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.