Bilimkurgu Kulübü Bu Sitede Gelecek Var!
Işık, evrendeki en hızlı şeydir. Peki ya ışık çok daha yavaş hareket etseydi ne olurdu? Baştan belirtelim, garip şeyler olurdu… Işığın boşluktaki hızı saniyede yaklaşık 300.000 kilometredir. Bu değer çok daha küçük olsaydı, insanlar bunu hemen fark ederdi. ETH Zürih’te (İsviçre’de bir teknoloji, bilim, matematik ve mühendislik üniversitesi) teknoloji danışmanı olan Gerd Kortemeyer ve arkadaşlarının yarattığı bilgisayar oyunundaki bu varsayımsal senaryoyu herkes deneyimleyebilir. Oyunda, çok daha yavaş bir ışık hızından dolayı değişen renklerin, parlaklığın ve hatta objelerin algılanan uzunluklarının değişiminin garip etkilerini gözlemleyebilirsiniz.
En hızlı halimizde bile ışığa kıyasla yavaş sayılırız. MIT Oyun Laboratuarı’ndan Philip Tan’e göre, “İnsanlığın ulaştığı en yüksek hız, ışık hızının %0,0037’si kadar ve bu hıza ulaşmak için bile bir çeşit uzay mekiğinde olmanız lazım.” Albert Einstein’ın Özel Görelilik Teorisi’ne göre, ışık hızında hareket edebilseydik zaman yavaşlar ve objelerin yanından geçerken onları kısalmış görürdük ve Doppler Etkisi, ışık için görünür olurdu. Aynı değişimler, insanların hızlanması yerine ışığın yavaşlaması durumunda da geçerli. Çünkü her halükarda ışık hızına yakın hızlarda gidiyor olurduk.
Kortemeyer ve arkadaşları, ışığın yavaşlaması sonucu dünyanın nasıl bir yer olacağını göstermek için bir bilgisayar oyunu tasarladı. 2012’de piyasaya sürülen A Slower Speed of Light (Daha Yavaş bir Işık Hızı) adlı oyunda oyuncunun kontrol ettiği karakter, plaj topuna benzer toplar topluyor ve her 100 top topladığında ışık hızı yavaşlıyor. Gerçekte ise ışık hızı bu oyunda olduğu gibi yavaşlamaz. Işığın boşluktaki hızı hiçbir zaman değişmez ve her gözlemci için sabittir. Işığın hızı sadece içinden geçtiği maddeye göre değişir, ancak bu değişim Özel Görelilik kanunlarını veya onları nasıl algıladığımızı değiştirmez. Eğer Özel Görelilik’i gözlemleyebilseydik renkler, zaman, mesafe ve parlaklıktaki değişimi algılayabilirdik. Bu özelliklerin hepsi de oyunda yer alıyor.
Işık hızına yaklaştıkça Doppler Etkisi algılanabilecek düzeye gelir. Bu konuyu daha iyi anlayabilmek için, ışığın hem bir parçacık hem de bir dalga gibi davrandığını unutmamak gerek. Dalga boyu; yani iki dalga tepesi arası alınan mesafe, her bir dalgaya karakter kazandıran şeydir. Bu da ışığın rengini belirler. Dalga boyu, ışık dalgasının frekansını da belirler; yani birim zamanda geçen dalga tepesi sayısını. Doppler Etkisine göre bir ışık kaynağına yaklaştıkça ışığın rengi spektrumun mavi ve mor ucuna doğru değişerek dalga boyu bize daha kısa görünür. Bir ışık kaynağından uzaklaştıkça ise ışığın rengi kırmızıya çalar. Kortemeyer bu durumu şöyle özetliyor: “Size yaklaşan cisim daha mavi; sizden uzaklaşan cisim ise daha kırmızı görünür.”
