EİNSTEİNIN ÖZEL GÖRELİLİK KURAMI
Maxwell denklemlerince sağlanan görelilik ilkesi, diğer adıyla özel görelilik, kavranması oldukça zor olan bir kuram olup; ilk bakışta, içinde yaşadığımız dünyanın gerçek nitelikleri olarak kabullenilmesi güç, önseziden uzak pek çok nitelik taşımaktadır. Aslında, özel göreliliğe son derece kendine özgü görüşleri olan Rus asıllı Alman matematikçi Hermann Minkowskynin (1864-1909) 1908de bulduğu ek bir öğe olmaksızın doğru dürüst bir anlam verilemez. Minkowsky, Einsteinın (1879-1955) hocasıydı. Temel nitelikte yeni görüşü, uzayla zamanı birbirinden ayrılmaz bir bütün olarak ele alması ve dört boyutlu bir uzay-zaman olarak nitelendirmesiydi.
Bir uzay-zaman şemasında, şemadaki her nokta bir olayı temsil eder. Başka bir deyişle, her nokta sadece bir an için varolur ve bu nedenle uzaydaki bir noktanın anlık bir varlığı vardır. Şemanın tümü geçmişi, şimdiki hali ve geleceği ile bütün tarihi gösterir. Bir parçacık zaman içerisinde sürekli olduğu için bir noktayla değil, parçacığın dünya çizgisi adı verilen bir eğriyle temsil edilir. Parçacık ivmesiz hareket ediyorsa doğrusal, ivmeli hareket ediyorsa eğrisel olan bu çizgi parçacığın varlığının tüm tarihçesini belirler. Görelilik kuramının önemli bir niteliği, hiçbir maddesel parçacığın ışık hızından daha hızlı hareket edememesidir. Evrenin yaratılış anındaki patlamadan (BİG BANG) çıkan tüm maddesel parçacıklar ışığın gerisinde kalmalıdırlar. Bunun uzay-zaman cinsinden anlamı, patlamadan çıkan parçacıkların dünya çizgilerinin ışık konisi içinde kaldıklarıdır. Bu özellikler uzay-zamanın her noktasında geçerli olmalıdır. Bu noktalardaki ışık konilerinin oluşturduğu küme, uzay-zamanın Minkowsky geometrisinin bir parçasını oluşturmaktadır. Üç boyutlu Eukleides geometrisinde, bir noktanın merkeze olan r uzaklığı, standart kartezyen koordinatları cinsinden:
ifadesiyle verilir. Bu ifadenin iki boyutlu hali, bildiğimiz Pythagoras (Pisagor) teoreminden ibarettir. Üç buyutlu Minkowsky geometrisi için, bir işaret farkıyla aynı ifadeyi yeniden yazarsak:
