Işık Hızı Neden Aşılamaz?

Işık hızı, modern periyotun en erken dönemlerine kadar bilinmeyeniyle hayatlarımızda yer aldı. İlk ölçümün ise Yunanlılar tarafından gerçekleştiği bilinmektedir. Fakat ünlü bilim adamı Romer, ilk miktarsal tahmini yaparak 1676’da ışık hızının tam bir hesaplamasını hayata geçirdi. Antik Yunan, Müslüman bilimciler ve Avrupa bilimcileri o zamana kadar böyle bir hesaplama yapamamışlardı. Bu kavram son olarak ünlü bilim adamı Albert Einstein tarafından özel görelilik kuramı ile bir açıklama bulmuştur.

Einstein’ın görelilik kuramı, ışık hızının bir limiti olmadığını veya asla bu hızın aşılamayacağını bizlere söylemektedir. Einstein ‘’evrenin hız limiti’’ açıklamalarını görelilik kuramında kullanmıştı. Ona göre böyle bir hızla gitmek nedensellik ilişkisini yıkmaktı. Neden- sonuç ilişkisinin kurulamaması hiçbir bilimsel teoride mümkün değildir. İşte bu yüzden ışık hızı aşılamaz.

Nedir Işık Hızı?

Kısaca tanımı şudur; Işığın boşlukta aldığı hızdır. Fizik alanı başta olmak üzere birçok alanda veya yerde bolca kullanılır. Işığın hızı, ‘’C’’ sembolü ile gösterilir. Tam olarak değeri ise 299.792.458 metre olarak kayıtlara geçmiştir. Bu sayıyı daha net bir ifade ile ele alırsak; boşlukta olan hızı 300 bin kilometredir. Bu ölçüm işlemi de birçok farklı yöntem veya teknik ile ele alınmıştır. Bu tekniklerden biri de ışık hızını ölçen lazerlerdir.

Görelilik Teorisi ve Işık Hızı

Görelilik teorisinde ışık hızı, uzay- zaman arası ilişkiyi veya girintiyi kurar. Bu ilişkide kütle -enerji formülü de bizleri karşılar. Işığın uzay- zamandan hariç, normal bir maddede veya havada ilerleyişi ‘’C’’ den az olarak kayıtlara geçmiştir. Aynı şekilde radyo dalgaları sayesinde tel kablolardan geçen frekans, ‘’C’’den az olmaktadır.

Işıktan Hızlı Bir Şey Var Mıdır?

Bu sorunun cevabı direkt olarak ‘’hayır’’dır. Öncelikle şundan bahsetmemiz gerekir. Her bir atom veya parçacık, bizim evrenimizde ‘’Higgs Alanı’’ denilen bir yerde hareketlerini sürdürür. Işık hızı başlığında Higgs Alanı daha net bilgileri kavramamızı sağlayacaktır. Bu kavram aslında bir kuvvettir. Yani siz bir maddeyi ileri taşımaya veya göndermeye kalktığınızda maddenin bulunduğu yer size karşı gelir. Tıpkı çamura batmış bir arabayı yönlendirmek gibi düşünebiliriz. Fakat ışık için bu durum geçerli değildir.

Işık hızının bir diğer karşılığı da fotonlar hızıdır. Bu fotonlar Higgs Alanı çerçevesinde değerlendirilir. Fakat fotonlar; diğer madde veya atomlardan faklı olarak alan içerisinde hiçbir etkileşimde bulunmazlar. Yani çamurlu araba örneğindeki karşı güç, ışık hızı için geçerli değildir. Higgs Alanında fotonlar hızı içinden geçip rahat bir şekilde gidebilir.

Fotonlar hiçbir etkileşimde bulunmadıkları için ortamdan çok rahat geçebilirler. Onları engelleyecek veya kesecek hiçbir unsur Higss Alanında bulunmaz. Yani alanda serbest bir şeklide veya rahat bir şekilde yol kat edebilirler. Bu durum tüm maddeler veya uzay için geçerlidir. Sınırları ise kat ettikleri hızdır. Böyle bir durum ise bizlere maksimum seviyesini gösterir. Maksimum hızları halihazırda var olan hızlarıdır.

