Bilimde Işık Hızı Neden Önemlidir?

Fizikçiler, nötrino adı verilen atom altı parçacıklarının ışık hızından daha hızlı hareket ettiÄŸini tespit ettiklerinde, bu, Albert Einstein’ın 1905 yılında öne sürdüğü özel görelilik kuramı tarafından belirlenen kozmik hız sınırının bir istisnası olarak görünüyordu. Einstein’ın teorisi, hareketin göreliliÄŸini, özellikle ışık hızında veya bu hıza yakın hareket eden herhangi bir ÅŸeyin hareketini tanımlar. O dönemde insanlar, ışık dalgalarının ses dalgaları, okyanus dalgaları veya ÅŸok dalgaları gibi bir ortamda yol alması gerektiÄŸine inanıyorlardı. Ancak ışık dalgalarının evreni kaplayan, havadan daha az somut olan bir madde olan eter adı verilen bir maddeden geçtiÄŸine inanıyorlardı.

Bilim adamları, fizik yasalarının duraÄŸan bir nesne için etere göre farklı olacağını ve fizik profesörü Peter Galison’a göre uygun deneylerle neyin gerçekten duraÄŸan olduÄŸunu anlamanın mümkün olacağını varsaydılar.

Fiziğin özellikleri herkes için ister bisiklete binsin, ister parkta bir bankta otursun aynı. Ancak özel görelilik ivme için geçerli değildir. Einstein bunu daha sonra genel görelilik kuramında ele alacaktı.

Özel görelilik, aynı zamanda, bir boÅŸlukta ışık hızını   saniyede  300 milyon metre  özel bir statü veren ikinci bir varsayıma dayanmaktadır. Galison, Einstein’ın, gözlemcinin hızı ne olursa olsun ışığın her gözlemci için her zaman aynı hızda hareket ettiÄŸini varsaydığını açıkladı. Yani, yeterince hızlı bir arabanız varsa, teorik olarak, bir kurÅŸunu yakalayabilirsiniz. Ancak, ister ona doÄŸru ister ondan uzaklaşın, bir ışık atımına asla yetiÅŸemez, hatta hızını azaltamazsınız.

Nihai hız sınırı

Einstein’ın teorisine göre, ışık hızı bir tür nihai hız sınırıdır. Aslında, teoriye göre kütlesi olan nesneler, ister arabalar ister nötrinolar olsun, ışık hızına ulaÅŸamazlar çünkü bunun için sonsuz enerjiye ihtiyaçları vardır.

Bazı deneylerin ışık hızıyla oynadığı görüldü, ancak Galison’a göre bu etkiler yanıltıcı. SoÄŸutulmuÅŸ sodyum gazı gibi farklı ortamlardan geçen ışık önemli ölçüde yavaÅŸlar, ancak bunun nedeni, ışığın ortam içindeki atomlar arasında yansımasıdır. Ancak atomlarla etkileÅŸimler arasında, hala saniyede  300 milyon metre hızla hareket eder.

Galison, ışığı saniyede 300 milyon metre ötesine itmenin mümkün olduğu iddialarının da aynı derecede yanıltıcı olduğunu söyledi.

Galison nedenini açıklamak için bir varsayım kullanıyor. Ayın yüzeyine bir lazer iÅŸaretçi tutarsanız ve yüzeyi taramak için bileÄŸinizi sallarsanız, bu, parlak noktanın ayın yüzeyini ışık hızından daha hızlı geçtiÄŸi anlamına gelmez mi? Hayır, çünkü aslında hiçbir ÅŸey ayın yüzeyinden geçmiyor – nokta gerçek bir nesne deÄŸil, sadece yüzeye çarpan lazer ışınındaki bir dizi foton.

Galison, “100 yıldır insanlar, ‘Işık hızını aÅŸmanın bu yolu yok mu?’ demeye çalışmak için bu ve daha karmaşık paradoksları kullandılar.” dedi. “Genellikle hızlanan hareketi, gerçekten bir nesne olmayan bir ÅŸeyi” – lazer iÅŸaretçinin parlak noktası gibi – “veya sonsuz enerjiyi” içeriyorlar. BaÅŸka bir deyiÅŸle, hile yapıyorlar.

Laboratuvarda araÅŸtırmacılar, ışığın dalga tepelerinin uzayda yayılma hızını ayarlayarak ışığın hız sınırından daha hızlı gönderildiÄŸi izlenimini yaratabilirler . Ancak bu, gerçek elektromanyetik bilginin hareket ettiÄŸi hızı artırmaz – bu, dalganın genliÄŸinin genel ÅŸekli tarafından iletilir.