Işık: evrendeki en hızlı şey
ama yine de hızını ölçebiliyoruz.
Eğer animasyonu yavaşlatırsak
yüzleri üst üste dizilmiş
birkaç animasyon panelinden yararlanıp
bir uzay-zaman grafiği oluşturarak
ışığın hareketini inceleyebiliriz.
Bu derste, şu deneysel gerçeği
hatırlatacağız:
ne zaman biri ışık hızını ölçmeye kalksa
aynı şu sonucu buluyor:
saniyede 299,792,458 metre,
bu da demek oluyor ki,
ışığı uzay-zaman grafiğimizde
gösterdiğimizde,
dünya çizgisi her zaman
aynı açıda olmak zorunda.
Ama yakın zamanda gördük ki,
hız ya da dünya çizgisi açısı,
maddelere başka insanların
açısından bakıldığında
farklı gözüküyor.
Bu karşıtlığı incelemek için,
ben sabit dururken hareket edip
Tom'a lazer tutarsam
ne olacak inceleyelim.
Öncelikle, uzay-zaman çizelgesini
oluşturmamız gerek.
Evet, bu zamandaki
farklı hareketleri gösteren
farklı panelleri ele alıp
hepsini harmanlamak demek oluyor.
Bu taraftan lazer ışığının dünya çizgisini
doğru olan kendi sabit açısında görüyoruz,
tıpkı az önceki gibi.
Şu ana kadar güzel.
Ama bu uzay-zaman çizgisi
Andrew'in bakış açısını yansıtıyor.
Bana nasıl görünüyor?
Son dersimizde, tüm panelleri, Tom'un
dünya çizgisi tamamen düşey olana kadar
beraberce birazcık oynatıp
onun bakış açısını
nasıl elde edebileceğimizi gösterdik.
Ama ışığın dünya çizgisine dikkat edin.
Panellerin düzenlenişi
şimdi de çok fazla eğildiği
anlamına geliyor.
Ben, ışığın hızını Andrew'den
daha yüksek ölçerdim.
Ama yaptığımız her deney -
ki her deneyde çok çalıştık -
herkesin ışığı, sabit bir hızda
giderken ölçeceğini söylemişti.
O zaman, tekrar başlayalım.
1900'lerde, Albert Einstein
isimli akıllı bir genç adam
ışık hızını hâlâ nasıl doğru buluyorken,
Tom'un bakış açısından
her şeyi doğru görebileceğimizi buldu.
İlk olarak, tüm bu ayrı panelleri
tek bir sağlam bloka tutkallamalıyız.
Bu, bize "uzay-zaman"ımızı veriyor.
Uzayı ve zamanı
tek ve sürekli bir maddeye dönüştürüyor.
İşte işin sırrı burada.
Şimdi, uzay-zaman blokumuzu
ışığın dünya çizgisi boyunca esnetiyoruz,
sonra da eşit ölçüde
ama ışık dünya çizgisiyle
doğru açıda sıkıştırıyoruz
ve hokus pokus!
Tom'un dünya çizgisi düşey hale geldi,
yani bu, dünyayı onun
bakış açısından yansıtıyor
ama en önemlisi,
ışığın dünya çizgisi, açısını korudu,
yani ışık, Tom tarafından
doğru hızda ölçülecek.
Bu şahane numara,
bir Lorentz dönüşümü olarak bilinir.
Evet ama bu bir numaradan fazlası.
Uzay-zamanı,
yeni panellerde temize çekelim ki
böylece, fiziksel olarak
doğru animasyonu elde edelim.
Ben arabada sabitim,
diğer her şey yanımdan geçiyor
ve ışık hızı,
herkesin ortak şekilde ölçtüğü
o sabit değerde sorunsuz işliyor.
Öte yandan, garip bir şeyler oldu.
Çit direkleri artık birer
metre aralıklı değil
ve annem beni süzülmüş görünce
oldukça endişelenecek.
Bu adil değil.
Ben neden zayıf görünmüyorum?
Fiziğin herkes için geçerli
olduğunu düşünmüştüm.
Evet, hayır, öyle ve öylesin.
Tüm bu uzay-zamanı esnetme ve bükme
önceden uzay ve zaman olarak
ayrı ayrı düşündüğümüz şeyleri
bir lapa haline getirdi.
Bu karmaşık etki,
Lorentz daralması olarak bilinir.
Peki ama hâlâ zayıf görünmüyorum.
Hayır, görünüyorsun.
Şimdi uzay-zaman hakkında
bilgi sahibi olduğumuza göre
sahnenin görünüşünü
bana göre çizebiliriz.
Sana göre, ben Lorentz daralmasına
uğramış görünüyorum.
Ama sana göre, ben Lorentz daralmasına
uğramış görünüyorum.
Evet öyle.
En azından adil.
Adaletten bahsetmişken,
nasıl uzay ile zaman karışıyorsa
zaman da uzay ile karışıyor
ve zaman genişlemesi adıyla
bilinen etki ortaya çıkıyor.
Tom'un arabasının ulaştığı gibi
günlük hayattaki hızlarda
tüm bu etkiler aslında bizim
gösterdiğimizden çok, çok daha küçük.
Evet, ama dikkatli deneyler
- tıpkı Büyük Hadron Çarpıştırıcısında
dolaşan ufak parçacıkların
hareketlerinin incelenmesi gibi -
bu etkilerin doğruluğunu ispatladı.
Uzay-zaman, gerçekliğin deneyle
kanıtlanmış bir parçası olduğuna göre
biraz daha hırslı olabiliriz.
Ya bu sefer de
uzay-zamanın kendisiyle
oynamaya başlarsak?
Bunun hakkındaki her şeyi
sonraki animasyonumuzda öğreneceğiz.