Işık Hızına Yaklaşabilseydik Ne Olurdu?

Çocukken Supermen’in mermiden hızlı gittiğini öğrenmek bizi büyülemeye yeterdi. Bir tabancadan çıkan merminin peşinde, savrulan pelerini ve tek yumruğu belinde bir Supermen görüntüsü zihnimizde yer etmişti. Supermen’in hızı merminin hızının yarısı ise, o zaman merminin Supermen’den uzaklaşma hızı da yere göre olan hızının yarısı olacaktı. Mermiden iki kat hızlı gidiyorsa, mermiye yetişip sonra da onu geçebilirdi. Başka bir deyişle, Supermen’in uçuş yetenekleri Newton’un hareket yasalarına uygundu. Yani, cisimlerin uzay ve zaman içindeki hareketi, hareketsiz sabit kabul edilen bir referans çerçevesine göre ölçülebilirdi.

1900’lerin başında bilim insanları Newton’un dünya görüşünü benimsemişlerdi. Sonra Albert Einstein adında Almanya doğumlu bir matematikçi ve fizikçi gelip her şeyi değiştirdi. 1905’te Einstein, Özel Görelilik kuramını anlattığı bir makale yayımladı. Bu makalede gerçekten tuhaf görüşler ileri sürmekteydi: Olası referans çerçeveleri içinde mutlak olarak kabul edilebilecek bir tanesi yoktu. Yani uzay ve zamanın sabit ve belirli bir başlangıç noktası olamazdı. Her şey, hatta zaman bile göreliydi, yani bakan kişinin bakış açısı neyse, evren ona göre şekil alıyordu. Bu kurama yol açan iki önemli gelişme olmuştu. Birinci gelişme, sabit hızla hareket eden tüm referans çerçeveleri için aynı fizik yasalarının geçerli olması gerektiğini söylüyordu. Yani evrenin yasaları bakış açısına göre değişemezdi. İkinci yasa, yaklaşık olarak saniyede üç yüz bin kilometre olan ışık hızının tüm referans çerçeveleri için aynı olduğunu söylüyordu. Yani ışık hızı evrensel bir sabitti ve farklı referans çerçeveleri, ışık hızını farklı değerlerde ölçemezdi. Bir diğer deyişle ışık hızının değeri, bakış açısına ve kaynağın hızına göre değişmemeliydi. Einstein’e göre, Supermen ışığı, ışık hızının yarısı hızla kovalasa bile, ışık yine de ondan ışık hızında uzaklaşırdı. Yani Supermen hangi hızla giderse gitsin, ışığın kendisinden hep aynı hızla (ışık hızıyla) uzaklaştığını görecekti.

isik hizi

Bu fikirler yanıltıcı bir basitliktedir, ama akıl almaz sonuçlara yol açarlar. Bunlardan biri Einstein’in yazdığı ünlü E = mc² denklemidir. Burada E enerji, m kütle ve c ise ışık hızını gösterir. Bu denklem bize madde ve enerjinin aynı şey olduğunu ve birbirlerine dönüşebileceklerini ifade eder. Bu eşdeğerlikten dolayı bir cismin hareket enerjisi arttıkça kütlesi de artar. Yani bir cismi daha hızlı gitmeye zorlarsanız, kütlesinin arttığını görürsünüz. Cisim ne kadar hızlı giderse, kütlesi de o kadar artar. Ancak bu etki ışık hızına yakın hızlarda belirgin hale gelir. Düşük hızlarda bu etki yine vardır, ama belirgin değildir.

Işık hızının yüzde onuyla hareket eden bir cismin kütlesi yüzde yarım oranında artar. (Saniyede otuz bin kilometre hızla giden yüz gramlık bir cismin kütlesi sadece yarım gram artar.) Ancak aynı cisim ışık hızının yüzde doksanı hızında hareket ediyorsa kütlesi iki katına çıkar.  Yani saniyede iki yüz yetmiş bin kilometre hızla giden yüz gramlık bir cismin kütlesi iki yüz gram olur. Cismin hızı ışık hızına çok yakınsa, kütle artışı da anormal boyutlara çıkar. Eğer cisim tam ışık hızında gidebilseydi kütlesi sonsuz olacaktı. Dolayısıyla da enerjisi de öyle. Yani bir cismi ışık hızına çıkarmak için ona sonsuz enerji vermeniz gerekir. Bu nedenle hiçbir cisim ışıktan daha hızlı hareket etmeye zorlanamaz.

