Modern Fiziğin Temelleri: Kuantum Mekaniği ve Görelilik

Modern fiziğin temeli, klasik fiziğin sınırlarının ötesine geçen iki temel teoridir: Kuantum mekaniği ve görelilik.

Kuantum Mekaniği

Kuantum mekaniği, atomlar ve atom altı parçacıkların davranışını açıklayan temel bir teoridir. Klasik fizikten farklı olarak kuantum mekaniği, parçacıkların dalga-parçacık ikiliğine sahip olduğunu öne sürer. Bu, parçacıkların hem bir parçacık gibi davranıp belirli bir konuma sahip olabileceği hem de bir dalga gibi davranıp bir bölgede dağılabileceği anlamına gelir.

Kuantum mekaniğinin temel kavramları arasında dalga fonksiyonu, Schrödinger denklemi ve belirsizlik ilkesi bulunur. Dalga fonksiyonu, bir parçacığın durumunu matematiksel olarak tanımlayan bir fonksiyondur. Schrödinger denklemi, bir parçacığın zamana bağlı dalga fonksiyonunun evrimini yöneten bir kısmi diferansiyel denklemdir. Belirsizlik ilkesi, bir parçacığın konumunun ve momentumunun aynı anda kesin olarak bilinemeyeceğini belirtir.

Görelilik

Görelilik teorisi, Albert Einstein tarafından geliştirilen iki teoriden oluşur: Özel görelilik ve genel görelilik.

Özel görelilik, gözlemcinin hareket durumundan bağımsız olarak fizik yasalarının aynı olduğunu öne sürer. Işık hızının tüm gözlemciler için sabit olduğunu ve hiçbir şeyin ışık hızından daha hızlı hareket edemeyeceğini belirtir. Ayrıca, kütle ve enerjinin eşdeğer olduğunu ve birbirine dönüştürülebileceğini ortaya koyar (E=mc²).

Genel görelilik, yerçekimini uzay-zamanın eğriliği olarak tanımlar. Kütleli nesneler uzay-zamanı bükerler ve bu eğrilik diğer nesnelerin hareketini etkiler. Genel görelilik, kara delikler ve yerçekimsel dalgalar gibi astrofiziksel olayların anlaşılmasında hayati bir rol oynar.