EYLEMSİZLİK YASASI - ALBERT EINSTEIN

 

  Tüm nesneler, eylemsizlik ve çekim hacminde eşitse, tüm gövdeler, şekiller ve kimyasal yapılar, dünyadan bağımsız olarak aynı şekildedir. 

 Örneğin, çekiç ve tüy bırakan şelaleye baktığımızı düşünüyoruz. Dünya, bu iki gövdeyle orantılı bir güç yarattı, yani  daha az tüylü, daha az tüyler (çekiçli kalemden daha ağır). 

 Bununla birlikte, ağırlık kuvvetini kütlelerine bölerek ivmesi. Bundan sonra, iki kişinin ivmesi aynı olmalıdır. Bu nedenle, aynı anda, her ikisini de aynı anda bırakırsanız. 

 Tabii ki, bu deneyimi evde yapamazsınız. Çünkü sürtünme kuvveti hava yoluyla uygulanır. Sürtünme kuvvetinin eylem üzerindeki etkisi, kalem için daha fazladır. Bu nedenle, evin deneyiminde, tüylerin daha sonra yere girdiğini görüyoruz. Ancak Galileo, analiziyle sürtünmeyi fark eder ve tüm nesnelerin sürtünmeden aynı ivme yetenekleriyle düşeceğini söyledi. 

 Aslında, AY için Apollo uçuşlarından birinde, öğrenciler bu gösteri deneyiminde yapıldı. Bir astronot bir tüy ve temyiz başvurusunda bulundu ve her ikisi de aynı anda her ikisi de yere gördü. Tabii ki bu  kontrollü bir deneyim değil. 

 Bu deneyimi yapmak için aya gitmemize gerek yok. Yerinde, tambur kaplarındaki hemen hemen tüm hava bu iş için uygundur. Eşit bir eylem ve cazibe hacmini test etmek için başka yöntemler vardır. Şimdiye kadar olan deneyim, bu iki blok arasındaki farkın trilyon dolarlık bir orandan az olduğunu göstermektedir. 

 Çekiç ve tüylerde göz önünde bulundurulması gereken önemli bir nokta herhangi bir zamanda, her iki konuda da aynı toprağa sahiptir. Bu nedenle, düşüş sırasında bu iki konu arasındaki mesafe değişmedi. Görelilikte sıklıkla kullandığımız bir kelimeyi ifade etmek için: "Tüy tüyün çekice göre konumu değişmez." 

 

 Olayın anlamını daha iyi yakalamak için sıklıkla kullanılan bir asansör benzetmesi vardır. Diyelim ki asansörde bir gözlemci ve birçok cisim var, ip kopuyor ve içindeki cisimle birlikte düşmeye başlıyor. Asansör ile dışarıdaki hava arasındaki sürtünmeyi göz ardı edin. Asansör dahil her şey aynı ivmeyle  düşer. Bu nedenle, gözlemci tüm iç nesnelerin asansöre göre konumlarında sabit olduğunu bulur.

  Ayrıca, cisimlerden biri bir başlangıç ​​hızı alırsa, nesne aynı hızı koruyarak hareket etmeye devam eder. Kısacası, gözlemcilerin sadece asansöre atıfta bulunarak ve dış dünyayı düşünmeden yaptıkları gözlemler, asansörün uzay boşluğunda durduğu izlenimini yaratacaktır. 

 Yörüngedeki uzay istasyonu buna çok güzel bir örnektir. Genellikle, "uzaya çıkmak" ile kastedilen, basitçe Dünya atmosferinin dışına çıkmaktır; Dünyadan çok uzak değil. Uzay istasyonları da Dünya'ya çok yakın yörüngede. Yani Dünya'nın yerçekimi hala orada ve oldukça güçlü. Ancak istasyon,  yukarıdaki asansör gibi, yalnızca Dünya'nın yerçekimi altında hareket ettiğinden, içeride olanlar yukarıda anlatılanla aynıdır. Düşen bir asansör ve yörüngedeki bir uzay istasyonu gibi büyük nesnelerden uzakta olduğumuzu hissettiren ortamlara "yerçekimi ortamları" diyoruz.  

 Astronot eğitiminde kullanılan ağırlıksız ortam da benzer şekilde oluşturulmuştur. Astronotları taşıyan uçak, havaya fırlatılan bir cisim gibi yani serbest düşüşte hareket ediyor. Bu işlem sırasında uçağın içinde ağırlıksız bir ortam yaratılır. Ancak uçağın güvenli bir şekilde uçmaya devam etmesi için bu hareketin çok kısa sürede tamamlanması gerekiyor. 

