Görelilik teorisi hakkında bir şeyler duymuş olan birçok kişinin şu ilginç gerçeği bildiğini düşünüyorum. Bir uzay gemisi ile ışık hızına ulaşırsa, geri döndüğünüzde Dünya’da gemiden çok zaman geçmiş gibi görünür. Bu etki, örneğin bilim kurguda birçok kez canlandırıldı.
Bunun nedeni göreceli zaman genişlemesidir. Ancak çok az insan bunun nasıl mümkün olduğunu ve neden olduğunu anlıyor. Bu yazıda “parmaklarda” denen şeyi olabildiğince basit bir şekilde açıklamaya çalışacağım.
Bunu açıklamak için oldukça kaba bir analoji kullandığımı hemen söyleyeyim. Bu makalede formül olmayacak. Ancak tam olarak anlamak için, matematikten ve teorik fizikten kaçınmak imkansızdır.
Öyleyse başlayalım. Fizik açısından uzay ve zaman birbirine bağlıdır. Daha doğrusu, birbirine bağlı olsalar bile, prensipte ayrı bir üç boyutlu uzay ve ayrı bir zaman yoktur. Dört boyutlu uzay-zaman ya da dedikleri gibi uzay-zaman sürekliliği vardır ki burada bizim üç olağan boyutumuza ek olarak bir tane daha vardır; zaman. Üstelik zaman boyutunun boyutsallığı öyledir ki, bir saniye yaklaşık olarak 300 000 km’ye, yani ışığın bir saniyede geçtiği mesafeye eşittir.
Üç boyutlu beynimiz için, diğerlerine dik başka bir koordinat ekseni hayal etmek oldukça zordur. Bu nedenle, netlik için, sadece iki eksenli bir koordinat sistemi kullanalım – uzay ve zaman. Ve uzay ekseni, tüm uzamsal koordinatlarda aynı anda hareket etmekten sorumlu olacaktır.
Şimdi zihinsel olarak büyük patlama anına dönelim.
Büyük patlama anında birinin tüm evrenimize güçlü bir tekme attığını ve onu zaman ekseninde harekete geçirdiğini hayal edin. Bu tekme veya bilimsel olarak konuşursak, momentum birincil momentum olarak adlandırılacaktır.
Momentumun hiçbir yere gitmediğini ve korunma eğiliminde olduğunu belirten bir momentum korunumu yasası vardır. Diyelim ki birisi bir uzay gemisine biniyor. Işık hızına yakın bir hızla başka bir yıldıza uçmaya karar veriyor. İşte burada ilginçleşiyor. Birincil momentum korunur. Ancak gemi yalnızca zamanda (ileri) değil, aynı zamanda uzayda da hareket etmeye başladığından, zamanda uzaya göre daha kısa bir mesafe kat ettiği ortaya çıkar. Gemi uzayda ne kadar çok yol kat ederse, zamanda o kadar az yol kat eder.
Gemi dururken sadece saniyede 1 saniye (ışık hızı) hızla zamanda ileriye doğru hareket eder. Uzaydaki hareket, gemiyi zaman ekseninden saptırır. Uzaydaki hareketi hızlandırarak zamanda yavaşlatır. Ancak zaman uzayındaki toplam hareket hızı her zaman ışık hızına eşit olacaktır (ya zamanda bir saniye ileri ( 300.000 km’ye eşittir) veya uzayda 150.000 km ve zamanda yarım saniye. Bu arada, bu nedenle ışık hızından daha yüksek bir hızda seyahat etmek imkansızdır.
Zaman içinde hareketin yavaşlaması ile uzayda hareketin hızlanması arasındaki ilişkinin doğrusal olmadığı söylenmelidir. Bununla birlikte, size her türlü Lorentz faktörü ile eziyet etmemek için, bu makale çerçevesinde, açıklamanın netliği adına matematiksel doğruluğu kasıtlı olarak feda ettim. Ayrıca, tabiri caizse, yalnızca açıklık sağlamak için, eğitim amaçlı kullanılan çok kaba bir benzetme olduğunun farkındayım. Tabii ki, gerçekte hiç kimse Evren’e tekme atmadı.