Sorunun kısa cevabı, oldukça kısadır: evet. Işık, kaynağından çıktığı anda ışık hızına ulaşır. Ancak tabii ki bu, Evrim Ağacı okurları için tatmin edici bir cevap değildir. Dolayısıyla izah edelim:
Işık, sadece ve sadece ışık hızında hareket edebilir: vakum içerisinde saniyede 299.792.458 metre. Kabaca, saniyede 300.000 kilometre! Havada ya da su gibi ortamlarda bu çok az da olsa azalır, çünkü ışık olarak bildiğimiz fotonlar ve elektromanyetik dalgalar su ve hava molekülleriyle etkileşir. Ancak bu etki, şimdilik göz ardı edilebilirdir. Peki ışık neden tek bir hızda hareket edebilir? Neden diğer tüm cisimler gibi, üzerine uygulanan kuvvete bağlı olarak hız değiştirmez? Bu sorunun cevabını, Melbourne Üniversitesi Fizik Profesörü Dr. David Jamieson'dan alalım:
"Bu soruyu 2 farklı şekilde cevaplandırabilirim. Önce teknik ve 'derin' olan cevabı vereyim: ışık sadece tek bir hızda hareket edebilir, çünkü yalnızca bu hızda Lorentz Dönüşümleri'ni tatmin edebilir. Ama bunu anlaması biraz zor. Dolayısıyla daha basit olan ikinci cevabı vereyim:
Sıkı sıkıya gerilmiş bir ipiniz olduğunu düşünün. Parmağınızla ipi azıcık esnetip bıraktığınızda, dalgaların ip boyunca hareket etmeye başladığını görürsünüz. İşte o dalganın hızı, ipin gerginliğine, ağırlığına ve benzeri birkaç tane değişkene (parametreye) bağlıdır. İşte ışık da böyledir; ancak ışık dalgaları ile tel dalgaları arasında büyük bir fark vardır: Işık dalgaları boş uzayda, yani vakum içerisinde hareket edebilir. Tel üzerindeki dalganın aksine, ışık dalgalarının ilerlemek için bir ortama ihtiyacı yoktur."
Bunun bir benzerini ses konusunda görebiliriz: Sesinizi karşı tarafa ulaştırabilmeniz için mutlaka ama mutlaka arada hava gibi bir ortamın bulunması gerekmektedir. Eğer ki boş uzayda avazınız çıkana kadar bağırsanız bile, 1 santimetre ötenize bile sesinizi iletemezsiniz. Çünkü ses dalgalarının ilerlemek için hava moleküllerine (veya benzerlerine) ihtiyacı vardır. Işığın ise böyle bir ihtiyacı yoktur.
Fizikçi James Clerk Maxwell, "ışık" adını verdiğimiz şeyin iç içe geçmiş ve dalgalanma halinde bulunan elektrik ve manyetik alanlardan oluştuğunu ortaya koymuştur. Bu iki alan etkileşim haline geçerek birbirlerini güçlendirebilirler. Bu nedenle ışığa "elektromanyetik dalga" adını veririz. Işığın elektromanyetik dalga olma özelliği, aynı zamanda onun hızını da belirlemektedir. Elektromanyetik bir dalganın hızı, 2 temel parametre ile belirlenir: β0 olarak bilinen vakum yüklenebilirliği (permittivity) ile μ0 olarak bilinen vakum geçirgenliği (permeability). Şimdi bunların etkisini anlamak için Jamieson'ın açıklamasına geri dönelim:
"Bu iki parametre, aslında tam olarak doğru bir benzetim olmasa da, vakumun tıpkı bir ip gibi gerilip bırakıldığında dalgayı taşıma 'gerilimi' gibi düşünebilir. Yüklenebilirlik, elektrik alanın 'gerilimi' olarak görülebilir. Geçirgenlik ise manyetik alanın 'gerilimi' gibi düşünülebilir. Elektrik alan güçlendiğinde manyetik alan yaratır; manyetik alan güçlendiğinde elektrik alan... Bu ikisi kendi kendisini sürdürebilir bir sistem yaratır. Maxwell, bu iki parametreyi bir araya getirerek ışığı tanımlamaya çalışacak olursanız, o ışığın içerisinde bulunduğu ortamda kendi kendisini sürdürebilmek için ne kadar hızlı ilerlemesi gerektiğini de belirleyeceğinizi ortaya koydu."
İşte ışık için bu hız, kabaca saniyede 300.000 kilometredir. Buna fizikte "ışık hızı sabiti" denir; çünkü bu hız sabittir, değişmez. Işık, bu hıza erişmek için hızlanmaz. Var oluşu gereği bu hızla hareket eder. Bunu biraz daha açacak olursak: Eğer ki ışık bu hızdan farklı bir hızda gidecek olsaydı, kendi kendini sürdürebilir olamazdı. Jamieson'ın sözleriyle yazımızı tamamlayalım:
"Bu sayının sihirli veya özel hiçbir tarafı yok. Tıpkı diğer tüm 'sabitler' gibi, ışık hızı sabiti de biz insanların denklemlerimizde doğru birimleri elde edebilmek için eklemek zorunda olduğumuz bir sayıdan ibarettir."
Kaynak: ABC Science