Fizikçiler, nötrino adı verilen atom altı parçacıklarının ışık hızından daha hızlı hareket ettiğini 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 göreliliğini, özellikle ışık hızında veya bu hıza yakın hareket eden herhangi bir şeyin hareketini tanımlar. O dönemde insanlar, ışık dalgalarının ses dalgaları, okyanus dalgaları veya şok dalgaları gibi bir ortamda yol alması gerektiğine inanıyorlardı. Ancak ışık dalgalarının evreni kaplayan, havadan daha az somut olan bir madde olan eter adı verilen bir maddeden geçtiğine inanıyorlardı.
Bilim adamları, fizik yasalarının durağan bir nesne için etere göre farklı olacağını ve fizik profesörü Peter Galison’a göre uygun deneylerle neyin gerçekten durağan olduğunu 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 boşlukta 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 ettiğini varsaydığını açıkladı. Yani, yeterince hızlı bir arabanız varsa, teorik olarak, bir kurşunu yakalayabilirsiniz. Ancak, ister ona doğru ister ondan uzaklaşın, bir ışık atımına asla yetişemez, 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 ulaşamazlar çünkü bunun için sonsuz enerjiye ihtiyaçları vardır.
Bazı deneylerin ışık hızıyla oynadığı görüldü, ancak Galison’a göre bu etkiler yanıltıcı. Soğutulmuş sodyum gazı gibi farklı ortamlardan geçen ışık önemli ölçüde yavaşlar, ancak bunun nedeni, ışığın ortam içindeki atomlar arasında yansımasıdır. Ancak atomlarla etkileşimler 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 işaretçi tutarsanız ve yüzeyi taramak için bileğinizi sallarsanız, bu, parlak noktanın ayın yüzeyini ışık hızından daha hızlı geçtiği anlamına gelmez mi? Hayır, çünkü aslında hiçbir şey ayın yüzeyinden geçmiyor – nokta gerçek bir nesne değil, sadece yüzeye çarpan lazer ışınındaki bir dizi foton.
Galison, “100 yıldır insanlar, ‘Işık hızını aşmanın bu yolu yok mu?’ demeye çalışmak için bu ve daha karmaşık paradoksları kullandılar.” dedi. “Genellikle hızlanan hareketi, gerçekten bir nesne olmayan bir şeyi” – lazer işaretçinin parlak noktası gibi – “veya sonsuz enerjiyi” içeriyorlar. Başka bir deyişle, hile yapıyorlar.
Laboratuvarda araştırmacılar, ışığın dalga tepelerinin uzayda yayılma hızını ayarlayarak ışığın hız sınırından daha hızlı gönderildiği izlenimini yaratabilirler . Ancak bu, gerçek elektromanyetik bilginin hareket ettiği hızı artırmaz – bu, dalganın genliğinin genel şekli tarafından iletilir.