Eniştein işıq sürəti üçün " Kainatin sürət limiti " demişdi. Iddiasına görə işıqdan sürətli getmək səbəb-nəticə prinsipini pozmaq demək idi. Bu mövzularla əlaqədar dərin məlumatı olmayanlar üçün , " səbəb-nəticə" prinsipi sadəcə bir səbəb ilə nəticəsində arasında əlaqə olması deməkdir. Səbəb-nəticə əlaqəsinin pozulması isə məntiq səhvlərinə səbəb olar. Buna bir nümunə olaraq , hələ tətiyi çəkməmişkən , silahınızdan çıxacaq güllənin hədəfi vurması nümunəsini verə bilərik. İşıq sürətini aşmaq , bəzi təməl enerji qanunlarını pozmaq mənasını verər.
Yaxşı bəs niyə heç bir şey işıqdan sürətli gedə bilməz ? Buna cavab verməzdən əvvəl , işıq sürətinin nə olduğunu anlamamız lazımdır. İşıq sürəti , ya da daha doğru ifadəsiylə foton sürəti , az qala qüsursuz bir vakuum içərisində saniyədə 299.792.458 metrə bərabərdir. Yəni saniyədə təxminən 299.792 kilometr . Avtomobillərin sürətləriylə müqayisə istəyənlər üçün bu sürət , kobudca saatda 1.079.250.000 kilometrə bərabərdir.Fotonlar bu sürətdə gedir kimi görürük , çünki fotonların kütləsi yoxdur. Buna baxmayaraq kinetik enerjiləri vardır ; ancaq buna az sonra qayidacayiq.
Fotonlar da daxil olmaq üzrə kainatımızdakı hər hissəcik , "Higgs sahəsi" dediyimiz bir sahə içersinde hərəkət edərlər. Bunu su içərisində üzməyə bənzədə ya da sərt küləkli bir havada , küləyə qarşı getməyə bənzədə bilərsiz . Necə ki su içərisində və ya küləyə qarşı irəliləmək çətindirsə , hissəciklər da Higgs sahəsindən keçərkən çətinlik çəkərlər və bu onlara kütlə qazandırar. Fərqli hissəciklər Higgs sahəsiylə fərqli şiddətə qarlılıqlı təsirdə olarlar. Bu səbəblə bəzi cisimlər daha ağırdır , bəziləri daha yüngüldür. Fotonlar da Higgs sahəsindən keçərlər ; ancaq onunla heç təsirdə olmazlar, olduğu kimi içindən keçər gedərlər.
Bu nə deməkdir? Fotonlar bu sahə tərəfindən təsirlənmədiyi üçün , onların sürətini kəsəcək heç bir maneə yoxdur. Bir başqa deyişlə , sərbəst bir şəkildə , heç bir maneəyə dəymədən kosmosda hərəkət edərlər. Bu səbəbdən tək sərhədləri , hal-hazırda var olan sabit sürətləri kimi görünməkdədir. Bu sürət hər hansı bir digər hissəciyin da çıxa biləcəyi ən yüksək sürətdir . Çünki kütləsi olub , Higgs sahəsi tərəfindən təsirlənmədən gedib də , daha yüksək bir sürətə çıxmanız bu kainat şərtlərində mümkün deyildir. mümkün olsaydı , fotonlar o sürətə çixa bilərdi. Çünki kütlesizden daha kütləsiz bir quruluş var ola bilməz.Bu səbəbdən də fotondan daha " yüngül " olub da , daha sürətli getməsini xəyal edə biləcəyimiz bir hissəcik var ola bilməz.Kainatimiz bu sürətlə məhdudlaşdırılmışdır. Yaxşı bu sürət niyə bu şəkildədir və saniyədə 300.000 kilometr civarindadir ? Bu , kainatımızın quruluşuyla əlaqədar bir şeydir. Bir başqa kainatda , bu sərhəd tamamilə başqa bir ədəd ola bilərdi. Ancaq bu anda var olduğumuz kainatdan söz ediriksə , sərhədimiz budur. Bu tip kainatimiza xas sabitlərə universal sabitlər deyilir.
