Bir cisim ışık hızına yaklaştığında zaman onun için daha yavaş akarken cisimde fiziksel olarak hangi olay gerçekleşir?

Bir nesnedeki zamanın akışı o nesneye göre durgun olan her gözlemciye göre aynı akar.

Örneğin benim ve 10 arkadaşımın ellerinde özdeş hidrojen atomları olsun. Ve biz 10 arkadaş birbirimize göre farklı yönlerde farklı hızlarda hareket ediyor olalım. Hızlarımız ne olursa olsun, her birimiz kendi elindeki hidrojen atomunun elektronunun aynı döndüğünü görecektir (hoş kuantum fiziğine girecek olursak elektron dönüyor demek de yanlış da şimdilik kuantumu unutalım, konuyla ilgisi yok).

Her bir arkadaşımın kendi atomunda zamanın aynı geçtiğini görmesi Newton fiziğinde de Einstein fiziğinde de aynı. Farklılık şu: Newton fiziğine göre, ben arkadaşlarımın ellerindeki hidrojen atomuna baktığımda o atomların benim elimdekinden bir farkı olmadığını gözlemlerim. Einstein fiziğindeyse arkadaşlarımın ellerindeki atomlarda elektronların kendi atomumdaki elektrondan çok daha yavaş hareket ettiğini görürüm.

Olayın özü bundan ibaret.

Modern fizikte kütlesi olan herhangi bir cismin ışık hızına ulaşmasını imkansız olduğu görüşü vardır. Yani bir cisim kütlesini kaybetmeden ışık hızına ulaşamayacağı görüşü vardır. Ama, Albert Einstein bir cismin ışık hızına ulaştığında bir üst evrene geçeceğini düşünmektedir. Bahsedilen üst evrenin de bizim evrenimiz gibi bir maksimum hız sınırı olduğu düşünülmektedir. O hızı geçince başka bir üst evrene geçeceğimiz düşünülür. Hızlı hareket eden bir nesne hareket yönünde bakıldığında aynı boyutta, daha yavaş hareket eden bir nesneye göre daha kısa görünüyor. Bu etki nesne ışık hızına yaklaştığında daha fark edilir oluyor. Eğer ki ışığın geçmeye çalıştığı cismin fonon yapısı ışığın kendi fiziksel özellikleriyle uyumlu değilse, onu emmeye çalışır; ancak ememez ve hemen geri bırakır. Fakat bu kısa etkileşim, ışığın grup hızında düşmeye neden olur. Tam olarak bu sebeple ışık yoğun ortamdan geçerken yavaşlar. Yani aslında faz hızı değişmemektedir; ancak ışık dalgası grubunun ortamla etkileşimi ona ufak bir gecikme katmaktadır. Ortam yoğunlaştıkça, bu etkileşimin yoğunluğu da artar ve ışığın hızı daha da düşer. :)

Zaman dediğimiz, bizim için aynı akadr. Ancak başkası için değişir. Şöyle ki, biz bir saniyeyi, Sezyum'un bir iztopunun bilmemkaç milyar kez titreşmesi için geçen zaman olarak tanımlıyoruz. Işık hızına yakın hızda giden kişi için de Sezyum'un aynı izotopu aynı sayıda titreştiğinde geçen süre 1 saniyedir. Yani değişen bir şey yok. Ancak biz, blunduumuz yerden bakınca, o izotopun daha yavaş titreştiğini görüyoruz. Bize göre zaman yavaşlıyor. Ancak onun için değişen bir şey yok. Dolayısıyla moleküler hareketliği de bize göre yavaş, ama ona göre aynı.