Haber Detayı
İngiltere'den Fransa'ya uzanan demir çubuk deneyi: İtme gücü karşı tarafa anında ulaşır mı?
İngiliz kıyısından Fransa'ya uzanan hayali bir çubuk deneyi, basit bir eylemin bile ışık hızını aşamayacağını gösteriyor. Çubuğun bir ucunu çektiğinizde hareketin diğer uca anında değil, malzemenin içindeki ses hızıyla yayıldığını belirten uzmanlar, 33 km'lik mesafe için gereken süreyi hesapladı..
İnternet dünyasında ortaya atılan ilginç bir düşünce deneyi, evrenin temel fizik kurallarını yeniden gündeme getirdi: Eğer İngiliz kıyısından Fransız kıyısına kadar uzanan uzunlukta bir metal çubuk olsaydı ve bir kişi bu çubuğu çekseydi, diğer uçtaki kişi bu hareketi anında hisseder miydi?Bu soruya ilk sezgisel cevap "Evet" olabilir.
Sonuçta, katı bir metal çubuğun bir ucunu ittiğinizde, diğer ucun hemen hareket etmesi beklenir.
Ancak bu yanıt, evrenin en temel ve katı kuralını, yani ışık hızını çiğnemek anlamına geliyor.Işık hızı neden aşılamaz?Evrenin hız sınırı, saniyede yaklaşık 299.792 kilometre metredir.
Hiçbir madde veya bilgi, bu hızdan daha hızlı hareket edemez.
Çubuğun bir ucunun anında hareket etmesi, bilginin - bu örnekteki çekme eyleminin - ışık hızını aşarak çubuğun diğer ucuna iletilmesi demektir ki, bu fizikte imkansızdır.Peki, çubuğun diğer ucunun hareketi, ışık hızıyla mı iletilir?
Hayır, bu da doğru değil.
Sorun, katıların çalışma biçimine dair algımızla ilgili.
Bizim ölçeğimizde, metal bir çubuk sağlam ve kesintisiz görünüyor.
Ancak mikroskobik düzeye indiğinizde, metalin aslında atomların elektromanyetik kuvvetlerle bir arada tutulduğu kristal bir yapı olduğunu görürüz.
Biz çubuğu ittiğimizde veya çektiğimizde, ilk atom katmanı bir sonraki katmanı iter ve bu hareket, çubuk boyunca bir dalga halinde yayılmaya başlar.Hareket ışıkla değil, ses hızıyla yayılıyorBu itme veya çekme bilgisinin çubuk boyunca yayılması, o ortamdaki ses hızıyla gerçekleşir.
Madde bilimcileri tarafından yapılan deneyler de, çubuğun bir ucuna vurulduğunda sinyalin diğer uca ulaşmasındaki gecikmenin, malzemenin içindeki ses hızıyla birebir eşleştiğini gösteriyor.Ses, havada saniyede yaklaşık 340 metre, suda ise 1.500 metre hızla hareket eder.
Ancak katılarda ses çok daha hızlı hareket edebilir.
Bunun nedeni, bir malzemenin sıkıştırılmaya karşı ne kadar dirençli olduğuyla (yığın modülü) ilgilidir.
Katılar, sıkıştırılmaya karşı daha dirençli olduğu için, ses dalgaları gazlara göre çok daha hızlı yayılıyor.Peki, İngiliz tarafından yapılan çekme hareketi Fransız kıyısına ne kadar sürede ulaşırdı?Eğer çubuğun demirden yapıldığını ve İngiltere ile Fransa arasındaki en kısa mesafe olan yaklaşık 33 kilometre uzunluğunda olduğunu varsayarsak, demirdeki ses hızı saniyede yaklaşık 5.130 metredir.
Bu durumda, çekme bilgisinin diğer uca ulaşması için gereken süre: 6,43 saniye olur.Bu süre hala oldukça hızlı olsa da, ışık aynı mesafeyi sadece 0,00011 saniyede kat ediyor.
Bu basit soru, evrenin hız rekorunun ne kadar inanılmaz olduğunu bir kez daha kanıtlıyor.
