1905 yılında Albert Einstein tarafından ortaya atılan özel görelilik kuramı, günümüzde de geçerlidir. Hareket eden cisimlerin ve ışığın nasıl davrandığını açıklar.Teorinin en değerli varsayımı, ışığın yüzünün her gözlemci için bire bir olduğudur.
Peki bu teori, ışık yüzünde (kabaca saniyede 300.000 kilometre olan) seyahat eden bir arabadaki bir gözlemci için nasıl çalışır? Yani biz bu arabadayken farı yaktığımızdaIşık arkamızda mı kalır yoksa yolumuzu mu aydınlatır?
Bu soruyu cevaplamak için, fark edilmesi gereken ilk şey, özel görelilik teorisinin nasıl çalıştığıdır.
Bu soru ilk başta bize bir paradoks gibi görünse de özel görelilik kuramının temel unsurlarını anladığımızda sorunun kolay bir yanıtı olduğunu görüyoruz. Özel görelilik kuramına göre; Rastgele bir araçtaki bir gözlemci, hangi hızda hareket ediyor olursa olsun, aracı hızlanmıyorsa ( sabit hızla hareket ettiği sürece) her zaman kendin ” duruyor” Peki ” hareket etmez” olarak algılanacaktır.
Örneğin, Dünya’nın kendi etrafında dönmesi Türkiye enlemlerinde 350 m/sn’dir. . Yani aslında 1, 2, 3 diye saydığınız her saniye 350 metre ilerliyorsun ! Ama biz hiç öyle hissetmiyoruz, değil mi? Çünkü Dünya bu hızda sonsuza kadar “sabit” bir halde döner.
Gerçekleştirilmesi gereken ikinci şey, Doppler kayması olarak bilinen olgudur.
Bu hızla hareket ettikçe bizim için zaman yavaşlar, uzunluklar (dalga boyları) kısalır, kütleler artar ve renkler değişir. Bu etkiler zaman genişlemesi, boy kısalması, kütle artışı ve Doppler kayması olarak bilinir. Tüm bunlar, hareketlerinden bağımsız olarak tüm gözlemciler için ışık hızının sabit olmasının sonucudur.
Peki bu farlar için ne anlama geliyor?
Diyelim ki bir arabadasınız ve farları yaktınız. Bu durumda farlarınızın önünüzü normal bir biçimde aydınlattığını göreceksiniz. Çünkü ışık size göre ışık karşısında hareket edecek ve önünüzde ne varsa onu aydınlatacaktır. Ama senin önünde aynı hızda giden başka bir araba varsa, farlarınız ona çarptığında aydınlatılmamışfark edeceksin
Bunun nedeni ise, Bunun nedeni, her iki arabanın da zaman genişlemesi yaşamasıdır ve sizin bakış açınızdan diğer arabanın saati sizinkinden daha yavaş çalışır. Diğer bir deyişle, başka bir arabadan yansıyan ışığın gözünüze ulaşması, her iki arabanın da sabit olmasına göre daha uzun sürecektir.
Peki ya arabada değilseniz ve yolun kenarında duruyorsanız? Arabayı ve farlarını nasıl görürdünüz?
Cevap çok farklı. Öncelikle arabanın boyunun kısalması nedeniyle çok yamuk ve basık olduğunu görürsünüz. Ayrıca kütle artışından dolayı çok ağır ve yavaş görünecektir. Doppler kayması nedeniyle, rengi tam olarak spektrumun mavi ucuna kaydırılır..
Peki ya farlar? Onları x-ışınları veya gama ışınları gibi çok parlak ve dar yüksek güçlü radyasyon ışınları olarak görürsünüz. Bunun nedeni farlardan gelen ışığın büyük bir faktörle Doppler kaymasıdır. mavi bir kaymadır . Işığın momentumunun enine bileşenleri, uzunlamasına bileşenlere kıyasla çok fazla değişmeyeceğinden, ışınlar da arabanın seyir yönü boyunca daha fazla odaklanacaktır.
Yani özetlemek gerekirse;
Aydınlık bir yüzle giden bir arabadaysanız ve farlarınızı yakarsanız, sizin bakış açınızdan farlar normal çalıştığını göreceksin, Ancak bir yabancıya çok farklı görünürlerdi . Farları açıkken aydınlık bir yüz üzerinde giden bir arabayı izleyen bir dış gözlemci olsanız bile, onları gerçekte olduğundan çok farklı görürdünüz.
Tabii ki, bunların hepsi varsayımsal ve pratik olarak imkansız . Bir otomobile veya kütlesi olan herhangi bir cisme ne kadar güç verirseniz verin, asla ışık hızına ulaşamaz. Sadece foton gibi kütlesiz parçacıklar bu hızda hareket edebilir. Ancak bunu aşıp göreliliğin garip ve harika dünyasını keşfedebilirsek neler olacağını hayal etmek eğlenceli ve öğretici.
