Nisbîtî: Têgihîştina Têgeha Cih û Demê di Fîzîkê de
Rêjeyîtî yek ji têgehên herî bingehîn ên fîzîka nûjen e, ku awayê têgihîştina me ya gerdûnê diguherîne. Teoriya rêjeyîtiyê, ku ji hêla Albert Einstein ve di destpêka sedsala 20-an de hate destnîşan kirin, li du beşên sereke dabeş dibe: rêjeyîtiya taybet û rêjeyîtiya giştî. Her du jî têgihîştinek kûrtir a fezayê, demê û gravîtasyonê peyda dikin.
1. Dîrokeke Kurte ya Relatîvîteyê
Di dawiya sedsala 19an de, fîzîka klasîk, ku ji hêla Isaac Newton ve hatî formulekirin, bingehek zexm ji bo gelek aliyên fîzîkê peyda kiribû. Lêbelê, hin diyarde bi teoriya Newtonî nehatin ravekirin. Yek ji mezintirîn dijwarîyên nelihevhatina di navbera mekanîka Newtonî û elektromagnetîzmê de bû, ku ji hêla James Clerk Maxwell ve hatî formulekirin. Sabîtîya leza ronahiyê ya pêşniyarkirî ya Maxwell di çarçoveya mekanîka Newtonî de, ku dem û fezayê mutleq dihesibîne, nedikarî were ravekirin.
Di sala 1905an de, Albert Einstein gotarek weşand ku teoriya taybet a rêlatîvîteyê da nasîn. Vê teoriyê têgehên fezayê û demê di yek hebûnek bi navê feza-demê de yek kir û nîşan da ku leza ronahiyê di hemî çarçoveyên referansê yên inertîyal de sabît e. Deh sal şûnda, di sala 1915an de, Einstein teoriya xwe ya giştî ya rêlatîvîteyê da nasîn, ku têgehên rêlatîvîteya taybet berfireh kir da ku gravîtasyonê jî tê de bike, û têgeha Newtonî ya gravîtasyonê bi têgeha guhertinên di xêzbûna fezayê-demê de ji hêla giranî û enerjiyê ve guherand.
2. Nisbiyeta Taybet
Prensîbên bingehîn
Teoriya taybet a rêlatîvîteyê li ser du îdiayên sereke hatiye avakirin:
1. Qanûnên fîzîkê di hemû çarçoveyên referansê yên inertîyal de yek in.
2. Leza ronahiyê di valahiyê de sabît e û ji tevgera çavdêr an çavkaniya ronahiyê serbixwe ye.
Encamên Relativîteya Taybet
Ji van her du prensîban, hin encamên ecêb derdikevin holê ku berevajî intuîsyona rojane ne:
– Berfirehbûna Demê: Dem ji bo tiştên ku li gorî çavdêrekî diçin hêdîtir dimeşe. Ev diyarde di gelek ceribandinan de hatiye nîşandan, wek çavdêriyên perçeyên subatomî yên ku nêzîkî leza ronahiyê diçin û karanîna demjimêrên atomî di balafiran de.
– Kêmbûna Dirêjahîyê: Cismekî ku li gorî çavdêrekî tevdigere, kurttir xuya dike. Ev diyarde paralel bi rêça tevgera cismekî re çêdibe.
– Nisbiyeta Girseyê: Girseya giraniyê bi leza zêde dibe. Her ku tiştekî nêzîkî leza ronahiyê dibe, giraniya wî nêzîkî bêdawîyê dibe, ev tê vê wateyê ku ji bo leztirkirina wê enerjiyeke bêdawî hewce dike.
Yek ji formûlên herî navdar ên ji rêlatîvîteya taybet hatiye wergirtin, hevkêşeya E=mc² ye, ku wekhevîya di navbera giranî (m) û enerjiyê (E) de bi leza sabîta ronahiyê (c) wekî pirjimar nîşan dide.
Bandorên Teknolojiyê
Teoriya rêlatîvîteya taybet ne tenê ji bo teoriyê, lê di heman demê de ji bo teknolojiya nûjen jî bandorên xwe hene. Nimûneyek Sîstema Pozîsyona Gerdûnî (GPS) ye, ku ji bo peyda kirina pozîsyona rast hewceyê sererastkirinên rêlatîvîstîk ji sînyalên xwe re ye.
3. Nisbiyeta Giştî
Prensîbên bingehîn
Rêlativîteya giştî têgehên rêlativîteya taybet berfireh dike da ku gravîtasyonê wekî geometrîyek feza-demê jî di nav xwe de bigire. Prensîbên wê yên bingehîn ev in:
1. Gravîtasyon ne hêzek e wekî di Newtonî de, lê belê xêzbûn an jî xêzbûna feza-demê ye ku ji ber giranî û enerjiyê çêdibe.
2. Girse û enerjî metrîka feza-demê diguherînin, ku ev yek bandorê li rêyên herî kurt ên ku tişt di wê feza-demê de dişopînin dike.
