Astronomi

(Uzayda) göre ışığın hızı nedir?

(Uzayda) göre ışığın hızı nedir?



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Anladığım kadarıyla evren, ışık hızından daha hızlı genişliyor ve hızlanıyor, böylece belirli bir galaksinin: $A$'ın başka bir belirli galaksiye artık görünmemesi mümkün: $B$.

Öyleyse, hiçbir gökadanın birbirini göremediği noktayı geçtikten sonra $A$ gökadasından $B$ gökadasına doğru bir ışık dalgası yayılırsa, ışık dalgasının hızı nasıl ölçülebilir? karşı ölçülecek alan (ışık dalgası bir daha asla iki galaksiye de görünmeyecek)?


Işık dalgasının geçtiği 'A' ve 'B' arasındaki herhangi bir gözlemci için ışık hızıyla geçer. Işık hızına $c$ ışık hızının altında bir $v$ hızı eklemek, ışık hızıyla sonuçlanır, basitleştirilmiş $c+v=c$, burada '$+$' hızların göreceli olarak eklenmesi anlamına gelir; '$+$' aritmetiği.

(Neredeyse) aynı noktadaki iki gözlemcinin bağıl hızına bağlı olarak, ışığın farklı Doppler kaymalarını, daha doğrusu ışığın spektral özelliklerini gözlemleyeceklerdir. Işığın spektrumunu analiz ederek, gözlemciler, spektrumda emisyon veya absorpsiyon çizgisine neden olan nesneye göreli hız anlamına gelen Doppler kaymasını belirleyebilirler.


Uzayda galaksilerin birbirlerini görmeden hareket ettikleri noktanın özel bir yanı yoktur. Bu, yalnızca ilgili Hubble kürelerinin (verilen gözlemci için genişleme hızının ışık hızına eşit olduğu küre) üst üste geldiği noktadır. A ve B'nin Hubble küreleri arasındaki bir gözlemcinin bakış açısından ışığın hızı hala c olacaktır.


Soruna cevap vermek için:

Işığın hızı, uzayın kendisinin metriğine bağlıdır.

Yani, uzayda yüzen birbirine göre durağan bir kurallar ve saatler ağı olduğunu hayal ederseniz, grup eylemsiz ise ışık hızı o kural ve saat grubuna göredir.


Işık, aralarındaki boşluk genişlese bile sonunda B galaksisine ulaşacaktır. Genişleyenin B galaksisi A galaksisinden uzaklaşmak değil, uzay olduğunu hatırlamak önemlidir. Bir balonun üzerine iki nokta koyup onu şişirdiğini hayal edin. Gergin olan noktalar arasındaki lastiktir, balonun yüzeyinde hareket eden bir nokta diğer noktadan uzaklaşmaz.

Bir ışık fotonunun A galaksisinden ayrıldığını hayal edin. Bir süre sonra, B galaksisine doğru biraz mesafe kat etmiş olacaktır. Diyelim ki, mesafenin %1'ini kat etti, bu yüzden gitmesi için %99'u kaldı. Uzay fotonun önünde ve arkasında eşit olarak genişliyor, bu yüzden hareket etmeyi bıraksa bile toplam mesafenin %1'inde kalacaktı. Ama durmuyor, yaklaşıyor. Sonunda yarıya inecek ve yine uzay fotonun hem arkasında hem de önünde genişliyor. Şimdi foton ile A gökadası arasında, foton ile B gökadası arasında olduğu kadar boşluk vardır. Ne kadar genişleme olursa olsun, foton hala ortadadır. Sonunda foton, B galaksisine kadar ulaşacak.

Evren ne kadar hızlı genişlerse ve foton ne kadar yavaş hareket ederse etsin, çok çok uzun zaman alsa da sonunda B galaksisine ulaşacaktır.

Fotonun içinde bulunduğu boşluk genişledikçe fotonun dalga boyu yavaş yavaş değişecektir. Bu kırmızıya kayma.

Şimdi bu cevapla ilgili sorun için. Bu cevabın yalnızca genişleme hızı ve fotonun hızı sabitse geçerli olduğuna inanıyorum, ancak evrenin genişlemesi hızlanıyor gibi görünüyor.


Uzayın genişlemesi nedeniyle birbirinden "hareket eden" 2 uzak galaksiyi düşünün. Bir ışık fotonu galaksi A'yı galaksi B'ye doğru terk ediyor. Galaksi B ile galaksi A arasındaki boşluk genişliyor. Buna B galaksisi ile foton arasındaki boşluk da dahildir.

1 fit seyahat etmek yaklaşık bir nanosaniye ışık alır. B gökadası ile foton arasındaki boşluk her nanosaniyede 1 fitten fazla genişlerse, B gökadası ile foton arasındaki mesafe her zaman artacaktır, bu nedenle foton hiçbir zaman Gökada B'ye ulaşmayacaktır.

Anladığım kadarıyla ışığın hızı sabittir. Hız, ışığın nereden geldiğine veya herhangi bir rastgele konumdaki bir gözlemciye göre değildir. Işığın kendisine göre ölçülür. Işık zamanın bir anında bir yerdedir ve belirli bir süre sonra ışık hızının verdiği bir mesafe kat etmiştir.

  • Düz bir çizgide, çok hızlı, diyelim ki (keyfi olarak) saatte 25.000 kilometre hızla seyahat eden bir uzay aracındasınız. Uzay aracının belirli hızı, hatta çok hızlı hareket etmesi konu dışıdır ve sadece örnek olarak belirtilmiştir.
  • Düz bir çizgide, uzay aracınızın tam tersi yönde, saatte 25.000 kilometre hızla giden başka bir uzay aracının yanından geçiyorsunuz.
  • 2 uzay aracı birbirine paralel hareket ediyor.
  • Diğer uzay aracını geçtiğiniz anda, uzay aracınızın önünden bir ışık yansıtıyorsunuz.
  • Aynı anda, diğer uzay aracının arkasından bir ışık yansıtılır.
  • Her iki uzay aracından gelen ışık, aynı yönde ve aynı hızda ("ışık hızı") birbirine paralel hareket eder.
  • Her iki uzay aracından gelen ışık aynı anda uzaktaki bir nesneye ulaşacaktır.

4 Cevap 4

Duvara biraz daha hızlı çarpacağını düşünmekle yanılıyor muyum?

Görelilik anlayışı, bunun değil doğru. Kimin saatlerini ve cetvellerini kullanırsanız kullanın, ışığın hızının (vakumda) her zaman aynı olduğunu ölçeceksiniz.

Bunun bir sonucu olarak, uzunlukların ve zamanların bir zamanlar düşünüldüğü kadar mutlak olmadığı gerçeği vardır. Size göre hareket eden bir cetvele bakıyorsanız, o cetvel daha kısa görünecek (hareket ettiği yön boyunca) ve hareket eden bir saat daha yavaş görünecektir.

Bu, ışığın bir bütün olarak "uzay"a göre hareket etmediği anlamına gelmelidir.

Görelilik mutlak uzay fikrini ortadan kaldırır ve bunun yerine tüm hızlar bir nesneye veya referans çerçevesine göredir (dolayısıyla görelilik).

Sezgisel Galilean hız toplama formülüne göre, hızlar doğrusal olarak toplanır.

Bir nesnenin $O$ referansı çerçevesinde $u$ hızı varsa ve $O'$ referansı çerçevesinde $O$ $v$ hızına sahipse, nesnenin $u' = u + v$ hızı vardır. O'$ çerçeve.

Ama, ya $u$ ise sonsuz? $infty + v = infty$ olduğundan, bir referans çerçevesine göre sonsuz hıza sahip bir nesne, hiç bağıl hız $v$ sonsuz hız ile referans çerçevesi bir değişmez hız.

Özel görelilik bağlamında, $c$ bir anlamda, Galilean görelilik bağlamındaki sonsuz hız gibi $c$ değişmez bir hızdır. SR'de, eğer bir parçacık bir referans çerçevesinde $c$ hızına sahipse, $c$ hızına sahiptir. hiç referans çerçevesi.

Aslında, Lorentz dönüşümlerinde $c$ yerine $infty$ konulursa, Galilean dönüşümleri kurtarılır.

Bu anlamda, Lorentz dönüşümleri daha geneldir ve aslında, değişmez hızın belirlenmesini ampirik doğrulama meselesi olarak bırakarak, yalnızca görelilik ilkesiyle Lorentz dönüşümlerinin biçimi türetilebilir.

Görelilik ilkesiyle tutarlı en genel uzay-zaman dönüşüm yasalarını çıkarıyoruz. Böylece, sonucumuz hem Galile hem de Einstein göreliliğinin sonuçlarını içerir. Hız ekleme yasası, bu analizin bir iki-ürünü [sic] olarak gelir. Ayrıca Galile ve Einstein versiyonlarının neden görelilik ilkesinin olası tek düzenlemeleri olduğunu tartışıyoruz.


(Uzayda) göre ışığın hızı nedir? - Astronomi

Hızı ışık hızından fazla olan bir maddeye ne olur? Sanırım ortadan kaybolacak veya bir yere yerleşecek ama yok olmayacak.

Işık hızından daha hızlı hareket eden bir maddeye ne olduğunu bilemeyiz, çünkü çok basit bir nedenden dolayı olabilir. asla ışık hızından daha hızlı hareket eder. Işık hızı, yakınındaki nesnelere göre bir nesnenin alabileceği hız için temel bir sınır oluşturur. Aslında, sonlu durgun kütlesi olan hiçbir nesne hareket edemez. de Işık hızı. Bu nedenle ışık hızında hareket eden tüm parçacıkların (örneğin fotonlar) sıfır durgun kütlesi vardır. Kütlesi olan bir parçacık ışık hızına yaklaştıkça enerjisi artar ve ışık hızında sonsuz hale gelir, bu nedenle o hıza asla ulaşamaz. Bu aslında deneylerle doğrulandı ve hiçbir şeyin ışık hızından daha hızlı hareket etmediği gösterildi.

Bununla birlikte, yukarıdaki tartışma yalnızca evrendeki küçük ölçekteki nesneler için geçerlidir - örneğin, bir beyzbol topu ya da bir gezegen ya da bir yıldız ya da bir galaksiyi alıp bu nesneleri ışık hızına çıkarmaya çalışırsanız. yakındaki nesnelere göre, yapmak imkansız. Ancak birbirinden çok büyük mesafelerle ayrılan cisimlerin birbirlerine göre ışık hızından daha hızlı hareket etmelerini engelleyen hiçbir şey yoktur. Bu büyük mesafeler boyunca, evrenin genişlemesinin etkileri önem kazanır ve yukarıdaki tartışma artık geçerli değildir.

Teknik olarak konuşursak, ışık hızı limiti yalnızca bir "atalet çerçevesi" içinde olduğunuzda geçerlidir - yani bulunduğunuz yerde, üzerinizde herhangi bir kuvvet etki etmeden otururken ve bir cetveli ve saati geçen bir nesnenin hızını ölçerken geçerlidir. elinde tuttuğun. Bununla birlikte, evrendeki büyük mesafeler boyunca, çok farklı koşullara sahibiz. Hiç kimse eylemsiz bir çerçevede değildir, çünkü evrenin yerçekimi alanı ve evrenin genişliyor olması nedeniyle herkes herkese göre hızlanmaktadır. Gerçekte, evrenin genişlemesi gerçekte birbirinden "uzayda" hareket eden galaksilerden değil, uzayın gerilmesinden kaynaklanmaktadır. kendisi, bizimkiyle aynı sınırlara tabi değildir.

Bu nedenle, uzayda (yerel olarak) ışık hızından daha hızlı hareket etmek ve evrendeki herhangi birinin ışık hızından daha hızlı bir "bilgi" göndermesi imkansız olsa da, mesafeler uzak galaksiler arasında, aralarındaki boşluğun genişleme hızından dolayı ışık hızından daha hızlı artar. Işıktan daha hızlı olan bu "seyahat", galaksileri oluşturan malzeme üzerinde herhangi bir etkiye sahip değildir (örneğin, enerjileri anlamlı bir anlamda sonsuz hale gelmez), çünkü gerçekte birbirlerine göre hareket etmezler. doğrudan ölçebilecekleri herhangi bir şekilde.

Bu sayfa en son 27 Haziran 2015 tarihinde güncellenmiştir.

Yazar hakkında

Dave Rothstein

Dave, Cornell'de galaksimizdeki kara deliklerin birikmesini incelemek için kızılötesi ve X-ışını gözlemleri ve teorik bilgisayar modelleri kullanan eski bir yüksek lisans öğrencisi ve doktora sonrası araştırmacıdır. Ayrıca sitenin eski sürümü için geliştirmelerin çoğunu yaptı.


