KÜTLE NEDİR - GENEL GÖRELİLİK

 

  Einstein'ın bahsettiği denklik ilkesi aslında o kadar da yeni değil. Düşünmenin temeli, hareket yasalarının doğduğu  Galileo ve Newton'a kadar uzanır. Bütün sorun, "kütle" dediğimiz cismin doğasının iki farklı doğa yasasına dahil olmasından kaynaklanmaktadır. Bir cismin miktarını belirten ve gram/kilogram cinsinden ölçülen niceliğe kütle denir. Günlük dilde manavlarda ve marketlerde bu terimi "ağırlık" olarak adlandırıyoruz. Günlük dillerde kullanılan yöntem budur ama bilimsel dillerde (aşağıda anlatıldığı gibi) ağırlık kelimesi  farklı bir anlamda kullanılmaktadır. Kalabalığın ilk yasası Newton'da evrensel bir alkoldür. Bu yasaya göre, kitleleriyle iki nesne birbirleriyle orantılıdır ve hareket, aralarındaki mesafe ile ters orantılıdır. 

 Bu bedenlerden biri dünya olarak çok büyük bir cennet döngüsüdür, bu kuvvet vücut ağırlığını koyduk. Başka bir deyişle, dünyadaki nesnenin ağırlığı, dünyanın gerilme kuvveti ile aynıdır. 

 Bu aynı zamanda nesneleri silmek için güç kaynaklarını da destekler. Bu nedenle ağırlık, cismin ağırlığını ve onu kaldırmanın zorluğunu gösterir. 

 Tabii ki, ağırlık nesnenin konumuna bağlıdır. Örneğin, ay dünyanın altıda biri ağırlığındadır. Büyük gök cisimlerinden uzak evrende ağırlık sıfırdır. Buna karşılık, kütle bir nesnenin değişmez bir özelliğidir. 100 kiloluk bir dambıl, ayda ve uzayda  100 kg ağırlığındadır. 

 Kütle, bir cismin yerçekiminin ne kadar güçlü olduğunu gösteren bir niceliktir. Bu nedenle bu kütleye "ağır kütle" denir. Bu nedenle, yerçekimi yasası, nesnelerin ağırlığının kütleleriyle orantılı olduğunu belirtir. Kütle 10 kat arttığında ağırlık da 10 kat artar. Çekiçler kanatlardan daha ağırdır.

  Kütlenin ortaya çıktığı diğer yasa, Newton'un hareket yasalarının ikincisidir. Bir cisme kuvvet uygulayarak hızı artırabilir, hızı azaltabilir veya hızın yönünü değiştirebilirsiniz. Birim zamandaki hız değişimine ivme denir. İkinci yasa, ivmenin kuvvetin kütleye bölümü olduğunu söyler. 

 Burada da kütle, bir cismin hızını değiştirmeye karşı gösterdiği direnç (atalet) olarak ortaya çıkar. Kütle ne kadar büyük olursa, nesnenin hareket etmesi o kadar zor olur. Bu nedenle bu yasada  kütleye "atalet kütlesi" diyoruz.  

 İki kişi bir arabayı ve bir arabayı aynı kuvvetle iterse, araba çok daha hızlı hızlanır. İkinci yasaya göre, burada arabanın daha fazla ataleti olduğunu, yani  daha fazla kütlesi olduğunu söylüyoruz. 

 Böylece kütle, birbirinden çok farklı iki yasada ortaya çıkar. Bu iki kütlenin bu anlamda aynı değere sahip olması şaşırtıcıdır. 

 Bir nesnenin kütlesini ölçmek için bu iki yasadan  birini kullanabiliriz. Ancak ağırlığın kuvvetini zeminde kullanmak daha pratiktir. Eşit kollu terazilerde cismin ağırlığını bilinen ağırlıklarla dengeleriz. Yay ölçeğinde, yayın sıkıştırmasını belirleyerek aslında ağırlığı ölçeriz. Uzayda ağırlık sıfır olduğundan, kütleyi ölçmek için hiçbir geleneksel yöntem kullanılamaz. Bu durumda sadece 2. hareket yasasını kullanabiliriz. Örneğin kütlesini belirlemek istediğimiz bir cismi özellikleri bilinen bir yaya bağlarız ve yayın salınım yapmasını sağlarız. Hareketin periyodunu ölçtüğümüzde kütleyi belirleyebiliriz. 

 Yerçekimi ve eylemsizlik kütlelerinin eşit olması, uzun yıllar doğadaki ilginç tesadüflerden biri olarak kabul edildi. Einstein ilk kez bu denklemin çok derin bir anlamı olduğunu fark etti.