Arama

Işık Hızı

Bu Konuya Puan Verin:
Güncelleme: 20 Aralık 2012 Gösterim: 20.778 Cevap: 6
asla_asla_deme - avatarı
asla_asla_deme
VIP Never Say Never Agaın
3 Haziran 2008       Mesaj #1
asla_asla_deme - avatarı
VIP Never Say Never Agaın
IŞIK HIZI

Sponsorlu Bağlantılar
Bundan birkaç yıl önce bilim dünyası ilginç bir haberle çalkalanmıştı. Bu habere göre, bir grup bilim adamı laboratuvarda “soğuk fizyon olayını” gerçekleştirmeyi başarmışlardı. Bilindiği gibi füzyon (kaynaşma); (Hidrojen gibi) bazı hafif atom türleri çekirdeklerinin, milyonlarca derece sıcaklıklar altında birleştirilerek (Helyum gibi) daha ağır atom çekirdeklerinin meydana getirilmesi olayına verilen isimdir. Burada, olay öncesi reaksiyona giren atom çekirdeklerinin toplam kütlesi, reaksiyon sonrası oluşan atom çekirdeğinin kütlesinden bir miktar fazla olmakta ve bu kütleler farkı E=m.c2 denklemine uygun olarak enerjiye dönüşmektedir. Açığa çıkan bu enerji, atom çekirdeklerini oluşturan parçacıkları bir arada tutan kuvvetlerle ilgili olduğundan, bu enerjiye bağlama enerjisi adı verilmektedir. (Güneşin merkezinde her saniye 657 milyon ton Hidrojen, 652,5 milyon ton Helyuma dönüşmekte, bu esnada 4,5 milyon ton kütle, enerji olarak açığa çıkmaktadır.) Güneşin ve diğer yıldızların merkezlerinde doğal olarak gerçekleşen ve bunların yaymakta oldukları enerjinin kaynağını teşkil eden füzyon olayının reaktörlerde kontrollü olarak gerçekleştirilip dünyamızın gelecekteki enerji ihtiyacının çok büyük ölçüde karşılanabilmesi için yoğun çabalar sarfedilmektedir. Ancak, elektronlarını kaybetmiş atom çekirdeklerinden oluşan ve plazma adı verilen, elektrik yönünden aktif milyonlarca derece sıcaklıktaki reaksiyon kütlesini, manyetik alanlar yardımıyla, içinde bulunduğu kabın çeperlerine değmeyecek şekilde uzun süre boşlukta tutulabilmenin yarattığı teknik sorunlar henüz aşılamadığından, şimdilik füzyon enerjisinden istifademiz mümkün olamamaktadır. İşte bu nedenle, füzyon olayının yüksek ısılara ihtiyaç duyulmadan gerçekleştirilebildiği haberi bilim çevrelerinde büyük yankılar yaratmıştır. Aslında, bilinen fizik kanunlarına ters düşen bu iddia üzerine, bu konuda daha sonra yapılan detaylı incelemeler, deney sonuçlarının yanlış yorumlandığını ortaya koymuş ve konu gündemden kalkmıştır.
İçinde bulunduğumuz günlerde de, bilim aleminde, yine çok ilginç bir konu gündeme getirilmiş bulunmaktadır. Medyada yer alan bir habere göre; bir laboratuvarda, evrende limit hız olan ışık hızının 300 katı hızlara ulaşılmıştır. Deney sonuçları, eğer bu şekliyle gerçek ise, mutlak şekilde, insanlık tarihinin (dünya görüşümüzü temelden etkileyecek) en büyük buluşu olmaya adaydır. Ancak, çok büyük bir ihtimalle, yine bir yerde, bir şey yanlış yapılmakta, yanlış ölçülmekte, ya da yanlış yorumlanmaktadır. Zira, varıldığı ileri sürülen sonuç, fizik biliminin deneylerle büyük ölçüde doğrulanmakta olan günümüz evren görüşüne taban tabana zıt bulunmaktadır. Buna rağmen, zayıf bir ihtimal de olsa (bu deneyi yapanlar da bilim adamı olduklarına göre, çalışırlarken kılı kırk yarmış olmalıdırlar.) önümüzdeki günlerde, belki deney sonuçlarını bu gün genel kabul görmekte olan teorilerle telif etmek te mümkün olabilecektir.