(Uzayda) göre ışığın hızı nedir? - Astronomi

Hepsi aynı anda var olan birden çok referansa sahip bir senaryo oluşturmama izin verin. Tek taraflı olarak ışık hızına ulaşan herhangi bir nesnenin gerçekçi olup olmadığı sorusundan kaçınmak için kaçındım.

Yani bu yeni senaryoda, Arabalar A B C, 3/4, 1/2 ve 1/4 ışık hızında Dünya'nın batısına doğru gidiyor. Arabalar X Y, 1/2 ışık hızında Dünya'nın Doğusuna gider. Araba X farı yakar. Araba X'ten gelen ışık Araba Y'ye çarpacak mı?

A, X'ten, Y'den ve X'ten gelen ışığın hepsi batıya aynı ışık hızında hareket ettiğini görür, dolayısıyla ışık Araba X'ten ayrılmaz.

B, A ile aynı X ve Y davranışını görür.

C, X ve Y'nin batıya doğru 3/4 ışık hızında gittiğini görür, bu nedenle X'ten gelen far Y'ye çarpar.

Dünya üzerindeki D, C ile aynı X ve Y davranışını görür.

X gözleminde bir sorun var gibi görünüyor: AB veya CD'ye göre, farı Y'ye çarpabilir veya çarpmayabilir.

Ve asıl soru şu: Y dikiz aynasında Car X'in farını görecek mi?

Daha önce olduğu gibi aynı açıklama: A & X'i Dünya'ya göre tanımlıyorsunuz. Dünya'dan, A ve X'in ışık hızından daha büyük bir hızla birbirinden ayrıldığını görüyoruz, Ama X'ten (kendini sabit sanan), A ışık hızına yaklaşıyor, ama asla tam olarak oraya ulaşamıyor.

Haklısın, ama bence bir egzersiz olarak asıl noktayı kaçırdın. İşte OP'nin söylediği şey.

Ayrıca "Görünmez yeşil Marslılar atom bombasının icadını önlemek için zamanda geriye gitseydi, bugün hepimiz Japonca konuşur muyduk?" diyebilirdi. Bu tür varsayımlar anlamsızdır.

Esasen bize, bir dönüş sinyalinin ikinci göz kırpışındaki fotonların, ilk göz kırpışındaki fotonları yakalayıp yakalamadığını sordu. ..Tabii ki değil. önemsiz.


Neredeyse Işık Hızıyla Uzayda Yarışan Yıldızlar

Çoğu insan muhtemelen evrenin temel parçacıklarla dolu olduğunu biliyor ama herkes onun aynı zamanda okyanusta barakuda gibi uzayda serbestçe hareket eden aşırı hızlı yıldızlarla dolu olduğunu bilmiyor. Bu yıldızlar, bir çift süper kütleli karadeliğin, yıldızları ana galaksiden fırlatırken birleştiği, parktan bir dizi eve kaçan bir meyilli gibi, galaksi birleşmelerinin odak noktasında bulunan yerçekimi sapanları tarafından fırlatılır. Kara delik çifti sıkıştıkça yörünge hızı artar ve daha da güçlü bir salınım sağlar. Sonunda bu süreç, Albert Einstein'ın özel görelilik kuramına uygun olarak bazı yıldızları ışık hızına çıkararak, onları astrofizikçilerin "görecelilikçi" dediği şey yapar.

2014'te ben ve eski doktora sonrası doktoram James Guillochon, galaksiler arasındaki uçsuz bucaksız uzayda serbest düşen göreli yıldızların bolluğunu ve onları uzak mesafelerde tespit etmenin zorluklarını hesapladık. Fırlatılan bu yıldızlardan birinin yörüngesinde dönen bir gezegende yaşamak ve uzay yolculuğuna tanık olmak heyecan verici olmalı. Yolculuk, ana galaksinin merkezinde başlar, bir milyon yıl içinde birçok ilgi çekici noktadan galaksinin halesinin kenarına kadar devam eder ve milyarlarca yıl boyunca kozmolojik destinasyonlardan geçerek galaksiler arası uzayda sona erer. teleskoplarla bakın.

Bu göreceli yıldızlar, galaksiler arası turizm acentelerinin sunabileceği en çekici seyahat paketlerini temsil eder ve ayrıca sağlık yararları sağlar. Işık hızına yakın bir hızda seyahat etmek size zaman genişlemesi ve tüm yolcuların doğal yaşlanma sürecini geride bıraktıklarına göre yavaşlatma avantajı sağlar.

Bir galaksi birleşmesinin yokluğunda bile, galaksinin merkezindeki bir kara deliğin yakınında güçlü yerçekimi tarafından çekilen yıldızlar da ışık hızına ulaşabilir. 2020 Nobel Fizik Ödülü'nün yarısı, Samanyolu'nun süper kütleli kara deliği Sagittarius A*'nın yakınında ışık hızının birkaç yüzdesinde hareket eden yıldızları izleyen programları için ortaklaşa Reinhard Genzel ve Andrea Ghez'e verildi. Göreceli yıldızların, diğer birçok galaksinin merkezindeki kara deliklere kütleçekimsel olarak bağlı olması bekleniyor.

Bir galaktik çekirdekteki göreceli yıldızlar birbiriyle karşılaşırsa, ortaya çıkan kafa kafaya çarpışma, nükleer yakıtı tükendikten sonra büyük bir yıldızın çöküşünden kaynaklanan tipik bir süpernova&mdashan patlamasından çok daha enerjik bir patlama üretebilir. İki yıldız çarpışmasının neredeyse ışık hızında gerçekleşmesi için, merkezi kara deliğin 100 milyon güneşten daha ağır olması gerekir. Daha düşük kütlelerde, "yalnızca" dört milyon güneş ağırlığındaki Sagittarius A* gibi kara deliklerde olduğu gibi, kara deliğin güçlü gelgit kuvveti, yıldızları kendilerine yaklaştıklarında spagetti yapar. Parçalanan yıldızlar daha sonra, Ph.D.'de gösterildiği gibi, ışık hızına ulaşmak için kara deliğin ufkuna yeterince yaklaşmadan çok önce bir gaz akışına yayılır. eski öğrencim Nick Stone'un tezi.

Daha yüksek kütlelerde ve olay ufkunda, karadeliğin kütlesinin karesiyle ters orantılı olarak ölçeklenen kütleçekimsel gelgit&mdash, geçen bir yıldızı bozmamak için yeterince zayıftır. Eski yüksek lisans öğrencim Doug Rubin ile bir önbaskı makalesinde ve Shmuel Balberg ile devam eden bir önbaskı makalesinde gösterdiğim gibi, her iki tür kara delikten uzak mesafelerde yörüngede dönen yıldızlar daha düşük hızlarda hareket eder ve çarpışmaları zayıf patlamalarla sonuçlanır. ve Re&rsquoem Sari, her ikisi de Kudüs İbrani Üniversitesi'nde.

Yıldızların neredeyse ışık hızında yörüngede gelgit kesintiye uğramadan yörüngede dönebildiği en büyük kara deliklerin yakınında ne olur? Yeni bir makalede, şu anki yüksek lisans öğrencim Betty Hu ve ben, bu büyük kara deliklerin yakınındaki yıldızların çarpışmalarının, evrendeki en enerjik patlamaları tetiklediğini ve normal süpernova patlamalarından binlerce kat daha fazla enerji açığa çıkardığını gösteriyoruz. Galaktik çekirdeklerdeki bu süper parlak patlamalar, birkaç yıl içinde faaliyete geçmesi planlanan Vera C. Rubin Gözlemevi'ndeki Legacy Survey of Space and Time (LSST) kamerası tarafından evrenin sınırında tespit edilebilir.

Yıldızları galaktik merkezlerden yüksek hızlarda fırlatmanın başka bir yolu daha var. Süper kütleli bir kara deliğin yakınından geçen bir çift bağlı yıldız, yerçekimsel gelgitiyle ayrılabilir. Jack Hills'in 1988'de teorik olarak tahmin ettiği gibi, yıldızlardan biri kara deliğe yakınlaşırken diğeri yüksek bir hızla fırlatılır. Bir yıldızın kara deliğe doğru yaptığı tekme Sagittarius A'ya en yakın yıldızları açıklayabilir* Genzel ve Ghez tarafından keşfedildi. Onların yoldaşlarının fırlatılması, 2005 yılında Warren Brown ve işbirlikçileri tarafından Samanyolu'nun halesinde keşfedilen hiper hızlı yıldızların muhtemel kökenidir. Bu hiperhızlı yıldızlar, ışık hızının yüzde 2'sine kadar hızla hareket ederler ve potansiyel olarak yanlarında gezegenleri taşırlar. Fırlatma işlemiyle serbest kalan gezegenler, eski öğrencim Idan Ginsburg ile yazdığım 2012 tarihli bir makalede teorize edildiği gibi, hiper hızlı gezegenlerin bir popülasyonunu oluşturur.

Sonuç olarak, galaktik çekirdekler, doğanın ücretsiz olarak sunduğu en hızlı yaşanabilir platformlar için fırlatma alanları sunar. Astronotların ve izleyicilerin roket fırlatmaları sırasında Florida'daki Cape Canaveral'a akın etmesiyle aynı nedenden dolayı ileri teknolojik uygarlıkların galaktik merkezlere göç etmeyi seçmeleri şaşırtıcı olmaz. Bu bakış açısıyla, dünya dışı zeka araştırmaları, hiper hız yıldızlarının sürücülerinden gelen radyo sinyallerini kontrol etmelidir.Ayrıca, ne zaman oradan yüksek hızlı bir yıldız vurulsa, galaktik merkezdeki akrabalarından gelen kutlama havai fişeklerini de fark edebiliriz.

Bu bir görüş ve analiz yazısıdır.

YAZAR(LAR) HAKKINDA

Avi Loeb Harvard Üniversitesi astronomi bölümünün eski başkanı (2011-2020), Harvard'ın Kara Delik Girişimi'nin kurucu direktörü ve Harvard-Smithsonian Astrofizik Merkezi'nde Teori ve Hesaplama Enstitüsü'nün direktörüdür. Ayrıca Ulusal Akademilerin Fizik ve Astronomi Kuruluna ve Breakthrough Starshot projesinin danışma kuruluna başkanlık eder ve Başkan'ın Bilim ve Teknoloji Danışmanları Konseyi üyesidir. Loeb en çok satan yazar Dünya Dışı: Dünyanın Ötesinde Akıllı Yaşamın İlk İşareti (Houghton Mifflin Harcourt).


(Uzayda) göre ışığın hızı nedir? - Astronomi

Hızı ışık hızından fazla olan bir maddeye ne olur? Sanırım ortadan kaybolacak veya bir yere yerleşecek ama yok olmayacak.

Işık hızından daha hızlı hareket eden bir maddeye ne olduğunu bilemeyiz, çünkü çok basit bir nedenden dolayı olabilir. asla ışık hızından daha hızlı hareket eder. Işık hızı, yakınındaki nesnelere göre bir nesnenin alabileceği hız için temel bir sınır oluşturur. Aslında, sonlu durgun kütlesi olan hiçbir nesne hareket edemez. de Işık hızı. Bu nedenle ışık hızında hareket eden tüm parçacıkların (örneğin fotonlar) sıfır durgun kütlesi vardır. Kütlesi olan bir parçacık ışık hızına yaklaştıkça enerjisi artar ve ışık hızında sonsuz hale gelir, bu nedenle o hıza asla ulaşamaz. Bu aslında deneylerle doğrulandı ve hiçbir şeyin ışık hızından daha hızlı hareket etmediği gösterildi.

Bununla birlikte, yukarıdaki tartışma yalnızca evrendeki küçük ölçekteki nesneler için geçerlidir - örneğin, bir beyzbol topu ya da bir gezegen ya da bir yıldız ya da bir galaksiyi alıp bu nesneleri ışık hızına çıkarmaya çalışırsanız. yakındaki nesnelere göre, yapmak imkansız. Ancak birbirinden çok büyük mesafelerle ayrılan cisimlerin birbirlerine göre ışık hızından daha hızlı hareket etmelerini engelleyen hiçbir şey yoktur. Bu büyük mesafeler boyunca, evrenin genişlemesinin etkileri önem kazanır ve yukarıdaki tartışma artık geçerli değildir.

