Işık Hızında Seyahat Etmek

Fütürist Manifesto’da Filippo Tommaso Marinetti, hızın artık yeni bir estetik biçimi olduğunu duyurur. Fütüristler ilerleyen zamanlarda hızı, şiddeti ve dünyanın karşı konulmaz değişimini yücelten eserler ortaya koyar. Bu eserlerin en ikonik parçaları yarış arabaları ve uçaklarla süslenmiş olmalarıdır. Onlara göre, çift kanatlı SIA 7B keşif ve bombardıman uçağı, Ayasofya’dan ya da Notr Dame’dan çok daha mühim bir sanat eseridir. Çünkü baş döndüren bir hıza, hiçbir katedralin erişemeyeceği kadar yükseklere ulaşma becerisine sahiptir. Bırakacağı tek bir bomba sayesinde bulunduğu yerde yüzlerce yıldır sabit kalan binaları yıkım rüzgârı ile bir moloz yığınına da çevirebilir…

Hız, insanlığın başından beri saygı ve heyecan uyandırır. Pek çok paranormal varlığın anlaşılmaz bir hızla hareket ediyor gibi düşünülmesi de belki bu yüzdendir. Nitekim insanlığın en önemli icatlarından biri olan tekerlek de hızla ilgilidir. O icat, uçurumdan yuvarlanırken durmadan hız kazanırcasına artık ses hızını geçmiş durumda. Ses hızı aşılırken çıkan patlama, belki de insanların hız ile ilgili geleceklerini müjdeleyen konfetilerin patlamasıdır. Artık hızın egemen olduğu bir çağdayız. Günümüzde hızın hükmetmediği tek bir saha yok. Her şeyin ağırbaşlı bir yavaşlık içinde sürdürüldüğü geleneksel yöntemler ise müzede sergilenen ve insanların saygıdan çok acıma duygusu ile seyrettiği kalıntılar gibi karşılanıyor. İnsanlar ileride hız ile, ehlilleştirilemeyen vahşi bir yaratıkla mücadele eder gibi mücadele etmek zorunda kalacak belki. Peki ya onu ehlilleştirmeyi başarırsak? Kainattaki en hızlı varlıklara dönüşürsek?

1900’lerden önce, insanların dünya ve tabiat ile ilgili görüşleri Isaac Newton’ın kütle, hareket ve çekim yasalarına sıkı sıkıya bağlıydı. Ancak yirminci yüzyıl ile birlikte bu değişti. İnsanlar parçası oldukları tabiatın, uzay-zamanın ve burada başarabilecekleri şeylerin düşündüklerinden çok daha kapsamlı olduğunu anladı. Albert Einstein, bunun önünü açtı. Ortaya koyduğu Görelilik Kuramı sayesinde kütle ve enerji hakkındaki birçok şüphe ortadan kalktı. Kütle-enerji denkliğiyle kütle ve enerjinin birbirine dönüştürülebilir olduğunu, yani kütlenin enerjiye dönüştürülebileceğini ve bunun tersinin de mümkün olduğunu kanıtladı. Einstein, standart bir referans çerçevesi olmadığını öne sürdü. Yani her şey göreceliydi, zaman bile.

Buradan ne anlamalıyız? Işık hızının sabit ve gözlemciden bağımsız olduğunu… Yani bir kişi, diyelim ki ışık demeti ile aynı yönde ve ışık hızının yarısı kadar hızla hareket ediyorsa, ışık demeti öylece duran birine göründüğü gibi görünecektir hâlâ. Diğer bir deyişle, ışık hızı sabittir ve gözlemcinin durağan ya da hareketli olmasına göre değişmez. Peki ya şu kütle-enerji denkliği ne anlama geliyor? Bir cisim ışık hızının %10’u kadar bir hızla hareket ederse, kütlesinde orijinal kütlesinin %0,5’i kadar bir artış olacaktır. Öte yandan, eğer bir nesne ışık hızının %90’ıyda hareket ederse, kütlesi orijinal kütlesinin yaklaşık iki katı olacaktır. Böylesi bir koşulda da insanların ışık hızında ya da ışık hızından daha hızlı hareket etmesinin imkânsız olacağı söylenebilir.

Işık hızında hareket etmeye çalışmak, arabayı durdurduktan sonra daha yavaş gitmeye çalışmaya benziyor. Şimdilik anlayabildiğimiz kadarıyla evrenin limitlerinden biri ışık hızı olsa gerek. Bunu geçmek ya da buna erişmek mümkün değil. Çünkü bir nesne eğer ışık hızında hareket ederse, kütlesi katlanarak artacaktır. Şöyle düşünelim: Işık hızı saniyede 299,792 kilometredir ve bir nesne bu hızda hareket ettiğinde, sonsuz kütleye sahip bir nesne gibi davranacaktır ve sonsuz kütleye sahip bir nesneyi itmek için sonsuz enerji gerekecektir. Bu da en azından bugünün bakış açısından imkânsız görünüyor. Işık hızı değil de, ışık hızına yakın bir hızla, mesela ışık hızının %90 ile hareket etmeye kalkışırsak? Böyle bir durumda, zamanın genleşmesi gibi ilginç durumlar yaşanacaktır, ışık hızına yakın hareket eden biri için zaman daha yavaş akacaktır.

