Boşluktaki ışık hızı saniyede 186.282 mil (saniyede 299.792 kilometre) . teoride hiçbir şey ışıktan daha hızlı gidemez. Saatte mil olarak, ışık hızı çok fazla: yaklaşık 670,616,629 mph. Işık hızında seyahat edebilseydiniz, bir saniyede 7,5 kez Dünya’nın etrafında dolaşabilirsiniz.
Işığın hareketini algılayamayan ilk bilim adamları, ışığın anında seyahat etmesi gerektiğini düşündüler. Bununla birlikte, zamanla, bu dalga benzeri parçacıkların hareketinin ölçümleri gittikçe daha kesin hale geldi. Albert Einstein ve diğerlerinin çalışmaları sayesinde, ışık hızının teorik bir sınır olduğunu anlıyoruz. Işık hızının – “c” olarak adlandırılan bir sabit – aşağıda açıklanan nedenlerden ötürü, kütlesel hiçbir şeyle elde edilemeyeceği düşünülmektedir. Bu, bilimkurgu yazarlarının ve hatta bazı çok ciddi bilim adamlarının, evrende çok hızlı yolculuklara izin verecek alternatif teoriler hayal etmesini engellemez.
Başlıklar
Işık hızı: Teorinin tarihi
Işık hızıyla ilgili bilinen ilk söylem, başka bir Yunan bilim adamı Empedocles ile anlaşmazlığını kaleme alan eski Yunan filozofu Aristoteles’ten geliyor. Empedokles, ışığın hareket ettiği için seyahat etmek için zaman alması gerektiğini savundu. Anında ışığa çıkmaya inanan Aristoteles, aynı fikirde değildi.
1667’de İtalyan gökbilimci Galileo Galilei , her biri korumalı bir fener tutan bir kilometreden daha kısa tepelerde iki kişiyi dikti. Biri fenerini ortaya çıkardı; İkincisi flaşı görünce, onun da ortaya çıkmasını sağladı. Işığın ilk fener tutucu tarafından görülmesinin ne kadar sürdüğünü gözlemleyerek (ve reaksiyon sürelerini hesaba katarak), ışığın hızını hesaplayabileceğini düşündü. Ne yazık ki, Galileo’nun bir milden daha az deneysel mesafesi bir farkı göremeyecek kadar küçüktü, bu yüzden ışığın sesten en az 10 kat daha hızlı gittiğini belirleyebiliyordu.
Ole Römer
1670’lerde, Danimarkalı gökbilimci Ole Römer , hızın ilk gerçek ölçümünü yaptığında ışık hızı için bir kronometre olarak Jüpiter’in uydusu Io’nun tutulmalarını kullandı . Birkaç ay boyunca, Io dev gaz gezegeninin arkasından geçerken, Römer tutulmaların tahmin edilen hesaplamalardan daha sonra geldiğini, ancak birkaç ay boyunca tahminlere yaklaştıklarını keşfetti. Işığın Io’dan Dünya’ya seyahat etmesinin zaman aldığını belirledi. Tutulmalar en çok Jüpiter ve Dünya birbirinden en uzaktayken ve daha yakın olduklarında programdaydı.
NASA’ya göre , “bu Römer’e ışığın uzayda belirli bir hızla yayıldığına dair ikna edici kanıtlar verdi.”
Işık Hızı ve süresi
Işığın güneşten Dünya’ya seyahat etmesinin 10 ila 11 dakika sürdüğü sonucuna varmıştır, çünkü gerçekte sekiz dakika 19 saniye sürdüğü için bir tahmin. Ancak sonunda bilim adamlarının çalışacak bir sayısı vardı – hesaplaması saniyede 125.000 mil (200.000 km / s) hız gösterdi.
1728’de İngiliz fizikçi James Bradley, hesaplamalarını, Dünya’nın güneş etrafında seyahat etmesi nedeniyle yıldızların görünen pozisyonundaki değişime dayandırdı. Işık hızını saniyede 185.000 mil (301.000 km / s) koydu ve yaklaşık yüzde 1’e kadar doğru çıktı.
1800’lerin ortalarında yapılan iki girişim sorunu Dünya’ya geri getirdi. Fransız fizikçi Hippolyte Fizeau, hızla dönen bir dişli çark üzerine bir ışık demeti yerleştirdi ve ayna, kaynağına geri yansıtması için 5 mil uzakta bir ayna oluşturdu. Tekerleğin hızını değiştirmek, Fizeau’nun ışığın delikten, bitişik aynaya ve boşluğa geri dönmesinin ne kadar sürdüğünü hesaplamasına izin verdi. Başka bir Fransız fizikçi Leon Foucault, bir tekerlek yerine dönen bir ayna kullandı. İki bağımsız yöntemin her biri, bugün ölçülen ışık hızının saniyede yaklaşık 1.000 mil içinde geldi.
Amerika Birleşik Devletleri’nde büyüyen Prusya doğumlu Albert Michelson, 1879’da Foucault’nun yöntemini kopyalamaya çalıştı. Ancak daha uzun bir mesafe ve son derece yüksek kaliteli aynalar ve lensler kullandı. Saniyede 186.355 mil (299.910 km / s) sonucu, Michelson yeniden ölçtüğünde 40 yıl boyunca ışık hızının en doğru ölçümü olarak kabul edildi.
Michelson’un denemesinde ilginç bir dipnot, ışığın içinden geçen, ışık saçan eter olarak adlandırılan ortamı tespit etmeye çalıştığıydı. Bunun yerine, deneyi eterin var olmadığını ortaya koydu.