 Asansör örneğine geri dönelim. Tüm nesnelerin atalet ve yerçekimi eşit olsaydı, asansördeki bir gözlemci, nesnelerin hareketine bakarak serbest düşen bir asansörde mi yoksa uzayda mı olduklarını söyleyemezdi. Einstein  daha da ileri giderek, gözlemcinin başka tür deneyler yapsa bile aradaki farkı anlayamayacağını söyledi. Yani,  yapılmış veya gelecekte yapılabilecek tüm deneyler, asansörden düşme ve uzay uçuşu açısından aynı sonuçları vermektedir. Bu Einstein tarafından kullanılan denklik ilkesidir. 

 Bu son ifade aslında tamamen doğru değil. Sorun şu ki, Dünya yuvarlak. Yerçekimi Dünya'nın merkezine yönlendirildiğinden, bir noktadaki yerçekimi ivmesi ile bir mesafedeki ivme biraz farklıdır. Bu farklılıklar, gelgit kuvvetleri adı verilen bir dizi kuvvetin serbest düşen bir cisme etki etmesine neden olur. 

 Büyük bir cismin serbest düşüşteki ivmesi, cismin her noktasında yerçekiminden kaynaklanan ivmenin ortalamasıdır.  

 Bu cisimle  düşen bir gözlemci, kendi gözlem sisteminde bu noktalara etkiyen küçük kuvvetlerin, cismin farklı noktalarındaki ivmeler ile düşüşün ivmesi arasındaki farktan kaynaklandığını varsayar. Gelgit kuvveti dediğimiz şey budur.

  Gelgit kuvvetleri, gövdeyi dikey olarak gerer ve yatay düzlem boyunca sıkıştırır. 

  Denizlerdeki gelgitlerin hareketi de Ay'ın yerçekimi etkisi altında hareket eden Dünya'ya etki eden bu kuvvetlerden kaynaklanmaktadır. 

 Düşen asansörde gelgit kuvveti çok zayıftır. Ancak çok hassas aletlerle, ne kadar küçük olursa olsun, asansördeki bir gözlemci bu kuvvetleri algılayabilir ve düşen bir asansörde olduklarını anlayabilir. Einstein, bu sorunun üstesinden gelmek için ilkenin yerel olarak gerçekleştirilmesi ve asansörün boyutunun yeterince küçük seçilmesi gerektiğine dikkat çekti. Bu nedenle bu etki göz ardı edilir; çünkü önemli olan yerçekiminin doğası değil, dünyanın yuvarlaklığıdır. 

 Aynı ilke farklı  şekilde  ifade edilebilir. Gök cisimlerinden uzakta, uzayda sabit ivme ile hızlanan bir roket düşünün. Böyle bir rokette bir nesneyi düşürürseniz, nesne sabit bir hızla daha uzağa hareket etmeye devam edecektir. Ancak roket hızlandıkça, nesne roketin gerisinde kaldı ve  sonunda üsse çarptı. Bu tür hareketler roketlerle ilgili olarak incelenirse, fırlatılan tüm nesnelerin (şekli ve kimyasal yapısı ne olursa olsun) aynı ivme ile hızlandığı, tabana saldırdığı görülecektir. 

 Bir çekiç ve bir tüy aynı anda düşürülürse, aynı anda  tabana vururlar. Bir kaide üzerindeki cisimler, teraziye yerleştirilen cisimler, terazinin iğnesi hareket eder, yani terazi bir "ağırlık" ölçer ve  cismin kütlesi ile orantılıdır diyebiliriz. Kısacası yerçekimi nedeniyle dünyada karşılaştığımız her şey burada da geçerlidir. 

 Dolayısıyla denklik ilkesini şu şekilde  ifade edebiliriz: Bir rokette bir gözlemci ne yaparsa yapsın sıfır ivmeyle ivmelenen bir rokette mi, uzayda mı yoksa bir gezegende mi olduğunu söyleyemez. Yerçekiminin farklı olaylar üzerindeki olası etkilerini anlamak istiyorsak, bu prensibi kullanarak sadece olayın hızlanan bir rokette nasıl gelişeceğini belirlememiz gerekir. 

 Bu tür örneklere geçmeden önce, özel görelilik varsayımlarının her zaman geçerli olduğunu hatırlayalım. Örneğin belirli bir teste başladığımızda roketin hızının bir önemi yok. Roketin başlangıçta hareketsiz olduğunu kolayca varsayabiliriz.