Işıkla ilgili konularda gerçekten garip olan, modern bilim tarafından ışığın hızının evrende aşılamayacak en büyük hız olarak kabul edilmiş olmasıdır. Boş uzayda, saniyede yaklaşık 300.000 km. olan ışık hızı ilk defa, 1849 yılında Fransız fizikçisi Fizeau tarafından, bir ayna/dişli çark sistemi kullanılarak ölçülmüştür. (Daha sonra yapılan hassas ölçmelerin sonucunda; ışığın boşluktaki hızı saniyede 299.792,5 km. olarak bulunmuştur. Işığın yayılma hızı, içinden geçtiği ortama göre farkıllık gösterir.) Buna göre mesela, ışık güneşten dünyamıza yaklaşık 8 dakikada ulaşır. Yani, güneş herhangi bir nedenle bir anda genişlemeye başlasa (hiç bir etki ışıktan hızlı yayılamayacağına göre) biz bunu ancak 8 dakika sonra fark edebileceğiz. Sistemimize en yakın yıldız olan Kentaurus Burcu’nun Alfa’sından şu anda yola çıkan bir güçlü patlama ışığı, saniyede 300.000km. katetmek suretiyle yaklaşık 4.5 sene sonra tarafımızdan görülebilecektir. Halen, çok güçlü teleskoplarla, ışığı bize 11 milyar yılda ulaşabilen gök cisimleri tesbit ediliyor. Bir başka ifadeyle biz bu cisimleri 11 milyar yıl önceki halleri ile görüyoruz, belki onlar şu anda orada değiller, oradalarsa da görünümleri herhalde çok değişmiş olmalıdır. Onlardan bize haber taşıyan ışığın hızının sonlu ve limitli olması nedeniyle, evrende “şu an” diye bir kavramın hiç bir pratik değeri de bulunmuyor. Geceleri çıplak gözle görebildiğimiz bütün yıldızlar, samanyolu içinde yer alırlar. Yan yana duran iki yıldız (şayet biri biri etrafında dönen ikili bir sistem değilseler) dünyamıza farklı uzaklıktadırlar. Dolayısıyla biz aslında onlardan birinin mesela 10 yıl, diğerinin 1000 yıl önceki görüntülerine bakıyoruz demektir. Bir başka ifade ile samanyolu’nun çapı 100.000 ışık yılı olduğuna göre (1 ışık yılı, ışığın 1 yılda aldığı yolun km. cinsinden değeridir), biz geceleri bir zaman tüneline bakmaktayız denilebilir. (Bu arada, bilim adamları daha büyük teleskoplar yaparak evrenin 14 milyar yıl önceki doğum anını görebilmeyi ümid ediyorlar.)
Aslında, ışıkla ilgili olarak bu yazıya vesile teşkil eden söz konusu deneydeki gibi (fizikte devrim yaratacak şekilde) daha enteresan bir sonuçlar veren bir başka deney de 1880’li yıllarda Michelson ve Morley adlarında iki fizikçi tarafından yapıldı. Bilim tarihine Michelson-Morley deneyi olarak geçen bu çalışmanın amacı, uzayda (o yıllarda, bütün evreni doldurarak ışık dalgalarını ilettiği kabul edilen ve ‘esir’ adı verilen ortama göre) dünyanın hızını saptamaktı. Yine bir dizi ayna kullanılarak yapılan bu deney sırasında uzayda, uzayda dünyanın hareketi yönünde yer alan bir kaynaktan gelen ışığın hızı ölçülecek ve saniyede 300.000 km.’nin üzerinde bulunacak (+) değer, dünyanın uzaydaki hızına tekabül edecekti. Gerçekten de, günlük hayatımızda kazandığımız tecrübeler, bunun böyle olmasının gerektiği sonucunu verir. Örneğin, karayollarında karşıdan gelen bir araca göre hızımız, içinde bulunduğumuz aracın hızı ile gelen aracın hızının toplamına eşit olmalıdır. Önümüzde giden bir araca göre hızımızı bulmak için ise, her iki aracın hızlarının farkı alınmalıdır.
Deneyde kullanılan aygıtlar son derece hassastı ve ölçümler ışık dalgalarının girişim özelliğinden yararlanılarak yapılacağından, normal olarak sağlıklı bir sonuç alınması bekleniyordu. Ancak deney çok olağan dışı bir sonuç verdi. Defalarca tekrarlandı, sonuç değişmedi; ışığın hızı her seferinde saniyede 300.000 km. olarak bulunuyordu. Bundan çıkan sonuç; dünyanın hareket etmediği anlamına gelmekteydi ki, bu sağduyuya ve dünyanın en azından güneşin etrafında dönmekte olduğu gerçeğine aykırıydı. Olaya izah getirebilmek üzere çeşitli yorumlar yapıldı. Dünyanın çevresindeki esir tabakasını beraberinde sürüklediği, dolayısıyla uzaydan gelip bu tabakaya ulaşan ışığın hızının izafi olarak 300.000km./saniyede kalmasının doğal olduğu ileri sürüldü, ışık hızına yakın büyük hızlarda ölçü çubuklarının boylarının hareket doğrultusunda mekanik olarak kısaldığı iddia edildi. Fakat bunların hiç biri doyurucu bulunmadı. Konu tam bir çıkmaza girmişken Einstein farklı bir yaklaşımla ortaya çıktı ve deneyin neresinde yanlış yapıldığı sorusuna takılmadan, sağ duyuya aykırı olmasına rağmen sonucun kesinlikle doğru olduğunu kabul etti. Bu kabulden yola çıkan Einstein, önce özel ve daha sonraları