Işık evrende inanılmaz mesafeleri kat edebiliyor. Peki, bu yolculuk sırasında hiç enerji kaybediyor mu? Bu sorunun cevabı, Einstein’ın izafiyet teorisinin temel taşlarından biri olan zaman genişlemesiyle ilgili.
Işık, elektrik ve manyetik dalgaların birleşiminden oluşan elektromanyetik bir radyasyondur. Kütlesiz olduğu için evrende mümkün olan en yüksek hızla – saniyede yaklaşık 300 bin kilometre – hareket eder. Işık bu sayede bir yılda neredeyse 10 trilyon kilometre yol alabilir. Göz açıp kapayıncaya kadar bir ışık parçacığı, Dünya’nın çevresini iki kereden fazla dolaşabilir.
Ancak evren o kadar geniş ki, bu inanılmaz hız bile bazı durumlarda yetersiz kalabiliyor. Örneğin Güneş’ten çıkan ışığın Dünya’ya ulaşması yaklaşık sekiz dakika sürüyor. Geceleri gökyüzünde gördüğünüz en yakın yıldız sistemi olan Alpha Centauri’nin ışığı ise bize ancak dört yılda ulaşıyor. Astronomide bu mesafe “4 ışık yılı” olarak ifade ediliyor.
Boşlukta Yolculuk
Peki bu ışık parçacıkları (fotonlar), bu kadar uzun yol alırken enerji kaybeder mi?
Kimi zaman evet. Eğer bir foton uzaydaki toz parçacıkları gibi bir şeye çarparsa, yönü değişebilir ve bir miktar enerji kaybedebilir. Ancak bu durum oldukça nadir görülür. Çünkü evren büyük oranda boşluktur. Yani fotonlar çoğunlukla hiçbir engele çarpmadan yollarına devam eder. Bu durumda enerji kaybı da yaşanmaz.
Zamanın Yavaşladığı Nokta: Işık
Asıl ilginç kısım ise zamanla ilgili. Zaman genişlemesi adı verilen fiziksel olguya göre, çok yüksek hızlarda hareket eden bir gözlemcinin zamanı daha yavaş akar. Örneğin Uluslararası Uzay İstasyonu’ndaki bir astronotun saati, Dünya’daki bir kişininkine kıyasla yılda yaklaşık 0,01 saniye daha yavaş ilerler.
Bu fark, ışık söz konusu olduğunda ekstrem boyutlara ulaşır. Teorik olarak bir fotonun üzerinde seyahat ettiğinizi düşünün. Siz bu durumda ışık hızında hareket ettiğiniz için zaman sizin için tamamen durur. Işık açısından bakıldığında, evrende hiçbir mesafe uzun değildir. Çünkü hızınız arttıkça, hedefinize olan mesafe de “büzülür”, yani kısalır.
Dolayısıyla ışık, zaman ve uzay arasında kopmaz bir bağ vardır. Işık evrende yolculuk ederken enerji kaybetmemesinin sırlarından biri de bu: Işık için zaman akmaz, mesafe ise neredeyse yok gibidir.
