veö, 14 eylül 2015 12. fizik haftas ı - bogazici...
Post on 28-Mar-2019
220 Views
Preview:
TRANSCRIPT
veo, 14.9.2015
Yerçekiminin klasik tarihçesi
Galileo, Riccioli, serbest düşüş, eylemsizlik, Kopernik…
Brahe: 20 yıl veri topla => Kepler kanunları => Principia
2
Declinat
ion
(dik
açıkl
ık)
≣ g
ökkü
re e
kvat
orun
dan
ne
kada
r ku
zeye
çık
ıldığ
ının a
çısı
veo, 14.9.2015
Ole Rømer Işık Hızını Ölçüyor
3
1675
İo: Galileo tarafından keşfedilen dört uydudan Jüpiter’e en yakın olanı.Fo
toğr
af: Ca
ssin
i, IP
A028
79, 1
.1.2
001
2015
Galileo Jüpiter’in uydularının tutulmalarının saatlerini kullanarak enlem ölçümü yapmayı öneriyor.
Cassini bu iş için tablolar hazırlıyor.
Rømer hesaplarla gözlemler arasındaki farktan yola çıkarak ışığın hızını (Dünya-Güneş arası mesafe bölü zaman cinsinden) ölçüyor.
veo, 14.9.2015
Peder John Michell
Kaçış hızı >= ışık hızı: Karanlık yıldız
“Eğer etrafında dolanan başka yıldız varsa keşfedebiliriz belki.”
4
1783
veo, 14.9.2015
Uyuyan Güzeller
Google Scholar’ın Eylül 2015 sonuçlarına göre Michell’in makalesine ilk referans 1978’deki Jaki makalesi. Şimdiyse 200’ün üstünde atıf görünüyor.
Jaki ise Soldner’in bir makalesinden söz ediyor: Işığın yerçekimi tarafından bükülme miktarının ilk basılmış hesabı. (Cavendish de aslında aynı hesabı Soldner’den 20 yıl önce yapmış!)
5Bu güzelleri kim uyuttu?
veo, 14.9.2015
Young ve Ünlü Deneyi
6 Foto
graf
: And
rew D
unn
veo, 14.9.2015
Poisson (Arago) Noktası
8
François Arago, Fransa’nın 25. başbakanı
Siméon D. PoissonAu
gust
in-J
ean
Fres
nel
veo, 14.9.2015
Işığın Hızı Yeniden
Ölçmemiz lazım: Işığın dalga-parçacık hikayesine karar vermek için.[Newton’un tanecikleri; acaba yerçekiminin anlaşılması için de önemli miydiler?]
Ölçmemiz lazım: Astronomik birimi belirleyebilmek için.
Arago’nun çağrısına iki kişi cevap verir: Foucault ve Fizeau. Suda daha yavaş çıkar ışığın hızı.
9
veo, 14.9.2015
Fizeau’nun Deneyi ve Devamı
Fizeau girişimölçeri -> Kısmi esir sürüklenmesi -> Michelson ve Morley deneyi tekrarlar -> PHYS202 vize sınavı sorusu -> Michelson girişimölçeri -> Michelson-Morley deneyi -> Dalga var ama esir yok -> Özel görelilik ve zamanın geometriye eklenmesi!
10
Cıva üzerinde yüzdürülen granit
blok
veo, 14.9.2015
1907 - Güzel Bir YılEylül 1907’de Radyoaktivite ve Elektronik Yıllığı dergisinin editörü Johannes Stark görelilik üzerine bir derleme makalesi ister.
Bu uzun makalenin son 9 sayfasını Einstein görelilik+yerçekimine ve tabi ışığın yerçekimden etkilenmesine ayırır. Çünkü üzerinde çalışırken aklına yeni bir şeyler gelmiştir:“When I was busy with a comprehensive summary of my work on the special theory relativity for the ‘Jahrbuch für Radioaktivität und Elektronik’, I also had to try to modify Newton's theory of gravitation in such a way that its laws fitted into the theory. Attempts in this direction showed the feasibility of this enterprise, but did not satisfy me, because they had to be based upon unfounded physical hypotheses. Then there came to me the happiest thought of my life in the following form:”
11
Tarihsel detaylar için: G. Weinstein, Einstein's Pathway to the Equivalence Principle 1905-1907, arXiv:1208.5137
veo, 14.9.2015
Einstein’ın en mutlu düşüncesi“The extremely strange
experimental law that all bodies fall in the same
gravitational field with the same acceleration, immediately
receives through this idea a deep physical meaning. If there were just one single thing that fell differently in a gravitational
field from the others, the observer could recognize with
its help that he was in a gravitational field and that he was falling in the latter. But if such a thing does not exist – as experience has shown with
great precision – then there is no objective reason for the
observer to regard himself as falling in a gravitational field.