Bunu anlamanın bir başqa yolu budur: işığın biyə bir başqa sürətdə hərəkət etmədiyini soruşmaq , cazibənin niyə yuxari doğru deyil də yerə doğru olduğunu soruşmaq kimidir.Bütün bu sabitlər , Böyük Partlama anında var olan ədədlərdir. Başqa şəkillərdə də sabitlənə bilərlərdi ama bu zaman fərqli 1 kainat əmələ gələrdi.
Hissəciklər sürətlənə bilmək üçün kütləyə ehtiyac duyarlar. Kütlə yoxsa , təcil də yox deməkdir. Bunu Newton məşhur " F = ma " düsturuyla ifadə etmişdir. "F" cismə təsir edən əvəzləıyii qüvvə , "m" kütlədir , " a " isə təcil , yəni zaman içərisində sürətin dəyişməsidir. Kütlə olmazsa , qüvvət və təcil də yox deməkdir. Bir zərrəcik işıq sürətinə yaxınlaşdıqca , sürətlənmək üçün daha da çox enerjiyə ehtiyac duyar. Bunun səbəbi , hissəciklər sürətləndikcə kütlələrinin də artmasıdır. Yəni daha sürətli getdikcə , daha da ağırlaşar. Tam olaraq bu səbəblə, əgər ki işıq sürətində gedən bir elektrona işıq sürətindən daha artiq sürəti qazandirmaq istəsəydim , sonsuz qüvvəyə (və ya sonsuz enerjiyə ) ehtiyacınız olardı. Ancaq kainatda sonsuz enerji yoxdur. Bu səbəbdən də nə edirsiz edin , işıq sürətinə çatdığınız andan sonra tətbiq etdiyiniz enerji sürəti artırmağa çatmaz. Bu səbəblə işıq sürəti , kainatımızın sürət sərhəddir.
Yaxşı bəs niyə heç bir şey işıqdan sürətli gedə bilməz ? Buna cavab verməzdən əvvəl , işıq sürətinin nə olduğunu anlamamız lazımdır. İşıq sürəti , ya da daha doğru ifadəsiylə foton sürəti , az qala qüsursuz bir vakuum içərisində saniyədə 299.792.458 metrə bərabərdir. Yəni saniyədə təxminən 299.792 kilometr . Avtomobillərin sürətləriylə müqayisə istəyənlər üçün bu sürət , kobudca saatda 1.079.250.000 kilometrə bərabərdir.Fotonlar bu sürətdə gedir kimi görürük , çünki fotonların kütləsi yoxdur. Buna baxmayaraq kinetik enerjiləri vardır ; ancaq buna az sonra qayidacayiq.
Fotonlar da daxil olmaq üzrə kainatımızdakı hər hissəcik , "Higgs sahəsi" dediyimiz bir sahə içersinde hərəkət edərlər. Bunu su içərisində üzməyə bənzədə ya da sərt küləkli bir havada , küləyə qarşı getməyə bənzədə bilərsiz . Necə ki su içərisində və ya küləyə qarşı irəliləmək çətindirsə , hissəciklər da Higgs sahəsindən keçərkən çətinlik çəkərlər və bu onlara kütlə qazandırar. Fərqli hissəciklər Higgs sahəsiylə fərqli şiddətə qarlılıqlı təsirdə olarlar. Bu səbəblə bəzi cisimlər daha ağırdır , bəziləri daha yüngüldür. Fotonlar da Higgs sahəsindən keçərlər ; ancaq onunla heç təsirdə olmazlar, olduğu kimi içindən keçər gedərlər.
