Bilimler akademisine üye seçildiBir bilim adamı olarak 1 Dünya Savaşı'nda tarafsız kaldı İlk eşinden Hans ve Eduard isminde iki erkek çocuk sahibi olan bilim adamını 1914 yılında eşi terk etti Birinci Dünya Savaşı nedeniyle yiyecek kıtlığı sırasında mide ağrıları çeken bilim adamına kuzeni Elsa bakmış ve ikinci defa kuzeni Elsa (takma ismi Else) ile evlenmiştir

Yabancı ülkelere birçok gezi yapmakla birlikte 1933'e kadar Berlin'de yaşadı Almanya'da yönetime gelen Nasyonal Sosyalist (Nazi) rejimin ırkçı tutumu dolayısıyla, pek çok Musevi asıllı bilim adamı gibi o da Almanya'dan ayrıldı Paris'te College de France'ta ders verdi; burdan Belçika'ya oradan da İngiltere'ye geçti Son olarak Amerika Birleşik Devletleri'ne giderek Princeton Üniversitesi kampüsünde etkinlik gösteren Institute for Advanced Study'de (İleri Araştırma Enstitüsü) profesör oldu 1940 yılında Amerikan yurttaşlığına geçti

Küçük oğlu Eduard akıl hastalığı nedeni ile Zürih yakınlarında bir bakım evinde hayatını geçirmiş; büyük oğlu Albert, babası ve annesinin karşılaştığı Zürih Polytechnic'te mühendislik okumuş ve daha sonra University of California, Berkley'de profesörlük yapmıştır 1955'de Princeton'da ölmüştür; oğlu Albert yanında bulunmuştur

Üvey kızı Margot Einstein, bilim adamının kişisel mektuplarını özenle herkesten saklamış ve kendisinin ölümünden 20 yıl sonra daha saklı kalmasını vasiyet etmişti Günümüzde Princeton Üniversitesi tarafından basılan bu mektuplar bilim adamının gizli kalmış özel yaşamı hakkında ilginç bilgiler sunmaktadır Albert Einstein'ın Özel Görelilik Kuramı

Özel Görelilik Kuramı, Albert Einstein tarafından 1905'te Annalen der Physik dergisinde, "Hareketli cisimlerin elektrodinamiği üzerine" adlı 2 makalesinde açıklanmış ve ardından 5 makalesi "Bir cismin atıllığı enerji içeriği ile bağlantılı olabilir mi?" başlıklı makalesiyle pekiştirilmiştir

Göreleliğin Özel Teoremi 1905 yılında Albert Einstein tarafından "Hareketli Cisimlerin Elektrodinamiği Üzerine" isimli yayınında ortaya atılmıştır Üç yüz yıldan fazla yıl önce Galileo'nin Görelilik Prensibi, zamanla değişmeyen hareketin göreceli olduğunu; mutlak ve tam olarak tanımlanmış bir hareketsiz halinin olamayacağını önermekteydi Galileo'nin ortaya attığı fikre göre; dış gözlemci tarafından hareket ettiği söylenen bir gemi üzerindeki bir kimse geminin hareketsiz olduğunu söyleyebilir Einstein'ın teorisi, Galileo'nin Görelelik Prensibi ile doğrusal ve değişmeyen hareketinin durumu ne olursa olsun tüm gözlemcilerin ışığın hızını her zaman aynı büyüklükte ölçeceği önermesini birleştirir

Bu teorem sezgisel olarak algılanamayacak, ancak deneysel olarak kanıtlanmış birçok ilginç sonuca varmamızı sağlar Özel görelilik teoremi, uzaklığın ve zamanın gözlemciye bağlı olarak değişebileceğini ifade ederek Newton'ın mutlak uzay zaman kavramını anlamsızlaştırır Uzay ve zaman gözlemciye bağlı olarak farklı algılanabilir Bu teorem, madde ile enerjinin ünlü E=mc2 formülü ile birbirine bağlı olduğunu da gösterir (c ışık hızıdır) Özel görelilik teoremi, tüm hızların ışık hızına oranla çok küçük olduğu uygulama alanlarında Newton mekaniği ile aynı sonuçları verir

Teoremin özel ifadesiyle anılmasının nedeni, görelilik ilkesinin yalnızca eylemsiz gözlem çerçevesine uygulanış şekli olmasından kaynaklanır Einstein tüm gözlem çerçevelerine uygulanan ve yerçekimi kuvvetinin etkisinin de hesaba katıldığı Genel Görelelik Teoremini geliştirmiştir Özel Görelelik yerçekim kuvvetini hesaba katmaz ancak ivmeli gözlemcilerin durumunu da inceler