Rather, he has the right to consider his state at rest with respect to gravitation, and his
environment as field-free.”12
Çizg
irom
anın d
iğer
say
faları iç
in: sp
ark.
scie
ncem
ag.org
/gen
eral
relativit
y/
veo, 14.9.2015
Işığın Bükülmesi
1911’de Einstein yerçekiminin ışığın üzerindeki etkisini detaylandırır.
Eylemsizlik ve yerçekimi kütlelerinin eşitliğine tekrar parmak basar.
Döndük dolaştık 100 küsür yıl sonra kaç bulduk?
“A light-ray going past the Sun would accordingly undergo deflection by the amount of 0.83 seconds of arc.”
13Lenard bunu kullanacaktır!
veo, 14.9.2015
Hesabın Doğrusu1915, Einstein “görelilik kuramının en uç halini” (genel görelilik) kullanarak gözden geçirilmiş hesabını açıklar. Cevap iki katına çıkmıştır.
Ölçüm 29 Mayıs 1919’da gelir: Güneş tutulması sırasında Einstein’ın hesabı başarıyla kontrol edilmiştir.
14
veo, 14.9.2015
Einstein Artısı/Hacı
Pegasus takımyıldızına doğru bakınca 8 milyar yıl önceki bir kuazarın dört ayrı resmini görüyoruz; bizden 400 milyon ışık yılı uzaktaki bir galaksinin ışığı bükmesi sayesinde…
15www.spacetelescope.org/images/potw1204a/
“Bend it like Einstein”
Pekiyi sadece bükülme mi?
veo, 14.9.2015
Pound-Rebka DeneyiYerçekimi sebebiyle kızıla ve mora kaymanın gözlemlenmesi.
Einstein’ın 1916’da önerdiği üç klasik genel görelilik testinden sonuncusu.
1911 makalesinde tarif edilen düşünce deneyinin uygulanması.
Mössbauer etkisinin keşfi sayesinde hassas ölçümler mümkün…
16 http://physics.aps.org/story/v16/st1
veo, 14.9.2015
Lazer, Ay ve Yerçekimi Testleri
Güçlü özdeşlik ilkesinin testleri. Soru: Acaba Dünya ve Ay Güneş’e doğru aynı miktarda mı düşüyorlar?
Lazerle Ay menzilini bulma (lunar laser ranging) ölçümleri Ay ile Dünya arasındaki gravitasyonel eylemsizlik kütleleri oranı farkını 10^{−13} ölçeğinde sınırlıyor. (mG/mI)E - (mG/mI)M
Genel göreliliğin alternatifleri (örneğin skaler-tensör kuramlar) üzerinde sıkı deneysel limitler.
17
veo, 14.9.2015
Burada Ne Yapıyorlar?
Devasa bir Michelson girişimölçeri. Kolların boyunun yerçekim dalgaları tarafından oynatılmasını bekliyoruz…
18
http
://la
bcit.
ligo.ca
ltech
.edu
/LIG
O_w
eb/0
209n
ews/
livae
rial
2.jp
g
veo, 14.9.2015
Yerçekimi Dalgaları?
Advanced LIGO veri almaya başlamak üzere. Advanced Virgo ise 2016-17’i hedefliyor. Tasarlanmış hassasiyetine ulaşmaları 2019’u bulacak.
Kaynaşmakta olan iki yıldız (nötron yıldızı veya karadelik), kütleleri de tipik karadelik kütleleri civarında ise yüzlerce megaparsek uzaklıkta dahi olsalar gözlenebilecekler.
Astronomide yepyeni bir sayfa.
CMB polarizasyonunda yerçekimi dalgalarının izlerini arayan, pulsarların hassas zamanlamasında kaymalar bakan başka deneyler de var.
19
veo, 14.9.2015
Hubble Sees a Smiling Lens
Herşey Güllük Gülistanlık
20
veo, 14.9.2015
Pek de öyle değil…
Elimizde bir sürü temel soru var…21
https://www.quantam
agazine.org/20150803-physics-theories-map/
veo, 14.9.2015
Acaba kış mı geliyor?