Işık Neden Çok Hızlı?

Işık hızı, bir kütleye sahip değildir. Evrende bir kütleyi hızlandırabilmek veya harekete geçirebilmek için mutlak suretle etkileşimde bulunulması gerekir. Fakat ışıkta bu durum olmamasına rağmen evrenin en yüksek değerdeki hızına çıkabilmektedir. Şayet bir kütle kendi başına harekete geçse ve ivme kazansa, fotonlar da o hızı alt üst ederdi. Evrenin sınırları ışığın hızının belirlediği sınırlardır. Bu hızdan daha hafif veya kütlesiz olup yaklaşık aynı değerde hızla giden bir madde yoktur.

Biz Bu Hızı Yavaşlatabilir Miyiz?

Bu sorunun cevabını tek düze bir şekilde veremeyiz. İsterseniz gelin bu konuyu biraz daha açalım. Işık hızı evrende var olan en yüksek hızdır. Bunun nedeni de hiçbir kütleye sahip olmadığı ile açıklamıştık. Hiçbir madde, ışık hızına erişemez. Yaklaşsa bile o hız onun 1/1000000 kadar olacaktır. Bu durumda akıllara şu soru gelmiştir. Madem bu kadar yüksek bir hıza erişemiyoruz, peki onu yavaşlatabilir miyiz? Tabii ki evet! Işığın hızını yavaşlatmak mümkündür.  

Evrenimizin de kendine göre sınırları vardır. Bizler farkında olmasak da bu sınırlar dahilinde yaşıyoruz. Evrenimiz içerisinde hiçbir madde; atom veya parçacık, 300.000 kilometre hızdan hızlı bir yol kat edemez. Bu hızın üstüne çıkmak mümkün değildir. Bu, bizim evrenimizin dokusu ile ilgilidir. Işığın hızına yaklaşık bu değerde bir hız ile hareket edebilir. Bu durumu yavaşlatmak ise önüne engeller koyarak mümkün hale gelir. Suyu düşünün. Su ışığın hızına maruz kalırsa neredeyse %25’lik bir yavaşlama meydana gelir.

Peki bu nasıl oluyor? Kütleye sahip olmayan bir madde veya parça nasıl yavaşlayabiliyor? Dediğimiz gibi fotonlar kütlesizdir. Evrende en yüksek hızla hareket eden parçalardan bir tanesidir. Fakat ışık, parçacık veya dalga gibi davranıyor. Bu konu ile bilgilerimiz yetersizdir. Işığın dalgasal boyutu veya parçacık derecesi tam anlamıyla açıklığa kavuşmamıştır. Ancak bir yavaşlamaya tabii oluyorsa bunun nedeni dalgasal özelliğidir. Dalgasal ışık, sıvı veya katı gibi durumlara girdiğinde hızının ¼’ünü kaybeder.

Dünyada Ölçülen İlk Işık Hızı

1849’da Hippolyte Fizeau, bir deney yapmıştır. Fizeu, dönen bir dişli kullandı. Dönen iki dişlinin arasından ışığı geçirdi. Işık geçince 8 km uzaklıkta duran bir aynaya çarptı. Çarpma sonucu ışık, geri tepti. Işığın dönüşte bir sonraki dişli deliğinden geçmesini sapladı. Bu delikten geçen ışık, dişlinin hızını arttırdı. Bu teknik ile Hippolyte Fizeau, ışık hızının rakamsal değerini buldu. Sonuç ise 315.000 km/s ‘idi. Daha sonra Foucault benzer deneyler yaptı. Fakat o bir değil birden fazla ayna kullandı. Onun bulduğu sonuç ise 298.000 km/s olarak tarih sahnesine geçti.  

Opinyu