Bu nə deməkdir? Fotonlar bu sahə tərəfindən təsirlənmədiyi üçün , onların sürətini kəsəcək heç bir maneə yoxdur. Bir başqa deyişlə , sərbəst bir şəkildə , heç bir maneəyə dəymədən kosmosda hərəkət edərlər. Bu səbəbdən tək sərhədləri , hal-hazırda var olan sabit sürətləri kimi görünməkdədir. Bu sürət hər hansı bir digər hissəciyin da çıxa biləcəyi ən yüksək sürətdir . Çünki kütləsi olub , Higgs sahəsi tərəfindən təsirlənmədən gedib də , daha yüksək bir sürətə çıxmanız bu kainat şərtlərində mümkün deyildir. mümkün olsaydı , fotonlar o sürətə çixa bilərdi. Çünki kütlesizden daha kütləsiz bir quruluş var ola bilməz.Bu səbəbdən də fotondan daha " yüngül " olub da , daha sürətli getməsini xəyal edə biləcəyimiz bir hissəcik var ola bilməz.Kainatimiz bu sürətlə məhdudlaşdırılmışdır. Yaxşı bu sürət niyə bu şəkildədir və saniyədə 300.000 kilometr civarindadir ? Bu , kainatımızın quruluşuyla əlaqədar bir şeydir. Bir başqa kainatda , bu sərhəd tamamilə başqa bir ədəd ola bilərdi. Ancaq bu anda var olduğumuz kainatdan söz ediriksə , sərhədimiz budur. Bu tip kainatimiza xas sabitlərə universal sabitlər deyilir.
Bunu anlamanın bir başqa yolu budur: işığın biyə bir başqa sürətdə hərəkət etmədiyini soruşmaq , cazibənin niyə yuxari doğru deyil də yerə doğru olduğunu soruşmaq kimidir.Bütün bu sabitlər , Böyük Partlama anında var olan ədədlərdir. Başqa şəkillərdə də sabitlənə bilərlərdi ama bu zaman fərqli 1 kainat əmələ gələrdi.
Hissəciklər sürətlənə bilmək üçün kütləyə ehtiyac duyarlar. Kütlə yoxsa , təcil də yox deməkdir. Bunu Newton məşhur " F = ma " düsturuyla ifadə etmişdir. "F" cismə təsir edən əvəzləıyii qüvvə , "m" kütlədir , " a " isə təcil , yəni zaman içərisində sürətin dəyişməsidir. Kütlə olmazsa , qüvvət və təcil də yox deməkdir. Bir zərrəcik işıq sürətinə yaxınlaşdıqca , sürətlənmək üçün daha da çox enerjiyə ehtiyac duyar. Bunun səbəbi , hissəciklər sürətləndikcə kütlələrinin də artmasıdır. Yəni daha sürətli getdikcə , daha da ağırlaşar. Tam olaraq bu səbəblə, əgər ki işıq sürətində gedən bir elektrona işıq sürətindən daha artiq sürəti qazandirmaq istəsəydim , sonsuz qüvvəyə (və ya sonsuz enerjiyə ) ehtiyacınız olardı. Ancaq kainatda sonsuz enerji yoxdur. Bu səbəbdən də nə edirsiz edin , işıq sürətinə çatdığınız andan sonra tətbiq etdiyiniz enerji sürəti artırmağa çatmaz. Bu səbəblə işıq sürəti , kainatımızın sürət sərhəddir.
Su daxilində işıq
Einstein , Xüsusi Nisbilik Nəzəriyyəsini düstur halina salmaq üçün maraqlı bir üsul istifadə etdi: kainatı , bir fotonun gözlərindən görməyə çalışdı və gördüki işlər bir fotonun gözündən çox çox fərqli idi. Məsələn əgər ki siz 1 foton olsaydiniz, zamanın sizin üçün heç bir mənası olmazdi. Var olan hər şey , bir anda var olurmuş kimi gələrdi.
