4. ELEKTROMANYETİK TEORİDE (C+V)(C-V) MATEMATİĞİNE GEÇİŞ

Bu bölümde hem Galiean Relativite Prensibine ve hem de Albert Einstein'ın Işık Hızının Değişmezliği Prensibine dayanarak Elektromanyetik Teori için (c+v)(c-v) matematiğinin geçerli olduğunu göreceğiz. Öncelikle, biraz önce gördüğümüz Galiean Relativite Prensibine uygun bir kural yazıyorum. (c+v)(c-v) matematiğinin nasıl oluştuğunu size gösterirken bu kuraldan yararlanacağım.

KURAL: Birbirine göre düzgün doğrusal şekilde hareket eden iki referans sistemi olsun. Bu referans sistemlerinin her biri kendi referans sistemi için şunu söyleyebilir: "Benim referans sistemim hareketsiz bir şekilde durmaktadır. Hareket eden diğer referans sistemidir."

Şimdi biraz hayal dünyamızı işin içine katalım. Bir adam kendini birden bire uzayın ıssız bir köşesinde bir kutunun içinde bulur. Büyük bir panik yaşar ama kısa bir zamanda güvende olduğunu anlar ve sakinleşir. Aklına ilk gelen şey, nereye doğru gittiğini anlamaya çalışmak olur. Merakla kutunun penceresinden bakıp nereye doğru gittiğini bulmaya çalışır. Ama bu çaba nafiledir, hiç bir sonuç alamaz. Çok ama çok uzaklarda gördüğü yıldızların ışıkları kendisine hiç bir fikir vermemiştir.

Adam kutunun uzayda hareket ettiğini söyleyebilir mi? Eğer kutu eylemsiz bir hareket içinde ise, ki burada öyledir, söyleyemez. Yıldızlara bakarak belki bir ihtimal bir şeyler söyleyebileceğini düşünebiliriz, ama yalnızca kendi referans sistemine dayanarak içinde bulunduğu kutunun uzayda hareket edip etmediğini, hangi yöne gittiğini anlayamayacaktır. 

Bir zaman sonra pencereden tekrar dışarı bakınca, kendisine doğru yaklaşan bir başka kutu görür. İçinde bir kadın vardır. Adam kendisinin mi kadına doğru mu gittiğini yoksa kadının kendisine doğru geldiğini bulmaya çalışır, ama gene bulamaz, "Herhalde ben duruyorum o bana doğru geliyor." diye düşünür.

Fizik prensipleri bu durumun cevabını şu şekilde vermektedir: "Bu örnekte birbirine göre hareket halinde olan eylemsiz iki referans sitemi vardır, hangisinin hareket halinde olduğunun cevabı yoktur". Aynı zamanda fizik prensipleri şunu da söylemektedir; "Adamın bulunduğunu kutuda geçerli olan tüm fizik yasaları, diğer kutu içindeki kadın içinde aynı derece de geçerlidir. Adam bir ölçüm yapıp hangi sonucu elde ederse, diğer kutuda bulunan kadın eğer ölçümü aynı şekilde yaparsa aynı sonuca ulaşacaktır.

Şimdi burada gördüğümüz kutu örneğinden hareketle elektromanyetik teori için (c+v)(c-v) matematiğine geçiş yapacağız. Kutulardaki gözlemciler içinde bulundukları kutunun hareketsiz olduğunu ve hareket edenin diğer kutu olduğunu düşünmektedirler.

 

Örneğimizi biraz daha soyut hale getirelim. Kutuları "Çerçeve A" ve "Çerçeve B" olarak tanımlıyoruz. Olay şu şekilde cereyan ediyor: 

Kutular birbirine göre düzgün doğrusal hareket halindedir yani eylemsiz hareket içindedirler. Kutular arasındaki mesafe d0 iken, gözlemciler karşılıklı olarak diğer kutuya bir ışık sinyali gönderir. Aşağıdaki figür olayın başlangıç pozisyonunu tasvir etmektedir.


Yapacağımız incelemede her iki gözlemcinin referans sistemine göre; 
1) Diğer kutudan kendilerine GELEN sinyalin hızını, 
2) Diğer kutuya gönderdikleri GİDEN sinyalin hızını inceleyeceğiz.

Bu incelemenin sonucu göreceğimiz gibi bizi (c+v)(c-v) matematiğine taşıyacaktır.