Fizik / Astrofizik Tüm Yazılar

Işık Hızıyla Birbirimize Yaklaşırsak Ne Olur?

Hazırlayan: Ögetay Kayalı
Facebooktwittergoogle_plusredditlinkedintumblrmail

Klasik algımız bize, birbirine yaklaşmakta olan araçlardan birinde otururken karşıdaki aracın hızı konusunda yalan söyler. Örneğin 100 km/saat hızla düz bir yolda ilerlerken karşıdan bir araç bize doğru 50 km/saat hızla geliyorsa birbirimize 150 km/saat hızla yaklaşmalıyız sonucunu çıkarırız. Lakin bu tam olarak doğru değildir.

Albert Einstein’ın 1905 yılında ortaya attığı Özel Görelilik tam olarak bunu açıklar. Işık hızının bir limit hız olduğunu ve aşılamayacağını ifade eder. Bu sebeple aracımız ışık hızında(300,000 km/s) ilerlerken, karşıdan ışık hızında bir araç gelirse onun hızını 600,000 km/s olarak ölçemeyiz. İki hızın toplamı yine ışık hızını geçmemelidir.

GÖRELİLİK KURAMININ HAYATIMIZA ETKİSİ

Bu durum bizim klasik algımızda ciddi bir çelişki yaratır. Oysa ki ilk araç örneğinde olduğu gibi hızlar toplanmalıdır, değil mi? Aslında değil…

Albert Einstein bize Özel Görelilik ile aslında iki hızın toplanmadığını, ışık hızına bağlı bir formül ile hesaplandığını gösterdi. Fakat söz konusu hızlar ışık hızına kıyasla çok çok düşük olduğunda aradaki fark o kadar az olur ki, neredeyse hızlar gerçekten toplanıyormuş gibidir. Bu sebeple gündelik hayatımızdaki düşük hızlarda bu etkiyi asla hissetmeyiz. Fakat tam olarak doğru işlem, iki hızın toplanması değildir. Yine de çok çok ufak fark olduğundan ötürü, hızların toplanması pratik ve doğrudur.

Söz konusu ışık hızı olunca bu etki fark edilir. Örneğin ışık hızının yüzde 75’i (0,75c) ile giden bir uzay aracında olduğumuzu varsayalım. Tam karşıdan da bize doğru ışık hızının yüzde 85’i (0,85c) hızla bir uzay aracı bize yaklaşmakta olsun. Artık karşıdan yaklaşmakta olan bu aracın hızının 0,75+0,85=1,60c olmayacağını, asla ışık hızını aşmayacağını biliyoruz. Fakat yine klasik algımızın öngördüğü şekilde bu hız 0,85c’den büyük olacaktır. Bu hız aşağıdaki formülle hesaplanır.

SpecialRelativityVelocityFormula

Burada eşitliğin solundaki terim karşıdan yaklaşmakta olan aracın bize göre görünen hızı, yani aradığımız değerdir. Sağ tarafta yer alan üssüz ifadesi ise gerçek değeri olan 0,85c’dir. Vx ise bizim aracımızın hızı olan 0,75c’dir. Denklemde yerine koyduğumuzda:

Karşıdan bize yaklaşmakta olan aracın görünen hızını 0,977c, yani ışık hızının yüzde 97,7’si olarak buluruz. Bu hızlar giderek arttıkça, çıkan sonuç da ışık hızına çok yakın değerler almaya başlar. Örneğin 0,90c hızıyla 0,95c hızındaki bir araca yaklaşmak, onu 0,9973c yani ışık hızının yüzde 99,73’ü bir hızla yaklaşıyor olarak görmek demektir.

Gündelik hızlardaki ufak farkın ne kadar ufak olduğunu hesaplamak ise aslında matematiksel bir işkenceden ibarettir. Gurur kaynağı olarak bahsettiğimiz ses hızı, ışık hızının yaklaşık olarak milyonda biridir. Burada Özel Görelilik’ten faydalanacak olursak 300 km/s hızla birbirine yaklaşan iki uçağın birbirlerini 599.999999999998 m/s gibi bir hızla birbirlerine yaklaşıyor olarak görmesi gerektiğini hesaplarız. Bu ne ölçebileceğimiz, ne de ölçmenin bir anlamı olduğu bir hesaplamadır. Dolayısıyla gündelik hızlarda, yine klasik algımızın bize söylediği gibi, hızlar toplanabilir.

Ögetay Kayalı

Hep daha fazla okumak gerekir...

Yorum

Yazar Hakkında

Ögetay Kayalı

Ege Üniversitesi Astronomi ve Uzay Bilimleri öğrencisi. Çoğunlukla yıldız astrofiziği ile fizik ve matematiğin gündelik yaşantıdaki rolü üzerine yazıyor. Alanı dışında amatör olarak fotoğrafçılık, resim, programlama, mekanik, elektronik ve biyokimya ile ilgileniyor. Kozmik Anafor'dan ayrılmış, şu an www.rasyonalist.org sitesinde yazarlık yapmaktadır.