Işık Evren Boyunca Enerji Kaybı Yaşamadan Nasıl Yol Alıyor?
Yirmi Beş Milyon Yıl Yol Alan Işık Neden Güç Kaybetmez?
San Diego’daki arka bahçemde kurduğum astrofotoğrafçılık teleskopu, evrenin derinliklerinden gelen ışığı kaydetmek üzere gökyüzüne doğrultuluydu. Eşim Cristina, uzayın enginliğinden gelen ilk görüntüyü tabletime aktarırken yanıma geldi. Ekranda, adını sarmal biçiminden alan ve trilyon yıldız barındıran o büyüleyici cisim parlıyordu.
bunun ötesinde, ışık nasıl yorulmaz?
fırıldak galaksisinden kopan her foton, tam yirmi beş milyon yıl boyunca –kabaca yüz elli kentilyon mil– uzay boşluğunu aşarak teleskobuma ulaştı. Cristina’nın sorduğu soru şu oldu: “Bu uzun yolculukta ışık yıpranır mı?”
elektromanyetik dalgaların temeli: kütlesiz parçacıkların hızı
ışığı oluşturan fotonlar, bir elektrik dalgası ile manyetik dalganın ahenkli birleşiminden ibarettir. kütleleri olmadığı için, uzayın engin boşluğunda saniyede yaklaşık üç yüz bin kilometrelik hızı korurlar. öyle ki, göz kırpmanız kadar kısa bir sürede bile dünya çevresini birkaç kez dolaşabilirler.
uzayın engin boşluğu ve enerji korunumu
boşluk çoğunlukla “hiçlik”tir; dolayısıyla ışık, engel tanımadan ilerler. yıldızlararası toz tanelerine çarpıp saçılmadığı sürece enerjisini korur. bu nedenle, bir foton ışık hızında yol almayı sürdürür ve zamanla güç kaybetmez.
zamanın göreceli doğası: ışık hızında zaman akışı nasıl durur?
bir astronotun dünya etrafındaki istasyonunda saati yavaş işler; nitekim saatte on yedi bin mil hızla dönen bir gözlemci, dünyadaki gözlemciye göre dakikada yalnızca ufak bir milisaniyelık gecikme yaşar. büyük bir hız veya güçlü bir kütle çekim alanı zamanın akışını yavaşlatır.
peki ya yaptığı yolculukta zaman nasıl algılanır? ışık hızında hareket eden bir foton perspektifinden bakıldığında, zaman tamamen durur. çünkü zamanın ölçüldüğü “saat” fotonla farklı hızlarda akar. bu hız farkı, dünyanın nazikçe dönen saatinden çok daha farklıdır.
uzay sıkışması ve mesafenin kısalması: fotonun perspektifi
ışık hızına yaklaşan her nesne gibi foton için de mesafe kısalır. hareket yönünde uzayın kendisi sıkışır ve bu da yolculuğu kısaltır. dolayısıyla, fırıldak galaksisinden kopan bir foton için bu yolculuk, saniyenin parmak izi kadar keskin bir an gibi geçer.
gözlerimizin ötesine bakmak: astrofotoğrafçılığın büyüsü
dünya bakış açımıza göreyse durum bambaşkadır: galaksiden ayrılan foton yirmi beş milyon yıl önce yola çıkar, ardından bir bahar gecesinde benim tabletime düşene dek kopuk bir hikâye anlatır. bu görüntü, inek bir bilim insanı ile meraklı eşinin arka bahçede yaptığı sohbete ilham olur.
niçin ışığın hiç yorulmadığını bilmek heyecan verici değil mi?
evrenin sessiz boşluğunda kaybolup giden her ışık parçacığı, bize geçmişin hikâyelerini fısıldar. bir sonraki parıltıda neyi keşfedeceğiz?
Derleyen: Deniz KAFKAS
Kaynak: Işık Evren Boyunca Enerji Kaybı Yaşamadan Nasıl Yol Alıyor?
Evrenin Gizli Oyunu: Hızlı Parçacıklar Nasıl Donup Görünmez Oldu?
Evrenin Gizli Oyunu: Hızlı Parçacıklar Nasıl Donup Görünmez Oldu?