YERЗEKİMİ VE KЬTLEЗEKİM

(GRAVİTASYON) ALAN TEORİSİ

Akademik hayatımın son yıllarında, FARADAY ve COULOMB’un elektromanyetizma yasaları ile NEWTON’un genel kьtleзekim kanunu denklemleri arasındaki benzerliği incelemiş ve bir karadelik tekilliği iзerisinde hareket ederek ilerleyen bir elektromanyetik kьtleзekim dalgasının, gцreli durumda elektromanyetizmayla kьyleзekimini birleşik bir alan kuvvetinin değişken konumdaki gцzlemcinin bakış aзısına gцre (Dьşьk hızlarda) farklı algılanan olgular olduğunu; ancak gцreli koordinat sistemleri birbirine gцre ışık hızında değiştiğinde (Цrneğin, bir karadelik tekilliği civarında) aynı anda tek bir kuvvet alanının iki farklı gцrьnьmь olarak eşdeğer iki parзası olabileceğini hayal etmiştim. Buna daha sonraları “aynı andalığın gцreli birleşik eşdeğerliği ilkesi” adını verdim. Bu ilkeye ve bazı цnemli sonuзlarına ilerleyen kısımlarda tekrar dцneceğiz.

Klasik gravitasyon kuvveti teorisi, Newton’un evrensel зekim yasası olarak bilinen ve iki kьtle arasındaki зekim kuvvetini;

olarak veren Evrensel Kьtleзekİmİ Yasası’dır. Bundan başka bir de gцreli bir kьtleзekimi teorisi olan ve 1915’de Einstein tarafından bulunan genel gцrelilik teorisi vardır. Einstein’ın teorisinin temeli, uzay-zaman dokusunun eğriliğine (dьz yerine eğri bir uzay-zaman) ve zamanın gцreceli olmasına dayanır. Genel gцrelilik, uzay-zamanı oluşturmak ьzere, zaman boyutunu uzayın ьз boyutuyla birleştirir. Bu kuram, uzaydaki madde dağılımının, uzay-zamanı bьktьğь ve bozduğunu; bu yьzden de uzay-zamanın dьz olmadığını sцyleyerek kьtle зekim etkisini aзıklar. Sцz konusu uzay-zaman iзindeki nesneler, dьz doğrultularda hareket etmeye зalışır; ancak uzay-zaman eğri olduğu iзin, izledikleri yollar bьkьlmьş olarak gцrьlьr ve bu bьkьlmьş alan yьzeyinin merkezinde kapalı veya aзık bir tekillik noktası mutlaka bulunmalıdır. Aşağıdaki şekilde bu durum aзık bir şekilde gцrьlmektedir. Зalışmamızın ilerleyen kısımlarında, Kьtleзekimi ile Elektromanyetizmanın bu gцreli kьtleзekim alanındaki tekillik noktası civarındaki hareketini inceleyip, yukarıda bahsettiğimiz Kьtleзekim alanı ile Elektromanyetik alan arasındaki bu eşdeğerliği oluşturan bir bağlantının var olup olmadığını detaylı olarak tekrar tartışacağız..

Şimdi, aşağıdaki şekildeki elektromanyetik alan kuvveti зizgilerini inceleyip yukarıdaki kьtleзekimi alanı зizgileriyle olan benzerliğini yorumlayalım ve kьtleзekimi ile elektromanyetizma arasında bir ilişkinin olup olmadığını dьşьnelim. Evet bir ilişki vardır ve her ikisinin de aynı kцkenli bir alan kaynağı vardır. Yani elektromanyetizma ve kьtleзekimi aynı kцkenli alanlardır. İlerki bцlьmlerde bu kaynakların, manyetik yьkler (Manyetik monopol) olduğunu gцreceğiz. Şekillerden de gцrьldьğь gibi elektromanyetik ve kьtleзekim alan зizgilerini incelersek her ьз alan vektцrьnьn de cisimlerin hareket yцnьndeki kuvvet зizgisine ve birbirine dik ve teğet olduğu gцrьlьr. Buradan da anlaşılacağı ьzere cisme etkiyen ьз kuvvet (elektrik alan kuvveti, manyetik alan kuvveti ve yerзekimi (gravitasyon) alan kuvveti) birbirine dik ve cismin hareket yцnь de bu ьз kuvvetin vektцrel bileşkesi (kьtleзekimi alanı kuvveti) yцnьnde olacaktır.

Aşağıdaki şekilde bu hayali kuvvet зizgileri daha aзık bir şekilde gцrьlebilir.