Uzayzaman

Uzay-zaman bükülmesinin iki boyutlu çizimi. Maddenin varlığı, uzayzamanın geometrisini değiştirir. Bu bükülmüş geometri yerçekimi olarak tanımlanır. Şunu göz ardı etmemek gerekir ki, şekildeki beyaz çizgiler uzayın bükülmesini değil, bükülmüş uzayzamana uyarlanmış koordinat sistemini temsil eder. Zîrâ düz bir uzayzamanda beyaz çizgiler de doğrusal olurlardı.

Uzayzaman, uzay ile zamanı "uzay-zaman sürekliliği" adı verilen yapıda birleştiren matematik modeli. Öklitçi yaklaşıma göre evren uzayın üç boyutu ve dördüncü boyutu oluşturan zamandan oluşur. Fizikçiler, uzay ve zaman kavramlarını tek bir çatı altında birleştirmek yoluyla, karmaşık fizik teorilerini önemli ölçüde basitleştirmeyi ve evrenin işleyişini süpergalaktik (fiziksel kozmoloji) ve altatomik (atom altı, bkz. kuantum fiziği) seviyelerde daha basit ve ortak bir dilde açıklamayı başarmışlardır.

Klasik mekanikte, Öklid uzayı kullanımı, uzayzamanı kendine mal etmek yerine, zamanı gözlemcinin hareket durumundan bağımsız olarak evrensel ve değişmez gibi kabul edip ele alır. Göreliliğe dayalı bağlamda ise zaman, uzayın üç boyutundan ayrı olarak düşünülemez; çünkü bir cismin vektörel hızı, ışığın hızı ve bir de güçlü kütle çekimsel alanların gücü ile ilişkilidir. Bu kütle çekimsel alanlar zamanın ilerleyişini yavaşlatabilir ve bir o kadar da gözlemcinin hareket durumuna bağlıdır. Bu nedenle de evrensel değildir.

Evrensel dediğimiz, bir olgunun evrenin her köşesinde doğru ve değişmez olmasıdır. Ancak Albert Einstein'ın kurduğu Görelilik Kuramı'na göre zaman evrenin her köşesinde aynı değildir ve gözlemciye göre değişir, görecelidir. Örneğin, kütle uzayzamanda eğrilikler yaratır. Burada zaman bükülür ve zaman bu eğride bulunan bir gözlemciye göre, dışarıda duran bir başka gözlemciye olandan daha yavaş akar. İşte burada zaman evrensel değildir.

Bu bükülmeyi şu şekilde açıklayabiliriz: Düz bir yatak düşünün. Bu yatağın üzerine gergin bir çarşaf serin ve hiç kırışıklık olmasın. İşte bu dümdüz çarşaf iki boyutla tanımladığımız uzay-zaman düzlemi olsun. Şimdi bu düzleme bir gezegeni simgeleyen demir bir bilye koyun. Bilye yatağa biraz gömülüp bir göçük yaratarak çarşafı da bükecektir. İşte zaman da bu şekilde demir bilye ile simgelediğimiz kütle yardımıyla bükülebilir. Kütlenin artışı, bu kütlenin uzay-zaman düzlemini büküşünü arttırır. Kütle arttıkça göçük de artar. Eğer kütle ölçülemeyecek boyutlarda aşırı büyük olursa uzay-zaman düzlemi ışığı bile hapsedecek kadar göçecektir. İşte bu göçük kara delik olarak adlandırılır. Eğim çok olduğu için ışık karadelikten girer ama geri çıkmaz. Bazı teorilere göre bu içeri giren ışık evrenin başka bir noktasından geri çıkar. Bu teorilerde karadelikler dipsiz kuyular değillerdir, iki ucu açık bir boru gibi düşünülebilir.

Ayrıca bakınız

• Zaman (fizik)

Dış bağlantılar

• Uzay-zaman bükülmesini gösteren bir animasyon (.webm)