Hemen Hemen Işık Hızında

Peki, hemen hemen ışık hızında gidebilseydik ne olurdu? Bu durumda çok ilginç şeyler yaşanırdı. Einstein’ın kuramının sonuçlarına göre, zaman gecikmesi denen bir şey gerçekleşirdi. Yani ışık hızına yakın hareket eden bir cisim için zaman yavaşlardı. Işık hızının yüzde doksanı oranında hareket eden bir roketteki yolcu için zaman yarı yarıya yavaşlardı. Böyle bir roketle yirmi dakika yolculuk eden biri için aslında sadece on dakika geçmiş olurdu. Geri döndüğünde saatinin on dakika geri kaldığını görmekten oldukça şaşırırdı, çünkü kendisi bu yavaşlamayı hissedemezdi.

Etrafınızdaki görüntü de oldukça çarpılırdı. Örneğin kısalım denen bir olguya şahit olurdunuz. Tüm görüş alanınız uzay geminizin ön tarafındaki tünel biçiminde oldukça dar bir pencere içine sığabilirdi. Bunun nedeni ışık parçacıkları olan fotonların, arkanızda olsalar bile sanki ileriden geliyormuş gibi görünmesidir. Bir de abartılı bir Doppler etkisi yaşardınız. Doppler etkisi yıldızlardan gelen ışık ışınlarının ön tarafta yığılarak cisimlerin renginin maviye kaymasına neden olur. Tıpkı halının üzerinde hareket eden bir cismin ön tarafında halının katlanması gibi, ışık dalgaları da hızla hareket eden cisimlerin ön tarafında sıkıştırır, bu da onların mavi görünmesine yol açar. Tam tersine, arka taraftaki yıldızların rengi de kırmızılaşacaktır. Ne kadar hızlı giderseniz bu etki o kadar artar. En sonunda yıldızlardan gelen tüm görünür ışık ön ve arka tarafta tayfın görünmeyen bölgesine kayacaktır. Ön tarafta morötesi, arka tarafta da kızılaltı bölgesine kayacak ve artık onları göremeyeceksiniz. Yani ışık hızına yaklaştıkça körleşirsiniz. Kısaca yıldızlar giderek mavileşip, sonra kararıp yok olacaklardır.

Elbette bir fotondan daha hızlı gitmeye kalkışırsanız günümüzün roket teknolojisinden çok daha fazlasına ihtiyacınız olacaktır. Belki de mavi don giyip kırmızı pelerin takmak o kadar da aşırı bir fikir değildir.

Kaynak

Yazar: Sinan İpek

Yazar, çizer, düşünür, öğrenir ve öğretmeye çalışır. Temel ilgi alanı Bilimkurgu yazarlığıdır. Bunun dışında Matematik, bilim, teknoloji, Astronomi, Fizik, Suluboya Resim, sanat, Edebiyat gibi konulara ilgisi vardır. Ara sıra sentezlediklerini yazı halinde evrene yollar. ODTÜ Matematik Bölümü mezunudur ve aşağıdaki başarılarıyla gurur duyar:TBD Bilimkurgu Öykü yarışmasında iki kez birincilik, 2. Engelliler Öykü yarışmasında birincilik, Ya Sonra Öykü Yarışması'nda finalist, Mimarlık Öyküleri Yarışması'nda finalist, 44. Antalya Altın Portakal Belgesel Film Yarışmasında finalist. Ithaki yayınları Pangea serisinin 5. üyesi "Beyin Kırıcı" adlı bir romanı var.

İlginizi Çekebilir

Astronomi ve Mitoloji #3: Merkür

Adını Roma tanrısı Mercurius’tan alan Merkür, hızla ve iletişimle ilgilidir. Helen ve Roma mitolojilerinde Merkür’le …

Bir Cevap Yazın

Bilimkurgu Kulübü sitesinden daha fazla şey keşfedin

Okumaya devam etmek ve tüm arşive erişim kazanmak için hemen abone olun.

Okumaya devam et