Uzay (uzay-zaman dokusu) olmasaydı da ışık yayılır mıydı?

Verilen yanıtlara ek olarak bir de Quantum Field Theory (QFT)'ye de değinmekte fayda var.

Bunu kısaca ve kabaca özetlemek gerekirse bu teori, evrenin kompakt şekilde birçok alanın birleşiminden oluştuğunu söyler. Yani Standart Model'de yer alan temel tüm parçacıklar için, evrende bir alan olduğunu söyler, ve bu parçacıkların bu alandaki titreşimler sonucu oluştuğunu açıklar. Yani evrende fotonlar için de bir alan olduğunu, fotonların da o alandaki titreşimler sonucu oluştuğunu söyler. Böylece sizin sorunuzu da bu teori böyle açıklar.

İyi günler dilerim.

Işığın boşlukta dahi ilerleyebildiği ifadesi modern fizikte doğru bir tanımlama olmaktan çıkmıştır. Gerçekte boşluk veya %100 bir vakumdan söz dilemez çünkü her an quantum dalgalanmalar sonucu quarklar oluşur ve yok olur ve uzay boşluğu bu parçacıkların gluonlar içinde dalgalandıkları yerdir ve ışık bu ortam içinden akmış olur.

Konu hakkında fazla bilgi sahibi olmasam da düşüncelerimi belirtmek isterim. Bence evet, ışığın yayılması için uzay-zaman adını verdiğimiz dokunun olması gerekir. Neden böyle düşündüğümü açıklamaya çalışayım.

Bildiğiniz üzere kütleçekimi ışığı da etkiler. Fotoğraftaki kara delik illüstrasyonunda kara deliğin olay ufkunun etrafındaki ışık halesi bu duruma örnek olarak gösterilebilir. Fotonlar kütlesiz parçacıklar olmasına rağmen kütleçekiminin ışığı etkilemesinin sebebi nedir? Bu durumu anlamak için de bir benzetmeden yararlanmamız çok iyi olacak. Uzay-zamanı bir tren rayı olarak varsayalım. Işık da tren olsun. Kara deliğin büktüğü şey ışık değildir. Işığın ilerlediği uzay-zaman dokusudur. Buradan sanırsam şu tümevarımı yapabiliriz:

Işığın gideceği tren rayı olmadığı için uzay-zaman olmadan da ışığın olması imkansızdır.

Bahsettiğim gibi konu hakkında derinlemesine bilgi sahibi değilim. Sadece oradan buradan edindiğim bilgiler ile yazıyorum. Umarım yardımcı olabilmişimdir.

Sorunun birinci kısmının yanıtı evet, ışığın ya da doğadaki diğer etkileşimlerin yayılmak için maddi bir ortama ihtiyacı yok. Yani atomlardan ya da parçacıklardan oluşmuş bir ortama ihtiyaç duymaz ışık.

Ancak sorunun ikinci ikinci kısmının yanıtlanabilmesi için "uzay-zaman dokusu" ile neyi kast ettiğinizi biraz açıklamanız gerekiyor. Bu kavram fizikte iyi açıklanmış, üzerinde uzlaşılmış bir kavram olmayabilir.

Bununla birlikte ışığın yayılması için eskiden öngörüldüğü gibi eter benzeri bir ortama ihtiyacı olup olmadığı konusu hala tartışılıyor, üstelik eterin yokluğunun, daha doğrusu ışığın yayılmak için eter gibi bir ortama ihtiyaç duymadığı çoktan ispatlanmış olmasına rağmen.

"Uzay-zaman dokusunun kendisi, ışığın hareket etmek için ihtiyaç duyduğu ortamdır diyebilir miyiz?" bu sorunun cevabı hayır. Ama başlıktaki soruya evet veya hayır demek pek mümkün değil.

Işık bir dalgadır ve bütün dalgalar gibi yayılmak için bir ortama ihtiyaç duyar. Çünkü tanım gereği dalga dediğimiz şey bu ortamın salınımından oluşur. Meksika dalgası için bu seyircilerdir, su dalgası için bu sudur veya ses dalgası için bu havadır. Işık uzayzamanın dalgalanması değildir elektrik alanın dalgalanmasıdır. Yani elektrik alan olmasaydı ışık yayılmazdı veya ışığın hareket etmesi için ihtiyaç duyduğu ortam elektrik alandır diyebiliriz. ^[1]

Uzayzaman evrenin dokusu olduğundan uzayzaman olmasaydı zaten evren ve dahi ışık olmazdı. Soruya hayır demekte zorlanmamın sebebi de bu.

Bu arada "uzayzamanın dalgalanması mümkün müdür?" veya "uzayzaman dokusu herhangi bir dalganın hareket etmek için ihtiyacı olduğu ortamdır?" derseniz ona "kütleçekimsel dalga" diyoruz. ^[2]

Bu ışık hızı tabirinden kaynaklanıyor. Işığın boşluktaki hızı uzayzamanın dokusunun özelliklerinden kaynaklanıyor ama aslında buna ışık hızı denmesi tamamen tarihsel sebeplerden ışıkla ilgili değil. Zira kütleçekim dalgaların da hızı aynı ki kütleçekim dalgaları her zaman bu hızla hareket eder fakat ışık madde içinde daha düşük bir hızda hareket ediyor. Uzayzaman dokusu hıza bir üst limit koyuyor sadece o hızda gidebilen ilk gözlemlenen şey ışık olduğu için ışık hızı diyoruz.