Fiziköğretmeni-Mayıs 2008 Sayı:27

 Işığın hızı sanıldığı gibi sabit değildir, uzayda bazı yerlerde, ışık boşluktakinden daha yavaş hıza sahiptir. Kütlesel çekim ışığı eğip kavisleştirebilir. Aşağıdaki şekle bakılırsa bükülmüş ışık huzmesinin alt tarafının uzunluğu üst tarafından kısadır. Bu çizim, bir kütle tarafından bükülen ışık demetinin aldığı şekli göstermektedir.

Eğer ışık huzmesi fenerden aynı vakitte çıkıp yine aynı vakitte uzaktaki ekranı aydınlatıyorsa, alt tarafın hızı üst taraftan daha yavaş olması gerekmektedir. Yani KL yayı MN yayından daha kısadır. Einstein ışığın bu davranışını açıkladığında karşıtları bayram ettiler. Politik nedenlerden ve kendisini anlamayan bilim adamlarından dolayı Einstein’ın teorisi o dönemde çok saldırılara uğramaktaydı. İlk başta ışığın bütün referans sistemlerine göre hızının aynı olduğunu söyleyen ve bütün dikkatleri üzerine toplayan Einstein, şimdi ışığın hızının değişebileceğini söylüyordu. Bu karşıtları için iyi bir malzeme oldu.

Einstein buna şu açıklamayı getirdi: Uzayın bazı kısımları için özel rölativite teorisi geçerlidir ki bunlar çekimin olmadığı ya da ihmal edilebileceği yerlerdir. Fakat uzayda kütlesel çekim vardır ve bunu gözardı edemeyiz bu durumda daha karışık bir teori olan genel rölativite teorisi bize açıklık getirmektedir. Genel rölativite teorisinde ışığın hızı sabit değildir, ışık dünyaya ya da başka büyük kütlelere yaklaştığında hızı yavaşlamaktadır. Onun için şekilde ki ışık hüzmesinde alt tarafın hızı üste göre daha yavaştır çünkü alt taraf dünyaya daha yakındır.

İki cismin birbirlerine göre bağıl hızları hiç bir zaman ışık hızına eşit olamaz ve ışık hızını aşamaz. Örneğin birbirlerine dağru 0.5c ve 0.7c (c ışık hızı) hızlarla yaklaşan A ve B taşıtlarının birbirlerine göre hızları 1.2c olamaz, her zaman c’den küçük olur.

Uzayda bazı yerlerde siz hareketsiz olsanız dahi zaman yavaş akar. Zamanın yavaş akmasını sağlayan kütle çekimidir. Çekimi ortaya çıkaran kütle olduğu gibi zamanı da yavaşlatan kütledir. Böylece uzayda zaman, kütlelerin yakınında uzaktakinden daha yavaş akar. Yani başınız ayaklarınızdan daha hızlı yaşar. Zaman ne kadar yavaşlayabilir? Eğer yeterince kütleye sahip olsaydınız size göre zaman akmayacaktı. Eğer zaman yavaş akarsa her şey yavaş akar hatta ışık bile. Böylece siz zamanın hızını yavaşlatarak, ışığın hızını değiştirmeden yavaş (az mesafe) gitmesini sağlayabilirsiniz. Yeterince bir kütleniz olsa, zaman ve ışığı durdurabilirsiniz ve ışık sizden kurtulamaz, o zaman siz bir karadeliksiniz.

Süper pillerle çalışan bir motorsiklet ve bir tramvay ışık hızına yakın bir hıza ulaştırılsalar, bunlardan sadece tramvayın kütlesi artar. Birçok kişi, cisimlerin hızı artıkça kütleleri de artarak, cisim ışık hızına ulaşınca, sonsuz olur şeklinde rölativitede yanlış bir kavrama sahiptirler. Bir cismin kütlesi hız eklendiğinde değil ona enerji verildiğinde artar. Tramvay enerjisini kendisinden değil enerji santranlinden almaktadır, motorsiklet ise enerjisini beraberindeki pillerinden almaktadır. Tramvaya yeni enerji eklendiği halde motorsiklete enerji eklenmemektedir. Böylece tramvayın kütlesi hızıyla birlikte arttığı halde motorsikletin kütlesi, hız artmasına rağmen sabit kalmaktadır. Demek ki hızlanan bütün cisimlerin kütlesi hız sonsuz olunca sonsuza gitmez. Her şeyden önce ışık, ışık hızında hareket ettiği halde kütlesi sonsuz değildir.

Eğer yerinizde oturursanız iki öğlen yemeğiniz arasında geçecek zaman 24 saattir. Eğer iki öğlen yemeği arasında hızlı bir seyahate çıkarsanız, beraberinizdeki saat 24 saatten daha az bir vaktin geçtiğini gösterecektir. Buradaki esas olay iki öğlen yemeği arasında belli bir zaman yoktur, belli bir uzay-zaman vardır. Eğer yerinizde oturur ve hareket etmezseniz iki öğlen yemeğiniz sadece zaman ile ayrılmış olur. Eğer hareket ederseniz aralarına uzay da koymuş olursunuz. Şimdi, iki öğlen yemeğiniz arasındaki uzay-zaman sabit kalmak şartı ile aralarındaki uzay artarsa o zaman aralarındaki zaman azalır. Eğer ışık hızındaki uzay aracınıza binip bir gezintiye çıkıp öğlen yemeği için geri dönerseniz, saatiniz sıfır zamanın geçtiğini gösterecektir ama annenizin yeni bir öğlen yemeğini hazırladığını da göreceksiniz. Kısaca anneniz dünkü ve bu günkü öğlen yemeklerini ayrı ayrı yerken siz ikisini de aynı anda yiyeceksiniz.

Madde çok düşük ve çok yüksek sıcaklıklarda beklenmedik davranışlarda bulunduğu gibi çok yüksek hızlarda da olağan dışı davranmaktadır.

Link to Trackback | Link to RSS Feed for comments on this post