8 dk. Işık hızı ne demektir, ne kadardır? Işık hızı geçilebilir mi? Çocuklar için ışık hızı hakkında her şey!
İçinde yaşadığımız evren, biraz derin düşününce aslında oldukça ilginç ve gizemli. Günlük hayatta doğal olarak her zaman varoluşun gizemleri hakkında düşünmesek de bir kere aklımıza geldiler mi kolay kolay soruların içinden çıkamıyoruz. Binlerce yıllık bilimsel birikime rağmen hala evren hakkında birçok şeyi bilemiyoruz!
Evrenin en büyük gizemlerinden biri ise ışık hızı. Peki ya insan aklının sınırlarını zorlayan bu olgunun, çocuklar için ne ifade ettiğini hiç düşündünüz mü? Özellikle de bilimle ilgilenen çocuklar, “Işık hızı ne kadar?”, “Işık hızına ulaşmak mümkün mü?”, “Işık hızı geçilebilir mi?” gibi soruları sık sık merak ediyorlar.
Evet, ışık hızı hakkında bu tarz soruları cevaplaması hiç de kolay değil, ancak sizlere yardımcı olabiliriz! Eğer çocuğunuz ışık hızı hakkında meraklıysa tam da doğru yere geldiniz. Bu yazımızda hep beraber çocukların anlayabileceği şekilde ışık hızından ve evrenimiz için ne ifade ettiğinden bahsedeceğiz. Böylece genç bilim insanlarının bilgiye açlığını biraz da olsa doyurabileceğiz! Haydi başlayalım!
Işık hızı nedir?
Öncelikle en temel soruyu cevaplayarak yazımıza bir giriş yapalım. Işık hızı nedir? “Işık hızı” kavramını daha iyi anlamak için nasıl düşünebiliriz?
Dediğimiz gibi, ışık hızı bilimsel olarak epey kafa karıştırıcı bir konu. Ancak bilimde sık sık fark ediyoruz ki bazı konular teknik açıdan ne kadar karmaşık olurlarsa olsunlar günlük hayattan örneklerle herkesin anlayabileceği şekilde basitleştirilebiliyorlar. Şanslıyız ki ışık hızı tam da böyle bir konu! O halde günlük hayattan bir örnekle “Işık hızı ne demek?” sorusunu cevaplayalım.
“Işık” deyince aklımıza ilk gelen eşyalardan biriyle başlayalım: Ampul. Karanlık bir odaya girdiğimizi düşünelim. Girdikten hemen sonra ışık düğmesine basıyoruz ve odadaki ampulden çıkan ışık, bir anda her yeri aydınlatıveriyor! Ancak ampul gibi küçük bir nesne, odanın belli bir yerinde asılıyken nasıl oluyor da ışık hemen tüm odaya yayılabiliyor?
İşte biz göz açıp kapayana kadar tüm odanın aydınlanabilmesini sağlayan şey, ışık hızı. Tavandaki bir ampülden çıkan ışık, insan beyninin asla yakalayamayacağı bu olağanüstü hızı sayesinde bir anda odanın her köşesine dokunabiliyor. Hatta çok yüksek olmanın da ötesinde, ışık hızı doğrudan evrendeki en hızlı şey!
Işık hızı ne kadar?
Bir diğer önemli soru da ışık hızının tam olarak ne olduğu. Evet, ışık hızı sadece dünyadaki değil, tüm evrendeki en hızlı şey. Peki ya bunu sayılarla ifade etmemiz gerekirse alacağımız sonuç nedir?
Fakat bundan önce sizleri ışık hızının bilimsel olarak ölçümünde oldukça önemli bir kavram olan “vakum” ile tanıştırmalıyız. Biliyoruz ki etrafımızda duyu organlarımızla algılayabildiğimiz her şey maddeden, madde de atomlardan ve atomları oluşturan daha da küçük parçacıklardan oluşuyor. Vakum ise, tam anlamıyla boşluk demek. Yani gözle görebildiğimiz veya göremediğimiz herhangi bir parçacığın bulunmadığı ortam, bilimsel adıyla vakum demek.
Işık hızının ölçümü de temel olarak, dünyada elde etmesi çok zor olan ve bilim insanlarının büyük uğraşlarını gerektiren vakumda yapılıyor. Peki ya vakumda ölçülen ışık hızı ne kadar?
Bu sayıyı görünce akılda canlandırması epey zorlayıcı, ancak vakumda ışığın hızı saniyede tam olarak 299.792.458 metre!
Bunun üzerine bir hesap yaparak, bu değeri kilometreye de çevirebiliriz. Ufak detaylara takılmamız gerekmeyen yerlerde de genelde ışık hızını kilometre/saat biçiminden ifade ediyoruz. “Işık saniyede kaç km yol alır?” sorusunun cevabı ise, yaklaşık 300.000.