Özel Görelelik, günlük yaşamımızda mutlak olarak algıladığımız, zaman gibi kavramların göreli olduğunu söylemesinin yanı sıra, sezgisel olarak göreceli olduğunu düşündüğümüz kavramların ise mutlak olduğunu ifade eder Birbirlerine göre hareketi nasıl olursa olsun tüm gözlemciler için ışığın hızının aynı olduğunu söyler Özel Görelilik, c katsayısının sadece belli bir doğa olayının -ışık- hızı olmasının çok ötesinde, uzay ile zamanın birbiriyle ilişkisinin temel özelliği olduğunu ortaya çıkarmıştır Özel Görelilik ayrıca hiçbir maddenin ışığın hızına ulaşacak şekilde hızlandırılamayacağını söyler

Kurama Genel Bakış

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 Einstein 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 kabullenim evrensel bir referans sitemin yokluğundan kaynaklanmaktadırEğer fizik yasaları birbirine göre bağıl harekette bulunan farklı gözlemcilere göre farklı olsalardı ;gözlemciler,bu farklılıkları kullanarak uzayda hangisinin "durgun",hangisinin "hareketli" olduklarını bulabilirlerdiFakat 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

Kuramın Öngörüleri

Özel görelilik, kendi zamanı için inanılması güç pek çok öngörülerde bulunmuştur, bunlardan en önemlileri:

- Cisimler hızlandıkça zaman cisim için daha yavaş akmaya başlayacaktır, ışık hızına ulaşıldığında zaman durmalıdır

- Cisimler hızlandıkça kinetik enerjilerinin bir kısmı kütleye dönüşür, durağan kütleye sahip cisimler hiçbir zaman ışık hızına erişemeyeceklerdir

- Cisimler hızlandıkça hareket doğrultusundaki boyları kısalmaya uğrayacaktır

- Özel görelilik, mantığımıza ve sağ duyumuza aykırı bir evren tanımladığından bilimciler 100 yılı aşkın bir süredir bunun doğruluğunu gözleri ile görmek ve bir açık bulmak umudu ile deneyler yapıp durmaktadırlar Bu öngörülerin pek çoğu 1905'dan günümüze dek defalarca denenmiş ve doğru çıkmıştır:

- İçlerinde çok hassas atom saatleri taşıyan uçaklar değişik yönlere doğru değişik hızlarla hareket ettirilmiş ve saatlerin kuramın hesaplarına yeterince uygun olarak yavaşladığı/hızlandığı gözlenmiştir

- Zamandaki yavaşlamanın sadece saatte meydana gelmediğini, gerçekte yaşandığının kanıtı ilk olarak nötrino ve mü-mezon deneylerinde ortaya çıkmıştır Güneşten dünyamıza gelen nötrino ve müonların ışık hızına çok yaklaştıkları (%994) için ömürlerinin (yaşam sürelerinin) Dünya'da üretilen durağan olanlara göre çok daha uzun olduğu görülmektedir

- Parçacık hızlandırıcılarındaki hızlandırma deneylerinde bugüne kadar kütlesi olan hiçbir cisim, atom veya elektron ışık hızına çıkarılamamıştır Hız arttıkça kütlesi de arttığı için ivmelendirilmesi zorlaşmaktadır

Albert Einstein'ın Genel Görelilik Kuramı

Genel görelilik kuramı, ivmeli devinim ile kütleçekimi açıklamasını özel göreliliğe birleştiren, genelleyen kuramdır 1916'da Einstein tarafından ortaya konmuştur Genel görelilikten önce, Newton'un kütleçekim kuramı geçerli kabul ediliyordu Newton'un formülleri (yatay atış, dikey atış vb) bugün de duyarlılık gerektirmeyen uygulamalarda geçerlidir Ancak aya roket göndermek gibi duyarlı işlerde Einstein formülleri kullanılmaktadır Genel olarak Newton mekaniğinde Kuvvet (F), Görelilik kuramında ise Kütle (M) önemli ve önceliklidir Genel görelilik ile Einstein şunları ortaya çıkartmıştır:

- Yerçekimi (kütleçekimi) ve ivmeli devinim birbirinden ayırt edilemez (Eşitlik ilkesi)

- Kütle, içinde bulunduğumuz uzay-zaman'ı eğip bükmektedir

- Yerçekimi bir kuvvet değildir, uzay-zaman'ın geometrik eğriliğinden ortaya çıkar

- Genel görelilik, kendi zamanı için inanılması güç pek çok öngörülerde bulunmuştur; bunlardan en önemlileri:

- Eğer kütle uzay-zamanı geometrik olarak eğiyorsa, Güneşin çok yakınından geçip gelen uzak yıldızların ışıkları eğrilmiş olmalıdır Bu eğrilik güneş çektiği için dış bükey değil de uzay-zamanın eğriliğine uygun iç bükey olmalıdır