genel görecelik teorilerini vaz etti. Einstein’a göre günlük ortamda karşılaştığımız hızlar için pratik olarak doğru kabul edilebilecek hızların toplamı prensibi, ışık hızına yakın hızlara uygulanamaz. Işık hızı evrende ulaşılabilecek en büyük hızdır. Bir ışık kaynağına doğru saniyede 200.000 km. hızla gitseniz dahi, yapacağımız ölçümlerde karşıdan gelen ışığın hızını yine saniyede 300.000 km. olarak bulursunuz. Bunun neden böyle olduğunu ise, Einstein dahil kimse izah edemez. Ancak bu böyle kabul edildiği takdirde bir çok doğa olayını açıklamak imkanı doğar. Işık hızının limit hız olmasının kabulü ile şu sonuçlara varılmıştır; hareket eden bir cismin kütlesi (çok büyük hızlar söz konusu olduğunda fark edilebilecek şekilde) hıza bağlı olarak artmaktadır. Kütle ile hız arasındaki ilişkiyi veren rölativistik denklemde hareket eden cismin hızının hanesine ışık hızını yazdığımızda denklemdeki payda sıfır olmakta, pay’daki değerin sıfıra bölümü sonsuz edeceği için, ışık hızında hareket edecek bir cismin kütlesinin sonsuz olması gerektiği ortaya çıkmaktadır. Kütlesi sonsuz büyük olan bir cismi hareket ettirmek için sonsuz enerji gerekeceğinden, ışık hızının neden aşılamayacağı kolaylıkla anlaşılmaktadır. Öte yandan hız çok büyük değerlere ulaştığında zamanın akış hızı yavaşlamaktadır. Bu konuda vaz edilen rölativistik denkleme göre, ışık hızında hareket etmeye çalışacak hayali bir uzay gemisinde zaman akmayacaktır. Bir cismin ışık hızında seyahat yapması imkansız olsa da gelecekte uzay gemileriyle, bu hıza çok yaklaşılacağı muhakkaktır. Bu takdirde zaman akış hızının azalmasının ilginç bir sonucu olarak, böyle bir gemiyle yolculuğa çıkacak astronotlar, dünyada kalan akrabalarına göre daha geç yaşlanacaklardır. Bu gerçek daha şimdiden, yerde kalan ve uzaya gönderilen atom saatleriyle yapılan deneylerle doğrulanmıştır. Şu anda yeryüzünde de rölativistik hızlara ulaşılmaktadır. Atomik parçacıkların bilimsel amaçlarla hızlandırılarak biri biriyle çarpıştırıldığı akseleratörlerde, çok büyük hızlara varılmaktadır. Bu hızlarda ortaya çıkan rölativistik etkileri dikkate almadan, bu tip parça hızlandırıcılarını gerçekleştirip çalıştırmak mümkün değildir. (Son günlerde bu konuda ilginç bir görüş ortaya atılmış bulunmaktadır; bu tip deneyler sırasında ışık hızına çok yakın değerlerde sonsuz kütle artımına yaklaşılabileceği, bu takdirde dünyanın dengesinin bundan etkileneceği iddia edilmekte ve bu deneylerin çok ileri götürülmemesi tavsiye edilmektedir.)
Rölativistik evren anlayışının en önemli sonuçlarından biri de kütle ile enerji arasındaki ilişkinin sade bir denklemle tarif edilmiş olmasıdır. Kütle tümüyle çözülüp enerjiye dönüşebilir. Bu takdirde açığa çıkan enerji miktarı; söz konusu kütle miktarının, ışığın hızının karesi ile çarpımına eşittir ki bunun örneğini yukarıda füzyon bahsinde görmüştük.
Son olarak varsayalım ki herhangi bir şekilde ışıktan hızlı gidebilen bir uzay gemisine sahibiz. Bu gemi yerdeyken, bizim bilgimiz haricinde, bir kaç dakika arayla üç atom bombası patlatılmış olsun. Bunun hemen akabinde bu aracımızla biz de uzaya yükselelim. Hızımız ışık hızından büyük olduğu için önce en son patlamış olan bombanın ışığını görür, yanından geçeriz, sonraki ikinci bombanın ve en sonunda ilk patlayan bombanın ışıklarını yakalar, geçeriz. Artık bize göre bombaların patlama sırası 3, 2, 1 olacaktır. Bir başka ifade ile bizim için zaman tersine çevrilmiş demektir ki, bunun bilimsel bir mantığı olamaz.
Neticede görülmektedir ki ışık hızının sabit olduğu kabulünden yola çıkılarak çizilen evren resmi (şimdilik bilinenlerin çerçevesi içinde) tutarlı bir resimdir. Şayet bir laboratuvarda yapılan deneylerde ışık hızı gerçekten aşılmış ise, şimdi bu resmi yeniden çizmek gerekecektir.

