uzay-zaman dokusu tam olarak nedir?

Işık, Güneş gibi yıldızlar ve benzeri (karadelik, nötron yıldızı, galaksiler vs) büyük kütleli cisimlerin yakınından geçerken “yön değiştirir”. Daha başka bir ifade ile, ışık da diğer tüm cisimler gibi kütleçekiminden etkilenir.

Işığın kütleçekimden nasıl etkilendiği ile ilgili açıklama gerçekte çok karışıktır. Çünkü, ışığı oluşturan foton isimli parçacığın bir kütlesi yoktur. Kütlesi olmayan bir parçacığın ise kütleçekiminden etkilenmesini mantıken bekleyemeyiz. Fakat, görünür gerçek; ışığın da kütleçekiminden etkilendiği yönünde. Fazla detaya girmeden bu durumu şöyle temel düzeyde açıklayalım: Fotonlar “durgun halde iken” kütlesizdir. Ancak, hareket halinde iken yüksek hızlarından dolayı bir kinetik enerjiye sahip olurlar. Einstein’ın Görelilik Kuramı sayesinde enerji ile maddenin aynı şey olduğunu bildiğimize göre, kinetik enerjiye sahip olan fotonun hareket halindeyken ölçülebilir küçük bir kütlesinin olması gerekir. Yani, fotonlar (ışık) kütleçekiminden etkilenir.

egri-uzay578

Bu nedenle, bakış açımıza göre Güneş’in hizasında bulunan kimi yıldızları, “eğilen” ışığı nedeniyle olduğundan farklı konumlarda görürüz. Örnekteki yıldız, gerçekte A noktasında bulunmasına rağmen, kendisinden gelen ışık kütleçekim nedeniyle Güneş’in yanından geçerken eğildiği için onu B noktasında görürüz. Eğer Güneş yerine çok çok daha büyük kütleli bir cisim söz konusu olabilseydi, belki de yıldızdan gelen ışık o gökcismine “düşecekti” ve biz yıldızı hiç göremeyecektik.

Evrende hiçbir şey, ışıktan daha hızlı yol alamaz. Buna her türlü gökcismi ve parçacık da dahil. Örneğin bir meteor, saatte 50 bin km hızla Dünya’nın yanından düz bir biçimde geçmek isterken, gezegenimizin kütleçekimi onu yolundan saptırır ve yönünü değiştirir. Cisim ne kadar yavaş geçiyorsa, Dünya’nın çekimi yönünü o kadar fazla değiştirecektir. Aynı biçimde, gezegenimizin (veya başka bir gökcisminin) yanından ne kadar hızlı geçerseniz, kütleçekimin yaratacağı etki sizin için o kadar az olur. Dolayısıyla, bir meteorun Dünya’nın yanından yönü değişmeden geçebilmesi için çok hızlı hareket ediyor olması gerekir.

Bir kaykay ile, düz bir yolda tümüyle düz bir doğrultuda gitmeye çalıştığınızı düşünün. Gidemezsiniz. Yolun yapısındaki küçük hatalar ve denge merkezinizdeki küçük değişiklikler sizin az da olsa eğri bir yol izlemenize neden olur.
Bir kaykay ile, düz bir yolda tümüyle düz bir doğrultuda gitmeye çalıştığınızı düşünün. Gidemezsiniz. Yolun yapısındaki küçük hatalar ve denge merkezinizdeki küçük değişiklikler sizin az da olsa eğri bir yol izlemenize neden olur.
Buradan şunu anlamış olmalısınız; hareket hızınız ne kadar fazla ise, çevrenizdeki gökcisimlerinin kütleçekiminden o kadar az etkilenir ve o kadar düz bir doğrultuda hareket edersiniz. Ancak, evrendeki en yüksek hız ışık hızı olduğu için, her cisim kütleçekiminden öyle ya da böyle etkilenecek ve asla düz bir doğrultuda (yeterince uzun mesafeler için) hareket edemeyecek.

Einstein’ın “eğri uzay-zaman” dediği olgu, en basit ifadeyle budu