Özel Görelilik’in belki de en bilinen etkisi, ışık hızına yaklaşan insanlar için zamanın yavaşlamasıdır. Bu durumda ışık hızına yakın hızlarda hareket eden insanlar daha yavaş yaşlanır. Buna zaman genişlemesi denir. Philip Tan bu konuda şöyle diyor:
“Geliştirdiğimiz oyunda zaman genişlemesini teknik olarak deneyimlersiniz ama bunu karşılaştıracak bir şey olmazsa bir anlam ifade etmez. Oyun sırasında zaman genişlemesini fark etmek mümkün olmayabilir ancak oyunun sonunda oyuncular, bir duvar saati için geçen zamanın onlar için geçen zamandan daha fazla olduğunu açıklayan bir yazı görürler. Özel Görelilik’in diğer etkileri gibi zaman genişlemesi de oyun sırasında olur, çünkü oyundaki ana karakter ışık hızına yakın hareket ediyordur.“
Özel Görelilik’in bir diğer etkisi ise ışık hızına yakın hızlardaki cisimlerin – veya siz bu hızlarda giderken gözlemlediğiniz durağan cisimlerin – kısalmasıdır. Buna boy kısalması denir. “Ama bu etki karmaşıktır,” diyor Kortemeyer. “Işık hızına yaklaşan objeler durağan gözlemcilere göre boy kısalması yaşayabilir ancak Özel Görelilik’in zaman etkisine göre bu objeleri gözlemci aslında daha uzunmuş gibi algılar. Farz edelim ki size doğru bir bisiklet geliyor. Bisikletin ön farından çıkan ışık, arka fardan çıkan ışığa göre size gelene kadar daha az mesafe kateder. Sonuç olarak, bisikletin ön tarafını şimdiki zamana çok yakın bir zamandaki haliyle görürsünüz; bisikletin arka tarafını ise geçmiş zamandaki haliyle. Bütün bunlar bisikleti daha uzunmuş gibi algılamanıza yol açar.”
Bir başka deyişle; eğer ışık hızı çok daha yavaş olsaydı, ışık hızına yakın hareket eden objeler, durağan gözlemcilere daha uzun ve/veya eğrilmiş gibi görünürdü.
Yağmur yağarken yürüdüğünüz zaman ön tarafınızın arka tarafınıza göre daha çok ıslandığını fark etmişsinizdir. Yağmura doğru yürüdüğünüzde hareketsiz durmaya oranla daha çok yağmur damlası ile temas edersiniz; ama ön tarafınız arka tarafınızı bu ekstra damlalardan korur. Işık hızına yakın hızlarda hareket ederseniz de benzer şeyler olur. Bunun nedeni, ışığın foton denilen küçük ışık damlacıkları gibi hareket etmesidir. Oyunda bir objeye yaklaştıkça durduğunuz zamana göre daha parlak gözükmesinin sebebi de objenin yaydığı fotonların içine doğru yürümenizdir ve buna ışıldak etkisi denir.
Kortemeyer ve Tan, ışığın daha yavaş olduğu bir dünya düşleyen ilk kişiler değil. 1939 yılında fizikçi George Gamow, “Mr. Tompkins in Wonderland” (Mr. Tompkins Harikalar Diyarında) adlı resimli bir kitap yayımladı. Bu kitapta ana karakter, ışık hızının daha yavaş olduğu bir şehirde bisiklet sürerek rölativistik etkileri deneyimliyordu. Kortemeyer’e göre Einstein bu kitabı “gerçekten” beğenmişti. Peki ya Einstein bu oyunu görse ne düşünürdü? “Meraktan oynardı. Tarihçilerin dediğine göre Einstein, daha 16 yaşındayken bir ışık huzmesinde yolculuk edersek ne göreceğimizi sormuştu. Tabii ki bu imkansızdır ama oyunda ışık hızına çok yaklaşabilirsiniz,” diyor Kortemeyer ve ekliyor: “Bence başı dönene kadar oynardı, çoğu fizikçinin içinde bir oyun canavarı gizli.”
