fizik

ana

üniversite

DÖRT BOYUTLU MINKOWSKI UZAYI (UZAY - ZAMAN)

Yazar fizik

Cumartesi, 24 Şubat 2007

Fiziğin pekçok kolunda üçten fazla boyutu haiz uzay kavramına rastlamak kaabildir. Buna somut bir örnek özel Rölativite Teorisidir. Bu teori, ışığın bütün referans sistemlerinde eşyönlü bir şekilde ve sabit bir

hızla yayıldığı ilkesine dayanarak fiziksel olayların zaman ve uzay bakımından bağlantılarını incelemekte ve her bir fiziksel olaya bunun vukuu bulduğu yerin üç koordinatıyla, vukuu bulduğu ânı tekaabül ettirmektedir» Şu hâlde her bir fiziksel olay bağımsız dört değişken yardımıyla tasvir edilebilmektedir. Bu ise, her fiziksel olayın

gibi dört (bağımsız) bileşeni haiz bir vektör aracılığıyla (ya da teknik ismiyle bir dörtlü vektör ile) dört boyutlu formel bir uzayın (Minkowski uzayının) bir noktasıymış gibi telâkki olunabilmesini mümkün kılmaktadır.

özel Rölativite Teorisinde karşımıza çıkan bu dört boyutlu uzayın elle tutulur, gözle görülür, resmi çizilir, bilfiil fiziksel olarak mücessem bir tarzda inşâ edilir bir nesne olduğu kanısına asla kapılmamak lâzımdır. Bu, olsa olsa, fiziksel olayları belirli bazı ilkelerin çerçevesi içinde kesin bir geometrik terminoloji yardımıyla incelemeye matuf, uygun ve toplayıcı, birleştirici matematik bir modelden başka bir şey değildir. Bu geometrik modele göre, göz önüne alınan dört boyutlu uzay (bu uzay - zaman) fiziksel olaylara yataklık eden bir substratum olarak telâkki edilebilmektedir; çünkü her fiziksel olay bu substratum un bir noktasına tekaabül ettiği gibi, tersine olarak, uzay - zamanın her noktasına da bir olay tekaabül etmektedir. Böylelikle fiziksel olaylarla uzay - zamanın noktaları arasında bire - bir bir tekaabüliyet kurulmuş bulunmaktadır.

Özel Rölativite Teorisi ortaya çıkt^ı zaman, bunun getirdiği dört boyutlu uzay - zaman kavramına çok kişi içyüzü esrarengiz fiziksel bir gerçek gözü ile bakmış ve günlük tercübelerimizin bizi karşı karşıya bıraktığı fiziksel uzayın bir «ide» (bir fikir) olarak değil de gerçekten de bize bağlı olmayan dört boyutlu bir yapısı olduğu zannına kapılmışlardır.

Günlük hayatımızda kullandığımız ondalık (desimâl) sayı sistemini göz önüne alalım. Bunun, hesap işlemleri bakımından bizler için uygun kolay bir «model» teşkil ettiği, münakaşası gereksiz bir açıklıktadır. Diler taraf tan modern elektronik hesap makinaları için ikideîik (biner) sistemin ise çok daha uygun ve kolay bir model olduğu da malûmdur. Nasıl-ki bu iki modelden hangisinin daha gerçek olduğunu sormak ve araştırmak abes ise, aynı şekilde fiziksel olayları birleştirici bir görüşle incele-

mem izi mümkün kılan uzay-zaman modelinin gerçekliğinden bahsetmek de o kadar abes olur. Uzay - zaman kavramı da fizikteki daha başka bir çok matematik model gibi, fiziksel olaylara ustalıkla giydirilmiş bir elbiseyi andırmaktadır. Bu elbise zamanla daralır da çekerse, giyenin sırtında güdük kalırsa, ya da moda (!) değişirse yerini daha uygun bir modele bırakır. Bu itibarla matematik bir modeli bir diğerine tercih ettiren özellik modelin daha güçlü, daha uygun ve daha kullanışlı oluşudur.

Şimdi analitik geometri bakımından (X, Y) gibi bir eksen takımının aynı düzlemde ve aynı orijini haiz (X'_t Y') gibi başka bir eksen takımına dönüşmesini saèlavan dönüşüm formüllerinin