Tarih boyunca fizikçiler cisimlerin neden yere düştüğünü en basit ve en genel yolla açıklamaya çalıştılar. Cisimlerin neden düştüğüne dair açıklamalardan dördü için şunları söyleyebiliriz,
- Aristo (M.Ö 384-322) cisimlerin doğal olarak dinlendikleri sanki temel bir durummuşçasına kaldıkları yere ulaşmayı denediklerini söylüyor. Katı toprağa bağlı cisimler için bu Dünya’nın merkezi olacaktır yani bu cisimler Dünya’nın merkezine doğru düşerler.
- Newton (1642-1727) bütün kütleli cisimlerin birbirleri üzerine çekim kuvveti uyguladıklarını ortaya koymuştu. Dünya yakınında bu kuvvet neredeyse tamamen Dünya’ya doğru bir çekime sahiptir. Böylece eğer bir şey düşüyorsa bu cisim Dünya’nın merkezine doğru düşecektir.
- Newton uyumlu alan teorisi ise bütün kütleli cisimlerin kendilerini çevreleyen uzayda bir yerçekim (kütleçekim) alanı oluşturacağını ifade eder. Bu alan, içindeki herhangi bir kütleli cisim üzerine bir kuvvet uygular. Bu kuvvet alanı oluşturan kütlenin merkezine doğru yönelimlidir. Dünya yakınında bu Dünya’nın merkezine doğrudur.
- Einstein (1879-1955) yerçekim alanını uzay ve zamanın geometrisinin gerçekte bir bozukluğu veya biçim değiştirmesi olduğunu buldu. Serbest bir cisim uzay-zaman boyunca en kısa yol boyunca hareket eder. Böyle yollar kütle civarında eğrilir ve onları bir araya getirme eğilimindedir.
Image: Sciencemuseum
Newton uyumlu alan teorisinin Newton’nun orjinal teorisinden nasıl farklı olduğunu görmek hemen mümkün olmayabilir. Fakat çok önemli bir ayırım söz konusudur. Uzayda var olan alan ve cisimler üzerine etkiyen kuvvet her yerdedir. Newton’un orjinal yerçekimi teorisi belli bir uzaklıktan olan eylemle ilgiliydi. Bu ise kuvvetlerin aralarında herhangi bir fiziksel bağlantı olmaksızın başka bir cisim üzerine etkiyebileceğini içerir. Newton’un kendisi bunun oldukça ürkütücü göründüğünün farkındaydı. Bugünlerde yerçekimi alanı gerçekten var olup olmadığına dair sık sık tartışmaların içinde kalmaktadır, fakat yerçekimi alanını doğrudan gözlemlemenin bir yolunun olmadığını da hatırlamak gerekir; yerçekim kuvvetini ise kütleler üzerine yerçekimsel etkilerin ölçümlerinin yapılmasıyla her zaman belirleyebiliriz. Bu nedenle gerçekten yerçekimi alanın var olduğuna dair yararlı ipuçlarına sahip olduğumuzu açıkça ifade edebiliriz. Çağdaş bakış açısından yerçekimi alanı eninde sonunda sanal graviton atom altı parçacıkların değiş-tokuşu sayesinde kütleler arasında kuvvet aktarımı olduğunu temel alan kuantum alan teorisi tarafından tanımlanabilecek. Ancak henüz bir graviton gözlemlenemedi.
Gökhan Atmaca, MSc – facebook.com/anadoluca | twitter.com/kuarkatmaca
Kaynak: Steve Adams, Jonathan Allday, Advanced Physics, Oxford, syf. 172-173 (2001).
