Evreni Anlamak, En Büyükten En Küçüğe – 4: Hız

Hız her şeyi değiştirir, uzay zamanı bile. Klasik örnektir: İkizlerden birisi dünyanın yörüngesinde ışık hızına yakın yolculuk etse, yaklaşık %99.99 kadar, bu yolculuk mesela altı ay sürse, dünyadaki ikizi bu 6 aylık yolculuğu yapan ikizini görmek için tam 50 yıl beklemek zorundadır. Bu teorinin adı özel görelilik teorisidir.

Einstein’ın özel görelilik teorisine göre ışık hızına yakın hareket eden nesnenin sadece kendisi ve içindekiler için bir fenomen söz konusu olur, bu aşırı hızdan sadece kendileri etkilenir ve kabullenmesi zor olsa da, zamanımız genleşme geçirirken varlıkların uzunlukları da azalır. Ve hızlandıkça kütlemiz artar. Işık hızının %87 sine ulaşınca 1 sn.’ye süresince gezegenimizde 2 sn. geçer, %98 e ulaştığımızda 1sn 5 sn. ye bedeldir.

Bu hızlarda varlıklar kısalıp uzadığından mesafeler de yakınlaşır. Tabi bu evrenin genişlemesi gibi bir şey değil, sadece yolculuk yaptığımız yönde mesafeler azalır. Düşünmesi bile zor olan bir şeyi kabullenmesi daha zor gelecektir size.

Sağ duyumuza aykırı gibi görünen üç nokta var burada.

Birincisi; zaman sizin için dünyadaki birinden daha yavaş aktı. Zaman genleşmesi.

İkincisi önümüzde uzanan mesafeler kısaldı. Hızlı olmadığınızda çok uzakta olan şeyler hızlanınca yakınlaştı. Buna uzunluk büzülmesi diyoruz.

Üçüncüsü ise kütlemizin giderek artması.

Üçüncü fenomen bize yabancı değil artık. Ne de olsa kütle ve enerjinin aynı şeyin farklı yönleri olduğunu biliyoruz. E=mc2 den. Bu sebeple de kütlesi olan bir şey ışık hızına ulaşamaz. Işık hızından 1 km eksik hızda gidiyor olsak ve bir topu ileri fırlatmak istesek bunu yapamayız. Hiç bir şey ışıktan hızlı gidemeyeceği için topu 1 km hızla mesela (ki dünyada bunu bir çocuk bile yapabilir) fırlatamayız. Top hız kazanamayacağına göre başka bir şey olur ve kütlesi artar.

Zaman genleşmesini hislerimizle kısmen anlarız. Sevgiliyi beklerken ki zaman ile tren beklerken ki zaman hissimiz farklıdır aslında. Zaman genleşmesi tam böyle değil elbet, ama zamanın farklılaşabileceği hissine sahibiz aslında onun için verdim örneği. Bunu kabullenmek daha kolay. Zaman zaten fazlasıyla soyut bir kavram bizim için.

İkinci fenomen daha zordur bizim için. 1 metre hep bir metre midir? Kimin ölçtüğüne göre değişir aslında. Uzay ve zaman birbiriyle bağlantılıdır bunda hem fikiriz. Zaman değişirse mesafeler de değişmek zorundadır.

Neden zorunda peki? Cevap ışık hızı yüzünden. Mutlak ve aşılamaz hız sınırımız ışık hızı. Eğer mesafeler büzülmeseydi ışık hızını çoktan aşmış olurduk.

Şöyle düşünelim; ışık uzayda 300.000 km yaklaşıkhızla yol alır. Işıkhızında giderken 1 sn. de siz 300.000 km yol alırsınız. Dünyadan sizi izleyen birisi ise onun 1 saniyelik süresinde 300.000 km yol aldığınızıgörür, ama az önce sizin 1 saniyenin dünyada 2 saniye olduğunu gördük, o halde dünyadaki kişi sizin 600.000 km yol aldığınızıgörür. Bir gariplik var değil mi? Şöyle ki, onun iki saniyesinde siz 600.000 km yol aldınız ama sizde bir saniye geçti. Bu durumda siz bir sn. de 600.000 km yani ışıkhızını iki kat geçmiş oldunuz. Ama böyle bir şeymümkün değildir. Pek çok deneyle de kanıtlandığıüzereışıkhızı her durumda sabittir. Kim ölçer olursa olsun, nerde geçiyorsa geçsin.

Bu durumdaki tuhaflığı Einstein çözdü. Dünyadaki birinin zamanı sizinkinin iki katıhızlı mıakıyor? O zaman sizin aldığınız yol sizin bakışaçınızdan dünyadaki kişinin gördüğününyarısıdır. Yani dünyadaki birine iki km olan bir mesafe size bir kilometredir. Kim ölçerseölçsünhızınız daima aynı kalacaktır. Hız gözlemciye bağlı değildir. Sadece zaman ve uzunluk gözlemciye bağlıdır.

Tüm bu tuhaf fenomenler yalnızca ışık hızını sabit kabul ettiğimizde oluşan sonuçlardır.

Evrenimizde saatin hızı ona kimin baktığına bağlıdır. Nerde olduğunuza, yakınlarda ne olduğuna ve hızınıza bağlıdır. Bu fikir geçen yüz yıl çok soyuttu elbette ama artık deneysel bir olgudur ve kabul etmek zorundayız. Zaman ve mesafe evrensel kavramlar değildir. İkisi de gözlemciye ve kimin içinde olduğuna göre değişir. Aksi halde ışık hızı sabit ve sınırlı olamazdı.

Günün birinde belki de ışık hızında gidebiliriz ama bu durumda taviz vermek zorundayız. Kütlemizden kurtulmalıyız. Tamamından. Işık herhangi bir yükü taşıyamaz ve zaten o yüzden bu kadar hızlıdır, yüksüz dolaşır ışık. Kütlesi olan bir şey hızlandığında ağırlaşır. Peki kütlesiz bir varlığa dönüşsek bir gün ışık hızında ne olur? Cevap basit zaman durur. Işık hızında zaman ilerleyemez. Evrende yol alarak bize ulasan ışıkların ilk çıktıkları haliyle tamamen aynı olmalarının nedeni de budur zaten.

Y.Emir Emirmahmudoglu

Matematiksel

 

Yazıyı Hazırlayan: Emir Emirmahmudoglu

Y.Emir Emirmahmudoglu
1973 K.Maraş doğumlu, İTÜ’de Matematik ve mühendislik okuduktan sonra, Ankara Üniversitesinde Hukuk okudu. Uzun yıllar Ankara ve İstanbul’da dershanelerde Matematik, Fizik ve Felsefe öğretmenliği yaptı. Amsterdam’da Vrije Universiteit’da Yapay Zeka eğitimi aldı ve halen yeniden burada Matematik öğretmenliği okuyor. Rotterdam’da yaşıyor. Halen evreni ve varoluş sorunlarımızı düşünmekten büyük zevk alıyor. Ve bu zevki çocuğu da dahil tüm çocuklara aşılamak istiyor.

Bunlara da Göz Atın

Entropi İlkesinin Kadim Düşmanı: Maxwell’in Cini

Makro evrenin ısı ve iş kavramlarıyla ilintili değişkenlerini inceleyen ve tüm mühendislik dallarında ayrıntısıyla okutulan, …

Bir Cevap Yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

ga('send', 'pageview');