- Çok çok yoğun kütleler uzay-zamanı öylesine bükebilir ki, uzay-zaman kendi üstüne katlanır ve içine çöker, böylesine yoğun bir kütle görülemez çünkü ışık dahi bu uzay-zaman eğriliğinden, çökmesinden kurtulamaz

- Kütle uzay-zamanı eğiyorsa bu eğilmeden zaman da etkileniyor(göreceli) olmalıdır Eğilmiş zaman yavaş akmalıdır

- Hareketli büyük kütleler etraflarındaki bir kısım uzay-zamanı da sürükleyebiliyor olmalıdır

- Kütle uzay-zamanı eğiyorsa, kütle yakınındaki eğrilikten ilerleyen ışık, uzağındaki düzgün uzay-zamanda ilerleyenden daha uzun yol almalıdır

- Yüksek kütleli oluşumların ani hareketleri uzay-zamanda ani değişimlere, eğrilik dalgaları oluşmasına neden olabilir

Bu öngörülerin hemen hepsi 1916'dan günümüze dek gözlenebilmiş, defalarca kez denenmiş ve doğru çıkmıştır:

- 1919'da ilk kez İngiliz bilimciler güneş yakınından gelen ışığın eğri çizdiğini gözlemlediler Daha sonraları yapılan bütün gözlemler eğriliğin GG'nin hesapladığı ile oldukça yakın olduğunu gösterdi
Evrende hiç ışık vermeyen ve etrafındaki her şeyi içine çekecek kadar yoğun kütle gösteren oluşumların varlığı tespit edildi Karadelik adı verildi

- Kütle yakınında ve uzağında çok hassas atom saatleri ile yapılan deneylerin hepsi kütle yakınında zamanın GG'nin hesaplarına uygun olarak yavaşladığını gösterdi

- Geçen yıl açıklandığı üzere çok hassas jiroskoplarla donatılmış LEGOS1 ve LEGOS2 uydularının 11 yıl süren ölçümleri dünyanın etrafındaki uzay-zamanı sürüklediğini ortaya koydu

- Güneşin ardına geçen Viking uzay araçlarından dünyaya gönderilen sinyallerin olması gerekenden daha uzun sürede dünyaya ulaştığı, yani uzay-zamanın güneş tarafından eğilmesinden etkilendikleri ortaya çıktı

- 1993'te Hulse ve Taylor, ikiz yıldızların spiral hareketinden uzay-zaman eğrilik dalgalarının oluşumunu gözleyerek Nobel kazandılar

- Kütle, uzayı olduğu kadar zamanı da bükmektedir Zamanın bükülmesi kütlenin merkezinde geleceği işaret eder şekildedir Etkiyen hiçbir kuvvet olmadığı için, cisim kendi geleceğine doğru ilerlemektedir (düşmektedir)

Einstein, Albert:

1879-1955 yılları arasında yaşamış olan Alman asıllı ABD’li fizikçi
Yirminci yüzyılın başlarında geliştirdiği teorileriyle ilk kez olarak kütle ile enerjinin eşdeğerliğini kanıtlamış olan Einstein, zaman, mekan ve kütleçekimi üzerine tümüyle yeni düşünme tarzları önermiştir Einstein, özel ve genel rölativite teorileri yalnızca Newton fiziğinden değil, fakat Eukleides geometrisinden de kopuşu simgeleyen büyük bir bilim adamıdır


Einstein sadece dev bir bilim adamı değil, fakat aynı zamanda önemli bir düşünür olarak değerlendirilir Etik, toplum ve kültür felsefesiyle ilgili genel düşünceleri yanında, bir bilim filozofu olarak da ün kazanan Einstein, Kant’tan, Hume ve Mach’tan etkilenmiş ve Cassirer, Reichenbach ve Schilick’le sürekli bir ilişki içinde olmuştur O realizmi, zihinden bağımsız bir dış dünyanın varolduğu görüşünü, metafiziksel bir öğretiden ziyade, motive edici bir program olarak görmüş ve determinizmin, doğrudan doğruya dünyanın bir özelliği olmaktan ziyade, teorilerin ayrılmaz bir veçhesi olduğunu savunmuştur

Einstein mantıkçı pozitivizme karşı mesafeli bir tavır takınmış olmakla birlikte, bilimin birliği tezine bağlı kalmıştır O yine aynı felsefi çerçeve içinde tümevarımcılığı reddetmiş, ama holizme ve inşacılığa ya da uzlaşımcılığa bağlanırken, anlam, kavram ve teorilerin mantıksal olarak deneyimden türetilmek yerine, anlaşılabilirlik, empirik uygunluk ve mantıksal basitlik ölçütlerine tabi olan özgür yaratılar olduklarını iddia etmiştir