Bildiklerimiz ışığında kütleli bir nesnenin ışık hızına ulaşması olanaksızdır (büküm sürücüleri gibi varsayımsal araçlar ya da solucan deliklerini kullanmak dışında). Önce Einstein'ın ünlü formülünü görelim:[1]
Buradaki E enerji, m kütle, c, ışık hızı v ise hızdır. Formülde hız arttıkça v2/c2 oranı büyüyor, dolayısıyla payda küçülüyor ve enerji (E) artıyor. Buradaki enerji artışı kütle artışı demektir çünkü ışık hızı (c) değişmezdir.
Klasik fizikteki "temel yasa"dan şunu biliyoruz: (F: kuvvet, a: ivme)
Kısaca, kütle arttıkça bir nesneyi ivmelendirmek için daha çok kuvvet uygulamak gerekir.
Bu bilgileri kullanarak ışık hızına yakın hızlara ulaşan bir roket imgeleyelim. Hızlandıkça roketin kütlesi arttığından, roketi ivmelendirmek için daha çok kuvvet uygulamak gerekir. Roket hızlandıkça daha da kütlelenir ve ivmelendirmek daha da güçleşir, kütle sonsuza yaklaşır ve hızlandırmak artık olanaklı olmaz.
Bunun dışında ışık hızına yaklaşan roketin kütlesi nice arttıysa, zamanı da o kadar yavaşlayacak, devindiği doğrultuda da bir o kadar kısalacaktır. Örneğin ışık hızının 0.999999999 katı bir hızla giden roketin kütlesi ~ 22 bin kat artacak, zamanı ~ 22 bin kat yavaşlayacak, uzunluğu ise (devinim doğrultusunda) ~ 22 bin kat kısalacaktır.
Böylesi şeylerle günlük yaşamda karşılaşmamız pek olası değil. Hız rekorunun sahibi Parker Güneş Sondası, 2024'te saatte 692.000 km hıza ulaşacak.[2] Bu, yaklaşık 192 000 m/s'dir ve formülde yerine koyarsak, kütlesinde durağan kütlesinin ~ 2.05x10-7'si kadar bir artış olacaktır, bu artış hesaba katılamayacak kadar küçüktür. Özel göreliliğin etkilerini gözlemek için çok yüksek hızlara ulaşmalıyız.
Neden:
Özel görelilikteki zaman, uzunluk gibi birimlerin göreliliği, temelde ışık hızının tüm referans çerçevelerindeki değişmezliğinden kaynaklanır. Bunu anlamak için, şuradaki düşünce deneylerini okuyabilirsiniz.
Birkaç makale:
- Özel Görelilik Teorisi Nedir?
- Durağan Kütle ve Göreli Kütle: Özel Görelilikte Kütle Kavramı Nasıl Tanımlanır?
Kaynaklar
- Albert Einstein. (1976). İzafiyet Teorisi. Yayınevi: Özgün Yayın.
- Fizikist. Parker Solar Probe İnsan Yapımı En Hızlı Obje Rekorunu Kıracak. (20 Kasım 2021). Alındığı Tarih: 26 Şubat 2023. Alındığı Yer: Fizikist | Arşiv Bağlantısı
