Işık hızı ve ışık hızının aşımının mümkün olup olmadığı merak ediliyor. Ancak günümüzde hala Einstein’ın görelilik kuramı geçerliliğini koruyor ve dolayısı ile ulaşabileceğimiz maksimum hız ortada ve bu hız, ışık hızından fazla değil. Ancak yine de ışık hızı geçilebilir mi sorusunun yanıtının bulunabilmesi için bilim insanları tarafından araştırma ve çalışmalar yapılmaya devam ediliyor. Kesin olarak söylememiz gerekir ki; günümüz koşullarında ulaşabileceğimiz maksimum hız belli ve bu, ışık hızında fazla değil. İşte ışık hızı ve ışık hızından daha hızlı olabilmenin, daha hızlı bilgi aktarabilmenin koşulları hakkında merak edilenler…
Işık Hızı Çalışmalarının Tarihsel Süreci
M.S. 1.yüzyılda İskenderiyeli Heron tarafından ışığın sonsuz bir hızda yol alması gerektiği, aksi durumda gözlerin açıldığı zaman yıldızların görülemeyeceği düşüncesi ortaya atılmıştı. Bu düşünce, etrafın gözlerimizden saçılan ışık huzmeleriyle gördüğümüze dayanan, yanlış olan bir varsayıma dayalıydı. Ancak bilim insanları, görmenin farklı bir şekilde işlediğinin farkına vardı. Yine de birçok kişi tarafından ışığın anında yol aldığı farz edildi.
1676 yılı geldiğinde Danimarkalı bir gökbilimci olan Ole Romer tarafından Jüpiter’in ayı olan Io’nun yörüngesinde bir tur tamamlanması için gerekli olan süre ile Dünya’nın Jüpiter’e veya Jüpiter’den uzağa hareket etmesi arasındaki ilişki keşfedildi. Bu durumun da nedeni olarak; ışığın farklı mesafeleri kat etmesinin zaman gerektirdiği ile ilgili olduğu Ole Romer tarafından düşünüldü. Romer’in yaptığı hesaplamada ışık hızı 220.000 km/sn olarak ortaya kondu. Zaman içerisinde de yani yaklaşık 300 yıl içinde bu değer daha da hassas olarak hesaplandı ve ışık hızı 299.792,458 km/sn şeklinde güncellendi.
Dalgalar ve Parçacıklar
Işık ve ışık hızı tam olarak ne anlama geliyor? Kimi zaman foton ismindeki parçacıkların akışı gibi, kimi zaman da sürekli olan bir dalga gibi davranmakta olan bir enerji formu olarak ışık karşımıza çıkıyor. Cambridge Üniversitesi Uygulamalı Matematik ve Kuramsal Fizik Bölümü Profesörü John Barrow, ışığı aynı bir suça benzetiyor.
Fakat bu hız yalnızca ışığın yol kat edebileceği en yüksek hız olmakla da kalmıyor. Bu, bilgi dahil olmak üzere her şeyin ulaşabileceği maksimum hız. Söz konusu bu evrensel hız sınırı, Einstain’ın özel görelilik kuramının da kaçılmaz bir sonucu. Çünkü Einstein, fizik kurallarının herkes için geçerli olmasının şartının, ışığın boşluktaki hızının sürekli olarak sabit kalması olduğunu ifade etmişti. Üstelik kimin nerede olduğu ve ne kadar hızla yol aldığı da fark etmiyor.
Işık hızının yarısı kadar bir hızda giden aracın farları açıldığında, ışık huzmesi, ışık hızı ile sizden kaçıyormuş gibi görünür. Ancak sizden farklı olarak sabit olan başka bir gözlemci, farınızın ışığının da aynı yolu aldığını fark eder.
Işık Hızı Nedir?
Işık hızına hangi kertede olunursa olsun, yaklaşıldığı zaman hızlar toplanarak o kadar az ekstra sürat elde edilebiliyor. Sonuç olarak da; hızı artırmanın nihai sürati değiştirmediğinden bir matematiksel sınıra varılmış oluyor. İşte buna ışık hızı deniyor.
Bir Cismin Işık Hızına İvmelenmesi için Sonsuz Enerji Gerekiyor
Özel görelilik kuramına göre; bir cismin ışık hızına ivmelendirilebilmesi için sonsuz enerjiye ihtiyaç duyuluyor. Bir başka anlatımla; ışık hızında gitmeyen bir şeyin, ışık hızına ulaşması şu noktada imkânsız.