Bu sayıyla birlikte ışık hızını biraz daha görselleştirebilmeniz adına sizlere şu bilgiyi verelim: Eğer ışık hızında hareket edebilseydiniz, bir saniyede tüm Dünya’nın çevresini 7 kez dolanır, ardından bir turun yarısını daha tamamlardınız!
Işık hızı geçilebilir mi?
Işık hızı hakkında ilginç bilgiler öğrenen çocukların aklına doğal olarak eninde sonunda oldukça sık sorulan bir soru geliyor: Işık hızı geçilebilir mi? Veya aynı doğrultuda, ışık hızına ulaşmak mümkün mü?
Hayal gücünün de etkisiyle çocukların aklına ışık hızını geçtiğimiz ve her yere göz açıp kapayana kadar gidebildiğimiz senaryolar olabilir. Ancak maalesef, bu sorunun cevabını verirken hayal gücünü yüz üstü bırakmak zorundayız! Hem pratik, hem de teorik olarak “Işık hızına ulaşmak mümkün mü?” sorusunun tek bir cevabı var: Hayır, ışık hızına ulaşmak mümkün değil ve asla mümkün olmayacak.
Ancak tabii ki bu cevabı alınca hayal kırıklığına uğrayıp merağımızın peşini bırakmayacağız. Bunun yerine eleştirel düşünme becerilerimizi çalıştırıp, doğal olarak sırada sorabileceğimiz ilk soruyu soracağız. Muhtemelen tahmin ediyorsunuzdur, ama gelin, hep birlikte bu sorunun ne olduğunu görelim!
Işık hızı neden geçilemez?
Elbette ki ışık hızını geçmenin mümkün olmadığını öğrenince soracağımız ilk soru bu: Neden? Işık hızına neden ulaşamıyoruz? Üstelik, bilimin sürekli gelişmesinin de etkisiyle genellikle karmaşık bilimsel sorulara kesin cevaplar verilemediğini biliyoruz. Peki o halde nasıl oluyor da ışık hızına asla ulaşamayacağımızdan böylesine emin olabiliyoruz?
En baştan söylemeliyiz ki, bu soruların cevapları da hiç basit değil. Ancak yine de açıklamalarının ardında devasa bir bilimsel ve matematiksel bilgi birikimi yatıyor, yani tabii ki de yalnızca kuvvetli tahminlerden ibaret değiller! Bizler de ışık hızını geçemememizin sebeplerini mümkün olduğunca basitleştirerek açıklayacağız. Haydi görelim!
- Enerji kısıtlamaları
Işık hızına ulaşmanın mümkün olmamasının sebeplerinden biri, enerji kısıtlamaları. Bunu günlük hayattan bir örnekle açıklayalım. En basitinden, koştuğumuzu düşünelim. Koşmak için tabii ki de enerji harcıyoruz ve yoruluyoruz. Daha hızlı koştukça da daha çok enerji harcamamız gerekiyor. Benzer bir durum ışık hızına ulaşmak için de geçerli. Fizik kanunlarına göre ışık hızında hareket edebilmek için tam anlamıyla sonsuz enerji üretmemiz gerekirdi! Bu da maalesef imkansız.
- Kütle kısıtlamaları
Işık hızına ulaşma hesaplarında bir diğer önemli rolü de kütle oynuyor. Biliyoruz ki her maddenin bir kütlesi var. Ancak ışığı oluşturan fotonlar ise kütlesiz, yani kütleleri tam anlamıyla sıfır! Fotonlar herhangi bir kütleye sahip olmadıkları için, hızlarını düşürebilecek herhangi bir şeyle etkileşime geçmeyip hareketlerine devam edebiliyorlar.
Bu noktada sizlere biraz karmaşık bir kavram olan Higgs alanından bahsetmemiz lazım. Higgs alanı, biz onu doğrudan gözlemleyemesek de evrenin her yerinde bulunan ve maddelerin kütleye sahip olmasını sağlayan alan.
Bunu, tüm evren sanki bir akvaryummuş ve Higgs alanı da içerideki suymuş gibi düşünebilirsiniz. Akvaryumdaki balıklar bunun farkında olmasa da her zaman suyla etkileşime geçiyorlar ve bu da aslında onları yavaşlatıyor. Su balıkları yavaşlattığı gibi Higgs alanıyla etkileşime geçmek de maddelere kütle dediğimiz özelliği kazandırıyor.
Fotonların herhangi bir kütlesi olmaması ise, Higgs alanıyla etkileşime geçmemeleri demek. İşte tam da bu yüzden önlerinde herhangi bir engel yok. Fotonların hareketini hiçbir şeyin engellememesi de, herhangi bir şey için olabilecek en yüksek hızda hareket etmeleri demek!