Ancak mevcut resim o kadar tutarlı ki, şayet Tanrı doğa kanunlarını değiştirmemiş ise, insan yine de söz konusu deneyde mutlaka bir şeylerin yanlış olduğunu düşünmeden edemiyor

Son düzenleyen asla_asla_deme; 1 Kasım 2008 13:57
Şeytan Yaşamak İçin Her Şeyi Yapar....
asla_asla_deme - avatarı
asla_asla_deme
VIP Never Say Never Agaın
1 Kasım 2008       Mesaj #2
asla_asla_deme - avatarı
VIP Never Say Never Agaın
Işık hızı bilinen en büyük hızdır ve tam olarak ölçülmesi bilim açısından büyük önem taşır. Işığın uzaydaki ya da boşluktaki yayılma hızı saniyede yaklaşık 300.000 kilometredir. Dünya'dan yaklaşık 150.000.000 km uzakta olan Güneş ışığının bize ulaşması 8 dakikadan fazla sürer. Işık bir yılda 9.470.000.000.000 km yol alır. Bu ola­ğanüstü uzaklığa, yani ışığın bir yılda aldığı yola bir ışık yılı denir ve yaklaşık bir değerle 10 trilyon kilometre olarak kabul edilir.

Sponsorlu Bağlantılar
MsxLabs & TemelBritannica

Son düzenleyen nötrino; 15 Ekim 2015 11:35 Sebep: Yazım yanlışı / Kırık link!
Şeytan Yaşamak İçin Her Şeyi Yapar....
sedat sencan - avatarı
sedat sencan
VIP VIP Üye
24 Kasım 2008       Mesaj #3
sedat sencan - avatarı
VIP VIP Üye
Üzerinde yaşadığımız dünya üzerinde,ışığın bir saniyede yol alabileceği iki nokta yoktur.Yani ekvatorun çevresi veya iki kutup arasındaki uzaklık bile,ışığın bir saniyede aldığı yoldan çok daha kısadır.Nitekim bir el çırpma zamanını bir saniye kabul edersek,bu süre içinde ışık, dünyamızı 7 kez dolanır.
ispermecet - avatarı
ispermecet
Ziyaretçi
29 Kasım 2008       Mesaj #4
ispermecet - avatarı
Ziyaretçi
Einshtein görecelik kuramını oluştururken kendine sorup senelerce yanıtlayamadığı soru şuydu.
Eğer ışık hızında hareket edersem elimde tuttuğum aynada kendimi görebilir miyim?
Evet yanıtını bulunca, zaman, kütle, uzunluk gibi kavramların, hareket eden cismin bu özelliklerinin gözlemciye göre farklı ve sabit olanın ışık hızı olduğunu buldu. İşte özel görecelik dediğimiz hipotez budur.
Genel görecelik ise kavranması daha güç kavram. Eğitilmiş beyin gerektirir.
Mavi Peri - avatarı
Mavi Peri
Ziyaretçi
5 Temmuz 2012       Mesaj #5
Mavi Peri - avatarı
Ziyaretçi
Işık Hızı