“Deney – ve Michelson’un çalışma organı – öylesine devrim niteliğindeydi ki, Forbes bilim bloğunda astrofizikçi Ethan Siegal, Starbes With” bir Bang . “Denemenin kendisi tam bir başarısızlık olabilirdi, ama ondan öğrendiğimiz şey, insanlığa ve evreni anlamamızdan daha büyük bir başarı olurdu!”
Işık yılı nedir?
Işığın bir yıl içinde kat ettiği mesafeye ışık yılı denir. Bir ışık yılı hem zamanın hem de mesafenin bir ölçüsüdür. Göründüğü kadar anlaşılması zor değil. Şöyle düşünün: Işık yaklaşık 1 saniye içinde aydan gözlerimize geçer, yani ay yaklaşık 1 ışık-saniye uzaklıktadır. Güneş ışığının gözlerimize ulaşması yaklaşık 8 dakika sürer, bu nedenle güneş yaklaşık 8 ışık dakika uzaklıktadır. En yakın yıldız sistemi Alpha Centauri’den gelen ışığın buraya gelmesi için yaklaşık 4.3 yıl gerekiyor, bu nedenle yıldız sisteminin 4.3 ışık yılı uzakta olduğu söyleniyor.
“Bir ışık yılı büyüklüğü hakkında fikir edinmek için Dünya’nın çevresini (24.900 mil) alın, düz bir çizgide yerleştirin, çizginin uzunluğunu 7.5 ile çarpın (karşılık gelen mesafe bir ışık-saniyedir ), daha sonra 31,6 milyon benzer satır sonuna kadar yerleştiriyoruz, “NASA’nın Glenn Araştırma merkezi web sitesinde yazıyor . “Ortaya çıkan mesafe neredeyse 6 trilyon (6.000.000.000.000) mil!”
Güneş sistemimizin ötesindeki yıldızlar ve diğer nesneler, birkaç ışık yılı ile birkaç milyar ışık yılı uzakta bir yerde bulunur. Böylece, gökbilimciler bir ışık yılı veya daha fazla uzakta duran nesneleri incelediklerinde, ışığı bugün yüzeye yakın dururlarsa göründükleri gibi değil, ışığın bıraktığı anda var olduklarını görürler. Bu anlamda, uzak evrende gördüğümüz her şey, kelimenin tam anlamıyla tarihtir .
Bu ilke, gökbilimcilerin 13,8 milyar yıl önce meydana gelen Büyük Patlama’dan sonra evrenin nasıl göründüğünü görmelerini sağlar. 10 milyar ışık yılı uzaklıkta olan nesneleri inceleyerek, onları bugün göründüklerinden ziyade, evrenin başlangıcından hemen sonra 10 milyar yıl önce göründüklerini görüyoruz.
Işık hızı gerçekten sabit mi?
Işık dalgalar halinde hareket eder ve ses gibi içinden geçtiği şeye bağlı olarak yavaşlatılabilir. Hiçbir şey ışığı vakumda dışlayamaz. Bununla birlikte, bir bölgede toz, hatta herhangi bir madde varsa, ışık parçacıklarla temas ettiğinde bükülebilir ve bu da hızda bir azalmaya neden olur.
Dünya atmosferinde dolaşan ışık, bir vakumdaki ışık kadar hızlı hareket ederken, elmastan geçen ışık bu hızın yarısından daha düşük bir hıza düşer. Yine de, gemide 277 milyon mil / saat (neredeyse 124.000 km / s) üzerinde dolaşıyor – atmak için bir hız değil.
Işıktan daha hızlı seyahat edebilir miyiz?
Bilim kurgu bu konuda spekülasyon yapmayı sever, çünkü ışıktan daha hızlı seyahat popüler olarak bilindiği için “çözgü hızı”, zaman dilimleri içinde yıldızlar arasında seyahat etmemize izin verir, aksi takdirde imkansız bir şekilde uzun. Ve imkansız olduğu kanıtlanmamış olsa da, ışıktan daha hızlı seyahat etmenin pratikliği fikri oldukça ileri götürüyor.
Göre Einstein’ın görelilik genel teorisi uzunluğu sözleşmeler ise daha hızlı bir nesne hareket, kütlesi arttıkça,. Işık hızında, böyle bir nesnenin sonsuz bir kütlesi vardır, uzunluğu 0 iken – bir imkansızlık. Böylece, hiçbir nesne ışık hızına ulaşamaz, teori gider.
Bu teorisyenlerin yaratıcı ve rekabetçi teoriler önermelerini engellemez. Bazıları , çözgü hızı fikrinin imkansız olmadığını söylüyor ve belki de gelecek nesiller boyunca insanlar bugünlerde şehirler arasında seyahat etme şeklimiz arasında yıldızlar arasında atlayacaklar. Bir teklif , ışık hızını aşmak için kendi etrafında bir uzay-zaman balonu kırabilecek bir uzay gemisini içerecektir . Teoride harika görünüyor.
“Kaptan Kirk en hızlı roketlerimizin hızında hareket etmek zorunda kalsaydı, sadece bir sonraki yıldız sistemine ulaşmak yüz bin yıl alacaktı,” diyor Dünyadışı İstihbarat Arama Enstitüsü’nün astronomu Seth Shostak
California, 2010 yılında Space.com’un kardeş sitesi LiveScience ile yaptığı röportajda . “Bu yüzden bilim kurgu uzun zamandır ışık bariyerinin hızını aşmanın bir yolunu önermişti, böylece hikaye biraz daha hızlı hareket edebiliyor.”
