nedensellik ilkesini bozmamak için, bununla ilgili düşünce deneyleri var, yine bir tren söz konusu ve trenin ortasında bir bomba var iki ucundan ışık bombaya aynı anda ulaşma ve geç ulaşma süreleri nedensel farklılıklar yaratma durumuna göre gözlemcilerin durumuna göre daha önce ve daha sonra algılarını ortadan kaldırmak için koyulmuş nedensel bir sonuç aslında ışık hızı hakkında deneysel çalışmalar sürüyor...

Evrenimizin dokusundan kaynaklanan sabitler yüzünden. Elektromanyetizmanın bir ayağı elektrik, diğer ayağı manyetizmadır. Her yüklü parçacık, etrafında bir elektrik yaratır. Tıpkı bir yükün elektrik alan yaratması gibi, bir mıknatıs da bir manyetik alan yaratır.

Yüklü bir parçacık veya bir mıknatıs hareketsizse, ilginç pek bir şey olmaz. Statik elektrik gibi daha basit olaylar veya mıknatısların etrafında demir tozlarının sevimli şekiller alması gibi şeyler, hareketsizken gözleyebildiğimiz yük ve manyetizma etkileri arasındadır. Elbette bunlar da farklı bağlamlarda ilginç gerçeklerdir; ama bu ikisinin hareket halinde olduğu zaman deneyimlediğimiz şeyler yanında, her ikisi de bir hiçtir.

Bir yük veya bir mıknatıs ne zaman ki harekete geçer, yani yer değiştirmeye başlar, işte o zaman sıra dışı bir şey olur: Elektrik alanlar manyetik alanları etkilemeye, manyetik alanlar da elektrik alanları etkilemeye başlar. Zaten elektrik motorlarını ve enerji santrallerini mümkün kılan gerçek budur: Elektrik verip mıknatısları etkileyerek motor elde ediyoruz, mıknatıslara sahip türbinleri akan suyla ve radyoaktif enerjiyle veya rüzgar gücüyle döndürüp, elektrik elde ediyoruz.

Maxwell Denklemleri'ndeki parametrelerden biri ϵ0 elektrik alana karşı direnç, diğeri μ0 manyetik alana karşı direnç olarak düşünülebilir. Bu sayılar, başka denklemlerle hesaplanabilen sayılar değillerdir; Evren'in dokusunun sonucu olarak oluşan sabit sayılardır.

Eğer elektrik alan manyetik alanı doğuruyorsa ve manyetik alan da elektrik alanı doğuruyorsa, bu ikisi arasında öyle bir denge hali bulunabilir ki, ne elektrik alan manyetik alanın sönmesine izin verir ne de manyetik alan elektrik alanın sönmesine izin verir. Sürekli hareket eden bir parçacık (veya dalga) yaratılabilir.

İşte hesaplamalar yapıldığında bu denge halini yaratan hız, saniyede 299.792.458 metredir.

İşte tam da bu nedenle kütlesiz olan ve kendi kendine yayılan her dalga, ışık hızında gitmek zorundadır. Çünkü bu hızdan başka bir hızda giden bir dalga, kendi kendini sürdüremez. Ya elektrik alan baskın gelir, ya manyetik alan baskın gelir. Ama tam bu hızda giden bir dalga, kendi kendini sürdürebilen dalga olur. O dalganın "ışık" olması şart değildir; mesela gluonlar da bu hızda gitmektedir. Kütleçekimi ışık hızında etki edebildiği için, onu taşıyan parçacık olarak hipotize edilen ama henüz doğrulanmamış olan gravitonların da bu hızda hareket ettiği düşünülmektedir.

Aynı nedenle ışık, saniyede 300 milyon metre hıza bir arabanın ivmelenmesi gibi erişmez. Işık, saniyede 300 milyon metre hıza, kaynaktan çıktığı anda erişir, çünkü zaten kaynaktan ışık olarak çıkabilmesinin tek yolu o hızda olmasıdır. Fotonlar kütlesiz bir parçacık ve bir dalga oldukları için, başka bir hızda gidemezler; ışık hızında gitmek zorundadırlar.