Işığın herhangi bir ortamdaki hızı. Işık hızı denince genellikle ışığın boşluktaki hızı anlaşılır. Bu hız c harfiyle gösterilir ve değeri 2,997925x108 metre/saniye ya da yaklaşık olarak saniyede 300 bin kilometredir. Özel görelilik kuramına göre, ışığın boşluktaki hızı sabit olup aynı zamanda boşlukta aşılamayacak bir üst sınır da oluşturur. Bu hız gözlemcinin hızından bağımsızdır. Boşlukta ışığın yanı sıra tüm elektromanyetik ışınım bu hızla yayılır. Elektromanyetik dalgaların frekansıyla dalga boylarının çarpımı ışık hızına eşittir. Işığın herhangi bir ortamdaki, örneğin havadaki ya da sudaki hızı, söz konusu ortamın kırılma indisine bağlıdır. Enerji (E) ve kütlenin (m) birbirlerine dönüşümü de Einstein'ın E=mc2 denkleminde görüldüğü gibi ışık hızıyla bağlantılıdır.

MsXLabs.org & MORPA Genel Kültür Ansiklopedisi
Avatarı yok
nötrino
Yasaklı
23 Ağustos 2012       Mesaj #6
Avatarı yok
Yasaklı
Işık Hızını Kimler Ölçtü

Tarihte ışık hızını ölçme girişimini yapanlardan biri de Galileo ve arkadaşıdır.Galileo ve arkadaşı yaptığı basit ölçümlerde farklı tepelere çıkarak ışığın aldığı yolu bulmaya çalışmışlardır.Bu süreci defalarca denemelerine rağmen ışık her seferinde aynı yolu almaktaydı.

Galileo,bu yöntemle ışığın hızının tam olarak ölçülemeyeceğini düşündüğünden olsa gerek ölçme işine son verdi.Tarihte Galileo ve arkadaşının dışında başka bir ölçme girişimini de Danimarkalı astronom Roemer yapmıştır.Paris Gözlemevi'nde Jüpiter'in uydularının hareketlerinden bir sonuç çıkarmaya çalışmıştır.

Bu gözlemlerde Dünya-Güneş-Jüpiter üçlüsünü kullanmış ve farklı konumlarda bulundukları anlarda uyduların durumlarını yorumlamıştır.Örneğin Dünya ile Jüpiter arasına Güneş girdiğinde uydular daha geç gözlemleniyordu.Tam tersine Dünya ile Jüpiter birbirlerine yaklaştığında uydular daha erken gözlemlenmekteydi.Bu gözlemler sonucu ortaya çıkan rakam saniyede 227 bin km olarak gerçekleşmiş oldu.O yıllara göre bu rakam iyi olarak nitelendirilebilir.



Kaynak : Fizikbilim (22 Haziran 2010,18:42)
Avatarı yok
nötrino
Yasaklı
20 Aralık 2012       Mesaj #7
Avatarı yok
Yasaklı
Işığın Yapısı ve Işık Hızı

Işık; foton denilen kütlesiz (ağırlıksız değil, kütlesiz) ve yüksüz atom altı parçacıklardan oluşur.Tüm parçacıklar gibi fotonlar da dalga özelliği gösterirler. Yani bir dalga boyları ve bir frekansları vardır. Işık ışınları da, fotonların ilerlerken aldıkları yoldan başka bir şey değildirler. Fotonlar, kaynaklarından çıktıktan sonra -eğer önlerinde hiçbir engel yoksa- düz doğrultuda ve hiç sapmadan yayılırlar. Herhangi bir cisme çarpınca da cismin şeffaf olup olmamasına göre yansır veya kırılırlar.

Günümüzde ışığın hareketi, dual (ikili, çift) model denilen dalga ve parçacık teorilerinin birleşmesinden oluşmuş bir teori ile açıklanıyor. Dalga-parçacık düalitesi, fizikte elektromanyetik dalgaların aynı zamanda parçacık özelliğine sahip oldukları ve parçacıkların da (mesela elektronların) aynı zamanda dalga özelliklerine sahip oldukları anlamına gelir. Başka bir deyişle, ışık ve madde, aynı anda hem parçacık hem dalga özelliklerine sahiptirler; ne başlı başına bir dalga ne de başlı başına bir parçacıktırlar.

