FİZİK

​Işık Hızından Daha Hızlı 4 Olası Durum

Albert Einstein, ışığın Evrenimizdeki her yerde aynı hızda gittiğini ilk tahmin ettiğinde, esasen ona bir hız sınırı koydu: bir saniyede 299.792.458 metre. Aslında, bu sadece bir başlangıçtı. Einstein’dan önce, kütle ve enerji ayrı varlıklar olarak ele alınırdı. Fakat 1905’te Einstein, fizikçilerin Evren’e bakışını sonsuza dek değiştirdi.

Einstein’ın özel görelilik teorisi, kütle ve enerjiyi basit bir denklem ile birbirine bağladı. Bu küçük denklem, kütlesi olan hiçbir şeyin ışık kadar hızlı veya daha hızlı hareket edemeyeceğini öngörüyordu.

Okuma Önerisi: Işık Hızı Neden Aşılamaz?

Einstein’dan bu yana, fizikçiler bazı varlıkların ışık hızından daha hızlı olabileceğini yine de özel göreliliğin koyduğu kozmik kuralları takip edebildiğini keşfettiler. Bunlar Einstein’ın teorisini çürütmese de, bize ışığın kendine özgü davranışları ve kuantum alemi hakkında fikir veriyor.

​Işık Hızından Daha Hızlı Neler Var?

Big Bang

Big Bang ’ten Günümüze : Evrenin Tarihi

Evrenin başlangıcı olarak kabul edilen Big Bang’in kendisi ışık hızından çok daha hızlı genişledi. Ancak bu “hiçbir şeyin ışıktan hızlı gidemeyeceği” düşüncesi ile çelişmez. Fotonlar, doğaları gereği ışık hızını aşamazlar, ancak ışık parçacıkları evrendeki tek kütlesiz varlık değildir. Boş uzay hiçbir madde içermez ve bu nedenle tanımı gereği kütlesi yoktur.

Big Bang ile genişleyen uzay, kütleye veya hacme sahip olmadığı için aslında cümlede geçen hiçbir şeydir. Başlangıçta bir saniyenin trilyonda birinin trilyonda biri içinde, Evren iki katına çıktı ve bu durum sürekli olarak tekrarladı. Sonuç olarak, evrenin dış kenarı ışık hızından çok daha hızlı bir biçimde genişledi.

Kuantum Dolanıklığı

Kuantum teorisinde eğer birbirine yakın iki elektron varsa, bunlar birlikte titreşebilirler. Bu iki elektronu birbirinden yüzlerce hatta binlerce ışık yılı uzaklıkta olacak şekilde ayırsak bile bu anlık iletişim köprüsü açık kalır. Bir elektronu sallarsak, diğer elektron bu titreşimi anında, ışık hızından daha hızlı algılar.

Albert Einstein ‘ın ‘ürkütücü’ olarak nitelendirdiği kuantum dolanıklık teorisi, birbiriyle eşleşmiş olan iki farklı parçacığın birbirine bağlı şekilde hareket etmesidir.

Aslında, 1935’te Einstein, Boris Podolsky ve Nathan Rosen, kuantum teorisini bir düşünce deneyiyle çürütmeye çalıştılar. İronik bir şekilde, EPR (Einstein-Podolsky-Rosen) paradoksu olarak adlandırılan makaleleri günümüzde kuantum kriptografi gibi uygulamaların temelini attı.

Solucan Deliği

Kütlesi olan hiçbir şey ışıktan hızlı seyahat edemeyeceğinden, yıldızlararası yolculukları klasik anlamda roketler ile gerçekleştirme şansımız yok. Einstein, özel görelilik teorisiyle bu hayalimizi yok etmiş olsa da 1915’teki genel görelilik teorisiyle bize yeni bir umut verdi.

Özel görelilik kütle ve enerjiyi birleştirirken, genel görelilik uzay ve zamanı birbirine dokundurur. Halk dilinde solucan deliği dediğimiz şey teorik olarak bir şeyin anında çok büyük mesafeler kat etmesine izin verir ve esasen çok kısa bir sürede büyük mesafeler kat ederek kozmik hız sınırını aşmamızı sağlar.

1988’de, Interstellar filminin bilim danışmanı ve yönetici yapımcısı olan teorik fizikçi Kip Thorne, uzay yolculuğunu sağlayacak solucan deliklerinin olasılığını tahmin etmek için Einstein’ın genel görelilik denklemlerini kullandı.

Ancak bunun için egzotik maddelere ihtiyaç olduğunu ortaya çıkardı. Thorne The Science of Interstellar adlı kitabında “Kuantum fiziğinin yasalarındaki tuhaflıklar sayesinde bu maddenin var olabileceği şaşırtıcı biçimde gerçektir” diye yazıyor.

Bu konu bir çok fizikçinin araştırmalarını tetiklese de aradan geçen zamanda cevap hala bilinmiyor.

Çerenkov Radyasyonu 

Sonik patlama, bir nesne havada ses hızından daha hızlı hareket ettiğinde oluşan şok dalgalarıyla ilişkilendirilen sestir. Sonik patlamalar, insan kulağına bir patlama ya da gök gürlemesi gibi gelen, muazzam miktarlarda ses enerjisi üretir. Aynı mantıkla teori de, bir şey ışık hızından daha hızlı giderse, “ışık patlaması” gibi bir şey üretmelidir.

Aslında, bu ışık patlaması Çerenkov Radyasyonu adıyla dünyamızda nükleer reaktörlerin içinde mavi bir parıltı olarak gözlemlenebilir. Bu parlamanın nedeni test reaktörünün çekirdeğinin soğutma amacıyla suya batırılmış durumda olmasıdır. Işık suda, uzay boşluğundaki hızının yüzde 75’i oranında bir hızla hareket eder. Ancak çekirdeğin içindeki reaksiyonun yarattığı elektronlar, suda ışıktan daha hızlı hareket eder. Bu hızla hareket eden elektronlar da bazen mavi bazen de mor ışık olarak parlayan bir ışık şok dalgası üretirler.

Einstein’ın özel görelilik teorisinin, kütleye sahip hiçbir şeyin ışık hızından daha hızlı gidemeyeceğini belirttiğini ve fizikçilerin söyleyebileceği kadarıyla, Evrenin bu kurala uyduğunu unutmayın.

Peki ya kütlesi olmayan şeyler?

Okuma Önerisi: Görelilik Teorisi Günlük Hayatımızda Karşımıza Nerede Çıkar?


İleri okumalar:

Matematiksel

Sibel Çağlar

Kadıköy Anadolu Lisesi, Marmara Üniversitesi, ardından uzun süre özel sektörde matematik öğretmenliği, eğitim koordinatörlüğü diye uzar gider özgeçmişim… Önemli olan katedilen değil, biriktirdiklerimiz ve aktarabildiklerimizdir bizden sonra gelenlere... Eğitim sisteminin içinde bulunduğu çıkmazı yıllarca iliklerimde hissettikten sonra, peki ama ne yapabilirim düşüncesiyle bu web sitesini kurmaya karar verdim. Amacım bilime ilgiyi arttırmak, bilimin özellikle matematiğin zihin açıcı yönünü açığa koymaktı. Yolumuz daha uzun ve zorlu ancak en azından deniyoruz.

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Başa dön tuşu