Radyo dalgası ile ışık dalgası arasındaki fark nedir? Uzayda neden aynı hıza sahipler?
Radyo dalgası ile ışık dalgası arasındaki fark nedir? Uzayda neden aynı hıza sahipler?
Cevabımın büyük bir kısmını şuradan kopyalıyorum:
O zaman sadece ışık dalgalarının ve radyo dalgalarının her ikisinin de elektromanyetik dalgalar olduğu, ancak farklı frekans aralıklarına sahip olduğu gerçeğini eklemeniz gerekir. Işık dalgaları, radyo dalgalarından çok daha yüksek frekanslara sahiptir.
19. yüzyılın başlarında, bilim adamları ışığın dalgaların özelliklerine sahip olduğu konusunda hemfikir olmaya başladılar. Bu arada, elektrik ve manyetizma anlayışımızdaki ilerleme hız kazanıyordu ve yüzyılın ortalarında, elektrik ve manyetizma ile ilgili önceki tüm keşifleri birbirine bağlayan bir dizi denklem (şimdi Maxwell denklemleri olarak adlandırıyoruz) türeten James Clerk Maxwell’in çalışmasıyla doruğa ulaştı. Bu denklem seti, elektromanyetik dalgalar olarak adlandırılan dalgaları tanımlayabilir ve sonunda bu dalgaların gerçekten ışık dalgaları olduğu ve ışığın elektromanyetik bir fenomen olduğu tespit edildi.
Klasik elektrik ve manyetizma teorisini oluşturma sürecinde iki fiziksel sabit keşfedildi ve ölçüldü. Birincisi vakum geçirgenliğidir μ0 manyetizma ile ilgili ve ikincisi vakum geçirgenliğidir ε0 elektrikle ilgili. Maxwell denklemlerine göre, elektromanyetik dalgaların hızı 1√μ0εo. Bu arada, ışık hızının en iyi ölçümlerinin tümü bu tahminle aynı fikirdeydi (daha önce ölçülen değerlerden hesaplandığı gibi) μ0 ve ε0.
Bu, iki soruyu gündeme getirdi: (1) Işık bir dalga ise, dalga nedir? ve (2) Bu değer bir sabit mi, yoksa hareket halindeki bir trenden fırlatılan ve bağıl hareket durumundan etkilenen bir topun hızı gibi mi? Buna cevap vermek için, 19. yüzyılın sonlarına doğru, Michelson ve Morley, ışık hızının her yönde sabit olduğunu gösteren çok büyük ve kesin bir deney yaptılar.
Sonunda, Albert Einstein adında genç bir akademik dışlanmış, elektrik, manyetizma ve ışık hakkında daha derin soruları yanıtlamaya çalıştı. Işık hızı sonlu bir evrensel sabit olsaydı ne olacağını soran ve farklı gözlemciler tarafından yapılan bağımsız uzay ve zaman ölçümlerini koordine etmenin bir yolu olarak kullandığımız bir düşünce deneyi yaptı. Çok tuhaf sonuçlar keşfetti. Birincisi, bağıl hareket halindeki iki bağımsız gözlemci bir nesnenin uzunluğunu veya bir zaman dilimini ölçtüğünde, farklı cevaplar bulacaklardır. Ayrıca, klasik fiziğin aksine, kütlesi olan bir nesne, hareket halinde olmasa bile kinetik enerjiye benzer bir şeye sahip olabilir.
Bu çok garip gözlemler kısa sürede incelendi ve doğru olduğu bulundu.
Yani, özetlemek gerekirse:
- Işık hızı ölçüldü.
- Işık hızını, daha önce farklı bir bağlamda ölçülmüş olan diğer fiziksel sabitler açısından açıklayan bir teori ortaya çıktı.
- Deneyler ayrıca bu hızın fiziksel bir sabitin birçok özelliğine sahip olduğunu doğruladı.
- Işık hızının fiziksel bir sabit olmasının ek sonuçları, hem klasik fizik hem de sezgi ile çelişiyor gibi görünen ve yine de doğru olduğu bulundu.
Işık hızı, fiziksel kuvvetlerin ve fiziksel sabitlerin birleşmesi ilerledikçe fiziksel teori için giderek daha merkezi hale geldi. Bununla birlikte, bunun bir sabit olduğu GERÇEĞİ, basitçe fiziksel teori ile deneysel gözlem arasındaki yinelemeli ilişkinin bir ürünüdür. Evrenin varlığından veya başka herhangi bir fiziksel teori veya sabitten daha fazla “açıklanamaz”.
Her zaman olduğu gibi, ışığı ve ışık hızını anlamamızın hikayesi bu kadar basit değildir ve daha birçok bükülme ve dönüşe sahiptir. Ama işin özü bu.