Işık Nasıl Yayılır? Işık Hızına Ulaşılınabilir Mi?

IŞIK NASIL YAYILIR?

Işık kaynaklarından yayılan ışınlar homojen ortam içerisinde doğru boyunca ilerler. Işığın ilerlemesi için ortama ihtiyaç yoktur. Işık homojen saydam ortam içerisinde sabit hızla yayılır ve ışık hızı ortama göre değişir. Işığın boşlukta yayılma hızı yaklaşık olarak c=3.108m/s ve ışık ışınlarının bir yılda gittikleri 9,46.1012km uzaklığa bir ışık yılı denir.

Güneş ve yıldızlar o kadar bildik cisimlerdir ki, onlarla aramızda çok büyük ve hemen hemen bomboş bir uzay bulunduğu pek seyrek aklımıza gelir. Bununla beraber, güneşin dünyadan 1,5 X 1011 m uzaklıkta bulunduğunu, en yakın yıldızın güneşten 300.000 defa daha uzakta olduğunu biliriz. Anlaşılması bile güç gelen, son derece büyük uzaklıklarda sayısız yıldızlar görülmüştür. Bu uçsuz bucaksız evren hakkındaki bilgilerimizin hepsini ışık demetleri sayesinde öğrendik. O halde, ışığın pek uzaklara gidebileceği ve boş uzaydan serbestçe geçebileceği düşüncesi doğru olmalıdır.

Güneşin düşürdüğü gölgeleri, güneşi bildiğimiz kadar yakından biliriz. Gölgeleri inceleyerek ışık hakkında neler öğrenebiliriz? Güneşli bir günde yürür ya da koşarken, gölgemiz bizimle aynı hızda hareket eder. Bu basit gözlem bize ışığın koşabileceğimizden çok daha hızlı yayıldığını gösterir; Işık çok hızlı yayılmasıydı başımızın gölgesi, ışığın başımızdan yere ulaşması için geçen zaman içinde koşarak alacağımız yol kadar geri kalırdı.

 Işık kaynağından çıkan ışınlar aynı ortamda bir doğru boyunca yayılır.

Bir el fenerinden yayılan ışık, fenerdeki lambanın bir noktasından değil her noktasından yayılan ışınların bir araya gelerek oluşturduğu ışın demetlerinden oluşur. Bu ışın demetlerini kâğıt üzerinde gösterirken basit ışın çizimlerinden yararlanılır. Bunun için ışığın yayılma doğrultusuna göre ışınlar çizilir, koyulan okun yönü ise ışığın yayılma yönünü gösterir. Bir el fenerinden yayılan ışınlar basit ışın çizimleriyle aşağıdaki gibi gösterilebilir. Benzer şekilde, odamızı aydınlatan lambalardan ve bir uçağın farlarından çıkan ışıklar da basit ışın çizimleriyle gösterilebilir.

Işık HIZI

Işığı oluşturan foton isimli parçacığın bir kütlesi yoktur. Kendisi için zamanın durduğu saniyede 299.792.458 m/s hıza ulaşır.

 Özel Görelilik:

Özel görelilik kuramı sezgisel olarak anlayamadığımız anca deneysel olarak kanıtlanmış bir kavramdır. Bunu basit bir örnekle açıklayalım. Örneğin bir A aracı düşünelim 100 km/saat hızla gidiyor olsun. Onun arkasından 20 km/saat hızla gelen B aracı düşünelim. B aracından bakan gözlemciye sanki hareket etmiyormuş gibi hissedecek A aracını 80 km/saat hızla gidiyormuş gibi görecektir. Dünyanın dönüş hızı 16.744 km/saat olmasına rağmen biz dünyayı durmuş gibi hissediyoruz. Yani ışık hızı haricinde hiçbir hız gerçek değildir ölçülen tüm hızlar farklı referans noktalarındaki gözlemcilere göre ölçülen hızlar. Aslında kısaca Işık hızını geçersek zamanda atlarız, uçarız, kaçarız hatta yolculuk yaparız.

Albert Einstein’a göre Işık Hızının Sınırı

Bir cismin hızı ışık hızına yaklaştıkça o cismin kütlesi sonsuza yaklaşır. Böylelikle, ışık hızına sahip bir kütleli cismi hızlandırmak için sonsuz bir dış kuvvet uygulamak gerekirdi. Bu nedenle ışık (fotonlar) ve kütleye sahip olmayan herhangi bir şey, ışık hızında hareket edebilir. Fakat kütlesi olan bir cismin hızı ışık hızına ulaşamaz. En iyi ihtimalle bir cismin hızı en fazla ışık hızına yaklaşabilir. Vakumda hiçbir şey ışık hızından daha fazla bir hıza sahip olamaz. Vakumdaki ışığın hızı evrendeki en üst hız sınırıdır.

Bu muazzam hız sayesinde güneşin ışığı dünyamıza 8 dakikada ulaşır. İnsanoğlunun yaptığı hiçbir araç bu hıza ulaşmayı bırakın, yaklaşamaz.

Yaklaşık Olarak 3.00×10⁸ m/s

KENDİ DÜŞÜNCEM

Evrendeki her parçacık, “Higgs Alanı” denilen bir alan içerisinde hareket eder. Fotonlar bu alanla etkileşmedikleri için, onların hızını kesecek herhangi bir unsur yoktur. Yani hiçbir engele takılmaksızın, kütlesiz bir şekilde uzayda hareket ederler. Dolayısıyla tek sınırları, hali hazırda var olan sabit hızları gibi gözükmektedir. Bu hız fotonun, dolayısıyla herhangi bir diğer parçacığın da çıkabileceği maksimum hızdır. Çünkü kütlesiz olup, hiçbir kütle kazandırıcı alanla etkileşmeden gidip de, daha yüksek bir hıza çıkmanız bu evren şartlarında mümkün değildir; mümkün olsaydı, fotonlar o hıza çıkabilirlerdi. Yani mümkün olsaydı bile fotonlardan yani ışık hızından daha üst bir şey olamazdı. Çünkü,

Kütlesizden daha kütlesiz bir yapı var olamaz;

dolayısıyla fotondan daha “hafif” olup da, daha hızlı gitmesini hayal edebileceğimiz bir parçacık var olamaz. Evren bu hızla sınırlanmıştır. Ayrıca bence Özel Görelilik kavramı Einstein’ın doğru bir kuramıdır. Bu kuramdan gider isek zaten ışık hızından daha hızlı bir şey olmadığının ve olamayacağının da farkına varırız. Fakat eğer Işık Hızından daha hızlı bir şey olsaydı bence “Solucan Deliği” yöntemi ile zamanda yolculuk yapılabilirdi.

 Özel Görelilik Kuramı Öngörüleri

• Eğer cisimler hızlanırsa, zaman cisim için daha yavaş ilerlemeye başlayacaktır, ışık hızına varıldığında ise zaman durmalıydı
• Eğer cisimler hızlanırsa sahip oldukları kinetik enerjilerinin bir bölümü kütleye dönüşür, durağan kütleye sahip cisimler hiçbir zaman ışık hızına ulaşamayacaklardır.
• Yapılan bir araştırmada içlerinde çok hassas atom saatleri taşıyan uçaklar değişik yönlere doğru farklı hızlarla hareket ettirilmiş ve saatlerin kuramın hesaplarına yeterince uygun olarak yavaşladığı/hızlandığı gözlenmiştir.

En sevdiğim filmlerden olan Interstellar filmiyle görselleştirilmiş Engin Deniz’in Işık Hızıyla ilgili açıklamasını da buraya tıklayarak izleyebilirsiniz.