Geometriya Feza-Dem
Di rêlatîvîteya giştî de, tiştên mezin ên wekî stêrk û gerstêrkan feza-demê li dora xwe xêz dikin. Jeodezîk, an rêyên herî kurt, di vê feza-demê ya xêzkirî de dibin sedema diyardeya ku em wekî gravîtasyonê dizanin. Ev têgeh dikare bi xeyalkirina feza-demê wekî pelek lastîkî ku dema ku gogek giran li ser tê danîn ditewe, were xeyal kirin.
Diyardeyên Girîng
Rêlativîteya giştî gelek diyardeyên ku bi mekanîka Newtonî nayên ravekirin, rave dike, wek:
– Lensa Gravîtasyonê: Ronahiya ji stêrk an galaksiyên dûr dikare ji hêla gravîtasyona tiştên mezin, wek galaksî an kunên reş ve were tewandin, û wêneyên mezinkirî an jî xirabkirî çêbike.
– Redshifta Gravîtasyonê: Frekansa ronahiya ku ji tiştekî giran derdikeve ji ber bandora gravîtasyona bihêz kêm dibe (sor dibe).
– Pêlên Gravîtasyonê: Guhertinên di xêza feza-demê de ku ji ber tevgera bilez a girseyê çêdibin, wek mînak du kunên reş ên ku dikevin hev. Ev pêl cara yekem rasterast bi ceribandinên LIGO di sala 2015an de hatin tespîtkirin.
Testkirina Rêjeyîtîfa Giştî
Yek ji ceribandinên pêşîn ên ceribandinî yên teoriya rêlatîvîteya giştî, çavdêriya Sir Arthur Eddington a li ser guhertina perîhelyonê ya Merkurê û girtina rojê ya 1919an bû. Ev girtina rojê rê da çavdêriyên xwarbûna ronahiyê ji stêrkên nêzîkî Rojê, li gorî pêşbîniyên teoriya rêlatîvîteya giştî.
4. Konteksta Kozmolojîk
Rêlativîteya giştî her wiha bingeha kozmolojiya nûjen e, ku lêkolîna zanistî ya li ser eslê, pêşveçûn û avahiya gerdûnê ye. Modelên gerdûna berfirehbûyî, di nav de modela Teqîna Mezin, li ser hevkêşeyên zeviyê yên Einstein ên ji rêlativîteya giştî hatine wergirtin, hatine damezrandin.
Berfirehbûna Gerdûnê
Qanûna Hubble, ku nîşan dide ku galaksî ji hev dûr dikevin, yek ji delîlên herî xurt e ji bo berfirehbûna gerdûnê. Ev tenê dikare di çarçoveya rêlatîvîteya giştî de were ravekirin.
Maddeya Tarî û Enerjiya Tarî
Rêlativîteya giştî hebûna hebûnên nedîtî yên ku em jê re dibêjin madeya tarî û enerjiya tarî jî pêşbînî dike. Madeya tarî, ku tê texmînkirin ku bi mîqdarên mezin heye, ronahiyê dernaxe û nade xuyakirin, lê hebûna wê dikare ji bandorên wê yên gravîtasyonê li ser madeya xuya were texmînkirin. Ji hêla din ve, tê texmînkirin ku enerjiya tarî dibe sedema berfirehbûna bilez a gerdûnê.
5. Pêşeroja Lêkolînên Relatîvîteyê
Heta roja îro, rêlatîvîteya giştî û taybet hîn jî wekî stûnên fîzîka teorîk û ceribandinî xizmetê dikin. Lêbelê, çend warên lêkolînê yên nû derdikevin holê hene:
Teoriya Qada Kuantumê û Gravîtasyona Kuantumê
Têkelkirina rêlatîvîteya giştî û mekanîka kûantûmê, du teoriyên herî serketî di fîzîkê de, dijwariyek mezin e. Hewldanên ji bo pêşxistina teoriyên gravîtasyona kûantûmê, wekî teoriya têlan û gravîtasyona kûantûmê ya xelekê, armanc dikin ku vê valatiyê pir bikin.
Fenomena Zêde
Lêkolîna haloyên li dora kunên reş, tîrêjên Hawking, û singularîteyên li navenda kunên reş warên lêkolînê yên çalak in ku di nav zanyaran de bi berfirehî têne nîqaş kirin.
Xelasî
Rêlativîtî, hem taybet û hem jî giştî, nêrîna me ya li ser fezayê, demê û gravîtasyonê bi awayekî radîkal guhertiye. Têgihîştina teoriyên wê ne tenê asoyên me yên zanistî dewlemend kiriye, lê di heman demê de di rêzek fireh ji teknolojiyên nûjen de feydeyên pratîkî jî peyda kiriye. Lêkolînên berdewam di vî warî de û hewildanên ji bo yekkirina gravîtasyonê bi mekanîka kûantûmê re di pêşerojê de soza têgihiştinên nû yên din dide. Bi kurtasî, rêlativîtî alîkariya me dike ku em gerdûnê bi awayekî holîstîktir û kûrtir fam bikin.
