Takyonlar Işıktan Hızlı Hareket Ediyorlar Mı?

Işık hızıyla ilgili tartışmalarda birisi "Evren'de hiçbir şey ışıktan hızlı gidemez." dediğinde karşı tarafın (eğer birazcık bilgili ve heyecanlıysa) hızla savunmaya geçmesi halinde duyacağınız şey, "Takyonlar var, onlar gidebiliyorlar." olacaktır. Ne yazık ki çoğu zaman bu savunma/argüman, kuantum fiziğiyle ilgili bilgilerden temel almaz. Daha ziyade, Evren'deki hızın bir şeylerle sınırlı olması bazı insanlara rahatsız edici ve doğru değilmiş gibi gelir. Yani takyonlar gibi bir şeyin ışıktan hızlı gitmesi, "olamaz" denen başka şeylerin de mümkün olduğu telkininde bulunmuş olur. Bir nevi insanlar hayal güçlerini sınırlandırmaktan korktukları veya çekindikleri için takyonları kuantum fiziğinin temel ilkelerine karşı bir sığınak olarak görürler. Gelin şu takyonlar meselesini bir netleştirelim.

İlk olarak, en temel "darbe" ile başlayalım: takyonlar, var olduğu bilinen şeyler değildirler. Pratik olarak var değildirler; teorik olarak da sadece birkaç teorisyen tarafından kabul edilen, hipotetik (varsayımsal) olan ve varlıkları bugüne kadar hiçbir zaman ispatlanmamış atom altı parçacıklardır. Elbette var olabilirler ve fizik bilgilerimizi değiştirebilirler; ancak şu anda böyle bir parçacığın varlığına dair hiçbir ispat bulunmadığı gibi, uluslararası fizik camiasında takyonlarla ilgili genel geçer kabul görmüş hiçbir teori de bulunmamaktadır. Aksine, günümüz fizikçilerinin büyük bir kısmı takyonların var olmasını sadece "ışık hızını geçtiği iddiasından" ötürü değil, teorik bir perspektifte bildiğimiz ve gözlediğimiz birçok şeyle çelişen bir iddia olduğu için takyon fikrine karşı çıkmaktadır.

Takyon, "atik" veya "hızlı" anlamına gelir ve parçacık fiziği dahilindeki teorilerden birkaçına göre ışıktan her zaman daha hızlı gidebilen hayali bir parçacıktır. Takyonların var olduğu iddiası, onların "tamamlayıcı parçacığı" olarak bilinen ve her zaman ışık hızında giden luksonların ve her zaman ışıktan yavaş hareket eden bradyonların varlığının bilinmesidir. Buradan yola çıkan George Sudarshan ve birkaç diğer fizikçi, 1962 yılında ışıktan hızlı giden bir parçacık olarak "takyon" denen bir parçacığın var olması gerektiğini ileri sürmüştür.

Ancak böyle bir parçacığın var olması bazı soru işaretlerine derman olabiliyor olsa da, birçok açıdan sorunludur. Örneğin ilk olarak 1910 yılında Albert Einstein ve Arnold Sommerfeld tarafından, sonrasındaysa 1917 yılında Richard Chace Tolman tarafından tanımlanan (ve bugün "Tolman'ın Paradoksu" olarak bilinen) "takyonik antitelefon" düşünce deneyine göre eğer ki takyonlar varsa, bir kişi gelecekten geçmişe mesajlar gönderebilecektir ve bu durum, modern bilimin kalbinde yer alan "neden-sonuç zincirini" bozacaktır. Düşünecek olursanız, ışık hızından hızlı giden bir parçacık, aslında bazı referans düzlemlerine göre zamanda geriye doğru gidiyor demektir. Böylece, ışık hızından yapılacak bir bilgi aktarımınında o bilginin sonucu, bilginin etkisinden daha önce ortaya çıkabilecektir. Yani uzaydayken Dünya'daki bir arkadaşınıza mesaj gönderip ondan cevap aldığınızı düşünecek olursak, eğer ki bu iletişim takyonlarla yapılacak olursa, arkadaşınızın sizin mesajınıza verdiği cevap, daha siz mesajınızı göndermeden önce size ulaşabilir! Bu da, göreliliğin nedensellik ilkesiyle çelişmektedir. 

Takyonların varlığının savunucuları bu sorunları çözebilecek bazı çözümler önermişlerdir (takyonların "referans düzlemi tercihinde bulunabilmeleri" gibi). Bazı diğer bilim insanlarıysa, takyonların ışık hızından daha hızlı gitmesiyle ilgili varsayımların geçersiz ve konuyla alakasız (irrelevant) olduklarını ileri sürmektedirler. Yani daha takyonların varlığını düşünmemize gerek olup olmadığı konusu bile tartışmalıdır. Üstelik, takyonların teorik olarak var olmasının da mümkün olmadığını gösteren bazı araştırmalar ve hesaplamalar da yapılmıştır. Bu durum, takyonların kendilerinin değil ama etkilerinin çözdüğü düşünülen birkaç problemin takyonlara dayalı bu yaklaşımlarının da hatalı olduğunu düşündürmektedir.

Sonuç olarak, takyonların var olduğunu düşünmemiz için günümüz itibariyle yeterli neden ve herhangi bir pratik ispat bulunmamaktadır. Bugüne kadar hiç kimse bir takyonun ne varlığını ne de herhangi bir cisim üzerindeki herhangi bir etkisini gözleyebilmiştir. Einstein'ın Görelilik Teorisi'ne göre bir cismin ışık hızından bir gıdım bile daha fazla hıza sahip olması için gereken enerji miktarı sonsuz olduğu için ve Evren içerisinde de sonsuz enerji bulunmadığı için, "takyon" isimli bu hayali parçacıkların varlığı şu etapta mümkün gözükmemektedir. Ancak var olmadıklarını söylemek için de henüz erken olduğunu belirtelim.

Bir de, fark edilmesi gereken bir gerçek şudur: ola ki takyonlar ışıktan hızlı hareket ediyorlarsa bile, bu defa da onlar Evren'in hız sınırı olabilecektir. Ancak bu, şu anda bildiğimiz ve işe yaradığını görebildiğimiz sayısız fizik teorisinin matematiksel alt yapısının yanlış olduğu anlamına da gelebilir. Gerçi bu, daha önceden Newton Fiziği'nde yaşandı; dolayısıyla tekrar yaşanmaması için bir neden yok. Ancak sorun, her yeni teoriyle birlikte hata paylarımızın da aşırı miktarda azalıyor olması. Dolayısıyla kökten ve her şeyi silip atmamızı gerektirecek bir paradigma değişiminin yaşanması oldukça güç gözüküyor. Üstelik, Evren'de hızın bir sınırının olması kötü ya da üzücü bir şey değil; tam tersine, maddenin yapısı hakkında bize çok kıymetli bilgiler veren, önemli bir unsur. Bu nedenle, takyonları ışığa rakip parçacıklar olarak görmek için erken olduğunu belirtelim. Takyonların var olduğuna dair hiçbir iz olmadığı gibi, fizikçilerin büyük bir kısmı takyonların var olabileceğinden bile pek emin değiller.

Işık hızının neden aşılamayacağı ve ışıkla ilgili daha fazla bilgiyi buradan alabilirsiniz.