Teknik olarak konuşursak, ışık hızı limiti yalnızca bir "atalet çerçevesi" içinde olduğunuzda geçerlidir - yani bulunduğunuz yerde, üzerinizde herhangi bir kuvvet etki etmeden otururken ve bir cetveli ve saati geçen bir nesnenin hızını ölçerken geçerlidir. elinde tuttuğun. Bununla birlikte, evrendeki büyük mesafeler boyunca, çok farklı koşullara sahibiz. Hiç kimse eylemsiz bir çerçevede değildir, çünkü evrenin yerçekimi alanı ve evrenin genişliyor olması nedeniyle herkes herkese göre hızlanmaktadır. Gerçekte, evrenin genişlemesi gerçekte birbirinden "uzayda" hareket eden galaksilerden değil, uzayın gerilmesinden kaynaklanmaktadır. kendisi, bizimkiyle aynı sınırlara tabi değildir.

Bu nedenle, uzayda (yerel olarak) ışık hızından daha hızlı hareket etmek ve evrendeki herhangi birinin ışık hızından daha hızlı bir "bilgi" göndermesi imkansız olsa da, mesafeler uzak galaksiler arasında, aralarındaki boşluğun genişleme hızından dolayı ışık hızından daha hızlı artar. Işıktan daha hızlı olan bu "seyahat", galaksileri oluşturan malzeme üzerinde herhangi bir etkiye sahip değildir (örneğin, enerjileri anlamlı bir anlamda sonsuz hale gelmez), çünkü gerçekte birbirlerine göre hareket etmezler. doğrudan ölçebilecekleri herhangi bir şekilde.

Bu sayfa en son 27 Haziran 2015 tarihinde güncellenmiştir.

Yazar hakkında

Dave Rothstein

Dave, Cornell'de galaksimizdeki kara deliklerin birikmesini incelemek için kızılötesi ve X-ışını gözlemleri ve teorik bilgisayar modelleri kullanan eski bir yüksek lisans öğrencisi ve doktora sonrası araştırmacıdır. Ayrıca sitenin eski sürümü için geliştirmelerin çoğunu yaptı.


Mekân dokusu arasındaki bağlantı, maks. hız (ışık) ve zaman genişlemesi

1. maks. havadaki dalgaların hızı sesin hızıdır. bunun nedeni fiziksel sınırlamadır - hava dokusundaki (parçacıklar) değişiklikler içinde daha hızlı yayılamaz.
2. Bu yüzden merak ediyordum, maks. uzayımızdaki hız max ile sınırlı değildir. (bölünemez/atomik) değişim uzayın dokusunda mümkündür.
3. Albert diyor ki: boşlukta ışık her zaman gözlemciye göre ışık hızında hareket eder (hangi hızda hareket ederse etsin). Sanırım 1/2 maksimum seyahat eden gözlemci. bir lazer ışını açar ve ışının ışık hızında yayıldığını, öyle olduğu için değil, gözlemcinin zamanı yavaşladığı için algılar.
4. peki neden zamanı daha yavaş? zaman, uzaydaki diğer bazı değişikliklere (örneğin saniye) göre uzaydaki değişikliklerin sayısı olarak tanımlanabilir. en küçük değişiklikler atom altı ölçekte ve (sanırım) ışık hızında yayılıyorlar. ancak gözlemci maks. 1/2 oranında seyahat ediyorsa. hız, atom altı değişikliklerin bir kısmı o kadar hızlı yayılamaz. roket ne kadar hızlı uçarsa, değişikliklerin yüzdesi o kadar yavaşlar (katlanarak mı?). Zaman genişlemesinin nedeni bu mu?


Yerçekimi, hız ve zaman ile ilgili görelilik sorusu

Tekrar merhaba. Hala göreliliğin nasıl çalıştığına dair bazı şeyler bulmaya çalışıyorum. Lütfen Bölüm 1, Bölüm 2 ve Bölüm 3 hakkında ne düşündüğünüzü bana bildirin:

Bölüm 1: gelecekte genç bir delikanlı 16 yaşına giriyor ve yıldız gemisi lisansını alıyor. Yerçekiminin zamanı nasıl etkilediğini öğrendi ve kontrol etmek istiyor, bu yüzden küçük ama hızlı bir uzay gemisi kiralıyor ve yakındaki bir kara deliğe doğru ilerliyor. Daha sonra teleskobunu Dünya'ya doğrultuyor ve güneşin etrafında dönmesinin ne kadar sürdüğünü izliyor. Yaklaşık bir yıllık bir gemi süresi olarak başlıyor, ancak kara deliğe yaklaştıkça, Dünya'nın ona, Dünya'nın güneş etrafındaki tam bir devriminin yalnızca aldığı noktaya kadar hızlandığını göründüğünü fark ediyor. gemisinin saatinde bir saat. Dünyadaki zamanın hala aynı olduğunu biliyor. Esasen geleceğe seyahat etmesinin oldukça havalı olduğunu düşünüyor.

Bölüm 2: Kara delikten ayrılmaya ve Orion Bulutsusu'nu ziyaret etmeye karar verir. Işık hızının %99,99'una kadar hızlanıyor ve ardından kıyıya çıkıyor. Daha sonra Dünya'yı tekrar gözlemlemek için teleskopunu çıkarır. Şaşırtıcı bir şekilde, güneşin etrafında tekrar hızla döndüğünü görüyor. Sonra elbette hatırlıyor! Işık hızına yaklaştıkça zaman yavaşlıyor! Bu yüzden ona göre, saatleri kıyaslandığında daha yavaş çalıştığı için Dünya daha hızlı dönüyor gibi görünüyor.

3. Kısım O zaman, Dünya hangi bakış açısından en yavaş dönüyormuş gibi görüneceğini merak ediyor. Bir düşünce deneyi yapar. Diyelim ki büyük bir kuvvet güneş sistemimizi yakalıyor ve onu Samanyolu'nun merkezine göre ışık hızının %99,99'una çarpıyor.

Uzay aracını hızına uyacak şekilde manevra yaparsa ve güneş sistemine göre "durmuş" kalırsa, saatlerinin ve Dünya'nın saatlerinin aynı hızda çalışacağını düşünüyor. Ama Samanyolu'nun merkezinde yaşayan arkadaşı Dünya'ya baktığında ne görecekti? Güneş sistemi onun bakış açısından çok hızlı hareket ettiğinden, Dünya şimdi onun bakış açısından Güneş'in etrafında çok yavaş dönüyor olabilir mi?

Daha sonra, güneş sisteminin etrafında farklı yönlerde hareket eden ve farklı hızlarda ilerleyen bir milyon gözlemciniz olup olmadığını merak etmeye başlar ve bunların hepsi, saati Dünya'nın en uzun yılını ölçecek olan ve Dünya'nın güneş etrafındaki dönüşlerini gözlemler miydi? onların bakış açısından en kısa olarak mı ölçecekti?

Güneş sisteminden ışık hızının %99,99'u kadar hızla uzaklaşan biri ne gözlemler?

Işık hızının %99,99'u ile güneş sistemine doğru giden bir kişi ne gözlemler?

Güneş sistemine göre durağan olan biri neyi gözlemler?

Dünyanın yukarıdaki gözlemcilerden daha yavaş veya daha hızlı döndüğünü gösteren başka bakış açıları var mı?


Işık hızı

Umarım bu soru daha önce gönderilmemiştir, eğer varsa ben bulamadım ve umarım bunu göndermek için doğru yer burasıdır.

İşte sorum, güneşin ne kadar uzakta olduğunu nasıl anladık. Dün gece erkek arkadaşım bana "Onlar (profesyonel astronomlar olarak) belirli bir galaksinin 8 milyar ışıkyılı uzaklıkta olduğunu nereden biliyorlar?" diye sordu. Bu yüzden Cepheid Değişkenleri ve kırmızıya kaymalara başladım ve yaklaşık 15 dakika sonra Joe orada oturmuş sanki iki kafam varmış gibi bana bakarken, onun sorusuna cevap veremeyeceğimi fark ettim. Bu yüzden daha kolay bir tane buldu, "Bazılarının x mil uzakta olduğunu nereden biliyorlar?" Hayır, ona da cevap veremem. Bu yüzden oradaki herkese soruyorum. bunu nasıl anladılar? Bir laboratuvar testinden sadece ışığın hızını bilmek bunu yapmaz. Yardımcı olacaktır ama size cevabı veremez. Dışarıdan biri bana güneşin ne kadar uzakta olduğunu nasıl bulduğumuzu söyleyebilir mi? Bana yardım edebilecek herkese teşekkürler.

#2 Jim Svetlikov

#3 Aliamiko

Kepler'in üçüncü yasasını kullanarak güneşe olan uzaklığı kolayca bulabilirsiniz. Gezegenlerin güneş etrafında dönmelerinin ne kadar sürdüğünü bildiğimizde, onların güneşten göreli uzaklıklarını da biliyoruz. Tüm gezegenlerin göreceli mesafelerini öğrendikten sonra, yalnızca bir mesafenin doğru bir ölçümüne sahip olmanız gerekir ve diğerlerini bulmak için bundan çıkarım yapabileceksiniz.

Bu arada, o günlerde Venüs'ün geçişi bu kadar önemliydi. Bilim adamlarının güneş sistemindeki tüm mesafeleri aşağı yukarı tam olarak hesaplamasını sağladı.

Hızlı ve kirli örnek:
astronomik gözlemler yoluyla Venüs'ün güneş etrafında dönmesinin yaklaşık .62 dünya yılı sürdüğünü ve bir transit ve bazı süslü trigonometri kullanarak güneşten yaklaşık 108.200.000 kilometre olduğunu öğrenirsek bulabiliriz.

bu değerleri Kepler'in üçüncü yasasının denklemine ekleyin:

Te^2/Tv^2 = Re^3/Rv^3 (burada T, bir yörüngeyi tamamlamak için geçen süredir ve R, güneşten olan mesafedir)

1^2/.62^2 = Yeniden^3/108200000^3 elde ederiz

Re için çözerseniz kabaca 150.000.000 km elde edersiniz (önemli rakamları hesaba katmak için kütleyi yuvarlamak zorunda kaldım) Dünyanın güneşe olan mesafesinin gerçek değeri 149.598.000.000 km'dir. Aniden yapılan kaba bir hesaplama için bu oldukça yakın.

Asıl şaşırtıcı olan şey, Kepler'in bu şeyleri nasıl ortaya çıkardığıydı, size söylüyorum, adam bir dahiydi.

#4 Brian M

Gökbilimciler ayrıca paralaks kullanarak en yakın yıldızlara olan mesafeyi ölçebildiler. Belirli bir yıldızın açısını ölçün, ardından 6 ay sonra Dünya yörüngesinin diğer tarafındayken tekrar ölçün. Dünyanın yörüngesinin çapı üçgenin tabanıdır ve yıldızın Dünya'dan uzaklığı daha sonra trigonometri ile hesaplanabilir. Bu yöntem, yaklaşık bin ışıkyılı içindeki daha yakın yıldızlar için işe yarıyor.

#5

Vay canına, bilgi ve cevaplar için hepinize teşekkür ederim. Çok yararlı ve anlaşılması kolay.

#6 Misafir_**DONOTDELETE**_*

#7 John Hoare

Paralaks, kırmızıya kayma ve diğer ışık temelli hesaplama araçlarından daha doğru olduğunu kanıtlayabilir. IŞIK HIZINDAN HIZLI: BİLİMSEL BİR SPEKÜLASYONUN HİKAYESİ João Magueijo (Perseus Yayıncılık). Magueijo, ışık hızının bir değişken olduğu ve Büyük Patlama'dan bu yana yavaşlıyor olabileceği veya en azından önemli ölçüde yavaşlamış olabileceği olasılığını inceleyen, sayısı giderek artan genç bilim adamlarından biridir. Gabon'daki Oklo'da iki milyar yıl önce ateşlenen ve yer altı sularındaki uranyum izotopları tarafından yüz binlerce yıldır sürdürülen dünyanın bilinen tek jeolojik fisyon reaktörünün kalıntılarından elde edilen verileri inceleyen diğerleri, alfada (ışık hızında ters bir değişim anlamına gelen elektromanyetik kuvvetin gücünü belirleyen 'ince yapı sabiti') önemli bir değişiklik olmuştur.

Jüri hala bu yeni teori üzerinde değil ama ivme kazanıyor. Eğer doğru çıkarsa, Evrenin sonsuza kadar genişlemeye devam edeceğine dair yakın zamanda önerilen teoriyi altüst edebilir.

