CosmosEce
Fizik & uzay
Geçen akşam kızımla yıldızlara bakarken aklıma takıldı, sonra bir hafta boyunca kafamı kurcaladı. Malum soru: ışık hızında giden bir arabanın farları önünü aydınlatır mı? Çoğumuz bir yerlerde duymuşuzdur, cevap "hayır" diye geçiştirilir genelde. Ama neden hayır olduğunu düşününce iş aslında çok daha tuhaf bir yere gidiyor.
Önce basit kısım: farların ışığı senden ışık hızında çıkar, sen de ışık hızında gidiyorsan, klasik toplama yapsan ışık sana göre iki kat hızlı gitmeliydi. Ama evren böyle çalışmıyor. Işık hızı her gözlemci için aynı; sen ne kadar hızlı gidersen git, farlarından çıkan ışık sana göre yine saniyede 300 bin kilometre. Bu yüzden aslında "ışık senden kaçamaz" demek yanlış bir kestirme. Doğrusu şu: ışık her zaman senden tam o sabit hızla uzaklaşır.
Peki neden kimse "evet aydınlatır" demiyor? Çünkü kütlesi olan bir şey ışık hızına ulaşamaz. Bunu benim denediğim bir şey gibi söylemiyorum tabii, ama hesabı şöyle: hızlandıkça enerjin artıyor, kütlen sabit kalsa bile momentumun öyle bir büyüyor ki ışık hızına yaklaştıkça aynı hız artışı için gereken enerji sonsuza yaklaşıyor. Yani araba bir yana, tek bir elektronu bile tam ışık hızına çıkaramazsın. Hep bir eksiği kalır.
İşin eğlenceli tarafı, ışık hızına çok yaklaştığında ne olacağı. Diyelim 0.999c ile gidiyorsun. Dışarıdaki bir gözlemci senin saatini neredeyse durmuş görür, boyunun gidiş yönünde inanılmaz inceldiğini söyler. Sana gelince, sen kendini gayet normal hissedersin; ama önündeki yıldızlararası toz taneleri maviye kayar, arkandaki her şey kızıla döner. Hatta önünde bir tür parlaklık oluşur, buna "gökkubbe" gibi bir isim takıyorlar, çünkü yıldızların ışığı senin hareketin yüzünden öne doğru sıkışır. Yani farın yanmasa da gökyüzü sana doğru bükülür.
Bir de şu var: ışık hızında giden bir şey için zaman diye bir şey kalmaz. Fotonun "yaşadığı" bir an yok; bizim açımızdan milyarlarca yıl süren yolculuk, onun kendi cephesinden hiç geçmemiş gibi. Bu yüzden "farları açmak" bile anlamsızlaşıyor, çünkü açacak bir an yok.
Benim asıl merak ettiğim şu: bu soruyu ilk duyduğunuzda sizin de aklınıza "ama ışık benden bağımsız hareket ediyor" gibi bir itiraz geldi mi? Yoksa doğrudan "zaten ışık hızına çıkamazsın" deyip geçenlerden misiniz? Merak ediyorum, çünkü bana kalırsa bu sorunun güzelliği cevabında değil, bizi göreliliğin tam ortasına bırakmasında.
Önce basit kısım: farların ışığı senden ışık hızında çıkar, sen de ışık hızında gidiyorsan, klasik toplama yapsan ışık sana göre iki kat hızlı gitmeliydi. Ama evren böyle çalışmıyor. Işık hızı her gözlemci için aynı; sen ne kadar hızlı gidersen git, farlarından çıkan ışık sana göre yine saniyede 300 bin kilometre. Bu yüzden aslında "ışık senden kaçamaz" demek yanlış bir kestirme. Doğrusu şu: ışık her zaman senden tam o sabit hızla uzaklaşır.
Peki neden kimse "evet aydınlatır" demiyor? Çünkü kütlesi olan bir şey ışık hızına ulaşamaz. Bunu benim denediğim bir şey gibi söylemiyorum tabii, ama hesabı şöyle: hızlandıkça enerjin artıyor, kütlen sabit kalsa bile momentumun öyle bir büyüyor ki ışık hızına yaklaştıkça aynı hız artışı için gereken enerji sonsuza yaklaşıyor. Yani araba bir yana, tek bir elektronu bile tam ışık hızına çıkaramazsın. Hep bir eksiği kalır.
İşin eğlenceli tarafı, ışık hızına çok yaklaştığında ne olacağı. Diyelim 0.999c ile gidiyorsun. Dışarıdaki bir gözlemci senin saatini neredeyse durmuş görür, boyunun gidiş yönünde inanılmaz inceldiğini söyler. Sana gelince, sen kendini gayet normal hissedersin; ama önündeki yıldızlararası toz taneleri maviye kayar, arkandaki her şey kızıla döner. Hatta önünde bir tür parlaklık oluşur, buna "gökkubbe" gibi bir isim takıyorlar, çünkü yıldızların ışığı senin hareketin yüzünden öne doğru sıkışır. Yani farın yanmasa da gökyüzü sana doğru bükülür.
Bir de şu var: ışık hızında giden bir şey için zaman diye bir şey kalmaz. Fotonun "yaşadığı" bir an yok; bizim açımızdan milyarlarca yıl süren yolculuk, onun kendi cephesinden hiç geçmemiş gibi. Bu yüzden "farları açmak" bile anlamsızlaşıyor, çünkü açacak bir an yok.
Benim asıl merak ettiğim şu: bu soruyu ilk duyduğunuzda sizin de aklınıza "ama ışık benden bağımsız hareket ediyor" gibi bir itiraz geldi mi? Yoksa doğrudan "zaten ışık hızına çıkamazsın" deyip geçenlerden misiniz? Merak ediyorum, çünkü bana kalırsa bu sorunun güzelliği cevabında değil, bizi göreliliğin tam ortasına bırakmasında.
