Rölativite Teorisi Nedir?

Birçok kişi madde içinde ne kadar enerji saklanmakta olduğunu anlamakta zorlanıyor. Her atomun çekirdeği yoğun radyasyonlu bir fırındır, fırının kapağını açtığınızda enerji çoğu zaman şiddetli olarak açığa çıkar. Bununla birlikte, biz kütleyle enerji arasındaki ilişkinin tamamını kavrayabiliriz.

E = mc² ile başlayalım.
Einstein’ın Rölativite Teorisi

Görünüşte kütle ile enerji arasındaki ilişkiyi sembolize eden basit bir matematiksel formüldür (kütlesi verilmiş herhangi bir enerjinin denklemi). Çoğumuz bunu duymuştur fakat herkes ne anlama geldiğini bilmez. Birçok insan maddenin ne kadar enerji içerdiğinden habersizdir. Sizlere önümüzdeki birkaç dakikada, kendi potansiyel denkleminizin önemini aktarmaya çalışacağım.
Önce bu e=mc² eşitliği analiz etmeliyiz. Her harf ne anlama gelmektedir? Değerleri nelerdir ? Sağdan sola doğru açıklayalım.

‘E’ Nedir:

Joule olarak ölçtüğümüz enerjiyi simgeler. Joule uluslararası sistemde enerji için ölçü birimidir ve kilogramla metrenin karesinin zamanın saniye cinsinden karesinin oranına eşittir. Özünde tüm bunlar, enerji; belirli bir maddenin aynı yönde bir metre ilerlemesindeki güce eşit demektir.

‘m’ Nedir:

Belirli bir nesnenin kütlesini simgeler. Bu eşitlikte, kütleyi kilogram cinsinden ölçeriz (yada 1000 gram).

‘c’ Nedir:

Işık hızını simgeler. Vakumlu ortamda, ışık bir saniyede 186,282 mil hareket etmektedir. Bilimde biz SI(uluslararası bilim sistemi)’dan yararlanırız. Bu yüzden metre ve kilometre ölçümlerini fit ve mile tercih ederiz. Bu yüzdendir ki ışık için ölçümler yaptığımızda, 3.00 × 10^8 m/s’yi yada saniyede 300000000 metreyi kullanırız. Albert Einstein ışık hızının geçmek mümkün değildir diyor ama ben bu tabunun ileride yıkılacağını düşüyorum. Böylesine sonsuz bir evrende ışık hızı ne yazık ki sahilde ki bir kum tanesi büyüklüğünde.
Eşitlik özünde diyorki, belirli kütleler (kilogram cinsinden) için, eğer kütleyi ışığın karesi ((3.00 x 10^8)²) ile çarparsak, onun enerji eşitliğini elde ederiz (Joule).

Yani bu ne demek? Rölativite Teorisi

Ona nasıl iletebilirim ve maddenin içinde ne kadar enerji vardır? Şimdi, eğlenceli kısma gelelim. Bir rölativite teorisi deney yapmak üzereyiz.
Bunun için ne süslü ekipmanlara ne de geniş bir laboratuara ihtiyacımız var. Tüm ihtiyacımız olan basit bir matematik ve hayal gücümüz. Devam etmeden önce, şu konuya değinmek istiyorum. Ben bu eşitliğin en basit halinden yararlanıyorum. Bu eşitliğin değişik uygulamalarda kullanılması için çok daha karmaşık türevleri var. İki atom kaynaştığında (gezegenimizin çekirdeğinde hidrojenle helyumun kaynaşması gibi) kütlenin yaklaşık yüzde 0.7 si toplam enerjiden dönüştürülür. Amacımız için bu konuda endişelenmeye gerek yok.

Veri toplayarak başlayalım ki bu verileri eşitlikte yerlerine koyabilelim. Ben kabaca 190 pound ağırlığındayım. Tekrardan, biz bilimsel çalışmalarda SI birim sistemini kullanıyoruz.

Yani bunu pound’tan grama çevirmemiz gerekiyor. Burada nasıl yaptığımızı görebilirsiniz:

1 Josh = 190 lbs
1 lbs = 453.6 g
yani 190 lbs × 453.6 g/1 lbs = 86,184 g
sonuçta 1 Josh = 86,184 g

Madem ki bizim ‘E’ için ölçümüz Joule cinsinden ve Joule kilogram ile metrenin karesinin çarpımının saniyenin karesine oranıysa, kütlemi gramdan kilograma çevirmeliyim. Bunu şu şekilde yapıyoruz

86,184 g × 1 kg/1000 g = 86.18 kg.
yani 1 Josh = 86.18 kg.

Şimdi kütle için doğru ölçü birimindeyiz, değerleri eşitlikte yerine koyalım ve ne olduğuna bir bakalım

E = mc²
E = (86.18 kg )(3.00 × 108 m/s )^2
E = 7.76 × 1018 J
Bu şöyle görünüyor:
7,760,000,000,000,000,000 yada kabaca 7.8 septilyon Joule.

Bu büyük bir enerjidir. Fakat hala çok belirsiz görünüyor. Bu sayı ne anlama geliyor? Bu gerçekte ne kadar enerji demektir? Bu deneye devam edelim, ölçebileceğimiz ve bakış açımıza bu büyüklükte enerjiyi yerleştirmeye yardımcı birşeyler bulalım.

İlk olarak eşitlik ölçümündeki enerjimizi çevirelim. Birşeylerle bağdaştırabiliriz.

TNT kulağa nasıl geliyor? İlk olarak TNT için uygun bir ölçü birimi tanımalıyız.

Kiloton. Şimdi 1 Joule TNT içinde ne kadar kiloton olduğunu bulacağız. Küçük bir araştırma yaptıktan sonra bize bunu sağlayacak bir dönüşüm oranı bulundum:

1 Joule = 2.39 × 10 -13 patlayıcı kiloton. 1 Joule enerjinin 0,000000000000239 TNT kilotona eşit olduğu anlamına gelir. Bu çok küçük bir sayıdır. Bu ilişkiyi anlamanın daha iyi bir yolu 1 kiloton TNT’de ne kadar enerjinin olduğunu görmek için bu ilişkiyi bir orana çevirmektir. 1 kiloton TNT 4.18×1012 Joule daha doğrusu 4,184,000,000,000 Jouledür.

Şimdi bir dönüşüm oranımız var. Biraz matematik yapalım.

1 Josh (E) = 7.76 x 1018 J
7.76 x 1018 J x 1 kT TNT/ 4.18 x 1012 J = 1,856,459 kiloton TNT
Böylece küçük zihin deneyimizin sonunda bir insanın kabaca 1.86 milyon kiloton TNT değerinde enerjiye denk olduğunu bulduk. Şimdi bunu, büyük miktardaki bir gücün neye eşit olduğunu anlamak için bakış açımıza yerleştirelim.

Japonya’nın Nagazaki kentini yok eden bomba yıkıcıydı. Kenti saniyeler içinde dümdüz etti ve Pasifik’teki savaşı sona erdirdi. Bu bomba yaklaşık 21 kiloton patlayıcı gücündeydi. Bu şu demektir, bir insan, bütün bir şehri yokedecek bir bombadan 88,403 kat daha fazla patlayıcı enerjiye sahiptir. Bu her insan için geçerlidir.

Yani birisinin size gerçek bir güce sahip olduğunuzu söylediğini duyduğunuzda, onlara hiçbirşey bilmediklerini söyleyin.








Alıntı