Ayrıca buradan şunu da anlıyoruz: Işık hızının kendisi özel bir sabit değildir. Evren'in dokusunu oluşturan ve boş uzay veya vakum dediğimiz şeyin elektrik alanına ve manyetik alana gösterdiği direnç (veya geçirgenlik), kendi kendine yayılan bir dalganın hızını otomatik olarak belirlemektedir. Bu ikisi temel sabitler olduğu için, ışık hızı da temel sabit olarak görülmektedir. Bir başka evrende, bu geçirgenlik veya direnç farklı değerde olabilirdi. O evrende ışık hızı, bambaşka bir sayı olurdu. Ama bu Evren'de, bu değerler böyle ve ondan dolayı ışığın hızı tek bir sayıya sabitlenmiş haldedir.

Tam da bu yüzden, uzay-zaman dokusu içindeki nesneler için ışık hızı evrensel bir hız limitidir - sonuçta kütlesizden daha kütlesiz olamazsınız ve dolayısıyla ışık hızından daha hızlı gidemezsiniz. Eğer kütleniz varsa, bu kütlenin Higgs Alanı ile etkileşmesinden ötürü bir çeşit "sürtünme" oluşacaktır ve asla ışık hızına erişmeniz mümkün olmayacaktır (en azından "sonsuz enerjiye" erişiminiz yoksa).

Evrenin varolabilmesi için bazı şeylerin sonlu olması gerekir. Matematiksel olarak bakınca da, felsefi olarak bakınca da hatta mantıksal olarak inceleyince de bu durumu çok rahat farkedebiliriz.

Örneğin e=m.c² formülü bize enerjinin kütle ile ışık hızının karesinin çarpımına eşit olduğunu söyler. Eğer ışık hızını sonluluktan çıkarıp bir an için sonsuz yaparsak kütlenin de sonsuza yakınsayabildiğini görürüz. Bu da bugünümüzün fizik yasalarının çökmesine neden olur.^[1]

Diğer yandan evrende olabilecek en küçük hareket, en küçük an, en küçük etkinliğin sabiti ise planck sabitidir. Bu da günümüz evreninde sabit olmak zorundadır.^[2]

Ayrıca ışık hızının pratikte geçilememesi faydalı bir şeydir. Işık hızının geçilebilmesi demek nedenlerin sonuçlardan önce gelmesi demektir. Bu da günümüz fizik yasalarında olamayacak bir şeydir. Bir olay gerçekleşmeden sonucu gerçekleşemez.

Neden en küçük etkileşimin sabit olması gerektiğini şöyle anlatabiliriz. 0 ile 1 arasını matematikte sonsuz derecede bölebiliriz. 0.5, 0.25, 0.123... bu şekilde sonsuza kadar gidebiliriz. Ama pratikte tahtaya çizeceğin 1 cm uzunluğunda bir çizgiyi sonsuza kadar ikiye bölemeyiz. Ya da 1 gram ağırlığındaki mürekkebi sonsuza kadar ikiye bölemeyiz. Her kütlenin aynı zamanda enerji olduğunu biliyoruz. Enerjinin yoktan var edilemeyeceğini de biliyoruz. Mürekkep de sonsuza kadar ikiye bölünebilseydi sonsuz kütlesi olurdu o zaman. Ya da sonsuz enerjisi.

Minimum ve maksimum sabitler işte bu yüzden güzeldir ve faydalıdır.

Işık hızı aslında foton hızıdır. (saniyede 300000000 km) Fotonlar da dahil olmak üzere evrendeki her parçacık higgs alanı içinde hareket eder. Parçacıklara kütlelerini kazandıran şey karşılaştıkları dirençtir. Fotonlar ise bu alandan etkilenmez ve içinden öylece geçip giderler. Bunun sebebi kütlesiz olmalarıdır. Böylece kendilerini yavaşlatıcak herhangi bir engelle karşılaşmazlar ve evrenin limit hızına ulaşırlar. Yani neden hiçbir şey ışıktan daha hızlı hareket edemezin cevabı ise budur, kütlesizden daha kütlesiz bir parçacık yoktur. Işık hızına yaklaştıkça zaman yavaşlar ve tam ışık hızına ulaşıldığında durur. Bu nedenle ışık hızı aşıldığında zamanda yolculuğun mümkün olabileceği söylenir. Sonuç olarak ışık hızı tamamen evrenin kurallarıyla alakalıdır. Bizim evrenimiz bu şekilde yapılmıştır. ^[1]