#8 Misafir_**DONOTDELETE**_*

ölçüm akraba mesafeleri (bir şey başka bir şeyden X kat daha uzaktır) yapmak, gökyüzündeki konumlarını gözlemleyerek güneş sisteminde yapmak oldukça kolaydır. Örneğin, Venüs asla güneşten 48 dereceden fazla uzakta görünmez. Bu bize Venüs'ün yörüngesinin dünyanınkinden yaklaşık %30 daha küçük olduğunu söylüyor. Dış gezegenler biraz daha aldatıcıdır, ancak yıllarca birikmiş gözlemlerle, sonunda birileri Jüpiter'in hareketinin yarıçapı 5 AU olan eliptik bir yörünge ile tutarlı olduğunu fark edecektir. Şimdi elimizde ölçeksiz bir güneş sistemi haritası var. Bir mutlak bilmek için gereken tek şey gezegenlerden birine ölçüm yapmak herşey dünya-güneş mesafesi dahil mesafeler (1 AU olarak tanımlıyoruz, ancak bunun kaç kilometre olduğunu bilmek istiyoruz.)

Daha önce de belirtildiği gibi, Merkür ve Venüs'ün geçişi bir yöntemdir. Merkür veya Venüs'ün güneş diskine karşı konumunu, paralaksı tespit etmek için yeterince doğru bir şekilde ölçmeyi sağlar (dünyanın farklı noktalarındaki gözlemciler biraz farklı açılar görür).

Diğer bir yöntem, ışık hızının laboratuvar ölçümünü kullanmak ve Jüpiter'in gölgesinin dışında hareket eden Galile uyduları gibi, zaman alabildiğimiz gezegenlerdeki olayları kullanmaktır. Örneğin, Jüpiter dünyadan 5 AU* uzaklıktayken, olayların Jüpiter dünyadan 4 AU olduğu zamandan 8 dakika sonra gerçekleştiğini fark edebiliriz. Bu bize 1 AU = 8 ışık dakikası olduğunu söylemeye yeter. (Tarihsel olarak, bu yöntem geliştirilmeden önce gezegenlere olan mesafeler biliniyordu ve bu yöntem aslında ışık hızını ölçmek için kullanılıyordu.)

Daha modern ve daha basit bir yol radar kullanmaktır. Venüs'e bir radyo darbesi gönderebilir ve yansıyan sinyalin dünyaya geri dönmesinin ne kadar sürdüğünü görebiliriz. Bu, ışık hızının (= radyo dalgalarının hızı) laboratuvar ölçümüyle birleştiğinde bize mesafeyi söyler.

#9 mat

- Kepler bir dahi miydi? Belki değil, sadece o fark edildi Tycho'nun gözlemlerinde absürd bir şey vardı, belki evet, çünkü Tycho'nun güneş merkezli konumlar değil, dünyaya göre konumlar olan verilerinden genişletmek için bir esnemeydi. Belki Kanun'u bulduğu için değil ama bunu Newton'un yaptığını kanıtlayamadığı için. Sanırım en azından bugünün standartlarına göre ("Bill Belichick bir dahidir"), o bir Dahiydi.

Yani. Paralaks ölçümleri yapılana kadar, astronomide ana ölçüt olan Astronomik Birimin boyutu hakkında kimsenin bir fikri yoktu. Mars'ın görünen boyutunu biliyorsunuz, güneş-mars-güneş-dünya oranını biliyorsunuz, ancak bir AU'nun boyutunu bilmiyorsanız, Mars'ın ne kadar büyük olduğunu bilmiyorsunuz! Yani peşinde oldukları şey, Güneş sisteminde kesin bir güneş-gezegen veya gezegen-gezegen mesafesini belirlemenin bir yoluydu.

Yunanlılar, ay tutulmaları sırasında dünyanın gölgesinin boyutunu ölçmeye çalışmışlardı, ancak ölçümler bugünün standartlarına göre kabaydı, bu onlara "kaba bir fikir" verdi (her neyse, etrafınız ateşi ve tekerleği zar zor keşfeden Barbarlarla çevriliyken, güneşin 90M veya 150M km uzakta olup olmadığı gününüzü değiştirmeyecek).

Venüs geçiş verileri hiçbir zaman gökbilimcilerin umdukları kadar keskin olmadı ve 19. yüzyılda Dünya - Güneş mesafesini ölçmenin en kesin yolu, MA'ların paralaksını belirlemek, bundan dünya - mars mesafesini çıkarmak ve ardından Dünya - Güneş mesafesini ölçmekti. AU'yu çıkarın.

Bugün Dünya - Venüs ve Dünya - Mars mesafelerini belirlemek için radarlar kullanıldı, bu yüzden Dünya'yı bilin - Güneş mesafesi 100 fitlik bir hata içinde biliniyor!

Umarım bu Becca'ya yardımcı olur ve bize dolaşma fırsatı verdiğiniz için teşekkür ederiz!

#10 Brian M

John, bu bilim kafamın çok ötesinde ama bunun oldukça havalı olduğunu bilecek kadar bilgim var. Doğal, kendi kendini idame ettiren bir fisyon reaksiyonu mu? Vaov!
Paralaks ölçümü, elbette, taban çizgisinin uzunluğuna bağlıdır. Taban çizgisi ne kadar uzun olursa, ölçüm o kadar doğru olur ve kişi o kadar uzakları ölçebilir. Dezavantajı doğrudan bir ilişki olmasıdır. Plüton'un yörüngesinin boyutunda (80 AU'ya karşılık Dünya'nın 2 AU'su -- 40x çap) bir temel çizgiyle bile, yalnızca yaklaşık 40.000 ışıkyılı ile ölçüm yapabilirsiniz, bu Samanyolu'nun bizim yarısı için iyi ve çok daha fazlası değil.

#11 Cerberus

#12 Yıldızadam1

İnsanların ışık hızıyla ilgili zorluklarından biri, onu belirli bir hız olarak düşünmeleri ve bu nedenle, bundan daha yüksek bir hız tasavvur etmenin kolay olmasıdır.

Ancak ışığın hızı, enerjinin sabit bir noktadan uzakta, bir boşlukta yayıldığı hız olur.

Anahtar budur. Işık hızı göreceli bir hızdır ve ancak 2 nesne varsa ölçülebilir. Herhangi 2 nesnenin birbirinden uzaklaşabileceği veya herhangi bir nesnenin sabit bir noktadan (referans çerçevesi olmadan) uzaklaşabileceği maksimum hızdır.

Kütlesi olan herhangi bir cismi ışık hızına (sabit cisme göre) hızlandırmak için gereken enerji sonsuzdur. Bu nedenle Evrenimizdeki herhangi 2 nesnenin birbirinden ışık hızında uzaklaşması mümkün değildir - bunu yapacak sonsuz bir enerji yoktur.

Nesneler ışık hızına yaklaştıkça daha fazla hızlanmaya karşı direnç asimptotik olarak arttığından, bu kütle kazanmaya eşdeğerdir. Daha yüksek kütlelerin ataleti daha fazladır ve hızlarını ve yönlerini değiştirmek için daha fazla enerji gerektirir. Kütlesi olan bir cismi ışık hızına çıkarmak mümkün değildir çünkü cismin kütlesi sonsuza kadar tırmanır. Evrende sonsuz bir kütle yoktur, dolayısıyla realitemizde hiçbir 2 nesne birbirinden ışık hızında uzaklaşmaz. Bu, her zaman ışık hızında hareket eden enerjinin kütlesiz olduğunun tersten bir kanıtıdır.

Yani ışık hızı bir "engel" değildir, çünkü bu diğer tarafta bir şey olduğunu ima eder. Bu, uzay-zaman realitemizde madde ve enerjinin bir sınırlamasıdır.

Atom altı parçacıkları ışık hızına çıkarmaya çalıştığımızda (bunu yapamıyoruz) ve astronomik mesafeleri ölçmeye çalıştığımızda bu etkiyi görüyoruz. Başka bir yıldıza "warp hızında" (ışıktan daha hızlı) uçmak harika olmaz mıydı? Ne yazık ki, fiziğimiz tamamen yanlış olmadıkça ve gerçekliğin doğası konusunda yanılgıya düşmedikçe bu mümkün olmayacaktır. Yolculuğu yapmak her zaman sayısız yıllar alacaktır.

Daha da kötüsü, zaman hıza bağlıdır ve bakış açısına bağlı olarak farklı hızlarda geçer.Işık hızının kayda değer bir yüzdesinde sabit bir nesneye gidip gelmenin zaman genişlemesi etkileri, sabit nesnenin hızlı göreli hareket halindeki nesneden önemli ölçüde daha hızlı yaşlanmasına neden olur. Bunu, ISS'deki saatlere karşı Dünya'daki saatlerle görüyoruz. Astronotların zamanı daha yavaş akar (ancak yavaş hızlarından dolayı fazla değil). Tau Ceti'ye %99,9 ışık hızında gitseydiniz, gidiş-dönüş yolculuğunuz 52 yıl sürerdi, ama siz yokken Dünya 3 milyon yıl yaşlanırdı! Dolayısıyla uzay yolculuğu, uzay ve zaman içinde tek yönlü bir yolculuktur (ve şimdi tasavvur edilebilecek kadar yavaşsa daha da fazlası).
Gezmeme izin verdiğin için teşekkürler.
Gerçekliğin zor yönlerinin basit bir açıklaması olan Lincoln Barnett'in "Evren ve Dr. Einstein" kitabını öneriyorum.


İçindekiler

Işığın boşluktaki hızı genellikle küçük harfle gösterilir. c , "sabit" veya Latince için kereviz ("hızlılık, hız" anlamına gelir). 1856'da Wilhelm Eduard Weber ve Rudolf Kohlrausch, c daha sonra ışığın boşluktaki hızının √ 2 katına eşit olduğu gösterilen farklı bir sabit için. Sembol, tarihsel olarak V 1865'te James Clerk Maxwell tarafından tanıtılan ışık hızı için alternatif bir sembol olarak kullanıldı. 1894'te Paul Drude yeniden tanımladı c modern anlamı ile. Einstein'ın kullandığı V 1905'te özel görelilik üzerine orijinal Almanca makalelerinde, ancak 1907'de c , o zamana kadar ışık hızının standart sembolü haline gelmişti. [7] [8]

Ara sıra c dalgaların hızı için kullanılır hiç maddi ortam ve c 0 ışığın boşluktaki hızı için. [9] Resmi SI literatüründe onaylanan bu indisli gösterim [10], diğer ilgili sabitlerle aynı forma sahiptir: yani, μ0 vakum geçirgenliği veya manyetik sabit için, ε0 vakum geçirgenliği veya elektrik sabiti için ve Z0 boş alanın empedansı için. Bu makale c sadece boşlukta ışığın hızı için.

Işık dalgalarının boşlukta yayılma hızı, hem dalga kaynağının hareketinden hem de gözlemcinin eylemsiz referans çerçevesinden bağımsızdır. [Not 5] Işık hızının bu değişmezliği, Einstein tarafından 1905'te, [6] Maxwell'in elektromanyetizma teorisi tarafından motive edildikten ve ışık saçan eter için kanıt eksikliğinden sonra [16] varsayıldı, o zamandan beri birçok deney tarafından tutarlı bir şekilde doğrulandı. . [Not 6] Işığın iki yönlü hızının (örneğin, bir kaynaktan aynaya ve tekrar geri) çerçeveden bağımsız olduğunu deneysel olarak doğrulamak mümkündür, çünkü ışığın tek yönlü hızını ölçmek imkansızdır. ışık (örneğin, bir kaynaktan uzaktaki bir dedektöre) kaynaktaki ve dedektördeki saatlerin nasıl senkronize edilmesi gerektiğine dair bir konvansiyon olmadan. Bununla birlikte, saatler için Einstein senkronizasyonunu benimsersek, ışığın tek yönlü hızı, tanım gereği iki yönlü ışık hızına eşit olur. [17] [18] Özel görelilik kuramı, bu değişmezliğin sonuçlarını araştırır. c fizik yasalarının tüm eylemsiz referans çerçevelerinde aynı olduğu varsayımıyla. [19] [20] Bunun bir sonucu şudur: c ışık dahil tüm kütlesiz parçacıkların ve dalgaların boşlukta hareket etmesi gereken hızdır.

Özel göreliliğin pek çok mantık dışı ve deneysel olarak doğrulanmış çıkarımları vardır. [21] Bunlar kütle ve enerjinin denkliğini içerir (E = mc 2 ), uzunluk daralması (hareket eden nesneler kısalır), [Not 7] ve zaman genişlemesi (hareket eden saatler daha yavaş çalışır). Faktör y hangi uzunlukların daralması ve zamanların genişlemesi Lorentz faktörü olarak bilinir ve şu şekilde verilir: y = (1 − v 2 /c 2) −1/2 , nerede v nesnenin hızıdır. farkı y 1'den çok daha yavaş hızlar için ihmal edilebilir c, çoğu günlük hız gibi - ki bu durumda özel görelilik Galilean göreliliği ile yakından ilişkilidir - ancak göreli hızlarda artar ve sonsuza kadar uzaklaşır. v yaklaşımlar c. Örneğin, bir zaman genişletme faktörü y = 2, ışık hızının %86,6'sı göreli bir hızda gerçekleşir (v = 0.866 c). Benzer şekilde, bir zaman genişletme faktörü y = 10 oluşur v = 99.5% c.

