Böyle soruları çok seviyorum. Çünkü insanı düşünmeye teşvik ediyor. Böyle durumlar tren sabit hızla hareket ettiği için özel görelilik kuramı ile açıklanır.
Sorunuza gelecek olursak "Kime göre? Neye göre?"
Bu tür sorularda sıkça yapılan hatalardan biri "Kime göre? Neye göre?" sorularının cevapsız kalmasıdır. Örneğin trenin içinde olan ve dışarıda olan biri için bu olaylar farklı gerçekleşir.
Trenin içinde olan gözlemci için
Trenin ışık hızına yakın sabit hızla hareket ettiğini varsayarsak, trenin içinde olan gözlemci için trenin ışık hızına yakın sabit hızla hareket etmesi ve hiç hareket etmemesi aynı şeydir. O yüzden trenin içinde olan gözlemci için mermi kendi hızıyla hareket eder.
Dışarıda olan gözlemci için
Trenden dışarıda olan gözlemci için olay farklı olacaktır. Bunun sebebi uzay-zamanın göreli olmasıdır. Trenden dışarıda olan gözlemci için trenin içinde ateş edilen mermi (trenin hızı + merminin hızı) ışık hızına yakın hızla hareket eder. Ancak mermi asla ışık hızında hareket edemez. Çünkü ışık hızında hareket etmek için sonsuz enerji gerekir.
Zamanın etkisi
Işık hızına yakın hızla hareket eden biri için zaman yavaşlar. O yüzden trenden dışarıda olan gözlemcinin saati merminin 6 saniye sonra hedefe ulaştığını gösterirse, trenin içinde olan gözlemcinin saati 6 saniyeden daha fazla gösterir.
Çözümü
Peki hangisi doğru? Bu olay paradoksal gibi gözükse de aslında kolay bir çözümü var. Cevap: Mermi kendi hızı ve dolayısıyla kendi zamanı ile hareket eder. Yani mermi kendi hızıyla hareket eder ve kendi hızıyla gereken mesafeni ne kadar süreye hareket ediyorsa o süre sonra hedefe ulaşır.