Işık Hızı Neden Bu Kadar Yavaş?

2015’te İskoç bilim insanlarından oluşan bir ekip, ışık hızını yavaşlatmanın bir yolunu bulduklarını açıkladı. Araştırmacılar fotonları özel bir maskeyle göndererek fotonların şeklini değiştirdiler. Bu hatalı durumdaki son derece küçük ışık partikülleri normal fotonlardan daha yavaş ilerledi.

Hız farkı neredeyse fark edilemezdi, ancak başarı çok çarpıcıydı. Işık hızının kırılmaz, değişmez hız limiti saniyede 299.792.458 metre olarak duruyordu. Artık öyle değil!

Ancak neden herkes ışık hızını yavaşlatmak istiyor? Sonuçta, zaten oldukça yavaş!

Bu iddia, karayolunda saatte sadece 70 kilometre hızla seyretmeye alışkın insanlar için tuhaf olduğu gibi, kozmik bir ölçekte çok mantıklı. Şunu göz önünde bulundurun: Gözlemlenebilir evren Dünya boyutuna indirgendiğinde Samanyolu Galaksisi’ni dolaşmak, komşusunu ziyaret etmek için evin üç blok ötesine yürümek ile kabaca eşdeğer olurdu. Yine de Dünya boyutundaki evrenimizin kozmik hız limitine ulaştığınızda, bu kısa gezinti 100.000 yıl sürerdi!

Bu örnek ışık hızında seyahat eden bir gemi için galaksiyi keşfetmenin sinir bozucu derecede yavaş olduğunu gözler önüne seriyor. Çünkü böyle bir yolculuk 100 insan neslinden daha uzun sürerdi!

İnsanlığın yıldızlararası ışık hızındaki seyahatine duyduğu bencil isteği düşünmeyip bunun yerine Güneş sisteminin karşısında dans eden fotonları düşünseniz bile, ışık hızı hala olumlu bir şekilde durgun görünüyor. Güneş’ten gelen ışık Jüpiter’e ulaşmak için bile 45 dakika, Plüton’a ulaşmak için ise 5 saat sürüyor.

Ve tabii ki çıplak gözle gökyüzüne bakarken, bazı yıldızların binlerce yıldan daha uzun olan geçmişlerini seyrediyoruz! Bu, onların ışığının bize ulaşması için katetmeleri gereken bir süre!

Artık ışığın hızlı olmadığını, aksine aşırı derecede yavaş olduğunu tespit ettik, şimdi daha sıkıcı ve zor olan bir konuya geçebiliriz: Neden?

Teorik fizikçiler öngörüde bulunabilir, gözlemsel kozmologlar ölçüm yapabilir fakat tüm öğrenilenler kaçınılmaz bir cevaba götürür: Çünkü.

Teorik fizikçi Gennaro Tedesco biraz daha tatmin edici bir model sundu:

"Evrende fotonların bu hızla yayılması için bir neden yoktur, bu sadece böyle olduğu gibidir. Fizik, bir şeylerin nedenlerini açıklamak yerine, kanıtlanmış modelleri kullanarak nasıl oldukları hakkındaki tahminleri açıklamaktadır."

Tamam, teorik fiziğin çoğunda olduğu gibi, cevap da etkin bir şekilde cevapsızdır ve hala yavaş bir evrende sıkışıp kalmış durumdayız. Bu durumu kurtarmak için ışığın çok daha hızlı olduğu bir senaryoyu inceleyelim. Örneğin, ışık hızının 1.000 kat artması halinde varoluş ne olurdu? Işık hızında ilerleyen bir gemi, bir asırdan daha kısa bir sürede Samanyolu galaksisini terk edebilir, potansiyel olarak yaşanabilir bir gezegene ev sahipliği yapan Alpha Centauri gezisi iki günden daha kısa sürer, geliştirilmiş optik hızlar sayesinde bilgisayarlar ve ağlar daha hızlı çalışır, uzaktaki uygarlıklardan (dünya dışı) sinyal almamız daha olası olurdu! Fakat –ve büyük bir fakat- Güneş’in sıcaklığı bir milyon kat daha yakıcı olurdu. Pişirilirdik.

Elbette böyle bir senaryoda, diğer faktörler de değişeceğinden, hayat da buna uygun şartlar altında kendini şekillendirecekti. Işık hızı birçok fizik yasasının içerisinde bulunuyor, bu her şeyin, bu kadar basitçe öngörülemez bir şekilde değişmesi anlamına gelirdi. Yani kaba bir tabirle bu senaryo, şu andaki evrenin farklı bir versiyonu olurdu.

Işık hızının bizim kendi bakış açımıza göre olan yorumuyla "yavaş" kalmasını bir kenara bırakalım, bize sunduğu görelilik teorisi sayesinde bambaşka bir bakış açısı da sunuyor. Her ne kadar 5 milyon ışık yılı uzaklığa ışık hızına yakın bir hızda 5 milyon yıl gibi bir sürede ulaşamayacağımızı düşünsek de, bu sabit duran bir gözlemci için geçerlidir ve seyahat eden kişi, 5 milyon ışık yılı uzaklığa 1 yılda dahi ulaşabilir. Bu durumda ışık hızına yavaş diyebilir miydik? Belki de durup daha detaylıca düşünmeliyiz, evren bize ilginç seçenekler sunuyor gibi. (Bkz. Işık Hızının Sınırlı Olması Bir Problem Mi?)

Çeviri: Aysel Bozan
Geliştiren: Ögetay Kayalı

Referanslar
1. Space.com "Why is the speed of light so slow?",
<https://www.space.com/37244-why-is-the-speed-of-light-so-slow.html>
2. BBC.com "Scientists slow the speed of light",
<http://www.bbc.com/news/uk-scotland-glasgow-west-30944584>