Özel göreliliğin sonuçları, uzay ve zamanı, uzay-zaman olarak bilinen birleşik bir yapı olarak ele alarak özetlenebilir. c uzay ve zaman birimlerini ilişkilendirmek) ve fiziksel teorilerin Lorentz değişmezliği adı verilen ve matematiksel formülasyonu parametreyi içeren özel bir simetriyi karşılamasını gerektirir. c. [24] Lorentz değişmezliği, kuantum elektrodinamiği, kuantum kromodinamiği, parçacık fiziğinin Standart Modeli ve genel görelilik gibi modern fiziksel teoriler için neredeyse evrensel bir varsayımdır. Böyle olunca parametre c modern fizikte her yerde bulunur ve ışıkla ilgisi olmayan birçok bağlamda ortaya çıkar. Örneğin, genel görelilik bunu öngörmektedir. c aynı zamanda yerçekimi ve yerçekimi dalgalarının hızıdır. [25] [Not 8] Eylemsiz olmayan referans çerçevelerinde (kütleçekimsel olarak eğri uzay-zaman veya hızlandırılmış referans çerçeveleri), yerel ışık hızı sabittir ve eşittir cancak sonlu uzunluktaki bir yörünge boyunca ışığın hızı, c, mesafelerin ve sürelerin nasıl tanımlandığına bağlı olarak. [27]

Genel olarak, aşağıdaki gibi temel sabitlerin olduğu varsayılır: c uzay-zaman boyunca aynı değere sahiptirler, yani yere bağlı değildirler ve zamanla değişmezler. Ancak ışık hızının zaman içinde değişmiş olabileceği çeşitli teorilerde öne sürülmüştür. [28] [29] Bu tür değişiklikler için kesin bir kanıt bulunamadı, ancak bunlar devam eden araştırmaların konusu olmaya devam ediyor. [30] [31]

Ayrıca genellikle ışık hızının izotropik olduğu, yani ölçüldüğü yöne bakılmaksızın aynı değere sahip olduğu varsayılır. Bir manyetik alandaki (Hughes-Drever deneyi) ve dönen optik rezonatörlerin (bkz. anizotropi. [32] [33]

Hızlarda üst sınır

Özel göreliliğe göre, durgun kütlesi olan bir cismin enerjisi m ve hız v tarafından verilir ymc 2, nerede y yukarıda tanımlanan Lorentz faktörüdür. Ne zaman v sıfır, y ünlüye yol açan bire eşittir E = mc Kütle-enerji denkliği için 2 formülü. y faktör olarak sonsuza yaklaşır v yaklaşımlar cve kütlesi olan bir cismi ışık hızına çıkarmak için sonsuz miktarda enerji gerekir. Işık hızı, pozitif durgun kütleye sahip nesnelerin hızları için üst sınırdır ve tek tek fotonlar ışık hızından daha hızlı hareket edemezler. [34] [35] [36] Bu, göreli enerji ve momentumun birçok testinde deneysel olarak belirlenmiştir. [37]

Daha genel olarak, sinyallerin veya enerjinin daha hızlı seyahat etmesi imkansızdır. c. Bunun için bir argüman, eşzamanlılığın göreliliği olarak bilinen özel göreliliğin karşı-sezgisel imasından kaynaklanmaktadır. A ve B olayları arasındaki uzamsal mesafe, aralarındaki zaman aralığından büyükse, c sonra, A'nın B'den önce geldiği, B'nin A'dan önce geldiği diğerleri ve bunların eşzamanlı olduğu diğer referans çerçeveleri vardır. Sonuç olarak, eğer bir şey daha hızlı hareket ediyorsa c eylemsiz bir referans çerçevesine göre, başka bir çerçeveye göre zamanda geriye doğru hareket ediyor olacak ve nedensellik ihlal edilecektir. [Not 9] [39] Böyle bir referans çerçevesinde, "neden"den önce bir "etki" gözlemlenebilir. Böyle bir nedensellik ihlali hiçbir zaman kaydedilmemiştir,[18] ve takyonik antitelefon gibi paradokslara yol açacaktır. [40]

Maddenin, enerjinin veya bilgi taşıyan sinyalin şundan daha yüksek hızlarda hareket ettiğinin göründüğü durumlar vardır. c, ama yapmazlar. Örneğin, aşağıdaki orta bölümde ışığın yayılımında tartışıldığı gibi, birçok dalga hızı aşabilir. c. Örneğin, çoğu gözlükten geçen X-ışınlarının faz hızı rutin olarak aşabilir. c, [41] ancak faz hızı, dalgaların bilgi ilettiği hızı belirlemez. [42]

Bir lazer ışını uzaktaki bir nesne üzerinde hızla süpürülürse, ışık noktası daha hızlı hareket edebilir. c, ışığın uzaktaki cisme hızla ulaşması için gereken süre nedeniyle noktanın ilk hareketi gecikse de c. Bununla birlikte, hareket eden tek fiziksel varlık, lazer ve lazerin yaydığı ışıktır ve hızla hareket eder. c lazerden noktanın çeşitli pozisyonlarına. Benzer şekilde, uzaktaki bir nesneye yansıtılan bir gölge, daha hızlı hareket ettirilebilir. c, zaman gecikmesinden sonra. [43] Her iki durumda da hiçbir madde, enerji veya bilgi ışıktan hızlı hareket etmez. [44]

Her ikisinin de hareket ettiği bir referans çerçevesindeki iki nesne arasındaki mesafedeki değişim oranı (kapama hızları), aşağıdakilerden daha büyük bir değere sahip olabilir. c. Ancak bu, tek bir eylemsiz çerçevede ölçüldüğü gibi herhangi bir tek nesnenin hızını temsil etmez. [44]

Bazı kuantum etkilerinin anında ve dolayısıyla daha hızlı iletildiği görülmektedir. c, EPR paradoksunda olduğu gibi. Bir örnek, dolanabilen iki parçacığın kuantum durumlarını içerir. Parçacıklardan herhangi biri gözlemlenene kadar, iki kuantum durumunun süperpozisyonunda var olurlar. Parçacıklar ayrılır ve bir parçacığın kuantum durumu gözlemlenirse, diğer parçacığın kuantum durumu anında belirlenir. Ancak, ilk parçacığın gözlemlendiğinde hangi kuantum halini alacağını kontrol etmek imkansızdır, dolayısıyla bu şekilde bilgi iletilemez. [44] [45]

Işık hızından daha hızlı hızların meydana geleceğini tahmin eden bir başka kuantum etkisine Hartman etkisi denir: belirli koşullar altında sanal bir parçacığın bir bariyerden tünel yapması için gereken süre, bariyerin kalınlığından bağımsız olarak sabittir. [46] [47] Bu, sanal bir parçacığın büyük bir boşluktan ışıktan daha hızlı geçmesine neden olabilir. Ancak, bu efekt kullanılarak hiçbir bilgi gönderilemez. [48]

Sözde süperluminal hareket, radyo galaksilerinin ve kuasarların göreli jetleri gibi bazı astronomik nesnelerde [49] görülür. Bununla birlikte, bu jetler ışık hızını aşan hızlarda hareket etmiyorlar: görünür süperluminal hareket, ışık hızına yakın hareket eden ve Dünya'ya görüş hattına küçük bir açıyla yaklaşan nesnelerin neden olduğu bir projeksiyon etkisidir: çünkü ışık Jet uzaklaştığında yayılan, Dünya'ya ulaşması daha uzun sürdüğünde, iki ardışık gözlem arasındaki süre, ışık ışınlarının yayıldığı anlar arasındaki daha uzun bir süreye karşılık gelir. [50]

Genişleyen evren modellerinde, galaksiler birbirinden ne kadar uzaksa, birbirlerinden o kadar hızlı uzaklaşırlar. Bu gerileme hareketten kaynaklanmıyor vasıtasıyla uzaya değil, uzayın kendisinin genişlemesine. [44] Örneğin, Dünya'dan çok uzaktaki galaksiler, mesafeleriyle orantılı bir hızla Dünya'dan uzaklaşıyor gibi görünmektedir. Hubble küresi adı verilen bir sınırın ötesinde, Dünya'dan uzaklıklarının artış hızı, ışık hızından daha büyük olur. [51]

Klasik fizikte ışık, bir tür elektromanyetik dalga olarak tanımlanır. Elektromanyetik alanın klasik davranışı, hızın c Elektromanyetik dalgaların (ışık gibi) vakumda yayıldığı, vakumun dağıtılmış kapasitansı ve endüktansı ile ilgilidir, aksi takdirde sırasıyla elektrik sabiti olarak bilinir. ε0 ve manyetik sabit μ0, denkleme göre [52]

Modern kuantum fiziğinde elektromanyetik alan, kuantum elektrodinamiği (QED) teorisi ile tanımlanır. Bu teoride ışık, foton adı verilen elektromanyetik alanın temel uyarımları (veya kuantaları) ile tanımlanır. QED'de fotonlar kütlesiz parçacıklardır ve bu nedenle özel göreliliğe göre boşlukta ışık hızında hareket ederler.

Fotonun bir kütleye sahip olduğu QED uzantıları düşünülmüştür. Böyle bir teoride hızı, frekansına ve değişmez hızına bağlı olacaktır. c özel göreliliğin değeri o zaman ışığın boşluktaki hızının üst sınırı olacaktır. [27] Titiz testlerde ışık hızının frekansla hiçbir değişimi gözlemlenmedi, [53] [54] [55] fotonun kütlesine katı sınırlar koydu. Elde edilen limit, kullanılan modele bağlıdır: eğer kütleli foton Proca teorisi tarafından tanımlanırsa, [56] kütlesi için deneysel üst sınır yaklaşık 10 −57 gramdır [57] eğer foton kütlesi bir Higgs mekanizması tarafından üretilirse, deneysel üst limit daha az keskindir, m ≤ 10 -14 eV/c 2 [56] (kabaca 2 × 10 −47 g).

Işık hızının frekansına göre değişmesinin bir başka nedeni, önerilen bazı kuantum kütleçekim teorilerinin öngördüğü gibi, özel göreliliğin keyfi olarak küçük ölçeklere uygulanamaması olabilir. 2009'da, gama ışını patlaması GRB 090510'un gözlemi, foton hızının enerjiye bağımlılığına dair hiçbir kanıt bulamadı; bu, Planck ölçeğine yaklaşan enerjiler için bu hızın foton enerjisinden nasıl etkilendiğine dair belirli uzay-zaman niceleme modellerinde sıkı kısıtlamaları destekledi. [58]

Bir ortamda

Bir ortamda, ışık genellikle eşit bir hızda yayılmaz. c ayrıca, farklı ışık dalgası türleri farklı hızlarda yol alacaktır. Düzlem bir dalganın (tüm uzayı dolduran, yalnızca bir frekansla) tek tek tepe ve çukurlarının yayılma hızına faz hızı denir. vp. Sınırlı bir alana sahip (bir ışık darbesi) fiziksel bir sinyal farklı bir hızda hareket eder. Darbenin en büyük kısmı grup hızında hareket eder vg, ve en erken kısmı ön hızda hareket eder vf.