Tutaq ki 4 milyard işıq ili uzaqda olan bir ulduzdan qopan fotonsunuz . Biz də Dünyada olan kəslər olaq. Bizə görə sizin gözümüzə çatmanız tam 4 milyard il davam etmişdir. Çünki o ulduzdan çıxıb bizim gözümüzün retinasına düşməyiniz üçün 4 milyard il boyunca yol getməyiniz lazımdır , aradakı məsafəni qət etmək məcburiyyətindəsiniz. Digər tərəfdən bir foton olaraq sizin gözünüzdə işlər başqadır : siz , bir anlığına ulduzda var oldunuz və eyni an içərisində bizim gözlərimizin içinə çatdınız . Heç bir zaman keçmədi. Doğumunuz və ölümünüz eyni anda oldu.
Bu necə ola bilər? Bunun səbəbi , işıq sürətinə yaxınlaşdıqca zamanın yavaşlaması və nəhayət , tam işıq sürətinə çatıldığında dayanmasıdır. Təbii ki diqqət yetirilməsi lazım olan , müşahidəçinin gözlərindən belə olmasıdır. Yəni bir foton üçün zamanın var olmaması , bizim üçün zamanın var olmadığı mənasını verməz. Zaman vardır , çünki biz kütləli cisimlərik və işıq sürətində hərəkət etmirik. Bunları edə biləcək olsaydıq , o zaman siz və ya biz olmaz , " foton " olardıq . Fotonların nəhəng quruluşda olmamasının , nəhəng cisimlerinse foton kimi hərəkət edə bilməməsinin səbəblərindən biri də budur.Yəni müşahidəçilərə görə hər şeyin nisbi olmasından dolayiEynşteynin o məşhur nəzəriyyəsi " nisbilik " adını almışdır.
İşıq sürətinə yaxınlaşınca zamanın yavaşlaması və nəhayət dayanması , heç bir şeyin işıq sürətini aşa bilməz olmasının bir digər səbəbidir. Çünki işıq sürətinə çatdıqdan sonra daha çox sürətlənməyə çalışmaq, ən başda ifadə etdiyimiz kimi məntiq səhvlərini yaratmağa başladar. Zaman dayandıqdan sonra daha çox yavaşlaya bilməz ancaq əgər ki daha da sürətlənəcəksinizsə , zamanın daha da yavaşlaması lazımdır. Bu mümkün deyil. Bu vəziyyət , bir avtomobili yavaşladıb tamamilə durdurduqdan sonra daha da yavaşlatmağa ibənzəyir. Əyləcə nə qədər bassanız dayandıqdan sonra " daha da" yavaşlamanız mümkün deyil.
Bütün bunları aşkar etmək üçün işığı " sonsuz sürətdə gedir" kimi düşünə bilərsiniz. Çünki əks təqdirdə insan istər-istəməz işıq sürətini "hər hansı bir digər məhdud sürət " kimi düşünməkdədir ; bu tamamilə səhvdir. İşığın sürəti , yalnız ona çöldən baxan bir müşahidəçi üçün məhduddur. Siz , o " çöldən baxan müşahidəçi" olduğunuz üçün işığın məhdud bir sürəti olduğunu görərsiniz. Ancaq kainatda hər şey nisbidir. Fotonun gözlərindən baxacaq olsanız , özü sonsuz bir sürətdə irəliləməkdədir. Bu vəziyyət , bizə maraqlı bir həqiqəti verir: əgər ki fotonlar kimi sonsuz sürətdə ihərəkət edə bilsəniz , kainat içərisindəki hər hansı bir nöqtədən , hər hansı bir digərinə , tam olaraq 0 (sıfır ) saniyədə çata bilərsiniz.
İndiki vaxtda işıqdan sürətli ( süperluminal ) hərəkət edə bilmənin bilinən tək bir nümunəsi vardır. Bunu mümkün etmək üçün hiylə etməmiz lazımdır: madam biz işıq sürətinə çıxa bilmiriksə , işığı yavaşıdaq. Bu vəziyyət , işıq su içərisindən keçərkən olar.
Unutmayın: kainat içərisində heç bir şey saniyədə 300.000 kilometrdən sürətli gedə bilməz. Ancaq bu sürətdə gedən fotonlar , önlərindəki mane artırılaraq yavaşlada bilinərlər . Bunun ən tipik nümunəsini su içərisində görərik: suyun içərisində işıq , bütün sürətinin 3/4 'inə qədər yavaşlayar . Yəni 25% sürət itirər.
