En bilgili bilim meraklıları bile, neden ışıktan hızlı gidemeyeceğiniz konusunda genellikle eksik bir anlayışa sahiptir. Bu yazıda ışık hızı ile ilgili sorunu anlamaya çalışalım.
Albert Einstein, doğa kanunları hakkında parlak öngörüleri ile sık sık tüm zamanların en etkili bilim insanlarından biri olarak kabul edilmektedir. Bununla birlikte çalışmalarının, özellikle bir gün uzak yıldızlara seyahat etmeyi uman bilim meraklıları için, hayal kırıklığı yaratan bir sonucu vardı. Bu, Evrende en yüksek hızın bir sınırı olması ile ilgili idi. Diğer bir deyişle elde ettiği sonuçlar bize ışık hızının aşılamayacağını söyledi.
Albert Einstein, 1905 yılında özel görelilik kuramını açıkladığında, zamanın göreceli bir kavram olduğu gerçeğiyle yüzleşmiş olduk. Ama kuramda öne çıkan bir şey daha vardı. Bu da ışığın hızının bu göreceli duruma dahil edilmeyen tek sabit değer olduğu idi.
Ünlü denklemi E = mc², bunu mükemmel bir şekilde anlatıyordu. E’nin enerji, m harfinin kütle, c harfinin ise ışık hızını temsil ettiği denklemde, kütle ve enerjinin birbirlerini değiştirebilecekleri görünüyor. Yani bir maddenin, sergilediği hıza bağlı olarak kütlesi de artacaktır.
Örneğin, ışık hızının yüzde 90’ına ulaşabilen bir insanın kütlesi sadece iki katına çıkar. Ama ışığın hızına ulaşmasına ramak kaldığı anda (%99,9’una ulaştığında) kütle artışı da çılgın bir ivmelenme hareketi göstererek ölçülebilir değerlerin çok ötesine geçer. ( Formülde ışık hızının karesi alındığını anımsayınız.) Hatta neredeyse sonsuza yaklaşacaktır. Bu noktadan sonra neredeyse sonsuz bir kütleye sahip olan bir cismin biraz daha hızlanması ve ışık hızını geçmesi asla mümkün değildir. Bunu başarmak için sonsuz enerji gerekir. Ancak ne yazık ki evrende sınırlı bir enerji vardır.
Işık Hızı İle Uzay Zaman Olgusunun İlişkisi
Işıktan hızlı gidememenizin nedenini anlamak için Einstein’ın teorisinden önemli bir fikir daha öğrenmemiz daha gerekiyor. Bu fikri belki de bir örnekle daha kolay açıklayabiliriz. Herhangi bir dünya haritasına bakın. Haritada bir konumu iki sayı olarak tanımlayabiliriz: enlem (kuzey/güney ) ve boylam (doğu/batı numarası). Uzay-zamanda, hemen hemen aynıdır. Daha fazla bilgi için bu yazımıza göz atabilirsiniz.
Yazının bundan sonrasını daha iyi anlamak için kendinizi büyük ve düz bir yolda hayal edin. Bu esnada altınızda yalnızca tek bir hızda diyelim ki 100 km/sa hızda gidebilecek şekilde gaz pedalının kilitli olduğu bir araba olsun. Şimdi direksiyona geçelim ve sürelim. 100 km hızla doğuya giderseniz, kuzey/güney yönünde hiç hareket etmezsiniz.
Benzer şekilde, kuzeye sabit hızda gidebilirsiniz, ancak o zaman doğuya/batı yönünde hiç hareket edemezsiniz. Ya da kuzeydoğuya 100 km hızla gitmeyi seçebilirsiniz. Böylece hem doğu hem de kuzey yönlerinde yaklaşık 69 km/sa hızla hareket edebilirsiniz. Sonucunda hangi yönde giderseniz gidin bu sabit hızdan daha hızlı hareket edemezsiniz.
Ve uzay-zamanda da durum aynıdır. Uzay-zaman yapısı homojen olduğundan ve evrenin hız sınırı da ışık hızıyla belirlenmiş olduğundan, ışık hızında hareket eden bir cismin, zamanda hareket edecek hızı kalmaz. Sonuçta ışığın kendisine dönüşür ve zaman kavramı tamamen yok olur.
Işıktan Daha Hızlı Gitmenin Olası Olduğu Durumlar da Vardır.
Her ne kadar ışık hızı kütlesi olan nesneler için sınırlayıcı olsa da kütlesi olmayan şeyler için bu durum geçerli olmayacaktır. Örneğin, Uzay boşluğu maddesel cisim içermez ve bu yüzden, tanım itibariyle kütlesizdir. Kuramsal astrofizikçi Michio Kaku, Big Think sitesinde şöyle söylüyor. “Hiçbir şey sadece uzay boşluğu veya boşluk olmadığından, hiçbir maddi nesne ışık engelini aşmadığı için, Evren ışık hızından daha hızlı şekilde genişleyebilir.”
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. Bu da çok kısa bir sürede büyük mesafeler kat ederek kozmik hız sınırını aşmamızı sağlar. Ancak bir sorunumuz var. Bu geçitleri açık tutmak için henüz keşfetmediğimiz egzotik bir tür maddeye ihtiyacımız var. Kısaca solucan delikleri şu noktada bir süre daha bilimkurgu ögesi olmak zorunda.
Ancak Warp sürücüsü, hiperuzay ve tanıdık bilimkurgudaki tüm ışıktan hızlı seçenekler henüz gerçek değil ya da en azından doğa kanunlarına dair en iyi anlayışımız tarafından bilinmiyor. Ancak unutmayalım. Bilim insanları daha önceleri de radyo dalgaları ve radyoaktivite gibi, bir zamanlar bilinmeyen şeyler keşfettiler. Yani, belki de gelecekte bir umut vardır.
Ancak bu yazıda da göreceğiniz gibi halen biraz daha beklememiz gerekiyor. Warp Motorunu Unutun! Anti-Maddenin Davranışı Sebebiyle Işıktan Hızlı Yolculuk Hayallerimiz Suya Düşmüş Gibi Görünüyor
İleri okumalar için. What’s the real reason you can’t go faster than the speed of light?. Yayınlanma tarihi: 17 Nisan 2022. Bağlantı: https://bigthink.com/
Size Bir Mesajımız Var!
Matematiksel, 2015 yılından beri yayında olan ve Türkiye’de matematiğe karşı duyulan önyargıyı azaltmak ve ilgiyi arttırmak amacıyla kurulmuş bir platformdur. Sitemizde, öncelikli olarak matematik ile ilgili yazılar yer almaktadır. Ancak bilimin bütünsel yapısı itibari ile diğer bilim dalları ile ilgili konular da ilerleyen yıllarda sitemize dahil edilmiştir. Bu sitenin tek kazancı sizlere göstermek zorunda kaldığımız reklamlardır. Yüksek okunurluk düzeyine sahip bir web sitesi barındırmak ne yazık ki günümüzde oldukça masraflıdır. Bu konuda bizi anlayacağınızı umuyoruz. Ayrıca yazımızı paylaşarak veya Patreon üzerinden ufak bir bağış yaparak da büyümemize destek olabilirsiniz. Matematik ile kalalım, bilim ile kalalım.
Matematiksel