Faz hızı, bir ışık dalgasının bir malzemeden veya bir malzemeden diğerine nasıl geçtiğini belirlemede önemlidir. Genellikle bir terimle temsil edilir. kırılma indisi. Bir malzemenin kırılma indisi, oranı olarak tanımlanır. c faz hızına vp malzemede: daha büyük kırılma indeksleri daha düşük hızları gösterir. Bir malzemenin kırılma indisi, ışığın frekansına, yoğunluğuna, polarizasyonuna veya birçok durumda yayılma yönüne bağlı olabilir, ancak malzemeye bağlı bir sabit olarak ele alınabilir. Havanın kırılma indisi yaklaşık 1.0003'tür. [59] Su, [60] cam, [61] ve elmas [62] gibi daha yoğun ortamların görünür ışık için sırasıyla yaklaşık 1.3, 1.5 ve 2.4 kırılma indeksleri vardır. Mutlak sıfıra yakın Bose-Einstein yoğuşmaları gibi egzotik malzemelerde, ışığın efektif hızı saniyede sadece birkaç metre olabilir. Ancak bu, atomlar arasındaki absorpsiyon ve yeniden ışıma gecikmesini temsil eder ve hepsinden daha yavaştır.c maddi maddelerdeki hızlar. Işığın maddedeki "yavaşlamasının" uç bir örneği olarak, iki bağımsız fizikçi ekibi, ışığı rubidyum elementinin Bose-Einstein yoğunlaşmasından geçirerek ışığı "tamamen durma" durumuna getirmeyi iddia etti. Bununla birlikte, bu deneylerde ışığın "durdurulmasına" ilişkin popüler açıklama, yalnızca ışığın atomların uyarılmış durumlarında depolanmasına ve daha sonra ikinci bir lazer darbesi tarafından uyarıldığı gibi keyfi olarak daha sonraki bir zamanda yeniden yayılmasına atıfta bulunur. "Durduğu" süre boyunca, hafif olmayı bırakmıştı. Bu tür bir davranış, genellikle ışık hızını "yavaşlatan" tüm şeffaf ortamlar için mikroskobik olarak doğrudur. [63]

Saydam malzemelerde, kırılma indisi genellikle 1'den büyüktür, yani faz hızı, c. Diğer malzemelerde, bazı egzotik malzemelerde bazı frekanslar için kırılma indisinin 1'den küçük olması mümkündür, hatta kırılma indisinin negatif olması bile mümkündür. [64] Nedenselliğin ihlal edilmemesi gerekliliği, herhangi bir malzemenin dielektrik sabitinin, sırasıyla kırılma indisine ve zayıflama katsayısına karşılık gelen gerçek ve sanal kısımlarının Kramers-Kronig ilişkileriyle bağlantılı olduğu anlamına gelir. [65] Pratik anlamda bu, kırılma indisi 1'den küçük olan bir malzemede, dalganın emilimi o kadar hızlıdır ki, hiçbir sinyal daha hızlı gönderilemez demektir. c.

Farklı grup ve faz hızlarına sahip bir darbe (bu, darbenin tüm frekansları için faz hızı aynı değilse oluşur) zamanla yayılır, bu süreç dispersiyon olarak bilinir. Bazı materyaller, ışık dalgaları için son derece düşük (hatta sıfır) bir grup hızına sahiptir; bu, çeşitli deneylerde doğrulanmış olan, yavaş ışık adı verilen bir olgudur. [66] [67] [68] [69] Tam tersi, aşan grup hızları c, deneyde de gösterilmiştir. [70] Darbelerin anında veya zamanda geriye doğru hareket etmesiyle grup hızının sonsuz veya negatif olması bile mümkün olmalıdır. [71]

Ancak bu seçeneklerin hiçbiri bilginin daha hızlı iletilmesine izin vermez. c. Bir ışık darbesiyle, darbenin ilk bölümünün hızından (ön hızdan) daha hızlı bilgi iletmek mümkün değildir. Bunun (belirli varsayımlar altında) her zaman şuna eşit olduğu gösterilebilir. c. [71]

Bir parçacığın bir ortamda ışığın o ortamdaki faz hızından daha hızlı hareket etmesi mümkündür (ancak yine de c). Yüklü bir parçacık bunu bir dielektrik malzemede yaptığında, Cherenkov radyasyonu olarak bilinen bir şok dalgasının elektromanyetik eşdeğeri yayılır. [72]

Işık hızı iletişimle ilgilidir: tek yönlü ve gidiş-dönüş gecikme süresi sıfırdan büyüktür. Bu, küçükten astronomik ölçeklere kadar geçerlidir. Öte yandan, bazı teknikler, örneğin mesafe ölçümlerinde, ışığın sonlu hızına bağlıdır.

Küçük ölçekler

Süper bilgisayarlarda, ışık hızı, işlemciler arasında ne kadar hızlı veri gönderilebileceğine bir sınır getirir. Bir işlemci 1 gigahertz'de çalışıyorsa, bir sinyal tek bir döngüde yalnızca maksimum yaklaşık 30 santimetre (1 ft) seyahat edebilir. Bu nedenle, iletişim gecikmelerini en aza indirmek için işlemciler birbirine yakın yerleştirilmelidir, bu da soğutmada zorluklara neden olabilir. Saat frekansları artmaya devam ederse, ışık hızı nihayetinde tek çiplerin iç tasarımı için sınırlayıcı bir faktör haline gelecektir. [73] [74]

Dünya üzerinde büyük mesafeler

Dünyanın ekvator çevresinin yaklaşık 40 075 km olduğu ve c yaklaşık 300.000 km/s'dir, bir bilgi parçasının dünyanın yarısını yüzey boyunca kat etmesi için teorik olarak en kısa süre yaklaşık 67 milisaniyedir. Işık, bir optik fiberde dünya çevresinde dolaşırken, gerçek geçiş süresi daha uzundur, çünkü kısmen ışığın hızı, kırılma indisine bağlı olarak bir optik fiberde yaklaşık %35 daha yavaştır. n. [Not 10] Ayrıca, küresel iletişim durumlarında nadiren düz çizgiler oluşur ve sinyal bir elektronik anahtar veya sinyal rejeneratöründen geçtiğinde gecikmeler oluşur. [76]

Uzay uçuşları ve astronomi

Benzer şekilde, Dünya ile uzay aracı arasındaki iletişim anlık değildir. Kaynaktan alıcıya kısa bir gecikme var ve bu, mesafeler arttıkça daha belirgin hale geliyor. Bu gecikme, Ay'ın yörüngesindeki ilk insanlı uzay aracı olduğunda, yer kontrolü ile Apollo 8 arasındaki iletişim için önemliydi: her soru için yer kontrol istasyonu, cevabın gelmesi için en az üç saniye beklemek zorundaydı. [77] Dünya ve Mars arasındaki iletişim gecikmesi, iki gezegenin göreceli konumlarına bağlı olarak beş ila yirmi dakika arasında değişebilir. [78] Bunun bir sonucu olarak, eğer Mars yüzeyindeki bir robot bir sorunla karşılaşırsa, insan kontrolörleri en az beş dakika sonraya kadar bunun farkına varmaz ve muhtemelen yirmi dakika sonraya kadar sürer. Dünya'dan Mars'a seyahat talimatları için beş ila yirmi dakika daha.

Uzak astronomik kaynaklardan gelen ışık ve diğer sinyalleri almak çok daha uzun sürebilir. Örneğin, Hubble Ultra Derin Alan görüntülerinde görüntülenen uzak galaksilerden ışığın Dünya'ya seyahat etmesi 13 milyar (13 × 10 9) yıl sürmüştür. [79] [80] Bugün çekilen bu fotoğraflar, galaksilerin 13 milyar yıl önce, evrenin bir milyar yaşından küçük olduğu zamanlarda ortaya çıktıklarını gösteriyor. [79] Işığın sonlu hızı nedeniyle daha uzaktaki nesnelerin daha genç görünmesi gerçeği, gökbilimcilerin yıldızların, galaksilerin ve evrenin kendisinin evrimi hakkında çıkarımlar yapmasına olanak tanır.

Astronomik mesafeler, özellikle popüler bilim yayınlarında ve medyada bazen ışık yılı olarak ifade edilir. [81] Bir ışık yılı, ışığın bir yılda yaklaşık 9461 milyar kilometre, 5879 milyar mil veya 0.3066 parsek içinde kat ettiği mesafedir. Yuvarlak rakamlarla, bir ışık yılı yaklaşık 10 trilyon kilometre veya yaklaşık 6 trilyon mildir. Güneş'ten sonra Dünya'ya en yakın yıldız olan Proxima Centauri, yaklaşık 4.2 ışıkyılı uzaklıktadır. [82]

Mesafe ölçümü

Radar sistemleri, hedefe olan mesafeyi, hedef tarafından yansıtıldıktan sonra bir radyo dalgası darbesinin radar antenine dönmesi için geçen süre ile ölçer: hedefe olan mesafe, gidiş-dönüş geçiş süresinin yarısı ile ışık hızının çarpımıdır. . Bir Küresel Konumlandırma Sistemi (GPS) alıcısı, her bir uydudan bir radyo sinyalinin ne kadar sürede ulaştığına bağlı olarak GPS uydularına olan mesafesini ölçer ve bu mesafelerden alıcının konumunu hesaplar. Işık bir saniyede yaklaşık 300.000 kilometre (186 000 mi) yol aldığı için, bir saniyenin küçük kesirlerinin bu ölçümleri çok kesin olmalıdır. Ay Lazer Mesafe Deneyi, radar astronomisi ve Derin Uzay Ağı, gidiş-dönüş geçiş sürelerini ölçerek sırasıyla Ay'a, [83] gezegenlere [84] ve uzay aracına [85] olan mesafeleri belirler.

Yüksek frekanslı ticaret

Işığın hızı, tüccarların işlemlerini diğer tüccarlardan birkaç saniye önce borsalara sunarak küçük avantajlar elde etmeye çalıştıkları yüksek frekanslı ticarette önemli hale geldi. Örneğin, tüccarlar, havadaki ışık hızına yakın bir hızda hareket eden mikrodalgaların %30-40 daha yavaş hareket eden fiber optik sinyallere sahip olmasının avantajı nedeniyle ticaret merkezleri arasında mikrodalga iletişimine geçiyorlar. [86] [87]

değerini belirlemenin farklı yolları vardır. c. Bir yol, çeşitli astronomik ve dünya tabanlı kurulumlarda yapılabilen, ışık dalgalarının yayıldığı gerçek hızı ölçmektir. Bununla birlikte, belirlemek de mümkündür c örneğin elektromanyetik sabitlerin değerlerini belirleyerek göründüğü diğer fiziksel yasalardan ε0 ve μ0 ve ilişkilerini kullanarak c. Tarihsel olarak, en doğru sonuçlar, bir ışık huzmesinin frekansını ve dalga boyunu, çarpımları eşit olacak şekilde ayrı ayrı belirleyerek elde edilmiştir. c. [ kaynak belirtilmeli ]

Astronomik ölçümler

Dış uzay, büyük ölçeği ve neredeyse mükemmel vakumu nedeniyle ışığın hızını ölçmek için uygun bir ayardır. Tipik olarak, ışığın güneş sistemindeki Dünya yörüngesinin yarıçapı gibi bazı referans mesafelerini kat etmesi için gereken süre ölçülür. Tarihsel olarak, bu tür ölçümler, Dünya tabanlı birimlerde referans mesafesinin uzunluğunun ne kadar doğru bilindiğiyle karşılaştırıldığında oldukça doğru bir şekilde yapılabilir. Sonuçları günlük astronomik birimler (AU) olarak ifade etmek gelenekseldir.

Ole Christensen Rømer, 1676 yılında ışık hızının ilk nicel tahminini yapmak için astronomik bir ölçüm kullandı. [89] [90] Dünya'dan ölçüldüğünde, uzak bir gezegenin yörüngesindeki ayların periyotları, Dünya Dünya'ya yaklaşırken daha kısadır. gezegen, Dünya ondan uzaklaştığından daha fazla. Işığın gezegenden (veya uydusundan) Dünya'ya kat ettiği mesafe, Dünya yörüngesinde gezegenine en yakın noktadayken, Dünya yörüngesindeki en uzak noktadayken olduğundan daha kısadır, mesafe farkı Dünya'nın Güneş etrafındaki yörüngesinin çapıdır. Ayın yörünge periyodunda gözlemlenen değişim, ışığın daha kısa veya daha uzun mesafeyi kat etmesi için geçen süredeki farktan kaynaklanır. Rømer, Jüpiter'in en içteki ayı Io için bu etkiyi gözlemledi ve ışığın Dünya'nın yörüngesinin çapını geçmesinin 22 dakika sürdüğü sonucuna vardı.

Diğer bir yöntem ise 18. yüzyılda James Bradley tarafından keşfedilen ve açıklanan ışık sapmalarını kullanmaktır. [91] Bu etki, uzak bir kaynaktan (yıldız gibi) gelen ışığın hızının ve gözlemcisinin hızının vektör eklenmesinden kaynaklanır (sağdaki diyagrama bakın). Böylece hareket eden bir gözlemci ışığın biraz farklı bir yönden geldiğini görür ve sonuç olarak kaynağı orijinal konumundan kaymış bir konumda görür. Dünya Güneş'in yörüngesinde dolanırken Dünya'nın hızının yönü sürekli değiştiğinden, bu etki yıldızların görünen konumlarının hareket etmesine neden olur. Yıldızların konumlarındaki açısal farklılıktan (maksimum 20.5 yay saniyesi) [92] ışık hızını, Dünya'nın Güneş etrafındaki hızı olarak ifade etmek mümkündür ve bu hız, bilinen bir yıl uzunluğu ile zamana dönüştürülebilir. Güneş'ten Dünya'ya seyahat etmesi gerekiyordu. 1729'da Bradley, ışığın yörüngesinde Dünya'dan 10 210 kat daha hızlı hareket ettiğini (modern rakam 10 066 kat daha hızlıdır) veya eşdeğer bir şekilde, Güneş'ten ışığın 8 dakika 12 saniye süreceğini türetmek için bu yöntemi kullandı. Dünya'ya. [91]

Astronomik birimi

Bir astronomik birim (AU), yaklaşık olarak Dünya ile Güneş arasındaki ortalama mesafedir. 2012 yılında tam olarak 149 597 870 700 m olarak yeniden tanımlanmıştır. [93] [94] Daha önce AU, Uluslararası Birimler Sistemine değil, Güneş'in klasik mekanik çerçevesinde uyguladığı yerçekimi kuvvetine dayanıyordu. [Not 11] Mevcut tanım, ölçümle belirlenen astronomik birimin önceki tanımı için önerilen metre cinsinden değeri kullanır. [93] Bu yeniden tanımlama, metreninkine benzer ve aynı şekilde ışık hızını, astronomik birim/saniye cinsinden kesin bir değere sabitleme etkisine sahiptir (ışık hızının metre/saniye olarak tam hızı aracılığıyla).

