Genel Görelilik Teoremi
Genel görelilik, Einstein’ın 1915 yılında ortaya koyduğu ve yerçekimini bir kuvvet olarak değil, uzay ve zamanın bükülmesi olarak açıklayan temel fizik teorisidir. Bu yazıda genel göreliliğin temel prensipleri, Newton’un yerçekimi anlayışıyla farkları, uzayın bükülmesi kavramı ve ışığın izlediği yol üzerinden yapılan düşünce deneyleri sade ve anlaşılır bir dille ele alınmaktadır.
Genel görelilik Einstein'ın ortaya koyduğu fiziksel görelilik teorilerinden biridir. Bu teori Einstein tarafından 1915 senesinde ortaya konulmuştur. Genel görelilik evrendeki temel ve en önemli güçlerden biri olan yerçekimini açıklar. Fiziksel fenomenler maddenin ve enerjinin fiziksel özelliklerini içeren doğal bir fenomendir. Fiziksel fenomenler fiziğin ilkeleriyle açıklanabilen, gözlemlenebilir olay ve oluşumlardan bahseden, geniş bir yelpazede doğal süreçleri kapsayan, çeşitli 2 boyutlu bilimsel ilkeleri de bulunduran fenomenlerdir.
Yerçekimi gözle görülebilen ve ölçülebilen davranışları tanımlar genel görelilik teoremi de yerçekimini açıkladığı için genel görelilik büyük ölçekli fiziksel fenomenleri tanımlar.
Einstein'ın bu teoriyi öne sürmesinin sebebi Newton'un ortaya koyduğu yerçekimi teoremi yerçekimini bir güç olarak belirlerken, Einstein bunun bir geometrik bir fenomen olduğunu savunmasıdır. Daha detaylı bir şekilde açıklayacak olursak Newton'un teorisi yerçekimini bir maddeyi harekete geçiren, yavaşlatan, hızlandıran veya durduran bir şey olarak tanımlamıştır. Einstein yerçekimini Newton'dan farklı olarak yerçekimini geometriyle açıklamıştır.
Einstein'ın teorisine göre yerçekimi uzayın bükülmesidir. Bunun basit bir gösterimini bir parça kumaş ve yeterince ağır olan ve boyutlarıyla kütleleri doğru orantılı iki topla gösterebiliriz. Kumaş ilk önce gerilir böylece topların kumaşın yüzeyinde sebep oldukları değişim daha kolay gözlemlenebilir hale gelir. Sonra toplardan büyük ve ağır olan top kumaşın ortasına konulur. Top koyulduktan sonra kumaşın gözle görülebilir bir şekilde aşağıya doğru büküldüğü gözlemlenebilir.

Bu bükülme koyulan topun ağırlığı ile orantılı olup Einstein'ın teoremine göre yerçekimini sembolize etmektedir. Bu deneye hareket eklendiği zaman kumaşın bükük olmadığı durumda top kumaşın bir ucundan diğerine atılırsa top beklendiği gibi dümdüz bir şekilde kumaşın bir ucundan diğer ucuna gittiği gözlemleniyor.
Kumaşın ortasına daha ağır olan topu koyup deneyi aynı şekilde tekrar edersek top dümdüz gitmek yerine Güneş'in etrafında tur atan gezegenler gibi yuvarlak bir yörünge izleyerek yavaş yavaş daha ağır olan topa yaklaşıp en sonunda daha ağır topa çarpıp hareketini durdurduğu gözlemlenmektedir. Bu da Güneş'in etrafında yörüngede olan gezegenlerin hareketlerinin bir sembolüdür.
Bunun açıklamasını Einstein şöyle yapmıştır: Eğer bir insan kablosu bozuk bir asansöre binerse Newton'un ilkesine göre asansörle insan aynı ivme ile düşeceği için içerideki kişi asansörün dışına bakmadığı sürece yani başka bir sisteme bakmadan düştüğünü belirleyemez ve herhangi bir şeyin değiştiğini anlayamaz. Bu sebeple de yerçekiminin onu hareket ettirdiğini veya herhangi bir gücün ona etki ettiğini anlayamaz. Bu örnek de Einstein'ın Newton'un yerçekimi anlayışını sorgulamasına sebep olmuştur.
Bu deneydeki asansöre iki karşılıklı kenara delik açarsak ve bu iki delikten de geçecek bir şekilde bir ışık ışını gönderince genel göreliliğin başka bir özelliğini gözlemleyebiliriz.
Asansörün düştüğü senaryoda karşılıklı iki delikten ışık ışını gönderirsek ışık ışınının iki delikten de geçtiği gözlemlenebilir. Ama ışığın düz bir şekilde hareket ettiğini varsayarsak asansörün hareketi sebebiyle ışık bir delikten geçtiğinde asansörün hareketi sebebiyle diğer deliğin yeri değişmiştir. Bu durumda düz bir doğru üzerinde hareket ettiğini varsaydığımız ışık ışınının asansöre çarpması beklenmektedir. Bu da ışık ışınının delikten çıkmaması anlamına gelmektedir.
Bu bir çelişki oluşturmaktadır çünkü deneyin sonucunda ışık ışınının delikten çıktığı gözlemlenmiştir. Işığın tanımında ışığın her zaman düz bir doğrultuda gittiği söylenir. Bu deney kapsamında ışığın düz bir doğrultuda gitmediği sonucuna varılmıştır. Çünkü ışığın beklenilen doğrultuda gitmesi yani dümdüz olması deneyin sonucuyla çelişmektedir.
Bu da ışığın düz değil eğimli bir yol aldığı hakkında çıkarım yapmamızı sağlar. Işık bir madde olmadığı için ışığın hareketini bir kuvvet etkileyemez. Bu da başka bir etkenin devrede olduğunu göstermektedir. Işık bir enerji olduğundan dolayı ışığın doğrultusunu etkileyebilecek tek etken hareket ettiği ortamın üstünde olan değişimler olabilir. Bu da ışığın üstünde hareket ettiği yerin yani uzayın değişmesi anlamına gelmektedir.
Bu iki deneyin sonuçları yerçekiminin uzayın değişmesi yani bükülmesi olduğunu önermektedir. Bu deneyler Einstein'ın Newton'un teorisini gerçeklik olarak kabul etmeyip bu teoriyi öne sürmesine sebep olmuştur.
Bu teori şu anki yerçekimi anlayışımızı oluşturmaktadır. Günümüzde kabul edilen yerçekimi teoremi budur.