Bu mövzudakı bir başqa hiylə , əslində fotonların sürətlərinin yavaşlamirr olmasıdır. Unutmayın , fotonlar kütləsizdirlər və kainatımız içərisindəki ən yüksək sürətlə hərəkət edərlər. Ancaq bu , tək bir fotonla əlaqədar bir vəziyyətdir. Burada bilməmiz lazım olan bir başqa əhəmiyyətli gerçək , işığın həm hissəcik , həm də dalğa olaraq davranmasidir. Bu ikilik hələ tam olaraq aydın ola bilməmişdir və işığı yeni bir mühitdə yavaşladan , bu dalğa xüsusiyyətidir.
İşığın 2 tip sürəti var: faza sürəti və qrup sürəti. Çox detal olacağı üçün bu terminlərin mənalarına girməyəcəyik ; ancaq dalğa halında yayılan işıq , su və ya bərk kimi vakuuma görə həddindən artıq sıx bir mühitə girdiyində , qrup sürəti yavaşlayar; faza sürəti isə dəyişməz. Qrup sürətini dalğanın ümumi sürəti olaraq düşünə bilərsiniz ; faza sürəti isə tək bir işıq dalğasının (faza ) ümumi dalğa içərisindəki sürətidir. Bir işıq dalğasi içərisində bir-birindən fərqli dalgauzunluqlarda və tezliklərdə , fərqli işıq dalğaları ola bilər. Bunların cəmi yayılan sürətini " qrup sürəti" , tək sürətlərini isə " faza sürəti " olaraq düşünə bilərsiniz.
İşığın sürətini və sərhədini anladıq bəs Qravitasiyanin bir sürəti var mı ? İki cismi yan-yana qoyduğumuzda , bir-birlərinə eyni anda mı təsir edərlər , yoxsa eynilə işıqda olduğu kimi , həddindən artıq kiçik də olsa , xarici müşahidəçi tərəfindən hiss edilə bilən bir zaman fərqiylə mı təsir edərlər ?
Cavab bəli ,cazibə qüvvəsinin də bir sürəti vardır. Texniki olaraq bu sürət , işıq sürətiylə birə-bir eynidir. Çünki səbəbləri eynidir: qravitasiyaya səbəb olduğu düşünülən hissəciklər(qraviton) də fotonlar kimi kütlesizdir və Higgs sahəsindən təsirlənməzlər. Buna görə işıq sürətinə qədər sürətlənə və eyni səbəblərdən ötəri bunu keçə bilməzlər. Bu vəziyyət də zaman-məkanin ana xüsusiyyətlərindən biridir.
Günəşin işığı Dünyaya 8 dəqiqə 20 saniyədə çatır. Çünki işıq , çöldən baxan müşahidəçiyə görə saniyədə 300.000 kilometr sürətlə irəliləyər (təbii özü üçün sürət sonsuz , müddət sıfırdır ).Cazibə qüvvəsi də birə-bir eyni sürətlə irəliləyər. Bu vəziyyətdə çox maraqlı bir həqiqətlə qarşılaşırıq.Əgər ki Günəş bir anda yox olacaq olsa , Dünya tam 8 dəqiqə 20 saniyə boyunca bunun fərqinə varmadan orbitində dönməyə davam edər. Çünki 8 dəqiqə əvvəl Günəşdən çıxan qravitasiya sahəsi , hələ də Dünyanı eyni orbitdə tutmaqdadır. Günəşin yoxolmasiyla birlikdə birdən dalğalanan zaman-məkanin Dünyaya qədər çatması 8 dəqiqə 20 saniyə sürər. Bu nöqtədən sonra Dünyanın orbitinə təsir edən qravitasiya qüvvəsi ortadan itər və Dünya sovrulmağa başlayar.
No comments:
Post a Comment