Işık hızına yakın bir hızda seyahat etme projelerinin, bugünün bakış açısıyla bakıldığında, en çok kullanılacağı alanlardan birinin uzay yolculukları olacağını söyleyebiliriz. Dünya dışı yerleşim programları için en önemli engellerden biri de devasa mesafeler ve hız. Son zamanlarda insanların yerleşim kurması en muhtemel görünen (ya da gösterilen) yer Mars, fakat en iyi koşullarda bile Mars’a ulaşmak bir yıl kadar sürebiliyor. Diyelim ki Mars’a artık ışık hızının %90’ıyla gidip gelebiliyoruz. Mars’a ulaşmak ve oradan Dünya’ya dönmek (hiç duraksama olmadan, anında hızlanmış ve toplam kat edilen mesafenin 450 milyon kilometre olduğu varsayılırsa) yaklaşık 16 dakika 40 saniye sürecektir. Ama burada bir terslik var. Bu 16 dakika 40 saniye, Mars yolculuğunuzu Dünya’da gözlemleyen insanlar için geçen süredir. Ancak biz bir uzay yolcusu olarak, tüm yolculuk boyunca sadece 8 dakika 20 saniye deneyimleyeceğiz. Bunun nedeni zaman genişlemesi dediğimiz olgunun böylesi yüksek hızlarda devreye girmesidir.

Zaman genişlemesi, uzayda ne kadar hızlı hareket edersek zamanda da o kadar yavaşladığımız, yani ne kadar hızlı seyahat edersek o kadar yavaş yaşlandığımız anlamına gelen bir olgudur. Mars’a ışık hızının %90’ı kadar bir hızla seyahat ettiğimizde, Dünya’daki insanlık 16,67 dakika yaşlanırken, biz sadece 8,33 dakika yaşlanmış olacağız! Yaşlanmadaki bu fark daha yüksek hızlarda, örneğin ışık hızının %99.99’unda çok daha belirgin hâle gelecektir. İnsanların, ışık hızının %99.99 kadarıyla hareket edecek kapasiteye ulaştığı bir senaryoda artık Güneş Sistemi’nin dışına doğru yapılacak yolculuklar da mümkün kılınacaktır. Mesela, Dünya’dan aşağı yukarı 4.35 ışık yılı uzaktaki Alpha Centauri’ye böylesi bir hızda (hiç duraksamadan) gidip gelmek kabaca 8 yıl 8 ay kadar sürecektir. Fakat bu süre, dünyada geçen süredir. Oysa yolculuğu yapan biri için sadece 1.5 ay geçmiş olacaktır…

Işık hızına yakın bir hızda yolculuk yapılırken, zamanın genişlemesine ek olarak maviye kayma ya da kırmızıya kayma gibi görsel açıdan da ilginç durumlar gözlemlenebilir. Dünya’yı ışık hızının %99.99’u kadar bir hızla terk ettiğimizde, bizden yansıyan ışık dalgaları gerilir, bu da dalga boyunu uzatır ve Dünya’daki insanlara kırmızı görünmelerini sağlar. Bu etki kırmızıya kayma diye bilinir. Öte yandan, ışık hızına yakın bir hızla yolculuğumuzdan dönerken, bizden seken ışık dalgaları, Dünya’daki gözlemcilerin gözlerine ulaştığında ezilip sıkışarak mavi görünmenizi sağlar. Buna da maviye kayma denir. Bizim için ise böylesi bir hızda seyahat ederken önümüzdeki her şey bulanık bir tünele sıkıştırılmış gibi görünür. Aslında belli bir hızdan sonra sadece siyahlık göreceğiz çünkü gözümüze giren ışığın dalga boyu görünür spektrumun dışında olacaktır…

Evet, ışık hızında ya da ışık hızından daha hızlı hareket etmek belki asla gerçek olmayacak ama tekerleğin icadından beri “insanların hızı” katlanarak artıyor. İnsanların, er ya da geç, ışık hızına yakın bir süratle hareket etmesini sağlayacak icatlar ortaya çıkacak. Belki de insanlar ileride hıza olan ilgilerini kaybedecek, belki de gelecek, yükseklere erişmek için durağanlığın seçildiği çağlar ile kaplanacak…

Hazırlayan: Tuğrul Sultanzade | Kaynak