- Özel görelilik kuramı
Işık hızına neden asla ulaşamayacağımızı anlatan en karmaşık ama en kapsamlı açıklama ise Albert Einstein’ın meşhur özel görelilik kuramı. Bu kuramın detaylarını elbette burada açıklayamayız. Ancak bizim için en önemli kısmından bahsedelim: Einstein, kulağa her ne kadar garip gelse de bir nesne hızlandıkça o nesne için zamanın o kadar yavaşlayacağını söylemişti. Yani zaman herkes için sabit değil, hareket eden nesneler için hızlarına bağlı olarak değişiyor.
İşin ilginç kısmı ise bunu ışık hızına uyarlamak. Yukarıda da dediğimiz üzere, dışarıdan gözlemleyen kişiler olan bize göre ışık, saate 300.000 kilometrelik bir hıza sahip. Peki ya ışık hızını, ışığın kendi gözünden görebilseydiniz ne olurdu? Özel görelilik kuramına göre bu sorunun net bir cevabı var: Zaman sizin için tamamen dururdu!
Bu noktada sizden zamanın tamamen durduğunu düşünmenizi isteyebilirdik, ancak bu akıl dışı bir durum. Kütleye sahip bir nesne için zamanın durması yalnızca insan aklının sınırlarını aşmakla kalmayıp, aynı zamanda mantık kurallarının da ötesine geçiyor. Kısaca söylemek gerekirse, özel göreliliğe göre ışık hızına ulaşmamız, varoluşun yasalarına aykırı!
Işık hızı her zaman aynı mı?
Son olarak, ışık hızı hakkında akla gelebilecek bir başka soruyu cevaplayalım. Işık hızının evrendeki en hızlı şey olduğunu söyledik. Peki ya ışık hızı her zaman ve her yerde aynı mı? Nereye gidersek gidelim, ışık hızı hep saatte 300.000 kilometre olarak mı kalacak?
En başta biraz şaşırtıcı gelse de aslında bu sorunun cevabı hayır! Eğer hatırlarsanız yukarıda ışık hızı için verdiğimiz değer, vakumda yapılan ölçümlere göreydi. Ancak ışık bir maddenin içinden geçtiği zaman bu maddeyi oluşturan parçacıklarla etkileşime geçiyor ve dolayısıyla hızı da etkileniyor.
Bu duruma en iyi örneklerden biri de su! Suyun içindeki bir cisme suyun dışından baktığımızda, onu aslında olduğundan biraz daha farklı bir pozisyonda görünür. Bunun sebebi de ışığın aslında suyun içinde daha yavaş hareket etmesi. Işık, sudan havaya geçtiğinde hızı artıyor ve ilerlediği yol değişiyor. Biz de ışık hızının değişmesinin sonucu olarak suyun içindeki cisimleri “kırılmış” gibi görüyoruz.
Ayrıca siz sormadan önce biz söyleyelim: Evet, ışığı bu şekilde yavaşlatarak ışık hızını geçmek mümkün. Hatta nükleer reaktörler de burada detaylarına giremesek de tam olarak bu prensiple çalışıyorlar. Ancak yine de, evrensel bir sabit olan vakumdaki ışık hızını geçmek hiçbir zaman mümkün değil.
Çocuklar için ışık hızı: Sıkça sorulan sorular
Işık hızı hakkında merak edilen konuları çocukların anlayabileceği şekilde anlattık. O halde şimdi de bu konuda sıkça sorulan sorulardan bazılarını cevaplayarak yazımızı sonlandıralım.
Işık hızı nedir kısa bilgi?
Işık hızı, ışığın boşlukta ilerleme hızının ölçümüdür ve fiziksel bir sabittir. Işığın boşluktaki hızı saatte yaklaşık 300 bin kilometre olarak ölçülmüştür.
Işık hızı 1 saniyede dünyayı kaç kere dolaşır?
Işık hızında ilerleyen bir cisim, dünyayı 1 saniyede 7,5 defa dolanabilir.
Düşünce ışık hızından hızlı mı?
Eğer düşünceleri beyin hücrelerimiz arasında gönderilen elektrik sinyalleri olarak düşünürsek hayır, düşünce ışıktan hızlı değildir. Ancak eğer düşünceyi soyut bir kavram olarak düşünürsek bu soruyu bilimsel olarak cevaplamak mümkün olmaz.
Novakid’le tanışın!
Novakid’de çocukların merak edebileceği her türlü konuyu eğlenceli bir şekilde açıklıyoruz. İçine bol bol eğlence katarak yapabildiğimiz bir başka şey ise İngilizce öğretimi! Aşağıda görebileceğiniz metod ile çocuklara online İngilizce dersleri veriyoruz.
Eğer siz de çocuğunuzun İngilizceyi yaşayarak öğrenmesini isterseniz ücretsiz deneme dersinizi şimdi alın ve aramıza katılın!