Işığın ve maddenin küçük taneciklerden mi oluştuğu, yoksa uzaya yayılmış bir dalga olarak mı görülmeleri gerektiği sorularının kökeni çok eskiye dayanır. XIX. yüzyılın sonunda, kuantum kuramının gelişmesinden hemen önce J. C. MAXWELL’in elektromanyetik kuramı, ışık için çok sağlam bir dalga modeli sunuyordu. Aynı zamanda atomların keşfi ile maddenin küçük taneciklerden oluştuğu fikri de netlik kazanmıştı. Böylece, ışık için dalga modelinin, madde için ise tanecik modelinin geçerli olduğu düşünülüyordu.

Kuantum kuramının gelişmesiyle, hem ışığın foton denilen taneciklerden oluştuğu, hem de atomu oluşturan parçaçıkların aynı zamanda dalga özelliklerinin olduğu keşfedildi. Böylece ne ışık için, ne de madde için belli tek bir modelin geçerli olamayacağı görüldü. Her ne kadar insan tahayyülünün dışında da olsa, madde ve ışığın hem parçacık hem de dalga özelliklerinin bulunduğu sonucuna varıldı.Dalga-parçacık düalitesi, madde ve ışığın bu ikili doğasına verilen isimdir.

Gerçekte dalga ve tanecik modelleri, birbirlerini dışlayan varlık biçimleri olduğundan, bir nesnenin bir anda hem dalga hem de parçacık olarak görünmesi mümkün değildir. Dalga-parçacık düalitesinden kasıt, madde veya ışığın belli koşullarda dalga, belli koşullarda ise parçacık özellikleri göstermesidir. Dalga olarak mı yoksa parçacık olarak mı görüneceği ise onun nasıl gözlemlendiğine bağlıdır. Madde parçacıkları, eğer konumunu ortaya çıkaran bir gözlemde bulunulursa parçacık gibi, momentumunu (hız-kütle çarpımını) ortaya çıkaran bir gözlemde bulunulursa dalga gibi görünmektedirler. Maddenin bu ikili karakteri yalnızca atom seviyesindeki gözlemlerde (mikroevrende) ortaya çıkmaktadır.


Einstein’ın Işık Hızı Yorumu

XX. yüzyılın başına kadar yapılan birçok deney, ışığın boşluktaki hızının değerinin, bir ”sabit” olduğunu gösteriyordu; simgesi, Latince celeritas (hız) ismine adden “c” olan bu hız, kabaca saniyede 300.000 km olarak biliniyordu. Birçok bilim insanı için bu değerin her yön için aynı olması, beklenmedik bir sonuçtu. Bunun nedeni, üzerinde yaşadığımız Dünya’nın, hem kendi çevresinde, hem de Güneş çevresinde dönmesi; dolayısıyla sürekli hareket halinde olması. Bu nedenle ışığın, bazı yönlerde farklı hızla yayılması bekleniyordu.

Örneğin, eğer saatte 100 km hızla giden bir otomobili, saatte 90 km hızla takip edersek, otomobilin bize göre daha yavaş; saatte 10 km hızla gittiğini görürüz. Ne yazık ki, aynı işlem ışık için uygulanamıyordu. Gerçi Dünya’nın hızı (Güneş çevresinde, saniyede 30 km kadar) ışığın hızına göre oldukça düşük kalıyor ama; Dünya ne kadar yavaş olursa olsun, aynı yönde ilerleyen ışığın, biraz daha yavaş yayıldığını görmemiz gerekirdi. Uygun deneylerden en ünlüsü, Michelson-Morley deneyi. Bu denli küçük hız değişimlerini ölçebilecek hassaslıkta olmasına karşın, bu deneyde en küçük bir fark bile ölçülememişti. Bir anlamda, bütün deneyler Dünya’nın hareket etmediğini, yerinde durduğunu söylüyordu (Dünya ve Güneş sistemi konusunda edindiğimiz sağlam bilgilerin tam tersini). Bu son yorum, yani aslında hareket etmesine karşın Dünya’nın duruyormuş gibi görünmesi, bilim insanlarına pek yabancı değil. Birkaç yüzyıl önce Galileo’nun öne sürdüğü görelilik ilkesi, Dünya’nın hareketinin, bizim yaşamımız üzerine neden etkisi olmadığını açıklıyor.