Merhabalar

Bu soruyu daha önce cevap verdiğim için oradan kopyalayarak:

Bunun temel sebebi kütlenin varlığından kaynaklıdır kütlesi olan hiçbir cisim ışık hızını geçemez Bu durum özel görelilik teorisi ile açıklanan bir olgudur.

Özel görelilikte iki kavram vardır

Göreceli kütle ve durağan yani hareketsiz kütle

Özel göreliliğe göre bir cismin kütlesi haraketsiz durumdaki kütlesinden farklı davranışlar sergiler bu yüzden de üstte bahsettiğim 2 kavram karşına çıkar

Matematiksel olarak bir cisim ışık hızına yaklaşırken onun göreli kütlesi

M= m/√1-√v²/c² olarak hesaplanır

M: göreli kütle

m: durağan kütle

v: cismin hızı

c: ışık hızı

Sözel olarak göreli kütle, durağan kütlenin kök içinde 1 eksi cismin hızının karesinin ışık hızının karesine bölümü olarak yorumlanabilir, denklemi yazsamda yanlış anlaşılabilir olacağından sözel olarak yazdım

Yani orada kök 1 tane ve içinde de 1-v²/c² var bunun da m e bölümü şeklinde olarak düşünün ayrı ayrı değil.

Her neyse geçelim sorunun cevabına

v-->c olduğundan

Burada limitten bahsetmiş olacağız

Yani lim v--->c f(x) fonksiyonu 1-v²/c² durumunda 0 a yakınsayacağından

Bu sonsuza eşit/ sonsuza yakınsak bir cevap olur.

Yani bu da şu anlama gelir:

Eğer kütleli bir cisim ışık hızında haraket ederse sahip olacağı enerji de sonsuz olacaktır

Lakin ne yazık ki evrende sonsuz enerji diye bir durum yok...

Ama anlattığım şeyi biraz daha derinlemesine anlatmak gerekirse bu şey lorentz dönüşümleri ile ifade edilir ki görelilik için lorentz dönüşümlerini anlamak oldukça önemlidir

Y:lorentz faktörü olsun

Y=1/√1-√v²/c²

Olacak

(Yine üstteki ile benzer sadece 1 kök var kökün içi 1-v²/c² bunun da 1 e bölümü)

Cismin toplam enerjisi lorentz faktörü ve kütlesine çarpımı ile bulunur yani

E=Ymc²

Şimdi tekrar inceleyelim

a) v=c durumu olduğunda 1/0 olur bu durum tanımsızdır

b) v c ye yaklaştığında lorentz faktörü yani Y sonsuz olur.

v c ye yaklaşacağından limitini alırız

Bu durumda lim v--->c f(x)=1/√1-v²/c²

Ve yine hız ışık hızına yaklaşırken bu durumda 1-v²/c² de 0 a yakınsayacağından

Y yani lorentz faktörü de sonsuza yakınsayacak/ sonsuz olacaktır

Kısaca Y sonsuz/ sonsuza yakınsak olacağından toplam enerji de sonsuz/ sonsuza yakınsak olur.

EK yani kinetik enerinin artması kütlenin göreli olarak artmasına neden olur bu yüzden de bir kütleli cismin ışık hızında gitmesi için sonsuz enerjiye ihtiyacı olur, haraket eden bir cismin ışık hızına çıkması için gereken enerjinin sonsuz olması da göreliligin dolaylı olarak da lorentz dönüşümlerinin bir sonucudur.

Formülleri klavyeden yazdığım için karışabilir ama anladığınızı düşünüyorum yazarak açıkça da belirttim, iyi günler.