22
sam
mys
art.w
ordp
ress
.com
/201
3/05
/10/
winte
r-is-
comin
g/
arxiv.org/abs/1304.0445
Çift yıldızlı bir sistemindeyiz. Yani maalesef bir üç-cisim problemiyle karşı karşıyayız.
veo, 14.9.2015
Giovanni Battista RiccioliRiccioli sistematik bir şekilde farklı farklı sarkaçlar yapıp, onları sabırla kalibre etmiş. Alexandre Koyré’nin bir makalesinden:
“For six consecutive hours, from nine o’clock in the morning to three o’clock in the afternoon, he counts .... The result is disastrous: 21,706 oscillations instead of 21,660. Moreover, ... sundial itself lacks the wanted precision. Another pendulum is prepared and “with the aid of nine Jesuit fathers,” he starts counting anew; this time, the second of April 1642, for twenty-four consecutive hours, from noon to noon: the result is 87,998 oscillations whereas the solar day contains only 86,640 seconds.... decides to make a fourth trial, ... three nights, three days, ...”
23Proceedings of the American Philosophical Society, Vol. 97, No.
2 (Apr. 30, 1953), pp. 222-237
veo, 14.9.2015
Riccioli’nin Verileri
24
Anatomy of a fall: Giovanni Battista Riccioli and the story of g, by Christopher M. Graney, Phys. Today 65(9), 36 (2012);
doi: 10.1063/PT.3.1716
g=9.4±0.2 m/s2
veo, 14.9.2015
Bahtsız Riccioli
Ah şu Young, Fresnel, Airy, vs. iki yüzyıl önce yaşasalardı. Brahe ve Riccioli gibi iyi bilimciler de o zaman dünyamerkezci olmazlardı.
Bazen zamanında önce gelen fikirler olduğu gibi, bazen de geç kalan fikirler oluyor.
25
Işık kaprisli bir kılavuz
veo, 14.9.2015
Bazen yanıt yüzyıllardır bize bakıyor…
Fizik 101 - Birim Analizi
Bir üçgeni özgün bir şekilde tanımlamak için en az kaç tane sayı gerekir?
3 kenar
2 kenar + 1 açı
1 kenar + 2 açı
Neden 3 açı olmuyor?
26
veo, 14.9.2015
Pisagor Fayans KaplamaAynı probleme bambaşka bir bakış…
27
Neyrizi gibi matematikçiler 9. yy.’da Pisagor teoremini bu yöntemle
kanıtlamışlardı.
veo, 14.9.2015
Gauss, Pisagor Üçgeni ve Dünyadışı Zeka
Evet, geodesiyle ilgilenmiş; evet, dağların tepesinde üçgenler ölçmüş; evet Öklid dışı geometrilerle ingilenmiş; evet, Gauss-Bonnet teoremi düşünmüş. Ama hayır, dünya yüzeyinin yuvarlaklığından öte evrenin Öklid dışı olup olmadığını test ettiğini zannetmiyoruz.
Onun yerine uzaylılar bağlantı kurmaya karar vermiş.
28
veo, 14.9.2015
Öklid Öğeler 1. Kitap
Müsellesin, zaviyetan-ı dahiletan mecmu’ü 180 derecedir (iki amûd zâviye?).
29
Sex Priora Euclidis Elementa,quibus accesserunt undecimum & duodecimum
Geminiano Rondelli, 1719
Öze
r Özt
ürk,
Dav
id P
ierc
e, 2
011-
14
veo, 14.9.2015
Öklid Optik
Işık/ışın baştan beri “doğru”nun tanımı!
31
H. E
. Bur
ton, 1
945
veo, 14.9.2015
Son söz: Pekiyi bize ne lazım?Acaba gözümüzün önünden kaçırdığımız birşeyler mi var?
Markapoulou: “Boolean mantık kurallarından vaz geçelim.”
Fikirlerin çarpıştığı temel düşünce deneylerini kurcalayalım.
Karadelik bilgi paradoksu. Ateş duvarı. ER=EPR?
Yeni ölçümler gerekli.
Yerçekimini hep pasif kullandık. Biraz daha aktif olarak kullanacak deneyler tasarlayabilir miyiz? Örneğin Güneş’in yerçekimini karanlık madde parçacıklarının önünde bir lens gibi kullanabilir miyiz?
Yerçekimi dalgalarını astrofizikte, kozmolojide kullabilir miyiz? LISA vs. gibi deneylerle astronomik boyutlarda üçgenler çizip kenarlarını ölçebilir miyiz?
Bilimin tüm alanlarıyla etkileşmeliyiz. Mössbauer etkisini keşfetmemiş olsaydık, Pound-Rebka deneyi hayal olurdu.
Ancak tüm bunlar için önce sakin kafayla oturup, küçük çocuklar gibi öğrenmeliyiz. Temel bilgileri kendimize göre yorumlamalıyız. Başkalarının ne dediğinden, ne not verdiğinden, nasıl öğrendiğinden bağımsız!
Genel göreliliğin yüzüncü yılında, keyfini çıkara çıkara öğrenmeye bakın…
32
top related