Göreliliği anlamak-3: Trende zıplayan ışık: Zaman nasıl esner?
Bern'deki patent dairesinde çalışan o genç memurun yaptığı şey, yeni bir kuvvet icat etmek ya da deneylere itiraz etmek değildi. Yaptığı şey daha cüretkârdı: deneye inandı. Michelson ile Morley ışığın hızının değişmediğini söylüyorsa, ışığın hızı değişmiyordu. Nokta. Peki bu doğruysa, neyin yanlış olması gerekiyordu? Einstein'ın cevabı şuydu: zaman ile mekân hakkındaki kabullerimizin.
1905'te yayımladığı makale, bütün bu devrimi iki basit cümlenin üstüne kurar.
Birincisi: Düzgün hareket eden her gözlemci için fizik yasaları aynıdır. Bunu zaten biliyorsunuz. Bir uçakta, on bin metre yükseklikte, saatte 900 kilometre hızla giderken çayınızı bardağa doldurursunuz ve çay geriye uçmaz; yere düşer. Kapıları kapalı bir kamarada hareket ettiğinizi anlamanın hiçbir yolu yoktur. Galileo bunu dört yüzyıl önce söylemişti. Yani "hareketsiz olmak" diye mutlak bir hâl yoktur; ancak birine göre hareketsiz olursunuz.
İkincisi: Işığın boşluktaki hızı, kim ölçerse ölçsün aynıdır.
Bu iki cümle ayrı ayrı masum görünür. Yan yana konduklarında Newton'un evrenini yıkarlar. Şimdi nasıl yıktıklarını, en fazla ilkokul geometrisi kullanarak göreceğiz.
Tavanı aynalı vagon
Şimdi Einstein'ın da yaptığı bir düşünce deneyini beraber tekrarlayalım. Bir tren vagonu düşünün. Tabanına bir lamba koyduk, tam üstüne, tavana bir ayna yerleştirdik. Lamba bir ışık huzmesi gönderiyor, huzme tavana çıkıyor, aynadan yansıyıp tabana dönüyor. Bu gidiş-dönüşe "bir tık" diyelim. Elimizde bir saat var artık: tık, tık, tık.
Vagondaki yolcu için hikâye basittir. Işık dümdüz yukarı çıkar, dümdüz aşağı iner. Vagonun yüksekliği iki metreyse, ışık her tıkta dört metre yol alır.
Şimdi perondaki adama geçelim. Tren onun önünden hızla geçiyor. Işık tavana çıkarken vagon da ileri gitmiştir. Işık tabana dönerken vagon biraz daha ilerlemiştir. Dolayısıyla perondaki adam, ışığın dümdüz yukarı-aşağı gittiğini görmez; ileriye doğru yatık, ters "V" biçiminde bir yol izlediğini görür.
Şuna dikkat edin: bu yatık yol, dümdüz yoldan daha uzundur. Bir üçgenin kenarı, yüksekliğinden uzundur. Bu, tartışılacak bir şey değil; ilkokul geometrisidir. Bunu anladık herhalde.
Elimizde iki gerçek var. Peronda duran adam, ışığın daha uzun bir yol kat ettiğini görüyor. Ve Michelson-Morley deneyi diyor ki, o ışık onun için daha hızlı gidemez; ışığın hızı herkes için aynıdır.
Aynı hızda, daha uzun yol. Bunun tek bir sonucu olabilir. Daha uzun süre.
Yani perondaki adama göre, vagondaki saatin bir tıkı daha uzun sürmektedir. Yani, o........