Daha önce, tersi c astronomik birim başına saniye cinsinden ifade edilen radyo sinyallerinin Güneş Sistemi'ndeki farklı uzay araçlarına ulaşma süreleri, Güneş'in ve çeşitli gezegenlerin yerçekimi etkilerinden hesaplanan konumlarıyla karşılaştırılarak ölçülmüştür. Bu tür birçok ölçümü birleştirerek, birim mesafe başına ışık süresi için en uygun değer elde edilebilir. Örneğin, 2009 yılında Uluslararası Astronomi Birliği (IAU) tarafından onaylanan en iyi tahmin şuydu: [96] [97] [98]

birim mesafe için ışık süresi: tben = 499.004 783 836 (10) sn c = 0.002 003 988 804 10 (4) AU/s = 173.144 632 674 (3) AU/gün.

Bu ölçümlerdeki nispi belirsizlik, interferometri ile Dünya bazlı uzunluk ölçümlerindeki belirsizliğe eşdeğer, milyarda 0.02 kısımdır (2 × 10 −11). [99] Metre, ışığın belirli bir zaman aralığında kat ettiği uzunluk olarak tanımlandığından, ışık süresinin astronomik birimin önceki tanımına göre ölçülmesi, bir AU'nun (eski) uzunluğunun ölçülmesi olarak da yorumlanabilir. tanım) metre cinsinden. [Not 12]

Uçuş zamanı teknikleri

Işığın hızını ölçmenin bir yöntemi, ışığın bilinen bir uzaklıktan ve geriye doğru bir aynaya gitmesi için gereken süreyi ölçmektir. Hippolyte Fizeau ve Léon Foucault tarafından geliştirilen Fizeau-Foucault aygıtının arkasındaki çalışma prensibi budur. [ kaynak belirtilmeli ]

Fizeau tarafından kullanıldığı şekliyle kurulum, 8 kilometre (5 mil) uzaklıktaki bir aynaya yönlendirilen bir ışık huzmesinden oluşur. Kaynaktan aynaya giderken, ışın dönen bir dişli çarktan geçer. Belirli bir dönüş hızında, kiriş çıkışta bir boşluktan ve dönüşte diğerinden geçer, ancak biraz daha yüksek veya daha düşük hızlarda kiriş bir dişe çarpar ve tekerlekten geçmez. Çark ile ayna arasındaki mesafe, çarktaki diş sayısı ve dönme hızı bilinerek ışığın hızı hesaplanabilir. [100]

Foucault'nun yöntemi, dişli çarkı dönen bir ayna ile değiştirir. Işık uzaktaki aynaya gidip geri giderken ayna dönmeye devam ettiğinden, ışık döner aynadan çıkarken geri dönerken olduğundan farklı bir açıyla yansır. Bu açı farkından, bilinen dönme hızı ve uzak aynaya olan mesafe, ışık hızı hesaplanabilir. [101]

Günümüzde, bir nanosaniyeden daha az zaman çözünürlüğüne sahip osiloskoplar kullanılarak, ışığın hızı, bir lazerden veya bir aynadan yansıyan bir LED'den gelen bir ışık darbesinin gecikmesinin zamanlanmasıyla doğrudan ölçülebilir. Bu yöntem diğer modern tekniklerden daha az kesindir (%1'lik hatalarla), ancak bazen üniversite fizik derslerinde laboratuvar deneyi olarak kullanılır. [102] [103] [104]

Elektromanyetik sabitler

türetmek için bir seçenek c Elektromanyetik dalgaların yayılmasının bir ölçümüne doğrudan bağlı olmayan, arasındaki ilişkiyi kullanmaktır. c ve vakum geçirgenliği ε0 ve vakum geçirgenliği μ0 Maxwell'in teorisi tarafından kurulan: c 2 = 1/(ε0μ0). Vakum geçirgenliği, bir kapasitörün kapasitansı ve boyutları ölçülerek belirlenebilir, oysa vakum geçirgenliğinin değeri, amper tanımı yoluyla tam olarak 4π × 10 −7 H⋅m -1 olarak sabitlenir. Rosa ve Dorsey bu yöntemi 1907'de 299 710 ± 22 km/s değerini bulmak için kullandılar. [105] [106]

Boşluk rezonansı

Işığın hızını ölçmenin başka bir yolu, frekansı bağımsız olarak ölçmektir. f ve dalga boyu λ vakumda bir elektromanyetik dalganın Değeri c daha sonra ilişki kullanılarak bulunabilir c = . Bir seçenek, bir boşluk rezonatörünün rezonans frekansını ölçmektir. Rezonans boşluğunun boyutları da biliniyorsa, bunlar dalganın dalga boyunu belirlemek için kullanılabilir. 1946'da Louis Essen ve A.C. Gordon-Smith, kesin olarak bilinen boyutlarda bir mikrodalga boşluğunun çeşitli normal mikrodalga modları için frekansı belirledi. Boyutlar, interferometri ile kalibre edilmiş göstergeler kullanılarak yaklaşık ±0,8 μm'lik bir doğrulukla oluşturulmuştur. [105] Modların dalga boyu, boşluğun geometrisinden ve elektromanyetik teoriden bilindiği için, ilgili frekansların bilgisi, ışık hızının hesaplanmasını mümkün kıldı. [105] [107]

Essen-Gordon-Smith sonucu, 299 792 ± 9 km/s, optik tekniklerle bulunanlardan önemli ölçüde daha kesindi. [105] 1950'de Essen tarafından tekrarlanan ölçümler 299 792 .5 ± 3.0 km/sn'lik bir sonuç ortaya koydu. [108]

Bir mikrodalga fırın ve marshmallow veya margarin gibi yiyecekler kullanılarak bu tekniğin ev tipi bir gösterimi mümkündür: eğer döner tabla, yiyeceklerin hareket etmemesi için çıkarılırsa, en hızlı şekilde antinodlarda (dalga genliğinin olduğu noktalar) pişecektir. en büyüğü), erimeye başlayacağı yer. Bu tür iki nokta arasındaki mesafe, bu mesafeyi ölçerek ve dalga boyunu mikrodalga frekansıyla çarparak (genellikle fırının arkasında gösterilir, tipik olarak 2450 MHz), mikrodalgaların dalga boyunun yarısıdır. c "genellikle %5'ten daha az hatayla" hesaplanabilir. [109] [110]

Interferometri

İnterferometri, ışığın hızını belirlemek için elektromanyetik radyasyonun dalga boyunu bulmak için başka bir yöntemdir. [Not 13] Bilinen bir frekansa sahip tutarlı bir ışık huzmesi (örneğin bir lazerden gelen) (f), iki yolu takip etmek için bölünür ve ardından yeniden birleştirilir. Girişim desenini gözlemlerken yol uzunluğunu ayarlayarak ve yol uzunluğundaki değişikliği dikkatlice ölçerek ışığın dalga boyu (λ) Belirlenebilir. Işığın hızı daha sonra denklem kullanılarak hesaplanır c = λf.

Lazer teknolojisinin ortaya çıkmasından önce, ışık hızının interferometrik ölçümleri için uyumlu radyo kaynakları kullanılıyordu. [112] Bununla birlikte, dalga boyunun interferometrik tayini, dalga boyu ile daha az hassas hale gelir ve bu nedenle deneyler, uzun dalga boyu ile kesinlik açısından sınırlandırılmıştır (

4 mm (0,16 inç)) radyo dalgaları. Daha kısa dalga boyuna sahip ışık kullanılarak hassasiyet artırılabilir, ancak daha sonra ışığın frekansını doğrudan ölçmek zorlaşır. Bu sorunu aşmanın bir yolu, frekansı kesin olarak ölçülebilen düşük frekanslı bir sinyalle başlamak ve bu sinyalden, frekansı daha sonra orijinal sinyale bağlanabilen daha yüksek frekanslı sinyalleri aşamalı olarak sentezlemektir. Bir lazer daha sonra frekansa kilitlenebilir ve dalga boyu interferometri kullanılarak belirlenebilir. [113] Bu teknik, Ulusal Standartlar Bürosu'ndaki (NBS) (daha sonra NIST oldu) bir gruba bağlıydı. Bunu 1972'de 3.5 × 10 -9'luk bir kesirli belirsizlikle ışığın boşluktaki hızını ölçmek için kullandılar. [113] [114]

Ölçüm tarihi c (km/s olarak)
<1638 Galileo, kapalı fenerler sonuçsuz [115] [116] [117] : 1252 [Not 14]
<1667 Accademia del Cimento, kapalı fenerler sonuçsuz [117] : 1253 [118]
1675 Rømer ve Huygens, Jüpiter'in uyduları 220 000 [90] [119] ‒%27 hata
1729 James Bradley, ışığın sapması 301 000 [100] +0.40% hata
1849 Hippolyte Fizeau, dişli çark 315 000 [100] +%5.1 hata
1862 Léon Foucault, dönen ayna 298 000 ± 500 [100] ‒%0,60 hata
1907 Rosa ve Dorsey, EM sabitleri 299 710 ± 30 [105] [106] ‒280 ppm hatası
1926 Albert A. Michelson, dönen ayna 299 796 ± 4 [120] +12 ppm hatası
1950 Essen ve Gordon-Smith, boşluk rezonatörü 299 792 .5 ± 3.0 [108] +0.14 ppm hatası
1958 K.D. Froome, radyo interferometrisi 299 792 .50 ± 0.10 [112] +0.14 ppm hatası
1972 akşam et al., lazer interferometrisi 299 792 .4562 ± 0.0011 [114] ‒0,006 ppm hatası
1983 17. CGPM, sayacın tanımı 299 792 .458 (tam) [88] kesin, tanımlandığı gibi

Erken modern döneme kadar ışığın bir anda mı yoksa çok yüksek bir sonlu hızda mı hareket ettiği bilinmiyordu. Bu konunun ilk kayıtlı incelemesi antik Yunanistan'da yapıldı. Eski Yunanlılar, Müslüman bilginler ve klasik Avrupalı ​​bilim adamları, Rømer ışık hızının ilk hesaplamasını yapana kadar bunu uzun süre tartıştılar. Einstein'ın Özel Görelilik Teorisi, kişinin referans çerçevesine bakılmaksızın ışık hızının sabit olduğu sonucuna vardı. O zamandan beri, bilim adamları giderek daha doğru ölçümler sağladılar.