Söz konusu bu hız sınırı, günümüzde bilgi aktarımı için de geçerliliğini koruyor. Çünkü bilgi aktarımı için de sürekli olarak fiziksel bir şeyin hareket etmesi gerekiyor. Ay kadar uzak bir cisme, bir lazer işaretçisi doğrultulduğunda ve bilek hızla oynatıldığında, nokta Ay’ın yüzeyinde ışıktan da hızlı hareket edebilecek diye düşünebilirsiniz. Ancak gerçekte bunun olabilmesi mümkün değil. Çünkü fotonların da Dünya’dan Ay’a ışık hızı ile yol alması gerekli. Bu nedenle böyle bir deney yapıldığında görülecektir ki; nokta yaklaşık olarak 1,5 saniye gecikmeli olarak hareket edecek. Kısacası; Einstein’ın kanunları hala geçerliliğini koruyor.
Günümüzde fizikçiler, ışık hızı ile ilgili ve ışık hızını aşmanın yollarını aşmak ile ilgili çalışma yapmaktan vazgeçmiş değil. Ama Einstein tarafından ortaya konan görelilik kuramı hala güncelliğini, gerçekliğini koruyor ve defalarca kez ispatlanmış durumda. Kısacası, yapılan tüm araştırma ve çalışmaların sonucunda anlaşılıyor ki; henüz şimdilik gidebileceğimiz maksimum hız saniyede 299.792,58 kilometre. Sonuç olarak bu; ışık hızı saatte kaç km sorusunun yanıtı olarak karşımıza çıkıyor.
Işık Hızı Geçilebilir mi?
Işık hızı ile ilgili olarak en merak edilen sorular arasına ışık hızı geçilebilir mi sorusu yer alıyor. Bu aynı zamanda hız sınırı aşılabilir mi sorusuyla aynı anlama geliyor. Günümüzde de Einstein’ın görelilik kuramı geçerliliğini hala koruyor fakat bazı şeylerin Einstein’ın kanunlarını esnettiği bir gerçek. İşte hız sınırını aşabilmenin, ışık hızından daha hızlı olabilmenin beş farklı yolu…
1 – Büyük Patlama
Büyük Patlama sonrasındaki ilk pikosaniyenin bin milyarda 1’i kadar süre içinde evrenin çapı, 1075 kat büyüme gösterdi. Bu durum, ışık hızından çok ama çok çok daha fazla. Ancak bu durumda evrenin içindeki nesneler birbirinden uzaklaşmadı. Bunun yerine evrenin kendisi genişledi.
2 – Kuantum Dolanıklığı
Dolanık parçacıklar adeta ikiz gibi. Bu nedenle de birbirlerinin kuantum durumlarında yaşanan değişiklik, aralarındaki mesafe ne kadar olursa olsun diğerini de değiştiriyor. Ancak her bir parçacığın kuantum durumlarının önceden bilinmesi gerekliliğinden dolayı bu yöntemi bilgi iletiminde kullanmak şu an pek mümkün değil.
3 – Takyonlar
Einstein’ın özel görelilik kuramı, ışık hızındaki parçacıkların varlığı konusunda karşı çıkmıyor ancak daha yavaş gitmekte olan cisimlerin bu bariyeri aşamayacağını net olarak söylüyor. Takyonlar da zaten ışık hızı ile yol alan varsayımsal parçacıklar olarak karşımıza çıkıyor. Ancak Kuantum mekaniğinde, bunların doğası gereği kararsız olacağı ve bozulacağı öngörülüyor. Kısacası; bu düşünceye göre ışık hızı geçilebilir mi sorusunun yanıtı; negatife çok yakın ve bu varsayımdan ibaret.
4 – Uzay Zaman Bozulması
Fizikçi Miguel Alcubierre, kavisli uzay baloncuğu ile sarmalanmış olan bir uzay gemisinin, özel görelilik kuramını çiğnemeden ışık hızından daha hızlı yol alabileceğini öne sürüyor. Ancak baloncuk için kullanılması gereken madde negatif enerjili olmalı. Anlaşılacağı üzere bu yöntemle ışık hızından daha hızlı olmak hiç mümkün değil. Bu yöntem, ışık hızı geçilebilir mi sorusuna verilen bir yanıt olsa da oldukça ama oldukça imkânsız.
5 – Nötrinolar
İsviçre’deki CERN ve İtalya’da bulunan Gran Sasso Ulusal Laboratuvarı 2011 yılında, ışıktan hızlı hareket edebilen nötrinolar tespit etti. Ancak daha sonra da bunun bağlantıları doğru yapılmamış olan aygıtlardan dolay yaşandığı ve de ölçümlerin de yanlış etkilendiği ortaya çıktı.