Bilim İnsanları Işık Hızını Görünür Hale Getirdi

Yılın başlarında Avusturyalı araştırmacılar, özel göreliliğin 100 yıldır teorileştirilen bir etkisini görünür kılmayı başardı. Bu etki, Terrell-Penrose etkisi olarak biliniyor. Aynı zamanda Terrell dönüşü ya da Lampa-Terrell-Penrose etkisi olarak da adlandırılan olgu, ışık hızında hareket eden bir cismin fotoğraflandığında hafifçe döndürülmüş şekilde görüneceğini ortaya koyuyor. Deney, Viyana Kuantum Bilimi ve Teknolojisi Merkezi (TU Wien) ile Viyana Üniversitesi iş birliğiyle gerçekleştirildi ve bulgular Communications Physics dergisinde yayımlandı.

Çalışmada, ilgili yazar Dominik Hornof ve kıdemli yazar Peter Schattschneider, fizikçi Anton Lampa’nın 1924 yılında bu fotoğrafik fenomeni ilk kez teorileştirdiğini hatırlattı. Viyana Üniversitesi’nde eğitim gören ve ders veren Lampa, bir çubuğun kozmik hız sınırına yaklaşırken görünümünün nasıl değişeceğini yazmıştı.

Yaklaşık 35 yıl sonra, fizikçiler Roger Penrose ve Nelson James Terrell aynı içgörüye ulaştı: Fotoğraflarda cisimler beklenildiği gibi sıkışmış değil, döndürülmüş halde görünecekti. Yani bir küpün yalnızca tek yüzü değil, aynı anda iki kenarı ve onların birleşim noktası görülecekti.

Schattschneider, TU Wien açıklamasında şu ifadeyi kullandı: “Eğer uçup geçen bir roketin fotoğrafını çekmek isteseydiniz, farklı noktalardan gelen ışığın kameraya ulaşmasının farklı süreler aldığını hesaba katmanız gerekirdi. Bu da küp bize sanki döndürülmüş gibi görünür.”

Işık hızı 299.792.458 metre/saniyedir. CERN veya Fermilab gibi parçacık hızlandırıcıları söz konusu sınıra yaklaşsa da parçacıkları doğru şekilde fotoğraflamak ya da şekillerini gözlemlemek mümkün değildir. TU Wien ekibi ise iPhone’un panoramik modundan esinlenen bir yaklaşım geliştirdi: Bir nesne mikron inceliğinde dilimlere ayrıldı, her dilim ayrı ayrı fotoğraflandı ve daha sonra dilimler birleştirilerek bütünsel bir görüntü oluşturuldu.

Deney sırasında, parlak ışığın kör edici yansıması kullanıldı. Günlük yaşamda gözlerden kaçırılmaya çalışılan etki, ışığın kendisini mikro ölçekte fotoğraflamak için özellikle tercih edildi. Araştırmacılar süreci “Nesneyi darbeli lazerle aydınlatıyoruz ve belirli bir gecikme süresinden sonra fotoğrafını çekiyoruz. İlgili optik yol uzunluğuna karşılık gelen kısımlardan yansıyan ışık bu fotoğrafta parlak görünüyor.” sözleriyle açıkladı.

Yöntem sayesinde ışığın hızı deneysel olarak yaklaşık 2 metre/saniyeye indirildi. Bu durum, Grand Canyon seyahatinizin yaklaşık 150 milyon fotoğrafını birleştirmekle kıyaslanabilir. Schattschneider, sonuçlar için “Durağan görüntüleri birleştirerek ultra hızlı nesnelerin kısa video kliplerini oluşturduk. Sonuç tam olarak beklediğimiz gibiydi. Bir küp dönmüş gibi görünüyor, bir küre küre olarak kalıyor ama kuzey kutbu farklı bir yerde beliriyor.” dedi.

Araştırmacılar, aynı deney düzeneğinin özel göreliliğe dair başka olguların da incelenmesinde kullanılabileceğini belirtiyor. Şimdilik ise ışık hızında yol alırken kameraya iyi taraflarınızı, hem de çoğul olarak, göstermeniz gerektiği söyleniyor.

‍

‍

‍

‍

Kaynak: https://www.popularmechanics.com/science/a68214510/visible-light-speed/