Erken tarih

Empedokles (c. 490-430 BC) bir ışık teorisi öneren ilk kişiydi [121] ve ışığın sınırlı bir hızı olduğunu iddia etti. [122] Işığın hareket halindeki bir şey olduğunu ve bu nedenle seyahat etmesi biraz zaman alması gerektiğini savundu. Aristoteles, aksine, "ışık bir şeyin varlığından kaynaklanmaktadır, ancak bu bir hareket değildir" diye savundu. [123] Euclid ve Ptolemy, Empedokles'in ışığın gözden yayıldığı ve böylece görüşün mümkün olduğu emisyon teorisini geliştirdi. Bu teoriye dayanarak İskenderiyeli Heron, ışık hızının sonsuz olması gerektiğini çünkü yıldızlar gibi uzak nesnelerin gözleri açar açmaz ortaya çıktığını savundu. [124] İlk İslam filozofları başlangıçta, ışığın seyahat hızının olmadığı yolundaki Aristotelesçi görüşle aynı fikirdeydiler. 1021 yılında Alhazen (İbn el-Heysem) Optik KitabıBurada, ışığın bir nesneden göze hareket ettiği, şimdi kabul edilen intromisyon teorisi lehine, emisyon vizyonu teorisini reddeden bir dizi argüman sundu. [125] Bu, Alhazen'i ışığın sonlu bir hıza sahip olması gerektiğini, [123] [126] [127] ve ışığın hızının değişken olduğunu, daha yoğun cisimlerde azaldığını önermeye yöneltti. [127] [128] Işığın, duyularımızdan gizlenmiş olsa bile, yayılması zaman gerektiren tözsel bir madde olduğunu savundu. [129] Yine 11. yüzyılda, Ebû Reyhân el-Bîrûnî, ışığın sonlu bir hızı olduğunu kabul etti ve ışık hızının ses hızından çok daha hızlı olduğunu gözlemledi. [130]

13. yüzyılda Roger Bacon, Alhazen ve Aristoteles'in yazılarıyla desteklenen felsefi argümanları kullanarak, ışığın havadaki hızının sonsuz olmadığını savundu. [131] [132] 1270'lerde Witelo, ışığın boşlukta sonsuz hızda hareket etme, ancak daha yoğun cisimlerde yavaşlama olasılığını düşündü. [133]

17. yüzyılın başlarında Johannes Kepler, ışığın hızının sonsuz olduğuna inanıyordu, çünkü boşluk ona hiçbir engel teşkil etmiyordu. René Descartes, ışığın hızı sonlu olsaydı, bir ay tutulması sırasında Güneş, Dünya ve Ay'ın gözle görülür şekilde uyumsuz olacağını savundu. Böyle bir yanlış hizalama gözlemlenmediği için Descartes, ışık hızının sonsuz olduğu sonucuna vardı. Descartes, ışık hızının sınırlı olduğu tespit edilirse, tüm felsefe sisteminin yıkılabileceğini düşündü. [123] Descartes'ın Snell yasasını türetmesinde, ışığın hızının anlık olmasına rağmen, ortam ne kadar yoğunsa ışığın hızının o kadar hızlı olduğunu varsayıyordu. [134] Pierre de Fermat, karşıt varsayımı kullanarak Snell yasasını türetmişti, ortam ne kadar yoğunsa ışık o kadar yavaş hareket ederdi. Fermat ayrıca sonlu bir ışık hızını desteklediğini savundu. [135]

İlk ölçüm denemeleri

1629'da Isaac Beeckman, bir kişinin yaklaşık 1,6 km uzaklıktaki bir aynadan yansıyan bir topun parlamasını gözlemlediği bir deney önerdi. 1638'de Galileo Galilei, bir fenerin ortaya çıkması ile biraz uzaktaki algılanması arasındaki gecikmeyi gözlemleyerek ışığın hızını ölçmek için, birkaç yıl önce gerçekleştirmiş olduğu açık bir iddiayla bir deney önerdi. Işık yolculuğunun anlık olup olmadığını ayırt edemedi, ancak değilse bile olağanüstü hızlı olması gerektiği sonucuna vardı. [115] [116] 1667'de, Floransa'daki Accademia del Cimento, Galileo'nun deneyini, fenerler arasında yaklaşık bir mil mesafe bırakarak gerçekleştirdiğini, ancak herhangi bir gecikme gözlemlenmediğini bildirdi. Bu deneydeki gerçek gecikme yaklaşık 11 mikrosaniye olurdu.

Işık hızının ilk nicel tahmini 1676'da Rømer tarafından yapıldı. [89] [90] Jüpiter'in en içteki ayı Io'nun dönemlerinin, Dünya Jüpiter'e yaklaşırken ondan uzaklaşırken olduğundan daha kısa göründüğü gözleminden, ışığın sınırlı bir hızda hareket ettiği sonucuna vardı ve ışık aldığını tahmin etti 22 Dünya yörüngesinin çapını geçmek için dakikalar. Christiaan Huygens, gerçek değerden %26 daha düşük olan 220.000 km/s'lik bir ışık hızı tahmini elde etmek için bu tahmini Dünya'nın yörüngesinin çapına ilişkin bir tahminle birleştirdi. [119]

1704 kitabında optik, Isaac Newton Rømer'in sonlu ışık hızı hesaplamalarını bildirdi ve ışığın Güneş'ten Dünya'ya seyahat etmesi için geçen süre için "yedi veya sekiz dakika" değerini verdi (modern değer 8 dakika 19 saniyedir). [136] Newton, Rømer'in tutulma gölgelerinin renkli olup olmadığını sorgulayarak, farklı renklerin aynı hızda hareket ettiği sonucuna vardı. 1729'da James Bradley yıldız sapmalarını keşfetti. [91] Bu etkiden, ışığın yörüngesinde Dünya'dan 10 210 kat daha hızlı hareket etmesi gerektiğini (modern rakam 10 066 kat daha hızlıdır) veya eşdeğer olarak, Güneş'ten 8 dakika 12 saniye süreceğini belirledi. Dünya'ya. [91]

Elektromanyetizma ile bağlantılar

19. yüzyılda Hippolyte Fizeau, Dünya üzerindeki uçuş süresi ölçümlerine dayalı olarak ışığın hızını belirlemek için bir yöntem geliştirdi ve 315 000 km/sn değerini bildirdi. [137] Yöntemi, 1862'de 298 000 km/s değerini elde eden Léon Foucault tarafından geliştirildi. [100] 1856 yılında, Wilhelm Eduard Weber ve Rudolf Kohlrausch, elektromanyetik ve elektrostatik yük birimlerinin oranını ölçtüler, 1/ √ ε0μ0 , bir Leyden kavanozunu boşaltarak ve sayısal değerinin doğrudan Fizeau tarafından ölçülen ışık hızına çok yakın olduğunu buldu. Ertesi yıl Gustav Kirchhoff, dirençsiz bir teldeki bir elektrik sinyalinin tel boyunca bu hızda hareket ettiğini hesapladı. [138] 1860'ların başlarında, Maxwell, üzerinde çalıştığı elektromanyetizma teorisine göre, elektromanyetik dalgaların boş uzayda [139] [140] [141] yukarıdaki Weber/Kohlrausch oranına eşit bir hızda yayıldığını gösterdi. ve bu değerin Fizeau tarafından ölçülen ışık hızına sayısal yakınlığına dikkat çekerek, ışığın aslında bir elektromanyetik dalga olduğunu öne sürdü. [142]

"Işıklı eter"

O zamanlar, boş uzayın, içinde elektromanyetik alanın var olduğu, ışık saçan eter adı verilen bir arka plan ortamı ile doldurulduğu düşünülüyordu. Bazı fizikçiler, bu eterin ışığın yayılması için tercih edilen bir referans çerçevesi olarak hareket ettiğini ve bu nedenle, ışık hızının izotropisini ölçerek Dünya'nın bu ortama göre hareketini ölçmenin mümkün olması gerektiğini düşündüler. 1880'lerden başlayarak, bu hareketi saptamaya çalışmak için çeşitli deneyler yapıldı, en ünlüsü Albert A. Michelson ve Edward W. Morley tarafından 1887'de gerçekleştirilen deneydir. [143] [144] Tespit edilen hareket her zaman gözlem hatası. Modern deneyler, ışığın iki yönlü hızının izotropik olduğunu (her yönde aynı) saniyede 6 nanometre içinde olduğunu göstermektedir. [145] Bu deney nedeniyle Hendrik Lorentz, aygıtın eter içindeki hareketinin, aygıtın uzunluğu boyunca hareket yönünde büzülmesine neden olabileceğini öne sürdü ve ayrıca hareketli sistemler için zaman değişkeninin de değiştirilmesi gerektiğini varsaydı. buna göre ("yerel saat"), bu da Lorentz dönüşümünün formülasyonuna yol açtı. Lorentz'in eter teorisine dayanarak, Henri Poincaré (1900), bu yerel zamanın (v/c'de birinci mertebeden) sabit ışık hızı varsayımı altında senkronize olan eter içinde hareket eden saatler tarafından gösterildiğini gösterdi. 1904'te, Lorentz'in teorisinin tüm varsayımlarının doğrulanması koşuluyla, ışık hızının dinamikte sınırlayıcı bir hız olabileceğini düşündü. 1905'te Poincaré, Lorentz'in eter teorisini görelilik ilkesiyle tam gözlemsel uyuşmaya getirdi. [146] [147]

Özel görelilik

1905'te Einstein, en başından beri, ivmelenmeyen bir gözlemci tarafından ölçülen ışığın boşluktaki hızının, kaynağın veya gözlemcinin hareketinden bağımsız olduğunu öne sürdü. Bunu ve görelilik ilkesini temel alarak, ışığın boşluktaki hızının ölçüldüğü özel görelilik kuramını türetti. c ışıkla ilgisi olmayan bağlamlarda da ortaya çıkan temel bir sabit olarak öne çıkar. Bu, (Lorentz ve Poincaré'nin hâlâ bağlı olduğu) durağan eter kavramını işe yaramaz hale getirdi ve uzay ve zaman kavramlarında devrim yarattı. [148] [149]

Artan doğruluk c ve metre ve saniyenin yeniden tanımlanması

20. yüzyılın ikinci yarısında, önce boşluk rezonans teknikleri ve daha sonra lazer interferometre teknikleri ile ışık hızı ölçümlerinin doğruluğunun arttırılmasında çok ilerleme kaydedilmiştir. Bunlar, metre ve saniyenin yeni, daha kesin tanımlarıyla desteklendi. 1950 yılında Louis Essen, kavite rezonansını kullanarak hızı 299 792,5 ± 3,0 km/s olarak belirlemiştir. [108] Bu değer 1957'de Radyo-Bilimsel Birliğin 12. Genel Kurulu tarafından kabul edildi. 1960'da sayaç, kripton-86'nın belirli bir spektral hattının dalga boyu açısından yeniden tanımlandı ve 1967'de ikinci sezyum-133'ün temel durumunun aşırı ince geçiş frekansı açısından yeniden tanımlandı. [150]

1972'de, lazer interferometre yöntemini ve yeni tanımları kullanarak, Boulder, Colorado'daki ABD Ulusal Standartlar Bürosu'ndaki bir grup, ışığın boşluktaki hızını, c = 299 792 456 .2 ± 1.1 m/s . Bu, daha önce kabul edilen değerden 100 kat daha az belirsizdi. Kalan belirsizlik esas olarak metrenin tanımıyla ilgiliydi. [Not 15] [114] Benzer deneyler için karşılaştırılabilir sonuçlar bulduğu için c1975 yılında yapılan 15. Ağırlıklar ve Ölçüler Genel Konferansı, ışık hızı için 299 792 458 m/s değerinin kullanılmasını tavsiye etmiştir. [153]

Açık bir sabit olarak ışık hızını tanımlama

1983'te Ağırlıklar ve Ölçüler Genel Konferansı'nın (CGPM) 17. toplantısında, frekans ölçümlerinden elde edilen dalga boylarının ve ışık hızı için verilen bir değerin önceki standarttan daha fazla tekrarlanabilir olduğu bulundu. 1967'deki saniye tanımını korudular, böylece sezyum aşırı ince frekansı şimdi hem saniyeyi hem de metreyi belirleyecekti. Bunu yapmak için sayacı yeniden tanımladılar: "Metre, ışığın boşlukta 1/299 792 458 saniyelik bir zaman aralığında kat ettiği yolun uzunluğudur." [88] Bu tanımın sonucunda ışığın boşluktaki hızının değeri tam olarak 299 792 458 m/s [154] [155] olup SI birim sisteminde tanımlanmış bir sabit haline gelmiştir. [13] 1983'ten önce, ışık hızını ölçecek olan geliştirilmiş deneysel teknikler, artık SI birimlerinde bilinen ışık hızı değerini etkilemez, bunun yerine dalga boyunu daha doğru bir şekilde ölçerek metrenin daha kesin bir şekilde gerçekleştirilmesine izin verir. Krypton-86 ve diğer ışık kaynakları. [156] [157]

2011'de CGPM, yedi SI temel biriminin tümünü, "açık-sabit formülasyon" olarak adlandırdığı şeyi kullanarak yeniden tanımlama niyetini belirtti; ışık hızı için yapılmıştır. Metre tanımının yeni, ancak tamamen eşdeğer bir ifadesini önerdi: "Metre, sembol m, büyüklüğünün boşluktaki ışık hızının sayısal değerini tam olarak 299 792'ye eşit olarak sabitleyerek belirlenen uzunluk birimidir. 458, SI birimi ms -1 olarak ifade edildiğinde." [158] Bu, SI temel birimlerinin 2019 yeniden tanımlanmasına dahil edilen değişikliklerden biriydi. Yeni SI.


Videoyu izle: Işık Hızını Geçersek Ne Olur? Saatte 1079252850 Km (Ağustos 2022).