Skip to content Skip to navigation

Işık Kütlesizse Neden Kütleçekiminden Etkileniyor?

Dr. Mahir E. Ocak
17/11/2015 - 17:41

Kütleçekimini tanımlayan iki temel kuram vardır. Bunlardan birincisi Newton'un kütleçekim kuramı, ikincisi ise Einstein'ın genel görelilik kuramıdır.

Newton'un kütleçekim kuramına göre iki cisim arasındaki kütleçekim kuvveti cisimlerin kütleleri ile doğru orantılı, aralarındaki mesafenin karesi ile ters orantılıdır. Ayrıca yine Newton tarafından geliştirilen üç temel hareket yasasının ikincisine göre bir cisme etki eden kuvvet cismi ivmelendirir ve bu ivme cismin kütlesi ile ters orantılıdır. Bu iki temel yasadan hareketle kütlesi olan cisimlerin kütleçekimi etkisiyle ivmeleneceğini söyleyebiliriz. Görelilik kuramlarından kaynaklanan değişiklikler hesaba katılmazsa, ışığın durgun kütlesi sıfır olduğu için üzerine etki eden kütleçekim kuvveti sıfır olmalıdır yani kütleçekiminden etkilenmemelidir. Ancak Albert Einstein tarafından geliştirilen genel görelilik kuramı, kütlesiz parçacıkların da kütleçekiminden etkilenmesi gerektiğini söyler.

Işığın kütleçekim alanından etkilenmesi. Işığın takip ettiği yol (beyaz çizgi), iki nokta arasındaki en kısa yoldur. Takip edilebilecek diğer tüm yollar daha uzundur.

Genel görelilik kuramına göre cisimlerin içinde hareket ettiği uzayzamanın şekli kütle tarafından belirlenir. Newton'un kuramlarında olduğunun aksine genel görelilik kuramında uzay “düz” değildir. Kütle uzayı eğer ve kütle ne kadar büyükse o kütlenin etrafındaki uzayın eğriliği de o kadar büyük olur. Genel görelilik kuramı aslında Newton'un kütleçekim kuramını geliştirir. Küçük kütlelerin etrafında uzayın eğriliği de küçüktür ve genel görelilik kuramı, Newton'un kütleçekim kuramına yakın sonuçlar verir. Ancak iki kuramın tahminleri arasındaki fark, büyük kütlelerin etrafındaki uzaylarda daha belirgindir. Böyle uzaylarda kesin sonuçlar alabilmek için genel görelilik kuramına başvurmak gerekir. Örneğin Newton'un kütleçekim kuramı karadeliklerin etrafındaki uzaylarda geçerli değildir. Karadeliklerin çekim gücü o kadar büyüktür ki, etraflarında olay ufku olarak adlandırılan bir yüzey oluştururlar. Klasik kurama göre, karadeliği çevreleyen bu yüzeyi geçerek karadeliğin içine düşen kütleli ya da kütlesiz herhangi bir cisim bir daha karadeliğin çekiminden kurtulamaz.

Işık ışınlarının kütleçekiminden etkilenmesini basitçe şu şekilde açıklayabiliriz: Işık ışınları, uzayda iki nokta arasında hareket ederken her zaman aradaki en kısa yolu takip eder ve bu en kısa yol uzayın şekline bağlıdır. Uzayın eğriliği kütle tarafından belirlendiği için ışık ışınları da kütleçekiminden etkilenir. Bu durum gözlemlerle de doğrulanır. Örneğin yıldızlardan bize ulaşan ışık, Güneş'in yakınından geçtiği zaman yıldızların konumlarında kaymalar gözlemlenir.

1

İlgili İçerikler

Fizik

Knot (Türkçesi “düğüm”) denizcilikte ve havacılıkta kullanılan bir hız birimi. 1 knot 1 saatte kaydedilen 1 deniz miline yani 1852 metreye eşittir.

Fizik

Yenilikçi bir fizik deneyi. Deney Kutusu köşesinin bu etkinliğinde yapay bir gökkuşağı oluşturmaya çalışıyoruz.

Fizik

Fırtına bulutlarının en yüksek enerjili radyasyon türü olan gama ışınları yaydığı anlaşıldı.

Fizik

Diyelim ki gerçek dünyada değil de bilim kurgu dünyasında yaşıyoruz ve bir şekilde zamanda yolculuk yapmak...

Fizik

Dünya’nın etrafında dönen teleskoplar gezegenimizden yayılan gama ışınlarını 1990’lardan beri defalarca algıladı. Geçmişte bu ışınların kaynağının atmosferde meydana gelen fiziksel süreçler olduğu varsayılıyordu. Kyoto Üniversitesi’nde çalışan bir grup Japon araştırmacı yakın zamanlarda bu varsayımı test etti.

Fizik

Kozmik ışınların atmosferdeki atomlarla çarpışması sonucu açığa çıkan muonlar kullanılarak, Mısır piramitlerinin en büyüğü olan Gize’deki Büyük Piramit’te daha önce bilinmeyen bir oda bulundu.

Fizik

Kum tepelerinin şarkı söylediğini biliyor muydunuz? Nadir karşılaşılan bir durum olsa da çöllerde düşük frekanslı, uğultu şeklinde sesler...

Fizik

ABD’deki Brookhaven Ulusal Laboratuvarı’nda çalışan bir grup araştırmacı, cam yüzeylerdeki yansımaları neredeyse tamamen ortadan kaldırmayı başardı. Öyle ki üretilen camlar hemen hemen görünmez hale geldi.

Fizik

Bilim Genç Fotoğraflar köşesinde aralık ayının konusu “Yansımalar”. Fotoğraflarınızı Bilim Genç’te paylaşırken açıklama bölümüne #Yansıma etiketini eklemeyi unutmayın.

Fizik

Kuramsal en yüksek sıcaklık için, mutlak sıfır noktasında olduğu gibi, bilim insanlarının üzerinde anlaştığı bir değer yoktur.