IŞIK HIZI

Işık hızı nedir?

Fiziğin en temel birimlerinden biri olan “ışık hızı” (c)  bilim adamları tarafından son olarak 1983 yılında 299.792.458 m/sn olarak ölçüldü. Yani ışık hızında saniyede 299.792.458 metrelik bir mesafe yol alınır (Yaklaşık olarak saniyede 300.000 km).

Güneş ışığı dünyamıza 8,3 dk’da ulaşmaktadır. Bu demek oluyor ki Güneşe baktığımızda biz Güneşin 8,3 dk önceki halini görüyoruz.

Bunu şöyle açıklayabiliriz: Görme eylemi odaklandığımız cisimden yansıyan ışınların göz merceğimize düşmesi ile gerçekleştiğinden o an baktığımız cisim ile aramızdaki mesafe ışık hızı ile alınarak gözümüze ulaşır. Bu mesafe ışık hızı ile ne kadar sürede alınıyorsa biz o cismin o kadar süre önceki halini görüyor oluruz.

Mesafe (x) = Hız (V) × Zaman (t)    Formülü ile bu kolaylıkla anlaşılabilir.

Güneş ile Dünya arasındaki uzaklık yaklaşık 150.000.000 km’dir. (x=150.000.000 km)

Işık hızı ise yaklaşık 300.000 km/sn  (V=300.000 km/sn)

150.000.000 km = 300.000 km/sn × Zaman (t)     

Buradan: Zaman (t) = 500 sn yani 8,3 dk çıkmaktadır.

Işık Hızına Ulaşmak Mümkün Mü?

İsviçre CERN Nükleer Araştırma Merkezi

Işık hızına ulaşmak için öncelikle sürtünmelerin olmadığı bir boşluk olmalıdır. Çünkü ortam yoğunluğu ne kadar artarsa ışık hızı o kadar düşecektir. Işık hızına ulaşmak şuan için mümkün görülmemekte. Bunun üzerine İsviçre’de kurulan Avrupa Nükleer Araştırma Merkezi (CERN) 100 km çaplı parçacık hızlandırıcı düzeneği ile  parçacıkları ışık hızına ulaştırmaya çalışmaktadır. Bu çalışmalarda ışık hızına çok yaklaşılmıştır.

Einstein’ın ünlü teoremine göre E=mc² formülünde kütlesi olan hiçbir şeyin ışık hızına ulaşamayacağını göstermektedir.

E: Enerji

m: Kütle

c: Işık Hızı Sabiti

Farklı bir konu olan Einstein'in 1905 yılında Nobel Ödülü kazandığı Özel Görelilik Kuramı (İzafiyet Teorisi) da bu formülle açıklamaktadır. Özel Görelilik Kuramı, uzaklığın ve zamanın gözlemciye bağlı olarak değişebileceğini ifade etmektedir. Yani uzay ve zaman gözlemciye bağlı olarak farklı algılanabilir.

Işık Hızı Neden Önemlidir?

1 Metrenin Platin Prototipi

Işık hızı bir çok alanda bilim adamlarına kolaylıklar sağlamaktadır. Örneğin: Metrenin (m) birim uzunluğu ışık hızı (c) sabiti ile hesaplanmıştır. Eskiden metre standardını korumak için çeşitli metaller kullanılarak örnek modeller korunuyordu. İlk metre prototipi 1799’da platin çubuk şeklinde yapıldı ve Fransa arşivinde korundu. Fakat bu yöntem uzun zaman metre standardını korumak için uygun değildi. Bunun için maddesel bir örneğini saklamak yerine metre standardını hiçbir zaman değişmeyecek bir formülasyon ile saklamak için çalışmalar yapıldı. Günümüzde ışık hızı sabitinden yararlanılarak; 1 metre, ışığın 1/299.792.458 saniyede aldığı mesafe olarak standartlaştırılmıştır.

Işık hızı, astronomide hesaplamaları kolaylaştırmak amacıyla kullanılmaktadır. Astronomi biliminde, yapılan hesaplamalarda uzunluk değerleri çok büyük olduğundan bunun daha kolaylaştırılması için “ışık yılı” terimi ile işlemler yapılmaktadır. Işık yılı, ışığın boşlukta bir yılda kat ettiği mesafedir.

Bir ışık yılı 9,4607×10¹² km dir. Yani yaklaşık olarak 10 trilyon km.

Dünya İle Proxima Centauri Yıldızı

Örneğin: Güneşe en yakın yıldız olan Proxima Centauri ile Dünya arasındaki mesafe 4,24 ışık yılı uzaklıktadır. Görüldüğü gibi evrende mesafeler çok büyük ölçüde olduğu için ışık yılı hesaplamaları kolaylaştırmak için uzunluk olarak ışık yılı kullanılmaktadır.

Güneşe en yakın yıldızın bize bu kadar uzak mesafede olması evrenin ne denli büyük olduğunun göstergesidir.

Proxima Takım Yıldızının Güneşe Olan Uzaklığı Şeması