Örnek olarak bir aracın yere göre 0,9 c hızıyla (yani ışık hızının %90’ı) hareket ettiğini düşünelim. Bu aracın hareket doğrultusuyla aynı yönde, yine yere göre c hızıyla ilerleyen bir ışık ışını gönderelim. Bu durumda ışının, araca göre 0,1 c hızıyla ilerlemesi beklenir. Buna karşın, yapılan bütün deneyler beklentimizin yanlış olduğunu, ışığın hızının yere göre de, araca göre de aynı, c değerine sahip olduğunu söylüyor. Bu oldukça garip bir şey: ışığın peşinden ne kadar hızlı giderseniz gidin, o hala sizden aynı hızla uzaklaşıyor.


Bu problemin, Einstein’ı uzun süre meşgul ettiğini ve İsviçre Patent Ofisi’nde çaıştığı sıralarda, yakın arkadaşı Michele Besso ile tartıştığını biliyoruz. Çözümü, 1905 yılı ilkbaharında buldu. Eğer aracın içindeki saatler daha yavaş işliyorsa, o zaman ışığın araca göre hızının hala c değerine eşit olması mümkündü. Fakat, görelilik ilkesini ihlal etmemek için, araçtaki gözlemcinin, saatlerin gerçekten yavaş işlediğini fark etmemesi gerekir. Bu da ancak çalışma ilkesi ne olursa olsun, bütün saatlerin aynı oranda yavaşlamasıyla mümkün olabilir. Örneğin, mekanik veya atomik, bütün fiziksel saatlerle beraber, bütün kimyasal saatler (eğer bir mum bir saatte yanıp bitiyorsa, araç içinde de oradaki saatlere göre bir saatte yanıp bitmeli) ve bütün biyolojik saatler aynı oranda yavaşlamalı (hücre bölünmesi için veya gözlemcinin sıkıntıdan patlaması için bir saat gerekiyorsa, araç içinde de bunlar oradaki saatlere göre bir saatte olmalı). Kısacası, bütün fiziksel olaylar aynı oranda yavaşlamalı. Ancak bu koşul altında araçtaki gözlemci, saatlerinin yavaşladığını fark edemez ve dolayısıyla aracın hızıyla ilişkilendiremez; yani görelilik ilkesi güvendedir. (Günümüzdeki gelişmeler pek öyle göstermese de…)

Doğal olarak, bu tip devrimsel iddiaları ortaya atmadan önce, bunları sağlam temellere oturtmaya ihtiyaç var. Einstein, bulduğu sonuçları yayımladığı makalede, bütün iddiaların sadece iki temel varsayımdan hareket edilerek elde edilebileceğini gösteriyor. Bunlar: (1) Görelilik ilkesi: sabit hızla hareket eden bütün gözlemciler için geçerlidir ve (2) ışığın hızı, bütün gözlemcilere göre c’dir. Tüm kuramın böylesine basit iki iddiaya dayandırılması, kuramın artılarından biri.

Bu nedenle eğer bu iddialara itirazınız yoksa, o zaman özel görelilik kuramına da olamaz. Einstein, birbirlerine göre sabit hızla hareket eden iki gözlemci düşünüyor. Bu gözlemcilerden birisi, belli bir olayın nerede ve ne zaman olduğunu saptamış olsun. Bu durumda bir matematiksel dönüşümle, aynı olayın diğer gözlemciye göre yer ve zamanı, bunlar cinsinden elde ediliyor. Bu dönüşümün en önemli özelliği, zamanın göreli olması. Örneğin, iki olay arasında geçen zamanı her iki gözlemci daha farklı buluyor. Bu, Newton’un öne sürdüğü ”mutlak zaman” kavramının yıkılması demek. Yani her yerde aynı işleyen, herkes için aynı bir zamandan söz edemiyoruz.

Zamandan bahsederken, bunun hangi gözlemcinin saatine göre olduğunu söylemek zorundayız. Mutlak zaman diye bir şeyin olmaması dışında görelilik kuramı, zamanın olayların gerçekleştiği yerlere de bağlı olduğunu söylüyor. Örneğin, masanızda duran bir mumu belli bir anda yaktınız (A olayı). Bundan tam bir saniye sonra mumun söndüğünü varsayalım (B olayı). Mumun söndüğü anda, masadan 10 metre ötede bir saksı kırılsın (C olayı). Size göre A ve B olayları arasındaki süre ile A ve C arasında geçen süre aynıdır (1 saniye).Fakat size göre hareket eden bir başka gözlemci, A-B süresi ile A-C süresinin farklı olduğunu görecektir.

