Işık Hızı Gerçekten Sabit mi? Bazı Fizikçiler, Işık Hızının Sabit Olmayabileceğini Düşünüyor!

Astronomi ve fizik açısından mükemmele yakın bir vakum içerisindeki ışığın hızı, genelde oldukça sade ve basittir: Saniyede 299.792.458 metre. Bu, astronomların “ışık hızı” dediği şeydir. Bu sabit hız, ışığın Güneş'ten gökyüzündeki en yakın komşularımız Alpha Centauri sisteminin bir üyesi olan kırmızı cüce yıldız Proxima Centauri’ye gitmesinin 4 yıldan daha uzun sürdüğü anlamına gelir. Bu, aynı zamanda ışığın Güneş’in fotosferinden (ışık küresinden) Dünya’ya gelmesinin 8 dakikadan fazla sürdüğü anlamına gelir.

Bu hız, fotonun yolunun su ya da benzeri başka bir şey tarafından kesilip kesilmediğine bağlı olarak, burada, Dünya’da biraz değişebilir. Ama bu iş o kadar da basit değil! Dış uzayın vakumu içinde ışık hızının sabit olduğu üzerine inşa edilmiş olan Einstein’ın Genel ve Özel Görelilik Teorileri'nin ışık hızını sabit alan kısımlarını test eden pek çok çalışma ve deney yapıldı. Bunların bazıları oldukça ilginç sonuçlar verebiliyor.

Çoğunuz muhtemelen birkaç yıl önce olan ve bir grup bilim insanının nötrinoların bir fotondan bir saniyenin sadece küçük bir küsuratı kadar daha hızlı hareket ettiğini gözlemlediklerini iddia ettikleri nötrino fiyaskosunu hatırlayacaktır. Böyle bir keşif (şayet gerçek olsaydı), evrenin hem makro hem mikro ölçekte nasıl çalıştığına ilişkin çok iyi yerleşmiş teorilerimizin birçoğunun temelini yok edecekti Ancak bulgular, hatalı bir kablo bağlantısının tespit edilmesi sonrasında tekrarlanamadı ve ölçüm hatası olarak kayıtlara geçti. Bu da bizi yeniden, fotonun evrendeki en hızlı parçacık olduğu sonucuna götürdü. Bu da, fotonun her zaman aynı hızda hareket ettiği fikrini güçlendiriyor.

Bu öylesine kabul görmüş bir gerçek ki bilim insanları metreyi bu hızı (bir metre ışığın bir saniyenin sadece 299.792.458’de birinde kat ettiği mesafeye eşittir) kullanarak tanımladılar. Bu yanlış olabilir mi?

Bazı Çalışmalar Işık Hızının Değişken Olabileceğini Gösteriyor!

Paris-Sud Üniversitesi’nden Marcel Urban liderliğindeki ve ışık hızının çok küçük miktarlarda da olsa, sadece metrekarede bir saniyenin 50 kentilyonda (kentilyon=10¹⁸) biri kadar küçük bir oranda, değiştiğini bulduklarını ileri süren ekip bu soruya "Evet!" diyebileceklerini iddia ediyorlar.

Bu sayı küçük de olsa, vakum içinde bulunan parçacıkların özellikleri tarafından dikte edilen, yeni ve temel bir fizik türünü işaret etmek için yeterli. 

Vakum konusu, boşmuş gibi görünen uzayın aslında hiç de boş olmadığı aksine, rastgele bir şekilde belirip kaybolan 'elektron-pozitron' ya da 'kuark-antikuark' çiftleri gibi sanal parçacıklar ile dolu olduğu keşfedildikten sonra, yıllardır hararetli şekilde tartışılmakta olan bir konudur. Zira, genellikle bir eş (ortak) parçacık, bir tekilliğin içine çekildiğinde, enerji seviyelerinin dalgalanmasına neden olur. 

Ekibe göre, bu dalgalanmalar uzayda hareket eden ışığın hızını bazen etkileyebilir. Dahası, ışık hızı ve diğer kozmolojik sabitler “temel sabitler olmayıp kuantum vakumunun gözlemlenebilir parametreleridirler.”

Peki bu ne demek? Erlangen, Almanya’daki Max Planck Işık Fiziği Enstitüsü’nden Gerd Leuchs ve Luis L. Sanchez-Soto tarafından yayımlanan bir başka makalede anlatılana göre boş uzayın iç direnci (değerleri ışık hızına bağlı olan bir başka varsayımsal elektromanyetik sabit), uzaydaki parçacıkların kütlelerine değil, elektrik yüklerine bağlı olarak ele alınıyor. 

Bu da fizikte uzun süredir bulunan bir soruyu yanıtlıyor: Işık neden sabit bir hızda hareket ediyor? Bunun da ötesinde hızı dikte eden nedir? Kısacası bu, evrendeki yüklü parçacıkların toplam sayısına bağlı. Bu aynı zamanda, evrende bulunan, birim hacme düşen yüklü temel parçacıkların toplam sayısının tahmin edilmesinin mümkün olduğu anlamına da gelebilir. Makalede şöyle anlatılıyor: 

(...) Geleneksel fiziğin varsaydığının aksine ışık hızının sabit olmaması teorik olarak ihtimal dâhilinde. Işık hızı, her bir ışık kuantumunun ya da fotonun enerjisinden bağımsız bir seviyede ve kuantum ölçeğindeki çekim kuvvetinin etkisi sonucu olan dalgalanmalardan daha fazla dalgalanıyor olabilir. Işık hızı, uzayın ya da zamanın vakum özelliklerindeki varyasyonlara bağlı olabilir.

Eğer doğruysa, bu durum ultra kısa atımlı lazerler yardımıyla test edilebilir. Bu ayrıca, vakum geçirgenliği ve elektriksel geçirgenlik olarak anılan vakumun manyetizasyonunu (mıknatıslanmasını) ve polarizasyonunu (kutuplaşmasını) da açıklayabilir. Bekleyip göreceğiz, ama deneysel sonuçlar bu hipotezi desteklermiş gibi görünüyor. Nasıl bir evrende yaşıyoruz!