E=mxc2

Değerli dostlar,

Bugün kütle ve enerji arasındaki ilişkiyi anlatacağım. Çağımızın en önemli dehalarından olan Albert Einstein enerjinin kütle ile ilişkisini gösteren denklemini yaklaşık 100 yıl önce açıkladı. E=mc2. Bir çığır açan bu denklem, bugün çoğu alanda kullanılmaktadır. Peki nedir bu denklemin anlamı? Bu denklem kütle ve enerjinin eşitliğini ifade etmektedir. Bu denklemle, bir parça maddenin saf elektromanyetik ışınıma çevrilmesiyle ne kadar enerji üreteceğini hesaplayabiliyoruz.

Bu öyle yüksek bir enerjidir ki, Hiroşima’ya atılan bombadaki enerjiye çevrilen madddenin ağırlığı 29 gramdan daha azdı. Denklem bize, enerjisi artan bir nesnenin kütlesinin de artacağını ve buna bağlı olarak ivmeye direncinin artacağını veya hızının değişeceğini söyler.

Herhangi bir nesnenin hızını arttırmak için enerji gerekir. Bu nedenle nesne, kendi hızıyla orantılı bir enerjiye sahip olur. Ancak, enerji ve kütlenin denkliğine göre, kinetik enerji, nesnenin kütlesini arttırır, yani nesne ne kadar hızlı hareket ediyorsa, ivmesini arttırmak da o kadar zorlaşır. Bu etkiyi, günlük yaşantımızda farkedemeyiz, ancak ışık hızını yakın hızlarda anlam ifade eder. Örneğin, ışık hızının onda biri kadar hızı olan bir nesnenin, kütlesi normal halinden sadece 0,5 kadar fazladır, ışık hızının % 90 ına ulaştığı zaman ise, bu normal halinin 2 katına çıkacaktır. Nesne ışık hızına yaklaştıkça, kütlesi daha da hızlı artar ve onu daha da hızlandırmak için daha fazla enerji gerekir. Görelilik kuramına göre ağırlığı olan bir nesne asla ışık hızına ulaşamaz, çünkü o zaman sonsuz bir kütleye sahip olur. Enerji ve kütlenin denkliğine göre, bu duruma erişebilmesi için, aldığı enerjinin de sonsuz olması gerekmektedir. Bu nedenle, herhangi bir nesne görelilikle sınırlı olduğundan, daima ışık hızının altında hareket etmek zorundadır. Sadece, ışık ve kendine ait kütlesi olmayan dalgalar ışık hızında hareket edebilir.

Einstein’ın 1905 te açıkladığı bu kuramına özel görelilik kuramı denmiştir. Nedenini bir sonraki yazımda, genel görelilik kuramını açıklarken anlatacağım.

İyi haftalar,

Saygılarımla,

Ufuk Saygın