Kısacası zaman, göreli olmasının dışında, ayrılmaz biçimde, olayların konumlarına bağlı. Birçok kişinin uzay ve zamandan beraber bahsetmesinin temel nedeni bu. Ne yazık ki bu ayrıca, görelilik dönüşümü formüllerini kullanmayı bilmeyen birinin bu kuramı anlamakta zorluklarla karşılaşacağı anlamına da geliyor.


Görelilik kuramının en önemli sonuçlarından birisi de, ışığın boşluktaki hızının hiçbir şekilde aşılamayacağını söylemesi. Bu nedenle, en yakın yıldızları bir gün ziyaret etme planlarımız büyük engellerle karşılaşıyor. Çünkü bu yıldızlardan bize en yakını 4 ışık yılı uzaklıkta, yani ışığın 4 yılda alabileceği mesafe kadar. Dolayısıyla, bunlara ulaşmak için bugün yola çıksak, 4 ışık yılından önce amacımıza ulaşamayacağımız kesin. En az bir 4 ışık yılı daha dönüş yolculuğunu eklerseniz, kaşiflerin neler bulduğunu öğrenmemiz için en az 8 ışık yıl geçmesi gerekir.

Bu, en iyimser tahmin; çünkü bir uzay gemisini ışık hızına yakın hızlara ulaştırmak bile çok zor, bugünkü teknolojinin ötesinde bir şey. İnsanlık, kendisinin sınırlanmasından pek hoşlanmadığı için, birçok kişi aslında böyle bir sınırın olmadığını, dolayısıyla bir gün aşılabileceğini düşünüyor. Üstelik, bugüne kadar bir şeylerin ışıktan daha hızlı gittiği birçok fiziksel olay öne sürülmüş ve bunların çoğu deneysel olarak da saptanmış. Ama hepsinde de, detaylı bir analiz sonunda görelilik kuramına aykırı herhangi bir şey bulunamamış. Burada amacımız, bu deneyleri inceleyerek, hangi anlamda kurama aykırı olmadığını anlatmak değil. Amacımız sadece, kuramın bu ünlü sonucunun nasıl elde edildiğini açıklamak. Mantık yürütmelerden bir tanesi şöyle: Duran bir cismi iterek hızlandırmak ve böylece ışık hızını geçmek istediğimizi düşünelim. Cismi iterken ona bir miktar enerji aktarırız. Sadece hareketinden dolayı, cismin sahip olduğu bu enerjiye biz ”kinetik enerji” diyoruz.

Einstein’ın ünlü enerjinin kütleye özdeşliği bağıntısı (E=mc²) uyarınca, bu kinetik enerji aynı zamanda kütle işlevi görecektir. Yani cismi iterek, toplam kütlesinin artmasına neden oluyoruz. Bu gerçek bir etki. Eğer tartabilseydik, cismin daha ağır olduğunu görebilirdik. Fakat, kütle artması etkisini, cismi iten kişi hisseder. Daha kütleli olduğu için, cisim artık daha zor hızlanacaktır. Böylece hızını aynı miktar artırmak için cisme daha fazla enerji aktarmamız gerekir. Bu da, kütlesinin daha da fazla artmasına neden olacaktır. Bu şekilde devam ettiğimizde, cisim ışık hızına yakın hızlara yaklaştığında, kütlesi inanılmaz boyutlara ulaşır. Özellikle cisim, tam olarak ışık hızına erişirse, sonsuz kütlesi, yani sonsuz enerjisi olması gerekir. Görebildiğimiz evrende bile ancak sonlu miktarda enerji olduğu için, cisme bu enerjiyi verebilmek dolayısıyla ışık hızına erişmek imkansızdır. Dolayısıyla bütün cisimler, ışıktan yavaş hareket etmeli. Cisimlerin ışık hızında veya daha hızlı gitme olasılıkları yok.


Kaynak : Aktüel Bilim

Benzer Konular

17 Mayıs 2015 / Ziyaretçi Cevaplanmış
11 Mayıs 2014 / Misafir Soru-Cevap
23 Kasım 2010 / Misafir Soru-Cevap
12 Mayıs 2015 / Misafir Cevaplanmış
16 Nisan 2013 / Misafir Soru-Cevap